地球地壳组分.pptx

地球地壳组分作者：卡卡西

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主要内容地表高程与地球的地壳类型大洋地壳大陆地壳陆壳演化与深时地球

ImagefromUSGS地球内部的圈层结构与地壳地壳是类地行星最外层的固体圈层地球地壳的厚度一般在几千米至几十千米地壳的质量占地球的～0.5%

Imagecredit:GeographicStock/GettyImages地表高程分布与地球的两类地壳（陆壳与洋壳）

AlfredWegener,1880-1930“Inthewholeofgeophysicsthereishardlyanotherlawofsuchclarityandreliabilityasthis—thattherearetwopreferentiallevelsfortheworld’ssurfacewhichoccurinalternationsidebyside,andarerepresentedbythecontinentsandoceanfloors,respectively.”地球的两类地壳7

Lorenzetal.,2011固体星球表面的高程分布

陆壳与洋壳陆壳纵向上，从地表到莫霍面（P波波速从7km/s快速增加到8km/s），在有些区域，莫霍面不是截然的。横向边界在大陆架的边缘。洋壳纵向上，从地表到5-10km下的莫霍面。横向上，陆壳之外的地方。Imagecredit:McGraw-HillEducation9陆壳占地表面积约40%，但是大陆地壳有约31%的地方在海平面以下。洋壳占剩下的～60%的面积。

1.大洋地壳

海洋探索与洋壳19世纪以前，人类对海底几乎一无所知，认为海底很平，没有什么特征。19世纪，随着海洋测深工作的开展，海底地貌形态逐渐显现。20世纪，海洋调查工作大规模开展，新的设备如声呐、钻探船等将人类对海底的认识推到了全新的高度，包括海底磁条带被发现，海底扩张理论提出，最终的板块构造理论建立。第一艘深海钻探科考船：TheGlomarChallenger,设计于1960年代末。ImagefromUSGS.11

洋壳的垂向结构沉积物枕状玄武岩层状岩墙（玄武岩）辉长岩地幔橄榄岩洋壳

Imagefromwiki洋中脊是洋壳形成的地方，大部分位于海平面以下。大西洋洋中脊在冰岛露出海平面。裂谷两侧为北美板块和欧亚板块。枕状玄武岩，典型的水下喷发特征

洋壳的岩石、矿物、化学组成洋壳主要由玄武岩（上层）与辉长岩（下层）组成。两种岩石在化学上没有区别，辉长岩的结晶度更好。主要组成矿物：辉石、长石、橄榄石。玄武岩辉长岩wt.%SiO2Al2O3FeOTMgOCaONa2OK2OP2O5洋壳10.310.1

洋壳的成因—地幔减压熔融在洋中脊，热的软流圈物质上涌，在60-100km，开始发生部分熔融，最终的熔融程度20-40%（扩张速率越快，熔融程度越高）。dG/dP=V，恒温下，减压驱使反应向密度低、摩尔体积大的方向进行。

陆壳与洋壳洋壳的研究只有几十年，如今我们对洋壳的成分、结构和成因有了比较完整的认识；人类在陆壳上生活至今，陆壳的成因、深部的成分和结构、演化历史等都没能获得一致的认识…16

2.大陆地壳

陆壳的垂向结构上地壳中地壳下地壳~40km~12km厚P波波速5.7—6.4km/s沉积岩、花岗质岩石、少量镁铁质和其他种类岩石~11km厚P波波速6.4—7.1km/s中酸性到基性，角闪岩相~17km厚P波波速7.1—7.6km/s偏基性，堆晶，麻粒岩相RudnickandFountain,1995,RoG18

大陆上地壳—我们了解最多的部分主要岩石组成：主要是花岗岩类，少量各类沉积岩、玄武岩等。19黄山江门中微子实验室藏在一个花岗岩岩体中

获得上地壳成分的方法一F.W.Clarke,1847-1931大面积网格采样算平均。Clarke率先开展相关工作，给出第一个大陆上地壳成分表。20

巨大的工作量（野外和实验室分析）是研究上地壳主量元素组成唯一的方法。21获得上地壳成分的方法一

上地壳主量元素成分RudnickandGao(2014)F.W.Clarke上地壳的成分是长英质的（长石、石英为主要矿物）。一百多年，我们对上地壳成分的估计，差别并不大…RobertaRudnickShanGao22

方法二：巧借大自然之力ShalesfromthenorthernNorway.Photocredit:碎屑沉积岩记录大陆上地壳的平均成分。20世纪七八十年代，TaylorandMcLennan等人提出用页岩获得大陆上地壳不活