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大洋地殼 |
本名 大洋地殼 外文名 oceanic crust 簡 稱 洋殼 年 齡 <2億年 構 成 基性、超基性岩構成 位 置 位於大洋盆地下的地殼 |
大洋地殼:主要由基性、超基性岩構成,位於大洋盆地下的地殼,簡稱洋殼。它的特點是地殼較薄而緻密,缺失陸殼所特有的「花崗岩層」。洋殼較陸殼年輕,一般不超過2億年,而大部分陸殼至少為10億年。 [1]
組成與特點
組成
大洋地殼極薄,其海水深度平均為4.5千米多數不足10千米。
大洋地殼從上到下由下列三部分組成:
a. 海洋沉積物層,平均厚度約為300米,但其厚度可以從零(特別是洋中脊附近)變化到幾千米(大陸附近),VP=2,d=1.93~2.3;
b. 鎂鐵質火成岩,以玄武岩和輝長岩為主,其厚度為1.7±0.8千米,VP =4~6,d=2.55;
c. 海洋層,主要是地幔頂部水化作用形成的蛇紋石,其厚度為4.8±1.4千米,VP =6.7,d=2.95。洋殼的厚度、年齡隨距洋中脊的距離加大而變厚、變老。但洋殼的年齡遠遠低於陸殼,多晚於中生代。
大陸地殼主要由以下元素組成:氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫、鈦,這10個元素占了地殼重量的99.96%。大洋地殼所含鋁、鉀和鈉元素比大陸地殼略少,而鎂、鈣、鐵元素較多。大陸地殼上層以花崗岩等硅、鋁為主的岩石組成,下層以玄武岩等硅、鐵、鎂為主的岩石組成。大洋地殼除表層為薄層深海沉積物外,就只有以玄武岩等硅、鐵、鎂為主的岩石組成。
結構特點
對洋殼的探測主要採用人工聲源的地震法,有關洋殼各結構層深度、密度和厚度的數據大部分是從地震折射波法探測取得的,洋殼各結構層的劃分也主要由地震縱波的速度值而定。深海鑽探計劃(DSDP)和海底 拖網採樣在各結構層的劃分和物質組成的認識上提供了許多證據。地震探測表明,正常洋殼的厚度(以莫霍面為下界)為5~10公里,大致可分為三個結構層。各層的特點如下: 層1(沉積層)。 是洋殼中厚度變化最劇烈的結構層。大洋中脊頂部沉積層缺失或零星散布,隨着遠離大洋中脊而逐漸增厚,局部厚可達3公里左右。一般認為層1的縱波速度值為1.5~3.4公里/秒,由鬆散沉積物組成。實際上,層1包括了縱波 速度值小於層2(<4公里/秒)的所有物質,由1.5~2公里/秒的鬆散沉積物和2~4公里/秒的半固結與固結沉積物組成,主要有深海鈣質、硅質軟泥、紅粘土以及白堊層和燧石等。
層2(火山岩層)。也稱基底層,沿中脊頂部廣泛出露,也廣布于洋盆其他地方。它的縱波速度值變化較大,隨地而異,變動於 3.5~6.5公里/秒之間。但大多數為4.5~5.5公里/秒。其物質成分有過爭論,有的認為是火山岩,有的認為是固結沉積物。深海鑽探查明,它主要由拉斑玄武岩和部分沉積岩組成。玄武岩常以枕狀和席狀熔岩形式出現,玄武岩中氧化鋁含量偏高,鉀含量低(小於0.3%)。層2下部可出現輝綠岩岩床和岩牆。
層3(玄武岩層)。 其縱波速度值和厚度在世界大洋不同地區表現出明顯的穩定性。由於層3的厚度較大(近5公里)、分布廣泛而穩定,它構成了大洋地殼的主體,故又稱「大洋層」。鑑於深海鑽探尚未達到層3,關於層3的岩石性質,爭論較大,一類意見堅持它是蛇紋石化橄攬岩或蛇紋岩;另一類則認為它是由輝長岩等鎂鐵質火成岩及其變質產物組成。雖然這兩種看法都可以解釋層3的縱波速度值,但層3的泊松比(0.27)低於蛇紋岩的泊松比(0.38),而接近於鎂鐵質岩石的泊松比,所以層3是由鎂鐵質岩石組成的說法得到較多的支持。一般認為層3主要由輝長岩和角閃岩組成,也不排斥其中可能含有一些橄欖岩類(可經蛇紋石化)。
層3的底面即是構成地殼下界的莫霍面, 此面之下便是超鎂鐵質岩石組成的上地幔。
成因
板塊構造說認為,洋殼形成於大洋中脊軸部,並從脊軸處向外運移,經過深洋盆,最後在海溝處向下俯衝並消亡於地幔之中。洋脊之下的原始地幔物質部分熔融,分異出玄武質岩漿,從而組成洋殼的層3。部分岩漿上升,噴出地表,冷凝成枕狀或席狀玄武岩,構成了層2。層 1則是海底在擴張過程中逐漸接受沉積的產物。這些岩石可遭受輕微蝕變,較深部可出現綠片岩相以至角閃岩相變質作用。洋殼之下是玄武岩漿分異以後殘留下來的超鎂鐵質橄欖岩。