地殼的物質組成和地殼的結構
最早研究地殼物質組成的是美國地球化學家克拉克。1889年,克拉克收集了世界各地6000多塊岩石進行分析,找出了50種化學元素。後來,又經過許多學者的修正和補充,克拉克於1924年公布了研究成果:地殼中有90多種自然存在的化學元素。
組成地殼的各種化學元素在分布上是極不均勻的。其中氧、矽、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫、鈦十種元素的含量占地球總重量的99.34%;其餘的80多種元素的總含量不足1%。在工業上許多重要的元素,如銅、鉛、鋅、銻、鉬、錫,金等含量甚微。但在一定地質作用下,可能在一定地段富集,形成有價值的礦產。在地殼中含量最多的是氧,約占地殼總含量的一半;其次是矽,占1/4量;再次是鋁,約占1/13。由此可見,地殼中的化學元素種類既多種多樣,又相對集中。
地殼的厚度和物質組成並不相同。根據地震波傳播速度的不同和化學組成的差異,地殼可以分為上下兩層,上層叫矽鋁層,含矽和鋁的成分較多,主要由比重較小的花崗岩類組成,又稱花崗岩層;下層叫矽鎂層,這一層矽、鋁成分相對減少,鎂、鐵成分增多,主要由比重較大的玄武岩類組成,又稱玄武岩層。在矽鋁層中,地震波的傳播速度與在花崗岩中的傳播速度相似,該層的厚度在山區可達40公裏,在平原地區常為10餘公裏,在海洋地區則顯著變薄,在太平洋中部此層甚至缺失,矽鎂層在大陸平原地區可厚達30公裏,但在缺失矽鋁層的深海盆內,厚度隻有5——8公裏,其直接為海洋沉積層和海水所覆蓋。由此可見,矽鋁層是不連續圈層,而矽鎂層則是連續圈層。
地殼可以分為大陸型地殼(簡稱陸殼)和大洋型地殼(簡稱洋殼)。大陸型地殼主要分布在大陸及淺海大陸架區,多為雙層結構,即在矽鎂層上有矽鋁層。陸殼厚度較大,平均厚度為33公裏,越往高山地區厚度越大,我國的西藏及天山地區可厚達70——80公裏。大洋型地殼主要分布在海洋盆地之下,多為單層結構,即在矽鎂層之上隻有很薄的或者根本沒有矽鋁層。洋殼厚度較小,平均厚度隻有7.3公裏。在大西洋和印度洋,部分厚度可達10——15公裏,而在太平洋最小厚度隻有5公裏。
地殼厚度的不均和矽鋁層的不連續分布狀態,是地殼結構的主要特點。由於地殼物質在水平方向和垂直方向的不均勻性,勢必導致地殼經常進行物質的重新分配和調整(即物質移動),這是引起地殼運動的因素之一。