上地幔

  上地幔

1上地幔

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

2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、硅酸鹽為主。近年來,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硅酸鹽為主,硅氧四面體以孤島狀分佈在金屬離子間,也稱島狀硅酸鹽。至C層,鐵鎂硅酸鹽變成以尖晶石結構為特徵。在670千米以下,則以鈣鈦礦結構鐵鎂硅酸鹽為特徵。在地幔硅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、碳、氧、氦、硫的化合物),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。

3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,屬於軟流圈,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,已高於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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