地幔不均一性原因

引起地幔化学组成不均一的原因是很复杂的。归纳起来主要有如下几种可能的因素：

在地球形成的行星吸积过程中就存在化学组成的不均一性。因为各类陨石在微量元素组成上有较大的差别。如陨石中 U/Pb 的变化就很大，月球的238U/204Pb 比达到 104 数量级。地球形成初期捕获的各类陨石和小行星体，作为地球组成的一部分，本身就不是完全均一的。
在地球形成以后的分异过程中，特别是在地球演化的早期大陆地壳形成过程中，便引起了大陆地幔与海洋地幔的区域不均一性。
由于大陆发生漂移，使地壳与地幔结构发生重新组合。如当一个大陆块漂移到海洋地幔上面时，会使其下面的放射能增加一倍，这时该大陆地壳下面的温度场将急剧增高，加速了物质的分异，改变了地幔原来的性质。
地幔对流圈的转换可能是引起现代地幔不均一性的重要机制。根据地幔对流理论，在地幔中存在着两种规模的对流圈。一种是只发生在软流圈和岩石圈之内的浅地幔对流圈，其对流圈轴向平行于大洋中脊。另一种是对流深度和规模更大的深地幔对流圈，其对流圈轴向垂直于大洋中脊方向，岛链方向代表轴向。在地球历史上，对流圈的形状和中心位置会发生变化，有人根据地核增长的假设和同位素年代学资料，认为地幔对流圈主要转换的时间发生在 26，18，10 和 2 亿年。因此地幔等时线年龄主要发生在 17—18 亿年

是否意味着对流圈转换是可以探讨的。对流圈的外层流动部分往往是混合比较均一的部分，各种深度提取的岩浆也主要来自这一流动层，因此它将逐渐变得愈来愈亏损大离子亲石元素。对流圈的中心部位和边角位置往往是不流动的，保持了原始地幔的特征。当对流圈分化转换时，新的对流可以在原对流圈的中心部位出现，这就造成了原始地幔物质和亏损地幔物质的混合，如冰岛地区那样的混合模式。假定在 18 亿年或 10 亿年时建立起来的地幔对流圈中，一部分地幔区域保持了封闭体系（主要处于中心部位），在中生代以后，这些对流圈由于转换作用而分化，可将中心部位处于封闭体系的地幔物质带到上部，并由岩浆作用喷发至地表，因此中生代以后的近代火山岩的同位素体系可以记录到 18 亿年或 10 亿年的等时线年龄。