上地幔

✍ dations ◷ 2025-09-03 09:04:48 #上地幔

地幔（德语：Erdmantel；英语：mantle；法语：manteau；原于拉丁语：mantellum，意为斗篷），台湾称作地函，位于地壳之下，地核之上，和地壳以莫氏不连续面为界，和地核间则以古氏不连续面为界。厚度约2900公里。化学成分主要是含铁、镁的硅酸盐，平均密度是3.3–5.5 g/cm3。地幔含石榴子石、辉石、橄榄石及其他类型的岩石。占地球体积的83%，总质量的68%。由于P波及S波皆可通过地幔，故推测地幔主要为固体构成。地幔可分成上部地幔、过渡带及下部地幔。上部地幔约为地壳以下至深度400公里处，包含部分岩石圈及软流圈，岩石圈部分厚约100公里。古登堡认为上部地幔有一激波低速带（low-velocity zone, LVZ），此带的P波及S波的波速皆越深越慢，其顶端约在地面以下70至100公里，底部则约200至250公里深处，激波低速带的上方为岩石圈，此带相当于软流圈。P波及S波的波速减慢表示岩石的刚性降低，岩石部分融熔为较具有塑性的岩石，可能是岩浆出现或是有极热的岩石存在。于低速带以下的波速又会开始增加。上部地幔的组成方式有两种说法，一说为由双辉橄榄岩所组成，矿物以辉石及橄榄石为主，并含有少量尖晶石及石榴子石，相当于澳洲地球内部学家泰德‧林伍德（英语：Ted Ringwood）所创立的玄橄岩成分，为玄武岩及橄榄岩以1:3所组成的结合体。另一说为由榴辉石所组成，含有约等量的石榴子石及辉石。过渡带顶部约地表以下360至400公里，底部约深650至700公里处，P波及S波的波速在此带突然增加，此带也是最深震源所存在之处。此带的形成和主要化学成分的变化无关，而是和结晶构造或相的变化有关。于过渡带的下部因压力增加使橄榄石分解为密度较大的简单氧化物，如氧化铁、氧化硅、氧化镁等，但详细的矿物组成仍在研究中。此处的矿物因高压而变得较有弹性，密度加大，进而增加了波速。下部地幔为地表下700至2900公里深处，其下方即为地核。越往深处波速缓慢增加，是因压力增大所造成，岩石的化学成分及岩相则少有变化。主要组成成分可能为密度高的硅酸盐或硅、镁的氧化物（氧化镁、氧化硅），氧化铁占约10至12%，另含有少量的氧化钙、氧化铝及氧化钠等。

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