Субконтинентальная литосферная мантия - Subcontinental lithospheric mantle

земной шар в разрезе основной к корка, литосфера, состоящая из коры и литосферной мантии (детали не в масштабе)

В субконтинентальная литосферная мантия (SCLM) - самая верхняя твердая часть Мантия земли связанный с континентальная литосфера.

Современное понимание земного верхняя мантия состоит в том, что есть два различных компонента - литосферный часть и астеносфера. Литосфера, в которую входят континентальные плиты, действует как хрупкое твердое тело, тогда как астеносфера горячее и слабее из-за мантийной конвекции. Граница между этими двумя слоями реологически основаны и не обязательно являются строгой функцией глубины. Конкретно, океаническая литосфера (литосфера под океаническими плитами) и субконтинентальная литосфера определяется как механический пограничный слой, который нагревается за счет теплопроводности, а астеносфера является конвектирующей адиабатический слой. В отличие от океанической литосферы, которая подвергается более быстрой переработке, субконтинентальная литосфера химически отлична, холодна и старше. Это выразилось в различиях между SCLM и океаническая литосферная мантия.

Есть два разных типа субконтинентальной литосферы, которые сформировались в разное время в истории Земли: Архейский и Фанерозой субконтинентальная мантия.

Архейская субконтинентальная мантия

Архейская литосфера сильно обеднена такими плодородными индикаторами расплава, как CaO и Al.2О3. Это истощение основных элементов должно быть следствием формирования архейской литосферы.[1] Микроэлементы многочисленны в литосфере архея относительно MORB (который представляет собой образец современной верхней мантии) и были отобраны методом изотопного датирования Re-Os перидотиты и офиолиты. Микроэлементный состав этих ксенолитов предполагает смешение двух разных слоев субконтинентальной мантии. В частности, теория выноса архейской субконтинентальной литосферы ниже архейской континентальной коры через расслоение помогает объяснить мантию-перидотит ксенолиты найдено в вымерших Сьерра-Невада дуга.[2] Хотя есть свидетельства сохранения архейской литосферы, существуют разногласия по поводу сохранения архейской мантии, для которой была бы получена архейская литосфера.

Формирование архейского SCLM загадочно. Одна ранняя теория, что коматиите расплавы сформировали архейский SCLM[3] не объясняет, как коматииты, образующиеся в жарких и глубоких средах, создают неглубокий и прохладный резервуар. Другая модель образования архейского SCLM предполагает, что SCLM сформировался в субдукционной среде, в которой новая архейская кора была создана в результате плавления плиты.[4] Если примитивная мантия является исходным составом для этого события формирования SCLM, погружающаяся плита будет состоять из ТТГ земной коры, то удаление базальтового расплава и обогащение мантийного клина кислыми расплавами может объяснить формирование обедненной архейской субконтинентальной литосферы. Для получения дополнительной информации см. Архейская субдукция.

Фанерозойская субконтинентальная мантия

Механизм дуги субдукция Хорошо известно, что это место, где формируется новая континентальная кора, и предположительно также место субконтинентального мантийного генезиса. Во-первых, гидратированные плиты океанической коры начинают погружаться, в результате чего выделяются флюиды (метаморфизм зоны субдукции ) к мантийному клину выше. Продолжение субдукции плиты приводит к дальнейшей гидратации мантии, что вызывает частичное плавление мантийного клина. Таким образом, ожидается, что современная субконтинентальная мантия представляет собой бывший мантийный клин, обедненный расплавом. Если связи между континентальной корой и субконтинентальной литосферной мантией не существует, а оба резервуара сформировались в результате другого земного процесса, то это еще больше усложняет механизмы формирования архейской субконтинентальной мантии.

Рекомендации

  1. ^ Пирсон, Д.Г .; Новелл, Г. М. (16 сентября 2002 г.). Davies, J. H .; Brodholt, J. P .; Вуд, Б. Дж. (Ред.). «Континентальная литосферная мантия: характеристики и значение как мантийный резервуар». Философские труды Королевского общества. Королевское общество. 360 (1800): 2383–410. Bibcode:2002RSPTA.360.2383P. Дои:10.1098 / rsta.2002.1074. ISSN  1364-503X. JSTOR  3558903. PMID  12460473.
  2. ^ Ли, Син-Тай; Инь, Цинчжу; Rudnick, Roberta L .; Чесли, Джон Т .; Якобсен, Стейн Б. (15 сентября 2000 г.). «Изотопные доказательства осмия мезозойского удаления литопсферной мантии под Сьерра-Невада, Калифорния». Научный журнал. Американская ассоциация развития науки. 289 (5486): 1912–1916. Bibcode:2000Sci ... 289.1912L. Дои:10.1126 / science.289.5486.1912. ISSN  1095-9203. JSTOR  3077682. PMID  10988067.
  3. ^ Парман, Стивен В .; Grove, Timothy L .; Данн, Джесси С .; де Вит, Маартен Дж. (2004). «Происхождение субдукции коматиитов и кратонной литосферной мантии». Южноафриканский журнал геологии. Геологическое общество Южной Африки. 107 (1–2): 107–118. CiteSeerX  10.1.1.208.4938. Дои:10.2113/107.1-2.107.
  4. ^ Роллинсон, Хью (декабрь 2010 г.). «Совместная эволюция архейской континентальной коры и субконтинентальной литосферной мантии». GeoScienceWorld. Геологическое общество Америки. 38 (12): 1083–1086. Bibcode:2010Гео .... 38.1083R. Дои:10.1130 / G31159.1. ISSN  1943-2682.