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岩石圈的范围

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顾名思义,岩石圈是由岩石组成的,包括地壳和上地幔顶部.我们要理解岩石圈的概念,首先要了解什么是地壳和上地幔?进而了解岩石在地壳和上地幔中是如何分布的?
大家知道地球是一个半径有6370多公里的椭球体,它从表面向地心可以分为地壳、地幔和地核三部分.地壳是地球的最表层,由于地球表面有陆地和海洋,因此,又有大陆地壳和大洋地壳之分.大陆地壳一般厚度为33-35公里,最厚地区大约为50-70公里.我国青藏高原是世界上地壳厚度最大的地区之一,平均厚度可以达到70公里.
大陆地壳通常分为三层,由三种不同成分的岩石组成.最上面是沉积岩层,向下依次是花岗岩层和玄武岩层；大洋壳的厚度很小,平均仅为6-8公里；大洋地壳最上面是很薄的海底沉积物,向下是玄武岩,在海底形成的玄武岩由于海水的作用,岩石被塑造成一个接一个排列的“枕头”,地质学家把这种玄武岩叫做“枕状熔岩”,这是在大陆玄武岩中见不到的一种地质现象.深海钻探和地震研究发现,洋壳玄武岩下面还发育有岩墙状的辉长岩和辉绿岩,以及由超镁铁质岩石蚀变形成的蛇纹岩.
从大陆地壳和大洋地壳的结构可以看出,遍布于地壳中的岩石在分布上具有一定规律性.洋壳和陆壳在岩石组成上最明显的区别在于大洋地壳中至今没有发现花岗岩层,而在大陆地壳中花岗岩体却有大面积的分布.
在我们对地壳的结构有了大概的了解之后,人们自然会问：地幔又是由什么岩石组成的呢?它们和地壳中的岩石又有什么不同?在地球结构中,地幔厚约2800公里,分为上地幔和下地幔两部分.上地幔主要由橄榄岩类组成,下地幔是由密度高的铁镁氧化物组成.
根据地球物理测量的研究成果,上地幔顶部主要是由镁铁质和超镁铁质成分的岩石组成的,只是橄榄岩类岩石比地壳中的硅铝质和硅镁质岩石的比重要大.由于地壳和上地幔顶部都是由岩石组成的,所以,地质学家们把它们统称为岩石圈.岩石圈厚度不均一,通常认为在大洋中脊处岩石圈厚度接近于零,到大陆下部大约100-150公里处,岩石圈厚度和地球的半径比较起来,只是薄薄的一层,几乎可以忽略不计.
早在1926年,地震学家古德宝就发现在坚硬的岩石圈下边存在着一个低速带,这个低速带相当于软流圈,深度大约在100-250公里.实际上,软流圈并不软.从计算和模拟实验表明,在软流圈中,只有大约0.5%的局部地区发生了熔化.但是,因为岩石圈刚性较大,相比之下,软流圈就多少带有一点塑性和流动性.
1910年,德国气象学家A.魏格纳提出了大陆漂移学说.到本世纪六十年代,板块构造学说问世.这个学说的实质是岩石圈板块运动学,连续的地震活动带把岩石圈分裂分割成若干大小不同的板块在软流圈上漂移.实际上,不仅大陆板块在漂移,大洋板块也在漂移.科学家们在古气候、古生物、古地磁和深海钻探等很多方面找到了大陆飘移的证据.
岩石圈板块运动与岩石的形成和演化有非常密切的关系.例如,岩浆岩带和变质岩带常分布在板块边缘,而且,板块的类型不同,岩石组合也随之变化；全球现代活火山也主要分布在板块边界上,著名的环太平洋“火山链”是火山活动带,集中了全球三分之二的活火山.同时,火山活动带也是地震活动频繁的地区.