第四章2地壳与地幔化学.pptVIP

地壳与地幔化学 三、地幔化学 (一)地幔岩模型(橄榄岩地幔模型和榴辉岩-橄榄岩互层地幔岩模型） 1.橄榄岩地幔模型 地壳与地幔化学 2.榴辉岩-橄榄岩互层地幔岩模型 地壳与地幔化学 (二)地幔低速层 1.低速层的性质和特点 ?低的地震波速 ?高的电导率 ?高的热流值 ? 低速层越浅，热流越大 高导层深度与热流值的关系 地壳与地幔化学 2.地幔低速层的成因 部分熔融 地壳与地幔化学 (三)地幔的化学成分 1.地幔成分的研究方法 (1)主要元素确定的地球物理方法 地球的地震波速测量 高温高压下矿物地震波速和密度的测量 地壳与地幔化学 (2)原始地幔成分的确定 基本假定 a. 金属相与硅酸盐相的分离发生在行星初期 b.挥发性元素的亏损发生在地球增生以前 c.亲石元素全部进入地幔，因此亲石元素之间无分异 地壳与地幔化学 几种不同的估算方法 ? 原始未亏损样品法(Jagoutz,1979)：用亲石元素(Al,Ca,Nd同位素等)之间的比值与CI球粒陨石一致的样品，与地壳平均成分混合计算。 地壳与地幔化学 ?地幔模型法（Anderson,1983）： 以下岩石和宇宙化学限制条件计算得到各类岩石的份额和原始地幔的成分 超镁铁质岩（32.6%） 平均地壳岩石（0.56%，现代地壳为0.6%） 洋中脊玄武岩（6.7%,与40亿年消减洋壳相当） 金伯利岩（0.11%） 斜方辉石岩（59.8%） 地壳与地幔化学 ?质量平衡法（Taylor，1985） C地球= X C地幔 + （1- X）C地核 地核/地幔 = 31：69（由地球物理方法获得） 亲石微量元素是球粒陨石的1.5倍 地壳与地幔化学 3.地幔不均一性的研究方法 （1）研究意义 a.大地构造分区 b.地壳不均一性的原因 c.矿产分布 d.构造环境 地壳与地幔化学 (2)样品 地幔橄榄岩类岩石 玄武岩类岩石（分布量） 地壳与地幔化学 用玄武岩中微量元素或同位素示踪地幔成分的原理 a.元素和同位素比值的示踪原理 地壳与地幔化学 b.干扰因素的处理 地壳混染 岩浆混合 地壳与地幔化学 4.地幔的化学不均一性 （1）全球地幔至少可以划分出4个端员：a.PREMA（原始地幔） b.DMM(亏损型) c.EMI（富集I型，再循环下地壳加入） d.EMII（富集II型，壳源沉积物加入） 地壳与地幔化学 （2）全球的大区域地幔不均一性 印度洋，太平洋和大西洋玄武岩的同位素组成。 印度洋：实心三角和加圈实心圆 大西洋和太平洋：实心圆和实心三角 地壳与地幔化学 （3）北半球与南半球的同位素异常 地壳与地幔化学 （3）中国东部的地幔不均一性 地壳与地幔化学 （4）华北地块与扬子地块地幔的不均一 前者富Mo贫Cu与矿产分布一致 （5）岛弧火山岩的地幔源区不均一 富Sr等低场强元素, 亏损Nb,Ta,Ti 等高场强元素 * * *