下地幔中物质结构不再变化，地震波速度的平缓增加也可用物质结构已经压缩成较致密来解释。硅酸盐矿物已转变成氧化物或具钙钛矿结构的硅酸盐，随深度增大唯一的成分变化表现为FeO含量的小幅度增高。
下地幔的主要成分是MgO和SiO2。其次是CaO和Al2O3。CaO、Al2O3在下地幔中的平均含量虽较低，但它们可能有一些富集区。下地幔底部200km范围（D″区）内物质较上覆地幔致密，由于高热梯度导致其内物质小规模频繁对流，而且该区Ca、Al、Ti较上覆部分富集。
（2）地幔化学元素的估计
估计地幔成分的方法有两大类：宇宙化学方法和岩石化学方法。
宇宙化学法是以代表原始太阳系物质成分的陨石为参照物，将地幔看成是各类陨石物质的混合物，也就是将不同类型的陨石按一定比例混合，使之满足地幔的地球物理及化学的基本特征。这样的物质组成模型适合研究原始地幔——未分异的地幔，代表的是整体地球的物质组成，与现代具分层结构地球中的地幔组成并不一致。
岩石化学法以地幔岩石为参照物，将地幔视为各类地幔岩石的集合体。即相对地幔不同分层将地幔岩石按一定比例混合，来建立地幔的化学模型。
据安德森（Anderson，1983）的研究结果，地幔化学成分相对于地壳有以下变化：
① Si、Na、K、Al、Ca、Ti的含量降低。
② Mg、Fe含量增高。
微量元素中Li、Ti、V、Cu、Rb、Sr、Zr、Nb、Ag、Sn、Cs、Ba、Hf、Au、Pb、Bi、Th、U等元素及轻稀土元素含量降低；Cr、Mn、Co、Ni等元素和重稀土元素含量增高。
上、下地幔的化学组成有变化，地幔内也存在横向的化学不均一性，上地幔的结构和组成并不是简单的分层结构能概括的，反映出地幔内部也存在较复杂的物质-能量转变过程，它们至今仍是使地球科学家感到困惑且又兴趣盎然的研究课题。
2891km／深部以古登堡面为代表的幔核边界非常清晰，地震P波速度的物质密度的明显突变指示必然存在重要的物质成分变化。
地核中最主要的元素是Fe和Ni，所以地核常被称为铁镍核，但纯铁镍核与地核已知的地球物理资料不一致，它有太高的密度和太低的地震波速，因此地核中可能渗杂了较轻的元素。目前一般推测外地核（E层）可能由液态铁组成，其中镍含量可能达10％，并有大约5％～15％较轻的元素，如硫、硅、氧、钾、氢等。内地核（G层）应为刚性很高的，在极高压（3.3×1011～3.6×1011Pa）下结晶的固体铁镍合金组成。因地核尺度太小，很难精确测定其密度值，对地核成分的确定仅依据波速简单地将内核看成是外核的凝结变形体。由于内外核之间（4771～5150km）是一个温度梯度很高的厚近380km热边界层（F），既可引起铁在边界聚集，又使轻质元素难以在内核中稳定，这样的热边界也可能是化学边界。对地核物质状态的认识还存在不确定性，地核可能处于近乎化学均一的绝热状态和近于化学分层状态之间的过渡状态，有待进一步研究。
3．2地核的结构与物质组成
下地幔（D层）：
过渡层（C层）：
上地幔（B层）：