01地球层圈结构讲解.ppt

一、地球层圈的划分 地壳的基本特征 2. 莫霍面 两种意义上的莫霍面 （1）岩石学莫霍面：辉长岩与橄榄岩之间的界面，或者是角闪岩、中性高压变粒岩与橄榄岩、榴辉岩之间的界面。存在化学不连续面与相转换面之争 （2）地震莫霍面（壳—幔之间的地震波速不连续面）： 正常地壳P波速≤7km/s；其下的波速8.0±0.2km/s；过渡带（地震莫霍面）P波速6.8～7.8 km/s。 岩石学莫霍面与地震波速莫霍面两者可能不一致 自上而下： 1、远洋深水沉积 2、为基性枕状熔岩，为大洋拉斑玄武岩 3、为辉绿岩墙或岩床，底部为席状岩墙群 4、铁镁质深成杂岩，辉长岩、角闪岩 5、橄榄岩（大洋岩石圈地幔） 组成和物性变化很大，缺乏一个共同的成因方式，大陆岩石圈的组成上部是由非均一成分和具有复杂构造和热演化史的不同块体拼合而成，因而它们具有不同的强度。 大陆下地壳的性质因地而异，不同的性质造成了复杂多样的效应与结果，诸如活动断裂带的宽度、造山带高度、沉积盆地以及被动大陆边缘的下沉速度的差异等. 3). 岩石圈的力学结构 4). 岩石圈的温度结构 壳幔的温度状态主要是通过热流量获得的。热流是地表单位面积上在单位时间内由地球内部散发出来的热量，单位: HFU[微卡/（厘米2.秒)]， 1HFU=41.8mW/(m2.s) 全球已有测量数据: 大陆和大洋平均值：1.5HFU 洋中脊：2.5~3HFU，最高达8HFU 海沟：约1HFU；岛弧及边缘海：约2HFU 岩石圈热状态取决于两种因素： 内部：主要与U、Th、40K等生热放射性同位素有关，它们主要富集在大陆花岗岩、流纹岩中，比基性、超基性岩生热率大上千倍。 外部：主要与深部（热的软流圈）的加热有关 5). 岩石圈的化学结构 大陆地壳：复杂的成分结构 地幔岩石圈：是橄榄石、辉石和石榴石的某种组合 壳幔的化学过程：主要通过几个方面研究： 玄武质岩石的信息 花岗质岩石的信息 捕虏体与捕虏晶的研究：岩石探针 流体包裹体的研究 a、岩石圈存在垂向的分层性 构造证据：不同规模、不同层次的层间滑动断裂，如变质岩区普遍存在的顺层韧性剪切带（一定层次）、固态流变构造、大型伸展剥离断层和逆冲推覆构造 不规则的多边形结构（陆块构造） 多级次（10-8--108）的强变形带围绕弱变形域而构成的网结状构造。 全球统一的软流圈是否存在？ 岩石圈之下的软流圈一般为低速层，但有些大陆没有观测到软流圈的低速层。 岩石圈纵横向上的不均一性的发现其意义在于： i) 大陆构造是极为复杂的，其成因机制也是复杂的——提出了大陆动力学的研究方向 ii) 对经典板块构造理论提出了质疑 (2)、岩石圈的力学性质—岩石圈的流变分层性 二、地球内部温度 * 地壳 地幔 地核 Si-Al层 Si-Mg层 康氏面(10-15km) 莫霍面(33km) 软流圈(Asthenosphere) 外核（液态） 内核（固态） 下地幔 上地幔 古登堡面(2900km) 250-400km 岩石圈（Lithosphere) 地球 80km 第 1 章 地球的层圈结构 地壳 地核 外核 内核 地幔 岩石圈和软流圈 地球由地核、地幔和地壳组成，它们具有不同的化学成分和物理性质 地核 地幔 洋壳(7km) 陆壳(33km) 1、地壳:指莫霍面以上由固体岩石组成的地球最外部圈层。 莫霍界面 　　地壳平均厚为18km，大洋区平均厚7km，且均匀（洋壳）。大陆区地壳变化于20km-80km方向，平均厚33km。 厚度: 平均33km，陆壳最厚达80km（青藏），洋壳平均7km。 组成: 陆壳为三大岩类，洋壳主要为玄武岩。密度2.6 - 2.9，主要由硅酸盐矿物组成。 构造: 陆壳复杂（存在褶皱和断裂）, 洋壳简单（无褶皱）。 年龄： 陆壳老（最老44-45亿年） 洋壳新（最老2亿年）。 　　传统认为陆壳中部较普遍存在一个次一级界面（称康拉德面），据此将地壳分为上、下地壳，上地壳均厚15km，硅铝层或花岗质壳；下地壳均厚18km，硅镁层或玄武质壳。 康拉德界面 1) 陆壳 陆壳的纵向结构和岩石分布 (据Wedepohl，1995) （after Songlin Li et al., U.S. Geological Survey, 1998) 2) 洋壳： 目前根据大洋钻探洋壳一般分三层： 沉积层: Vp ? 2.2km/s 玄武岩层：Vp?5.2km/s 辉绿、辉长岩组成的席状岩墙杂岩：Vp ?6.7km/s 洋壳厚度~7km，洋脊洋岛变化在15~20km