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大型火成巖區域
編輯大型火成巖省 (LIP) 是一個非常大的火成巖堆積體,包括侵入巖(窗臺、堤壩)和噴出巖(熔巖流、火山灰沉積物),當巖漿穿過地殼流向地表時產生。 LIP 的形成在不同程度上歸因于地幔柱或與發散板塊構造相關的過程。 在過去的 5 億年中,一些 LIP 的形成與大規模滅絕和快速的氣候變化同時發生,這導致了許多關于因果關系的假設。 LIPs 與任何其他目前活躍的火山或火山系統有著根本的不同。
定義
編輯1992 年,研究人員首次使用大型火成巖省一詞來描述在極短的地質時間間隔內噴發或埋藏在深處的基性火成巖的非常大的堆積——面積大于 100,000 平方公里(大約是冰島的面積): 幾百萬年或更短。 定義中不包括鎂鐵質玄武巖海底和“正常”板塊構造的其他地質產物。
類型
LIP 的定義已經擴展和細化,并且仍在進行中。 LIP 現在也經常用于描述大量區域,不僅是基性巖,還有所有類型的火成巖。 已提議將 LIPs 分為大型火山區 (LVP) 和大型深成巖區 (LPP),并包括由正常板塊構造過程產生的巖石,但這些修改并未被普遍接受。
一些 LIPs 在地理上完好無損,例如印度的玄武巖德干圈閉,而另一些則因板塊運動而破碎和分離,例如中大西洋巖漿區 (CAMP)——其中一部分位于巴西、北美東部和北部 -西非。
研究 LIP 的動機
編輯大型火成巖區 (LIP) 是在短暫的火成巖事件期間產生的,導致火山巖和侵入性火成巖的相對快速和大量積累。 這些事件值得研究,因為:
- 大規模滅絕與全球環境和氣候變化之間的可能聯系。 邁克爾·蘭皮諾和理查德·斯托瑟斯 (Michael Rampino and Richard Stothers, 1988) 列舉了 11 次不同的洪水-玄武巖事件——發生在過去的 2.5 億年中——形成了火山區和海洋高原,并與大規模滅絕同時發生。 這一主題已發展成為一個廣泛的研究領域,連接了生物地層學、火山學、變質巖石學和地球系統建模等地球科學學科。
- LIP 的研究具有經濟意義。 一些工人將它們與捕獲的碳氫化合物聯系起來。 它們與銅鎳和鐵的經濟濃度有關。 它們還與主要礦區的形成有關,包括鉑族元素 (PGE) 礦床以及硅質 LIP 中的銀和金礦床。 還發現了與 LIP 相關的鈦和釩礦床。
- 地質記錄中的 LIPs 標志著水圈和大氣層的重大變化,導致了重大的氣候變化,并可能導致物種大規模滅絕。 其中一些變化與溫室氣體從地殼快速釋放到大氣有關。 因此,LIP 觸發的變化可以作為案例來了解當前和未來的環境變化。
- 板塊構造理論使用構造板塊之間的相互作用來解釋地形,受下層地幔內流動產生的粘性應力的影響。 由于地幔非常粘稠,地幔流速以脈沖形式變化,這些脈沖通過小振幅、長波長的起伏反映在巖石圈中。 了解地幔流動與巖石圈抬升之間的相互作用如何影響 LIPs 的形成對于深入了解過去的地幔動力學非常重要。
- LIPs 在大陸分裂、大陸形成、上地幔的新地殼添加和超大陸旋回中發揮了重要作用。
大型火成巖區地層
編輯地球有一個外殼,由許多漂浮在液態地核上方的固體對流地幔上的離散的、移動的構造板塊組成。 地幔的流動是由俯沖過程中冷構造板塊的下降和來自較低水平的熱物質羽流的互補上升驅動的。 地球表面反映了板塊相互作用時的拉伸、增厚和彎曲。
海洋板塊在上升流、擴張和俯沖時的形成是板塊構造學公認的基本原理,熱地幔物質的上升流和較冷的海洋板塊的下沉推動了地幔對流。 在這個模型中,構造板塊在大洋中脊處分叉,熱的地幔巖石向上流動以填充空間。 板塊構造過程占地球火山活動的絕大部分。
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