表 8.1 岩石圈和软流圈的主要地球物理性质

深度在 80—220km 之间，平均厚度 140km。岩石圈和软流圈的密度和地震波速度都随深度加大而减低，至 220km 处达到最小值。划分岩石圈和软流圈的一个最特征标志是介质的品质因数 Q 值，岩石圈的 Q 值为 600，软流圈的 Q 值仅 80。Q 值越小，表示振动的衰减越大。介质的 Q 值对温度和熔融状态特别敏感。此外，软流圈具有较低的粘滞性和较高的导电性，软流圈的粘滞性为 1021 泊，而岩石圈高达 1027 泊。

对于软流圈的低波速、低 Q 值、高导电性等特征，提出过各种解释。大多数都支持初熔（IncipientMelting）作用解释。这种解释认为，软流圈的上述特征，都是由于在 8C—22Ckm 的深度范围内，地温接近硅酸盐岩石的熔点，并有 1％～10％的岩石处于熔融状态所致。所以岩石圈和软流圈之间的界面，主要是岩石强度不同引起，而不是由相变或成份变化所造成。

在上地幔的盖层和低速层内，地震波不但有垂向的速度变化，而且还有横向的速度变化。有时这种变化非常明显，所以岩石圈、特别是下部岩石圈物质具有很大的各向异性。

1. 大洋和大陆岩石圈

大洋岩石圈和大陆岩石圈具有不同的层壳结构。

大洋岩石圈位于大洋盆地之下，大洋盆地的总面积为 270×106km2。平均深度为 4.5km。大洋岩石圈在垂直方向上可分为下列三层：

1. 沉积层。分布在大洋盆地之上，其平均厚度为 0.6km，主要由钙质软泥组成，其次是铁质和硅质。在深海沉积物中，CaCO3 占 53％，SiO2 和 Al2O3占 36.6％，该层质量仅占大洋岩石圈的总质量的 0.63％。

2. 硅镁层。平均厚度为 5.8km，由大洋玄武岩组成，质量占 13.15％。

3. 超镁铁层。由方辉橄榄岩和二辉橄榄岩组成。是大洋岩石圈的主体，平均厚度 34km，约占总质量的 86.22％。

大陆岩石圈面积和大洋岩石圈相当，其垂直方向上大致可分成下列四层：

1. 沉积层。大陆沉积岩层平均厚度 2.3km。主要由页岩组成，其次是灰岩和砂岩。它们的质量比例大致有 18∶6∶1。

2. 硅铝层。平均厚度 16.8km，主要由酸性岩、中性岩及类似化学成份的变质岩组成。酸性岩和中性岩的质量比例约为 4∶1。整个硅铝层大致相当于花岗闪长岩的化学成份。它是构成大陆结晶基底的主要部分。

3. 硅镁层。平均厚度 9km，一般推测由辉长岩组成。自 70 年代后， 有人提出由麻粒岩组成，或由基性岩和酸性岩的混合体组成。

关于这种分层，特别是硅铝层和硅镁层，目前已提出了疑问。一些大陆岩石圈的实测资料表明，并不存在严格的分层界线，它们呈现渐变的趋势。

1. 超镁铁层。平均厚度约为 90km，主要由橄榄岩组成，有榴辉岩分凝体。

尽管大陆岩石圈和海洋岩石圈面积相当，由于大洋岩石圈平均厚度小， 它们的质量比约为 1∶2.6。全球上岩石圈和下岩石圈的质量比约为 1∶4.2。

1. 岩石圈板块

板块构造理论认为，地球表面是由漂浮在软流圈之上的岩石圈板块镶嵌而成的。全球共有七大板块。它们是欧亚板块、南极板块、北美板块、南美板块、太平洋板块、非洲板块和澳洲板块。这是一级板块，面积在 106km2 以上。

次一级的板块有：中国板块、菲律宾板块、阿拉伯板块、伊朗板块、加勒比板块等。面积在 108-10km2。此外，还有更次一级的板块，面积在 106- 107km2 左右。

这些大小不等的板块，其边缘是由洋脊、俯冲带、转换断层或内陆挤压带等连结起来的。板块面积在变化中，扩散边界（如洋脊）导致大洋岩石圈生长，聚合边界（如以海沟为标志的俯冲带）则导致大洋岩石圈的消减。所以板块的大小和形状随时间而变。如太平洋板块的厚度随离洋脊距离增大而加厚，即随年龄增大而增厚。50×106 年时厚 60km，100×106 年时厚 85km。到达俯冲带处时，厚达 100km 以上。如果太平洋盆地以目前的速率继续收缩下去，则再经过 200×106 年，美洲大陆将会和亚洲相碰撞。因此，板块构造理论是用来研究各岩石圈板块之间相互作用的一种学说，又称全球构造理论。