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基础地质/岩石圈

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岩石圈是地球这个岩石行星的固体外壳。这意味着地壳和上地幔的一部分,它们与地壳相连(参见右侧的图片)。

岩石圈之下是软流圈,它是上地幔更弱、更热、更深的部分。

图片 2: 地球岩石圈的构造板块。

岩石圈是地球对流系统流体部分的表面层,因此它随着时间的推移而变厚。它被分成称为板块的碎片(如左侧图片所示),这些板块相对于彼此独立移动。岩石圈板块的这种运动被称为板块构造。

地球外层分为岩石圈和软流圈,不要与地球外层的化学划分(即地幔和地壳)混淆。所有地壳都在岩石圈中,但岩石圈通常包含的地幔比地壳多。


岩石圈有两种类型

  • 海洋岩石圈,与海洋地壳相关联
  • 大陆岩石圈,与大陆地壳相关联

海洋岩石圈通常厚约 50-100 公里(但在中洋脊下方不比地壳厚)。大陆岩石圈更厚(约 150 公里)。它由约 50 公里的地壳和 100 公里或更多的最上层地幔组成。

海洋岩石圈主要由基性地壳和超基性地幔组成,密度高于大陆岩石圈,大陆岩石圈的地幔与由长英质岩石组成的地壳相关联。地壳与上地幔的区别在于莫霍面不连续处发生的化学成分变化。海洋岩石圈随着年龄的增长以及远离中洋脊的移动而变厚。这种增厚是通过传导冷却发生的,它将热软流圈转化为岩石圈地幔,并导致海洋岩石圈随着年龄的增长而变得越来越致密。海洋岩石圈在几千万年内比软流圈密度低,但在此之后比软流圈密度越来越高。成熟海洋岩石圈的重力不稳定性会导致海洋岩石圈在俯冲带不可避免地沉入俯冲板块之下,俯冲板块可以是海洋的也可以是大陆的。新的海洋岩石圈不断在中洋脊生成,并在俯冲带回收到地幔中。因此,海洋岩石圈远比大陆岩石圈年轻:最古老的海洋岩石圈大约有 1.7 亿年的历史,而大陆岩石圈的一部分已经有数十亿年的历史。

岩石圈的另一个区别特征是它的流动特性。在驱动板块构造运动的低强度、长期应力的影响下,岩石圈本质上表现为一个刚性壳体,因此主要通过脆性断裂变形,而软流圈(岩石圈下方地幔层)被热软化,通过塑性变形来适应应变。

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