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  • 1 # 我是阿嘛

    一般隨深度增加,溫度和壓力增大、變質程度升高,地震波速從低速經中速到高速,由上地殼至下地殼侵入岩或變侵入岩的成分逐漸變得基性,這種大陸地殼剖面展示的分帶規律(Fountain and Salisbury,1981; Kern et al.,1996)是大陸地殼剖面和地球分層的重要地質標誌。目前已被廣泛接受(Fountain et al.,198l;吳宗絮等,1991)的陸殼三層結構的模型(圖8.3),即上、中、下陸殼分別由綠片岩相、角閃巖相、麻粒巖相岩石構成,該模型的建立正是成分、波速和變質程度共同制約的結果。

    通常,上地殼由綠片岩相和未變質的岩石,如沉積岩和花崗質侵入體組成;波速特徵反映為低速,υ=6.2~6.5km/s。如五臺花崗—綠巖區,花崗閃長片麻岩和奧長花崗片麻岩,在室溫和600 MPa條件下實驗獲得的平均υ分別為6.34km/s和6.21km/s(Kern et al.,1996)。

    中地殼由英雲閃長巖—奧長花崗岩—花崗質片麻岩為主的角閃巖相岩石組成;波速特徵反映為中等速度層(υ=6.6~6.9km/s),這一波速範圍主要對應於中性麻粒巖和變泥質岩,如集寧群英雲閃長質麻粒巖,在室溫和600 MPa下實驗獲得的平均υ為6.72km/s(Kern et al.,1996),也可由角閃巖相或麻粒巖相鎂鐵質和長英質岩石混合而成。

    下地殼由成分不同的麻粒巖相岩石組成(圖8.3),為高速(υ=6.9km/s),可能是鎂鐵質麻粒巖、斜長角閃巖、斜長巖和麻粒巖相變泥質岩或是由榴輝巖和長英質麻粒巖混合組成。根據岩石相平衡實驗與熱力學研究(鄧晉福,1987a; Holloway&Wood,1988),推斷青藏高原加厚下地殼由花崗閃長質或中性的高壓麻粒巖構成,其底部的山根帶由花崗質的榴輝巖構成(鄧晉福,1986);在地殼結構中,由花崗質榴輝巖構成的底部山根帶、克拉通陸殼底部等常形成一個υ達6.8km/s的高速層(Deng et al.,1994);大陸裂谷帶地殼底部也常有一個υ高達7.2~7.4km/s的高速層,可能由玄武岩岩漿的底侵作用有關(Fountain,1989;吳宗絮等,1994)。

    圖8.3 大陸地殼組成模型

    (據Wedepohl,1995;轉引自高山等,1999)

    上述認識表明地震波速與成分具有密切的關係,是構建岩石圈成分模型的基礎。但必須指出的是,深部岩石由於不能直接觀察、波速受多種因素影響和地震波速反映的是深部地殼的整體波速變化,以及地下岩石組成的變化性和多樣性等,因此與成分之間並不是一一對應的關係,並且必須結合地質實際推斷成分。

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