上述层1、层2和层3是洋盆底部大洋地壳的标准结构,其下便是大洋地壳的下界莫霍面了。然而,在大洋中脊及年轻海岭附近莫霍面往往不甚清晰,存在着一层VP为(7.2~7.7)km/s的异常波速值的层面,这一VP值大于层3的VP平均值[(6.69±0.26)km/s],而小于上地幔的VP平均值[(8.13±0.24)km/s],故称之为壳幔过渡层或壳幔(带)混合层,也称之为异常上地幔(图2.5)。莫霍面附近沿地幔顶部传播的纵波称Pn波,横波称Sn波。Pn值一般为(7.9~8.1)km/s,如果Pn值小于7.7km/s或7.8km/s时此即为异常上地幔(壳幔过渡层)。据观测数据分析,Pn值有明显的各向异性,在与洋脊或海岭相平行的方向上rn值最小,相垂直的方向上Pn值较大,而Sn则只能通过大洋盆地,却不能通过洋中脊、年轻海岭及岛弧凹侧,这意味着后者地幔盖层的顶部较前者软弱。
还需要指出的是,大洋和大陆岩石圈的波速值并不重叠,不存在VP为(7.2~7.7)km/s的中间层,但大陆边缘则明显不同,VP值占有从沉积盖层到地幔盖层的整个变化范围,并随深度的增加而增大,这表明,VP为(7.2~7.7)km/s的壳幔过渡层存在于大陆边缘之下,它的存在是过渡型岩石圈与大陆和大洋岩石圈的重要区别。
浅地幔刚硬层
大洋浅地幔刚硬层主要由超镁铁质岩组成,与大陆浅地幔刚硬层不同的是保留了更多的易熔组分,更接近于未分异的原始地幔。林伍德(A.E.Ringwood,1981)提出的大陆和大洋上地幔的分带模式(图2.6)即为这一差别的明显反映。林伍德认为地幔上部的超镁铁质岩是地幔分异出玄武岩浆后难熔的残留部分,它的下部是尚未分异出玄武岩组分的原始地幔岩。实验也表明,当地幔岩熔出约45%的熔浆时,其残留岩石相当于纯橄榄岩;熔出25%时,相当于斜方辉石橄榄岩;熔出5%时,相当于二辉橄榄岩。可见大洋上地幔则是由熔融程度较低、密度较大[平均密度为(3.3~3.4)g/cm3]、刚度较高[VP平均值为(8.13±0.24)km/s]的地幔刚硬层所组成的。正是这一刚硬层才驮载着整个大洋岩石圈,沿着下伏软流圈的顶面斜坡(洋脊之下缺失上地幔刚性顶盖)向两侧滑动和漂移。
与大陆岩石圈一样,地幔刚硬层之下便是软流圈顶部的低速层了。
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① 沉积物埋藏后至固结为坚硬岩石,在受到变质作用和风化作用之前的各种物理、化学和生物变化即成岩作用。
本文标题:大洋岩石圈(2)
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