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地球的内部构造

一、地球内部构造及主要界面

1.  确定依据:地震波波速的变化。

P、S波在地球内部的传播与物质成分、物理状态有关:密度越高速度越快;界面处发生反射和折射;液体中S波不能通过,P波则要降低速度。

2.  地球内部重要界面

康拉德面(Si-Al/Si-Mg界面):~10km深处;莫霍面(壳幔界面):~33km深处;软流圈或低速带(洋60~km、陆~km)顶面:洋60km、陆km间断面:软流圈底界,球面震中距km,过后密度和波速增加;上下地幔界面:km深处;古登堡面(幔核界面):km深处;莱曼面(固内核-液外核间过渡带):

登堡面:核幔界面,km,横波到达这一界面即告消失。纵波能通过,但通过后速度明显减慢。同时,纵波到达该界面还发生反射与折射,导致出现纵波阴影带(shadowzone),即纵波在地表的一定区间不能被接收的地带。D”层,是一个位于下地幔底部约km厚的核幔边界,即地球的硅酸盐地幔和液态铁-镍外核的边界。位于古登堡面之上。

GPa下后钙钛矿结构由Mg原子和SiO6八面体组成

由MgSiO3的高压相-后钙钛矿组成。随着压力的升高,MgSiO3将经历顽火辉石→钙钛矿→后钙钛矿的相变。日本东京技术研究所学者4年高温高压实验最早取得成功。

二、地球内部各圈层的物质成分及其状态

1.  地壳(crust):大洋厚7~8km;大陆平均厚35km,喜马拉雅山最厚70km.

◆  Si-Al层(大陆地壳)

成分相当于花岗岩(沉积岩、火成岩、变质岩);P波6km/s;密度2.7g/cm3。陆壳变形复杂,陆核形成很老。2亿年前的地层大都分布在陆壳中。

——————————康拉德面——————————

◆  Si-Mg层(大洋地壳)

成分相当于玄武岩(辉长岩);P波7/s;密度2.9;缺少花岗岩。

———————————33km(莫霍面)——————

2.地幔(mantle):成分相当于超镁铁岩。

◆  岩石圈地幔:厚约30km。地壳+固态地幔=岩石圈

铁镁钙含量高;P波速度为8km/s;火山岩中的包裹体和模拟实验得出:橄榄石55%+辉石35%+石榴子石10%=“辉石橄榄岩”(与上地幔相同)。

———岩石圈底界:大洋区,60km;大陆区,km————

◆  软流圈:玄武岩浆源。平均厚km;P波速7.8km/s。

1%~10%的物质呈熔融状态,强度小、波速低、可缓慢流动。

◆  间断面(球面震中距km):软流圈底界。密度和波速增加。

◆  固相上地幔,密度更大,使橄榄石分解为FeO、SiO、MgO。

——————————km————————————

◆  下地幔:固相,铁镁含量更高。

—————————km(古登堡面)————————

3.  地核:密度10~11g/cm3;占地球质量的1/3;成分推测为铁与少量镍、硫混合物。

◆  外核:液态(由于界面折射,为P波阴影区),不能通过横波。

———————莱曼面:内外核过渡带————————

◆  内核:固态

——————————km(地心)———————————

三、均衡原理

地表高低不平,如何能保持平衡?

陆地平均高m,最高山.43m;最低处死海-m;荷兰平均海拔-5m;海洋平均深-m,最深海沟-m,为马里亚纳海沟。

1.艾利地壳均衡说(密度相同,浮力均衡,山根说,Aily  GB,)地势起伏与莫霍面起伏呈镜像反映;均衡底面呈凹凸不平状。

轻的地壳(山体)厚度大,下沉深,浮力大;重的地壳(盆地)厚度小,浮力小。两者的密度是相同的,共同漂浮在密度更大的上地幔上。特点:莫霍面是均衡面。缺陷:高山和平原的岩块具有相同密度的观点不全面。

2.均衡补偿(地幔补偿,重力均衡,HolmesA,)

其主要依据:引起均衡的动力不是岩块的浮力,而是重力。主要观点为重力均衡;地幔顶部有一平面:均衡补偿基面(在此面以上各柱体的物质总重量相等,故能保持重力的平衡)。在补偿基面(

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