Верхняя мантия

Земная кора

Плотность и скорости в литосфере

Плотностная и скоростная структура коры и мантии Земли определяется составом горных пород, температурой и давлением.

Земная кора состоит из 3-х слоев: К₁ - осадочно-вулканогенного, К₂ - гранитно-метаморфического, К₃ - базальтового; в состав литосферы входит подкоровый слой М₁ – литосферная мантия.

Слои	Континенты	Океаны
Н, км	s, г/см^3	vP, км/с	Н, км	s, г/см^3	vP, км/с
К1	0–20	2,2–2,8	2,5–6,0	0–3	1,5–2,5	1,7–3,8
К2	0–20	2,5–2,7	3,0–6,0	-	-	-
К3	0–50	2,8–3,0	6,5–7,3	4–10	2,8–2,9	6,0–7,3
М1	50-150	3,1–3,4	7,7–8,7	15-100	3,0–3,3	7,8–8,3

Плотность и скорости упругих волн в коре растут с глубиной из-за изменений состава пород и повышения давления. Роль температуры невелика, но она определяет наличие волноводов на глубинах 15-20 км в активных областях.

Осадочный слой имеет толщину от 0 на щитах и в складчатых областях до 20 км в платформенных и предгорных прогибах.

Гранитно-метаморфический слой отсутствует в океанах и в части горных областей, под некоторыми платформенными и межгорными прогибами.

Нижний слой континентальной коры и почти вся океаническая кора это базальтовый слой. Он отсутствует только на небольших площадях в тех горных областях, где велика мощность гранитного слоя.

Раздел Мохо повсеместно выражается скачками скоростей: продольных волн с 6,7-7,2 км/с до 7,8-8,5 км/с, поперечных волн – с 3,7-4,2 км/с до 4,4-5 км/с и скачком плотности на 0,3-0,4 г/см³. В отдельных районах обнаружена переходная зона от коры к мантии толщиной до 5 км.

Под континентами и океанами на разных глубинах выделен сейсмический волновод. С ним связано уменьшение удельного сопротивления. Это астеносфера. Она не имеет резких границ и обусловлена частичным плавлением вещества.

Под океанами и рифтовыми зонами континентов) в астеносфере возможно разуплотнение верхней мантии на ~ 0,05 г/см³.

Переходная зона между верхней и нижней мантией на глубинах 420-670 км - стратифицированный слой, в котором оливин и пироксены претерпевают полиморфные переходы.

На основных фазовых границах (420 и 670 км) плотность и скорость продольных волн скачкообразно возрастают на 5-8 %.

Нижняя мантия под разделом 670 км имеет плотность 4,40 г/см³, скорость продольных волн v _P 10,75 км/с. К основанию нижней мантии из-за адиабатического сжатия ее плотность возрастает до 5,6 г/см³, а скорости v _P до 13,7 км/с.

МЕТОДЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ ГЕОФИЗИКИ
ЛЕКЦИЯ 3

Дата добавления: 2014-01-20