该层主要由辉长岩类岩石组成,厚10~15km,上部VP值为(6.5~6.7)km/s,下部VP值为(7.3~7.6)km/s,温度为400~700℃。由于该层自上而下随着埋深增加,而使其分别处于相当于角闪岩相至麻粒岩相的高温、高压变质环境。由于该层主要由熔点较高的长石组成,并由自上部的偏脆性变形转变为至下部的偏塑性变形层位,故造成该层总体上呈刚硬、软弱复合层性质, 并与下伏的莫霍面过渡带一起,对上覆岩层的构造变形起着拆离、调节作用。
莫霍面过渡带莫霍面过渡带是个遍及全球,厚薄不均,埋深不等,软硬层相间的明显间断面。20世纪90年代以来的地震探测表明,它是由一组高速和低速的薄层束所组成的(图2.2)。薄层厚度为100~200m,而整个过渡带厚度则可达1~5km。VP自上而下由7.6km/s增加到8.1km/s,在盆—山系分布区的壳幔界面附近可出现VP为(7.0~7.8)km/s的低速或低阻的异常地幔塑性层,对地壳张裂、分离、下滑所形成的过渡壳构造起着控制作用。
莫霍面过渡带主要由镁铁质麻粒岩和超镁铁质岩所组成,它的起伏变化一方面反映了地壳厚度的变化,另一方面也是地幔上部构造的表象,年代愈新,起伏愈大,构造活动愈强烈。年轻造山带的起伏幅度可达10km以上。
在活动造山带下,由于受挤压往往使莫霍面呈叠瓦状或雁行排列,其断距可大于10km,如喜马拉雅和阿尔卑斯造山带,而古生代造山带则断距较小(小于3km)。大陆莫霍面具有高、低速相间的互层特征,有学者认为是造山幕次的反映。
我国大陆莫霍面有较大的起伏,东高西低,向西倾斜,从东部平原到青藏高原东部仅2000多千米,但莫霍面埋深就增深了330多千米。青藏高原之下是巨大的莫霍面凹陷区,华北平原和渤海等新生代裂谷区则是莫霍面的隆起带。
莫霍面过渡带在时间和空间上都具有动态性质,是地质历史上较年轻的构造形迹。
地幔盖层
地幔盖层即莫霍面与上地幔低速层顶面之间的刚硬地幔。主要由橄榄岩、辉石岩和榴辉岩等组成;厚度变化较大(30~150km不等),VP为(8.1~8.5)km/s。由于其上述物质组成中以厚度较大、熔融程度较高的难熔组分橄榄石为主,故地幔盖层就整体而言,为一大密度、高强度的刚硬层。但是据地震观测表明,地幔盖层也是由一系列高速和低速夹层组成的。
地幔盖层之下即为软流圈的软流层,已不属于岩石圈的范畴了。
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① 岩石中面状构造(如层理、片理等)形成的弯曲称褶皱。
② 逆冲断层即冲断层,指断层面倾角在30°左右或更小的低角度逆断层。逆断层即上盘沿断层面相对上升的断层。