4．2不同圈层的物质交换
地球不同圈层之间的物质交换有多种方式，最主要的是地球的物质循环过程和元素的迁移过程。
（1）地壳-地幔物质循环
地球最大规模的物质循环是与板块运动分不开的，沿地幔热柱上升的玄武岩熔浆从大洋中脊涌出并冷却形成的洋壳，并在海沟处因俯冲作用被插入大陆岩石圈之下的软流圈，在地幔软流圈被加热并熔融，与地幔物质混合后重新加入地幔的对流循环。这部分内容将在第五章1．4节中详细介绍。
岩浆-射气作用引起的地幔-地壳-水-大气的物质交换，幔源岩浆上升到地壳浅部或溢出地表并伴随气水的喷射，使地幔物质向地壳、水圈和大气圈迁移。另一方面，岩石在地壳内部也可以因地壳运动或放射性聚热而熔融，转变为岩浆，导致地壳内部的物质分异。
岩浆冷却凝固形成的岩石上升到地表后，受风化作用而溶解、破碎呈溶液、碎屑，被水流、风搬运到湖泊、海洋沉积下来，随着地壳的下沉，在地壳深部压实形成岩石，或者随着洋壳俯冲到地幔软流圈加热熔融，重新加入地幔的对流循环（图4-9）。
上述各种地质作用都引起壳-幔之间物质与元素的大规模的迁移和重新分配。
（2）海底热泉
海底存在许多因大洋中脊扩张而形成的裂隙，冰冷的海水沿裂隙下渗到几公里深处。当下渗海水遇到热的玄武岩时就会受热膨胀上升，形成富含从玄武岩中溶解的矿物质和气体的热泉从海底涌出。这已为各大洋中脊观察到的热泉口所证实，热泉有两种形式：一种是在裂谷地带以摄氏十几度的泉水从裂隙流出；另一种以350℃±的高温从海底热泉口喷出，在喷口周围沉积了大量硫化物矿物质，是一种重要的海底热液成矿作用。在方圆数千米的热泉口周围温水中生活着有蠕虫类、蛤、蟹等组成生物群落，它们以细菌类为食，而这些细菌类却以热泉水中的硫化物、二氧化硫及氧中吸收能量（见第五章图5-21）。