上地幔

上地幔

地幔的一部分,即B層(莫霍面~400千米)和C層(400~670千米),曾稱榴輝岩圈

  • 中文名稱
    上地幔
  • 外文名稱
    upper mantle
  • 成分
    矽、氧外,鐵、鎂

上地幔

upper mantle;outer mantle

物質成分除矽、氧外,鐵、鎂顯著增加,鋁退居次位,由類似橄欖岩超基性岩組成,平均密度3.8克/釐米^3,壓力約1.2~1.35GPa,溫度為400~3000℃,物質狀態屬固態結晶質,但具較大的塑性;地震波P波速度約為8.10千米/秒,S波速度約為4.7千米/秒。

地球圈層名稱

深度

(公裏)

地 震

縱波速度

(公裏/秒)

地 震

橫波速度

(公裏/秒)

密度(克/立方釐米)

物 質

狀 態

一級

分層

二級

分層

傳統

分層

地 殼

地 殼

0-33

5.6-7.0

3.4-4.2

2.6-2.9

固態物質

外過渡層

(上)

上地幔

33-980

8.1-10.1

4.4-5.4

3.2-3.6

部 分

熔融物質

外過渡層

(下)

下地幔

980-2900

12.8-13.5

6.9-7.2

5.1-5.6

液態-固態 物 質

液 態 層

外地核

2900-4700

8.0-8.2

不能通過

10.0-11.4

液態物質

內 過

度 層

過度層

4700-5100

9.5-10.3


12.3

液態-固態 物 質

地 核

內地核

5100-6371

10.9-11.2


12.5

固態物質

地幔物質成分

整個地幔物質成分,一般認為與球粒隕石相近,即以鐵、鎂、矽酸鹽為主。據高溫高壓實驗資料推斷,上地幔B層以橄欖石結構的鐵鎂矽酸鹽為主,矽氧四面體以孤島狀分布在金屬離子間,也稱島狀矽酸鹽。至C層,鐵鎂矽酸鹽變成以尖晶石結構為特征。在670千米以下,則以鈣鈦礦結構鐵鎂矽酸鹽為特征。在地幔矽酸鹽晶格間或縫隙中,可能含有少量流體(即含有氮、鹵素、鹼金屬、氧、氦、的化合物),有人稱為幔汁,引起地幔熱對流,使地幔內部溫度變化較小,平均每向下1千米,溫度僅增加1℃左右。

上地幔上地幔

地幔相關資料

根據地球物理和地質學研究結果發現在上地幔上部深度約60~250千米範圍內,存在一不連續低速帶,地震波速(vP)在深60千米處,從8.2千米/秒,下降到深150千米處的7.7千米/秒,在深250千米處又上升為8.2千米/秒,屬于軟流圈,岩石可以存在局部的熔融橫波vS從相應的4.6千米/秒降至4.0千米/秒。熱量約(1.1~1.5)×10^31焦,已高于物質在該深度的熔點,局部呈熔融或軟化狀態。一般認為這可能是基性或超基性岩漿的發源地,故稱軟流圈。深源地震也發生在上地幔中,最深達720千米。因此對上地幔的研究日益受到重視並有了很大的發展。

厚度為20~400千米。地震波速在其內部隨深度增加的梯度較小,在60~150千米間,許多大洋區及晚期造山帶內有一低速層,可能是由地幔物質部分熔融造成的。

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