地幔是由什么组成的？

发布时间：86年09月25日

藤泽英孝编译卢振恒

橄榄岩是主要成分已成定论

众所周知，地球为地壳、地幔、核这三层构造。那么，橄榄石又是什么呢？

一般认为，地球的大约一半即地壳和地幔是由岩石组成的。因此，地幔是由称为橄榄岩的岩石，或者以橄榄岩为原料的物质构成的，这在目前已成定论。所谓橄榄石就是组成这种橄榄岩的最重要的矿物。所以，根据该定论，可以说橄榄石才是地幔的主要成分。

但是，我想在本栏内大胆地对这个定论的本身进行分析。那么，橄榄石和板块究竟是什么关系呢？首先，就地幔的组成物质和板块之间关系进行研究分析。

虽然这个问题专业性强，但是，地幔分为上地幔（深达400公里左右）、过渡层（深400-700公里）、下地幔（700公里以下）这三层是大家共知的。

这里，特别值得注意的是上地幔。据最近的研究，火山、大地震及其他地表上能看到的大规模地学现象都扎根于上地幔。板块也正把地壳卷进去，在上地幔产生、运动。因此，上地幔是板块运动和与此有关的地学现象表演舞台的重要构成因素，或者是后台。为此，要正确地阐明板块运动和与此相关的地学现象，了解有关上地幔构造和物质方面的知识是必要的。

定论完全正确吗

板块学说在地学的广阔领域内取得相当大的成功，反之又是它活跃舞台的重要构造要素，不可避免有等闲视之的感觉。就是说，不怕误解，简单地说，作者认为，在“板块学说正确地规定了，所以，上地幔一定适合板块的产生和运动”的这一默契的基础上讨论板块的。

对此，作者是“真的那么适合吗”这种多余担心的“极少数派”之一。

确实，只要相信定论，就没有问题。据定论，上地幔是由橄榄岩这一种物质组成的，所以，板块在海岭处从上地幔突起而成俯冲带，或者向上地幔俯冲去，在物质收支方面去理解它，这种道理是成立的。另外，橄榄岩是完全流动的，这为实验所证实。

目前，这个学说几乎作为真理而普遍应用，但是，如果它不正确又将会怎样呢？例如，上地幔是由橄榄岩和比它更硬的岩石组成二层构造，它又将会如何呢？不管是板块，还是对流运动，都是很死板的，这是没疑问的。

作者最近就“地幔=橄榄岩说”是怎样的呢，是像现在这样固定下来的吗进行了调查。于是，作者的结论就是：这个说法“认为是定论的证据仍不充分。”

“地幔=橄榄岩学说”的根据是以下几点：

1）一般认为地幔最上部的物质密度在3以上。满足这个条件除非是橄榄岩、辉岩、硫基岩（以石榴岩、辉岩为主要成分的岩石）。

2）地幔最上部地震波纵波速度在8公里/秒左右。满足这个条件的岩石，除非是橄榄岩。

3）地幔最上部物质的泊松比（表示物质弹性性质的一个物理量）在0.25左右。满足这个条件的只有富有镁的不变质的橄榄岩。

4）地幔物质和组成大陆地壳的物质原来是混杂的。它们随时间的推移而呈高温状态，易溶化的轻的物质溶解出来而成大陆地壳，剩下的空壳即是现在的地幔（或是地幔的一部分）。若从岩石学方面去研究这个过程的话，这个空壳一定是橄榄岩。另外，根据认为岩浆从地壳捕获而来的岩石研究来看，也可以将地授看作为橄榄岩。

5）地幔过渡层和下部地幔的性质，看来和相当于下部地幔的强压力加在橄榄岩上的状态非常相似等。