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 大洋地壳

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本名 大洋地壳

外文名 oceanic crust

简 称 洋壳

年 龄 <2亿年

构 成

基性、超基性岩构成

位 置

位于大洋盆地下的地壳

大洋地壳:主要由基性超基性岩构成,位于大洋盆地下的地壳,简称洋壳。它的特点是地壳较薄而致密,缺失陆壳所特有的“花岗岩层”。洋壳较陆壳年轻,一般不超过2亿年,而大部分陆壳至少为10亿年。 [1]

组成与特点

组成

大洋地壳极薄,其海水深度平均为4.5千米多数不足10千米。

大洋地壳从上到下由下列三部分组成:

a. 海洋沉积物层,平均厚度约为300米,但其厚度可以从零(特别是洋中脊附近)变化到几千米(大陆附近),VP=2,d=1.93~2.3;

b. 镁铁质火成岩,以玄武岩辉长岩为主,其厚度为1.7±0.8千米,VP =4~6,d=2.55;

c. 海洋层,主要是地幔顶部水化作用形成的蛇纹石,其厚度为4.8±1.4千米,VP =6.7,d=2.95。洋壳的厚度、年龄随距洋中脊的距离加大而变厚、变老。但洋壳的年龄远远低于陆壳,多晚于中生代。

大陆地壳主要由以下元素组成:氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、钛,这10个元素占了地壳重量的99.96%。大洋地壳所含铝、钾和钠元素比大陆地壳略少,而镁、钙、铁元素较多。大陆地壳上层以花岗岩等硅、铝为主的岩石组成,下层以玄武岩等硅、铁、镁为主的岩石组成。大洋地壳除表层为薄层深海沉积物外,就只有以玄武岩等硅、铁、镁为主的岩石组成。

结构特点

对洋壳的探测主要采用人工声源的地震法,有关洋壳各结构层深度、密度和厚度的数据大部分是从地震折射波法探测取得的,洋壳各结构层的划分也主要由地震纵波的速度值而定。深海钻探计划(DSDP)和海底 拖网采样在各结构层的划分和物质组成的认识上提供了许多证据。地震探测表明,正常洋壳的厚度(以莫霍面为下界)为5~10公里,大致可分为三个结构层。各层的特点如下:  层1(沉积层)。 是洋壳中厚度变化最剧烈的结构层。大洋中脊顶部沉积层缺失或零星散布,随着远离大洋中脊而逐渐增厚,局部厚可达3公里左右。一般认为层1的纵波速度值为1.5~3.4公里/秒,由松散沉积物组成。实际上,层1包括了纵波 速度值小于层2(<4公里/秒)的所有物质,由1.5~2公里/秒的松散沉积物和2~4公里/秒的半固结与固结沉积物组成,主要有深海钙质、硅质软泥、红粘土以及白垩层和燧石等。

层2(火山岩层)。也称基底层,沿中脊顶部广泛出露,也广布于洋盆其他地方。它的纵波速度值变化较大,随地而异,变动于 3.5~6.5公里/秒之间。但大多数为4.5~5.5公里/秒。其物质成分有过争论,有的认为是火山岩,有的认为是固结沉积物。深海钻探查明,它主要由拉斑玄武岩和部分沉积岩组成。玄武岩常以枕状和席状熔岩形式出现,玄武岩中氧化铝含量偏高,钾含量低(小于0.3%)。层2下部可出现辉绿岩岩床和岩墙。

层3(玄武岩层)。 其纵波速度值和厚度在世界大洋不同地区表现出明显的稳定性。由于层3的厚度较大(近5公里)、分布广泛而稳定,它构成了大洋地壳的主体,故又称“大洋层”。鉴于深海钻探尚未达到层3,关于层3的岩石性质,争论较大,一类意见坚持它是蛇纹石化橄揽岩或蛇纹岩;另一类则认为它是由辉长岩等镁铁质火成岩及其变质产物组成。虽然这两种看法都可以解释层3的纵波速度值,但层3的泊松比(0.27)低于蛇纹岩的泊松比(0.38),而接近于镁铁质岩石的泊松比,所以层3是由镁铁质岩石组成的说法得到较多的支持。一般认为层3主要由辉长岩和角闪岩组成,也不排斥其中可能含有一些橄榄岩类(可经蛇纹石化)。

层3的底面即是构成地壳下界的莫霍面, 此面之下便是超镁铁质岩石组成的上地幔。

成因

板块构造说认为,洋壳形成于大洋中脊轴部,并从脊轴处向外运移,经过深洋盆,最后在海沟处向下俯冲并消亡于地幔之中。洋脊之下的原始地幔物质部分熔融,分异出玄武质岩浆,从而组成洋壳的层3。部分岩浆上升,喷出地表,冷凝成枕状或席状玄武岩,构成了层2。层 1则是海底在扩张过程中逐渐接受沉积的产物。这些岩石可遭受轻微蚀变,较深部可出现绿片岩相以至角闪岩相变质作用。洋壳之下是玄武岩浆分异以后残留下来的超镁铁质橄榄岩。

参考来源

  1. 大洋地壳, 豆瓣电影, 2020-01-18