地幔由什么组成
更新时间:2023-09-13

地幔由什么组成


  地幔由什么组成


  地幔主要由固态物质组成,地幔是地球的莫霍面以下、古登堡面(深2885km)以上的中间部分。根据地震波的次级不连续面,以650km深处为界,可将地幔分为上地幔和下地幔两个次级圈层。

  1.上地幔上地幔的平均密度为3.5g/cm³,这一密度值与石陨石相当,暗示其可能具有与石陨石类似的物质成分。从火山喷发和构造运动从上地幔上部带出来的深部物质来看,也均为超基性岩。近年来通过高温高压试验来模拟地幔岩石的性质时发现,用橄榄岩55%、辉石35%、石榴子石10%的混合物作为样品(矿物成分相当于超基性岩),在相当于上地幔的温压条件下测定其波速与密度,得到与上地幔基本一致的结果。根据以上理由推测,上地幔由相当于超基性岩的物质组成,其主要的矿物成分可能为橄榄石,有一部分为辉石与石榴子石,这种推测的地幔物质被称为地幔岩。

  上地幔上部存在一个软流圈,约从70km延伸到250km左右,其特征是出现地震波低速带。物理实验表明,波速降低可能是由于软流圈物质发生部分熔融,使其强度降低而引起的。据地内温度估算,软流圈的温度可达700-1300℃,已接近超基性岩在该压力下的熔点温度,因此一些易熔组分或熔点偏低的组分便可开始发生熔融。据计算,软流圈的熔融物质可能仅占1%-10%,熔融物质散布于固态物质之间,因而大大降低了强度,使软流圈具较强的塑性或流动性。由于软流圈物质已接近熔融的临界状态,因此它成为岩浆的重要发源地。

  2.下地幔下地幔的平均密度为5.1g/cm³.由于这里经受着强大的地内压力作用,使得存在于上地幔的橄榄石等矿物分解成为FeO、MgO、SiO2和Al2O3,等简单的氧化物。与上地幔相比,其物质化学成分的变化可能主要表现为含铁量的相对增加(或Fe/Mg的比例增大)。由于压力随深度的增大,物质密度和波速逐渐增加。