地球上什么矿物岩石地球化学最多?

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塞爾號那個星球有什么能源礦物
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匿名提问 2009-11-17 20:42:10
塞爾號那個星球有什么能源礦物
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回答 2009-12-03 15:36:26
月球上肯定没有了,但在广阔的宇宙中***是肯定的,只是还没有发现.从生命进化角度来说,地球诞生不过45亿年,那么地球上的生命进化最多45亿年,那么,浩瀚宇宙中比地球古老的星球而且适合生命进化的星球可以说很多很多,有人计算过,宇宙中有大约30亿个星系(象银河系这样的星系,有大有小)每个星系大约有1000个星球适合生命存在.  
从人类开始有的时候,到目前为止,整个宇宙到底有没有外星人?
没有发现外星人
但对于月球来说我们就算是外星人
你好!
对于月球来说我们就是外星人,到底有没有外星人?有媒体在炒作,但又没有确凿的证据,所以我不太相信有。
  宇宙这么大,其它星球上存在生命是可能的,只是地球人至今还没有找到。科学要以事实为凭,目前只能是设想。
月球,跟随地球不知多少年了?也许地球上还没有人类之前,它就在天天看著地球。以前,大家都说月里有一座广寒宫,住著一位古代美女 — 嫦娥、一只白兔,还有一位天天在砍伐桂树的吴刚。
然而,一九六九年七月十九日,美国太阳神十一号太空船登陆月球,没有看到广寒宫,也没有找到嫦娥和白兔,更没有桂树和吴刚,於是许多人的美丽幻想成为科学的失望。
但是,时至今日,太空人登陆月球已有26年了,人类对月球的了解并没有增加,反而由於从太空人留在月球上的仪器,得到更多的不解资料,让科学家愈来愈迷惑,每当夜晚抬头望向月球之时,产生既熟悉又陌生的复杂情绪,不禁要问:月亮呀!可不可以告诉我们,你的真相? 未有定论的月球起源
目前有关月球起源的说法有三种,第一个假说是月球和地球一样,是在46亿年前由相同的宇宙尘云和气体凝聚而成的;第二个假说是月球系由地球抛离出去的,抛出点后来形成太平洋;第三个假说是月球为宇宙中个别形成的星体,行经地球附近时被地球重力场捕获,而环绕地球。
原本多数科学家相信第一种说法,也有少数相信第二种说法,可是自从太空人登上月球,取回不少月球土壤,经化验分析知道月球成分和地球不同。地球是铁多矽少,月球是铁少矽多;地球钛矿很少,月球却很多,因此证明月球不是地球分出去的。第二种说法站不住脚了。同样的原因,也使得第一个假说动摇了,因为,如果地球和月球是在46亿年前经过相同过程形成的,那麽成分应该一样才对,为何差异会那麽大呢?所以,科学家只好也放弃第一种说法。
只剩第三种说法了,可是如果是其它地方飞来的星体,飞进太阳系后,太阳引力比地球引力大很多倍,照理讲月球应该受到太阳的引力而飞向太阳,不是受到地球的引力而留在地球上空的。
这三种「正统科学家」提出的假说,没有一项能解答所有疑问,也没有一项经得起严格的质问。事实上,时至今日,「月球来自何处」,仍是天文学未定之论。也因此任何人都可以提出自己月球起源的看法,不管多离奇,他人是不能用任何「小科学」的字眼来批评的。 日、月、地 球 间 的 奇 妙
现在举出一个大家都想不到的天文上的奇妙现象,让大家用心想一想。月球离地球,平 距离约为38万公里。太阳离地球,平均距离约为1亿5千万公里。两两相除,我们得到太阳到地球的距离约为月球到地球的395倍远。
太阳直径约为 138万公里,月球直径约为三千四百多公里,两两相除,太阳直径约为月球的395倍大。395倍,多麽巧合的数字,它告诉我们什麽信息?
大家想想看,太阳直径是月球的395倍大,但是太阳 离地球有395倍远,那麽,由於距离抵销了大小,使这两个天体在地球上空看起来,它们的圆面就变得一样大了 !
这个现象是自然界产生的,或是人为的?宇宙中那有如此巧合的天体?
从地面上看过去,两个约略同大的天体,一个管白天,一个管夜 ,太阳系中,还没有第二个同例。著名科学家艾西莫夫曾说过:「从各种资料和法则来衡量,月球不应该出现在那里。」他又说:「月球正好大到能造成日蚀,小到仍能让人看到日冕,在天文学上找不出理由解释此种现象,这真是巧合中的巧合!」
难道只是巧合吗?有些科学家并不这麽认为。科学家谢顿(Willian R. Shelton)在《羸得月亮》一书中说:「要使太空船在轨道上运行,必须以每小时18,000哩的速度在 100哩的太空中飞行才可以达成平衡;同理,月球要留在现有轨道上,与地球引力取得平衡,也需有精确的速度、重量和高度才行。」
问题是:这样的条件不是自然天体做得到的,那麽,为何如此?
做为卫星它太大了
太阳系的行星拥有卫星,这是自然现象,但是我们的地球却拥有一个大得「不自然」的卫星 — 月球,也就是说做为一个卫星,月球的体积和其行星 — 地球相比实在是太大了。
我们来看看下列数据:地球直径12,756公里,卫星月球直径3,467公里,是地球的27%。火星直径6,787公里,有二个卫星,大的直径有23公里,是火星的0.34%。木星直径 142,800公里,有13个卫星,最大的一个直径5,000公里,是木星的3.5%。土星直径120,000公里,有23个卫星,最大的一个直径4,500公里,是土星的3.75%。
看一看,其它行星的卫星,直径都没有超过母星的百分之五,但是我们 月球却大到百分之二十七,这样比较之后,是不是发现月球实在「大得不自然」了。这个资料,又在告诉我们,月球的确不寻常。
陨石坑都太浅了
科学家告诉我们,月球表面的坑洞是陨石和彗星撞击形成的。地球上也有些陨石坑,科学家计算出来,若是一颗直陉10哩的陨石,以每秒三万哩的速度(等於100万吨***炸药的威力)撞到地球或月球,它所穿透的深度应该是直径的四到五倍。
地球上的陨石坑就是如此,但是月球上的就奇怪了,所有的陨石坑竟然都「很浅」,以月球表面最深的加格林坑(Gagrin Crater)只有4哩,但它的直径 有186哩宽!直径186哩,深度最少应该有700哩,但是事实上加格林坑的深度只是直径的2%而已,这是科学上的不可能。为什麽如此?大文学家无法圆满解释,也不去解释,因为心里清楚,一解释就会推翻所有已知的月球知识。 因为,只能用月球表面约四哩深处下有一层,很坚硬的物质结构,无法让陨石穿透,所以,才使所有的陨石坑都很浅。那麽,那一层很硬的物质结构是什麽?
不可能存在的金属
月球陨石坑有极多的熔岩,这不奇怪,奇怪的是这些熔岩含有大量的地球上极稀有的金属元素,如钛、铬、钇等等,这些金属都很坚硬、耐高温、抗腐蚀。 科学家估计,要熔化这些金属元素,至少得在2、3千度以上的高温,可是月球是太空中一颗「死寂的冷星球」,起码30亿年以来就没有火山活动,因此月球上如何产生如此多需要高温的金属元素呢?
而且,科学家分析太空人带回来的 380公斤月球土壤样品后,发现竟含有纯铁和纯钛,这又是自然界的不可能,因为自然界不会有纯铁矿。
这些无法解释的事实表示了什麽?表示这些金属不是自然形成的,而是人为提炼的。那麽问题就来了,是谁在什麽时候提炼这些金属的?
地球上看不到的那面
月球永远以同一面对著地球,它 背面直到太空船上去拍照后,人类才能窥视容颜。以前天文学家认为月球背面应和正面差不多,也有很多陨石坑和熔岩海。但是,太空船照片却显示大为不同,月球背面竟然相当崎岖不平,绝大多数是小陨石坑和山脉,只有很少的熔岩海。此种差异性,科学家无法想出解答,照理论言,月球是太空中自然星体,不管那一面受到太空中的陨石撞击的机率应该相同,怎会有内外之分呢?
月球为何永远以同一面向著地球?科学家 说法是说它以每小时 16.56公里的速度自转,另一方面也在绕著地球公转,它自转一周的时间正好和公转一周的时间相同,所以月球永远以一面向著地球。
太阳系其它行星的卫星都没有这种情形,为何月球「正好」如此,这又是一种巧合中的巧合吗?难道除了巧合之外,不能找一些其它的解释吗?
数百年来的怪异现象
月球曾发生过不少无解的现象,数百年来的天文学家不知已看过多少次了。一六七一年,三百多年前的科学家卡西尼就曾发现月球上出现一片云。一七八六年四月,现代天文学之父威廉赫塞尔发现月球表面似乎有火山爆发,但是科学家认为月球在过去三十亿年来已没有火山活动了,那麽这些「火山」是什麽?
一八四三年曾绘制数百张月球地图的德国天文学家约翰史谷脱,发现原来约有10公里宽的利尼坑正在逐渐变小,如今,利尼坑只是一个小点,周围全是白色沈积物,科学家不知原因为何?
一八八二年四月廿四日,科学家发现月球表面「亚里斯多德区」出现不明移动物体。一九四五年十月十九日,月面「达尔文墙」出现三个明亮光点。一九五四年七月六日晚上,美国明尼苏达州天文台台长和其助手,观察到皮克洛米尼坑里面,出现一道黑线,过不久就消失了。一九五五年九月八日,「泰洛斯坑」边缘出现二次闪光。一九五六年九月廿九日,日本明治大学的丰田博土观察到数个黑色物体,似乎排列成DYAX和JWA字形。
一九六六年二月四日,苏俄无人探测船月神九号登陆「雨海」后,拍到二排塔状结构物,矩离相等,依凡桑德生博士说:「它们能形成很强的日光反射,很像跑道旁的记号。」伊凡诺夫博士从其阴影长度估计,大约有15层楼高,他说:「附近没有任何高地能使这些岩石滚落到现在位置,并且成几何形式排列。」
另外,月神九号也在「风暴海」边缘拍到一个神秘洞穴,月球专家威金斯博士因为自己也曾在卡西尼A坑发现一个巨大洞穴,因此他相信这些圆洞是通往月球内部。
一九六六年十一月廿日,美国轨道二号探测船在距「宁静海」46公里的高空上,拍到数个金字塔形结构物,科学家估计高度在15至25公尺高,也是以几何形式排列,而且颜色比周围岩石和土壤要淡,显然不是自然物。一九六七年九月十一日,天文学家组成的蒙特娄小组发现「宁静海」出现「四周呈紫色的黑云」。
这些奇异现象,不是一般的外行人发现,全是天文学家和太空探测器的报告,意味著:月球上有人类未知的神秘! 月面上的不明飞行物
一九六八年十一月廿四日,太阳神八号太空船在调查将来的登陆地点时,遇到一个巨大、约l0平方英里的大幽浮,但在绕行第二圈时,就没有再看到此物。它是什麽?没人知晓。
太阳神十号太空船也在离月面上空五万尺的地方,突然有一个不明物体飞升,接近他们,这次遭遇拍下了纪录片。
一九六九年七月十九日,太阳神十一号太空船载著三位太空人奔向月球,他们将成为第一批踏上月球的地球人,但是在奔月途中,太空人看到前方有个不寻常物体,起初以为是农神***火箭推进器,便呼叫太空中心确认一下,谁知太空中心告诉他们,农神***推进器距他们有六千英里远。太空人用双筒望远镜看,那个物体呈L状,阿姆斯壮说:「像个打开的手提箱。」再用六分仪去看,像个圆筒状。另一位太空人艾德林说:「我们也看到数个小物体掠过,当时有点振动,然后,又看到这较亮的物体掠过」。
七月廿一日,当艾德林进入登月小艇做最后系统检查时,突然出现二个幽浮,其中一个较大且亮,速度极快,从前方平行飞过后就消失,数秒钟后又出现,此时两个物体中间射出光束互相连接,又突然分开,以极快速度上升消失。
在太空人要正式降落月球时,控制台呼叫:「那里是什麽?任务控制台呼叫太阳神十一号。」太阳神十一号竟如此回答:「这些宝贝好巨大,先生……很多……噢,天呀!你无法相信,我告诉你,那里有其它的太空船在那里,……在远处的环形坑边缘,排列著,……他们在月球上注视著我们……。」
苏俄科学家阿查查博士说:「根据我们截获的电讯显示,在太空船一登陆时,与幽浮接触之事马上被报告出来。」
一九六九年十一月廿日,太阳神十二号太空人康拉德和比安登月球,发现幽浮。一九七一年八月太阳神十五号,一九七二年四月太阳神十六号,一九七二年十二月太阳神十七号,……等等的太空人也都在登陆月球时 见过幽浮。
科学家盖利曾说过:「几乎所有太空人都曾见过不明飞行物体。」第六位登月的太空人艾德华说:「现在只有一个问题,就是他们来自何处?」
第九位登月的太空人约翰杨格说:「如果你不信,就好像不相信一件确定的事。」一九七九年,美国太空总署前任通讯部主任莫里士 查特连表示「与幽浮相遇」在总署里是一平常事,并说:「所有太空船都曾在一定距离或极近距离内被幽浮跟踪过,每当一发生,太空人便和任务中心通话。」
数年后,阿姆斯壮透露一些内容:「它真是不可思议……,我们都被警示过,在月球上曾有城市或太空站,是不容置疑的,……我只能说,他们的太空船比我们的还优异,它们真的很大……。」
数以千计的月球神秘现象,如神秘闪光、白云、黑云、结构物、幽浮等,全都是天文学家和科学家共睹的事实,这些现象一直未有合理解释,到底是什麽呢?
空心的太空船月球
一九七0年,俄国科学家柴巴可夫(Alexander Scherbakov)和米凯威新(MihKai Vasin)提出一个令人震惊的「太空船月球」理论,来解释月球起源。他们认为月球事实上不是地球的自然卫星,而是一颗经过某种智慧生物改造的星体,加以挖掘改造成太空船,其内部载有许多该文明的资料,月球是被有意的置放在地球上空,因此所有的月球神秘发现,全是至今仍生活在月球内部的高等生物的杰作。
当然这个说法被科学界嗤之以鼻,因为科学界还没有找到高等智慧的外星人。但是,不容否认的,确是有许多资料显示月球应该是「空心」的。
最令科学家不解的是,登月太空人放置在月球表面的不少仪器,其中有「月震仪」,专用来测量月球的地壳震动状况,结果,发现震波只是从震央向月球表层四周扩散出去,而没有向月球内部扩散的波,这个事实显示月球内部是空心的,只有一层月壳而已!因为,若是实心的月球,震波也应该朝内部扩散才对,怎麽只在月表扩散呢?
架构新月球
现在,我们可以来重新架构月球理论了:月球是空心的,月壳分为两层,外壳是岩石及矿物层,像是自然的星体,由於陨石撞击月球后,只能穿透这一层,已知陨石坑的深度都不深,最深只有四哩,所以此层厚度最多五哩。
月球内壳是坚硬的人造金属层,厚度不知道,也许只有十哩,成分含有铁、钛、铬等,能耐高温、高压、腐蚀,是一种地球人未知的合金。
因为太空人***在月球,表面的月震仪显示震波只在月表传递,而不深入内部,可见月球的确只有这两层月壳。既然如此,月球就不是自然界的,它是人造的,造它的「人」经过精细计算,将月球从他们的星系迎到太阳系来,摆在现在的位置,使地面上的人能在夜间看到它,而且和太阳一样大。所以,月球起源的三种理论都不对。
「造月的人」让月球永远以一面向著地球,因为这一面有不少控制地球的设备。他们自己住在月球背面的内部,因为月球表面日夜温差太大,中午最热是摄氏 127度,夜间最泠是零下 l83度,不适合居住,所以都住在内部。他们巳发展出飞碟,经常飞出外面做些研究或修护仪器,并注意地球人的动静,有时被地球太空人看到,有时被地面上的望远镜观测到。
「造月的人」是那一种外星人?他们来此有多久了?我们目前都还不知道。也许不久,地球人就能知道月球的真相了。
我用科学无法解释的实际月球现象,来重新架构月球的理论,「圆满的」将月球之谜……解答,有谁能说这样做是「不科学」呢?
宇宙这么大,其它星球上存在生命是可能的,只是外星人至今还没有找到。科学要以事实为凭,目前只能是假設。 回答 您可能会感兴趣 - 1个回答 - 3个回答 - 2个回答 - 2个回答 - 2个回答 - 1个回答 - 2个回答 - 1个回答
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地球内部的化学成分和矿物组成




地球内部的化学成分和矿物组成 正文
  利用地球物理、地球化学和地质学的研究成果,探讨
内部各层的化学成分和矿物组成,是地球科学最重要的基础知识之一,也是了解和研究
、形成、演化和现状,以及
和月地关系的必不可少的基础资料。
  对地球内部物质组成的了解,目前尚不可能主要依靠直接观测,多数须借助间接的理论推导和实验方法,并从各有关学科推演出来。其主要方法有3种:①地球物理学的方法。这种方法以
研究为主,并结合对大地电磁、重力、地磁和地热等的研究。②实验岩石学的方法。这种方法主要是模拟地球深部不同温度、压力条件下稳定的矿物成分、结构、组合及相变。③地球化学、宇宙化学和地质学的方法。这种方法是对陨石、月岩、深钻岩芯,构造运动抬升的深部地质剖面,以及对各类源自地球深部的岩石进行直接研究。
地球的总体成分  地球的总体成分可通过两种途径求得。其一是根据地球各层的密度、质量分配以及对地幔成分和地核成分的基本假设进行近似的估算。另一种是基于地球起源学说以及对
比较研究的结果,选择特定类型陨石的成分作为建立地球总体模型的基础。
地球总体成分的估算  地球各层的体积、质量以及基本的物质组成列于表1。
  大气、海洋只占地球总质量的0.03%,地壳只占不到总质量的1%,所以地球的总体成分基本上决定于地幔和地核。假设地球的铁合金具有球粒陨石的平均铁、镍成分,并含有这些陨石中的FeS平均含量(5.3%),而地幔加地壳的成分与球粒陨石中平均的含氧物质相同(硅酸盐加少量的磷酸盐和氧化物),由此计得的地球成分列于表2。
  表2中的数据尽管不确切,但是已说明了一些重要的问题。地球的90%是由Fe,O,Si和Mg4种元素组成的。含量超过1%的其他元素为Ni,Ca,Al和S。另外7种元素,Na,K,Cr,Co,P,Mn和Ti的含量可能介于0.1~1%之间。由此可知地球物质组成的某些特点。首先,由于元素与氧的不同亲和力(根据氧化物的生成自由能),MgO、SiO
O和 CaO先于FeO而形成,当氧不足的时候,绝大部分的铁和镍将呈非氧化状态的金属而保留下来。各种氧化物将结合成为硅酸盐,例如MgO和SiO
结合成MgSiO
(辉石),或者形成MgSiO
(橄榄石)。假如已经达到重力平衡状态,则绝大部分的致密物质向地心集中,并发生分层作用,形成致密的金属核和密度较小的硅酸盐地幔。浓度很低的元素受到不同的相互作用而倾向于互相分离。例如一些贵金属元素像铂、金等倾向于同金属铁结合集中到地核;而亲氧元素像铀等则同较轻的硅酸盐组合而集中在地球上部。其次,可以合理地设想,地球曾经被加热达到全部或部分熔融的状态,低熔点的挥发性组分(H
、Ar等)发生逃逸,形成大气层。地幔中富含SiO
O的易熔和较轻的物质上升到表层来。因此,早期的地球分离为核、幔、地壳、海洋和大气等层状构造。已有的证据表明,约在40亿年以前,地球就已经达到类似于现在的层状结构的状况。
地球总体成分的陨石模式  约在46亿年之前,地球以及其他行星由原始太阳星云吸积和凝聚而成。太阳的总成分提供了太阳系物质总体化学性质的线索。温度条件对在不同空间位置的气体和尘埃云吸积物的化学成分产生了强烈的控制作用,造成了太阳系从里至外星体化学成分的分带性。内行星(水星、金星、地球和火星)不仅具有小质量、高密度的特性,而且接受了大量的高温条件下凝聚的高密度硅酸盐和铁-镍物质,低温凝聚物相对减少;而外行星(木星、土星、天王星、海王星和冥王星)则具有大质量、低密度的特点,并仅包含少量硅酸盐物质。组成它们的大部分物质是以气体和冰形态存在的低密度挥发元素。陨石是相互碰撞的小行星的碎片,受引力作用而降落到地球表面。它提供了太阳星云和行星体物质化学成分的直接资料。地球化学的研究表明,Ⅰ型碳质球粒陨石同太阳光球成分很为近似,可将其视为原始太阳星云的一种近似代表。进一步的工作表明,Ⅰ型碳质球粒陨石的高熔点主量元素成分同地球组成也极相似,但二者在微量元素组成上存在着规律性的差异(表3、4)。   地球总体上亏损挥发性元素而富集亲氧的高熔点元素。这不仅反映了原始太阳星云组成上的不均一性(这已经为现代氧、镁等同位素研究所证实),而且也反映了在吸积过程中,特别在凝聚阶段所产生的分异。冲击波实验资料也表明各类球粒陨石和铁陨石的平均原子量(分别为23.4、25.6和55)无法同总体地球平均原子量(27)相拟合。因此人们将不同类陨石加以组合,并结合岩石化学和地球内部层状结构推算了如下的5种地球总体成分(表5):
  表5中第5栏是沃森(J.T.Wa on)基于各组球粒陨石在高熔点元素(Ca,Al)/Si同FeO
+MgO)的相关图(图1)上,地球同H群和I
型球粒陨石相近,而提出的以 H群陨石的平均组成来近似表示总体地球的组成的估算值。
地壳的物质组成  地壳介于莫霍面与地表之间,是迄今研究程度最高,资料最丰富的一个地球分层。大量的研究结果极其鲜明地显示了它的横向与纵向的不均一性和复杂性。这是因为地壳是地球漫长演化过程中分异作用的历史产物,并至今仍在不断变化中,包括同地幔深部和外层空间的物质交换。
大陆地壳  大陆地壳一般厚度为35~50公里,是由沉积盖层和上、下两部分地壳组成。表6第1~7栏给出对这些不同部分组成的估算值。通过出露地层及钻孔等资料以加权平均处理可得到沉积盖层成分的估计(表6,第1栏);上部地壳成分一般认为可由露于大陆地盾区的火成岩、变质岩和沉积岩3大岩类的混合平均值(表6,第 2栏)或由典型的大陆地盾(如加拿大地盾)的系统取样分析值而得到(表6,第3栏)。两种估计结果相近,表明了上地壳平均成分近似于花岗闪长岩和英云闪长岩,这与上地壳的地震波速观测值是一致的。人们对于下地壳的认识要差得多,目前还存在着一些不同的看法。有人将地震波速作为判断依据,认为可将下地壳视为等量花岗岩和辉长岩的混合(表6,第4栏),或由麻粒岩相变质岩类所组成(表6,第5栏),因为后者的矿物组合反映的温压条件与下地壳一致。很显然,上述看法都倾向于将下地壳看成是基本上均一的,这个观点长期以来被人们所接受。然而近年来多学科深部研究的进展,使人们的认识有所深化。不仅指出传统划分所谓“花岗岩层”上部地壳和“玄武岩层”下部地壳的康拉德界面的存在意义值得商榷,而且揭示了大陆地壳结构和组成上的高度复杂性以及下地壳组成的不均一性。其中一种代表性的观点是认为下地壳是由花岗岩和正长片麻岩、斜长岩、辉石麻粒岩和角闪岩组成,它们在小范围内是互层,并被花岗岩和辉长岩所侵入发生变质和变形。这种看法不仅符合于地震波速资料,而且同一些已经公认的,被构造运动抬升的深部地质剖面(如阿尔卑斯南部的伊夫雷亚带)的实验观测结果基本一致,也同深部捕虏岩的研究基本一致,并能同地球化学和地热模式的制约条件相吻合。这可能是一种比较接近客观实际的认识,至少人们已认识到下地壳决不能用均一组成的模式来表征。
  在全球某些大陆地壳地区,都先后发现存在着壳内低速层和高导层。目前对其物质组成上的含义尚缺乏深入研究,但有两种可能的解释,一是大陆地壳部分熔融;二是大陆地壳内存在着不同形式的水。
  如表6第 6、7栏所表征的大陆地壳平均成分主要是由上述上、下地壳加上 8%沉积岩平均得到的。这一化学成分表明大陆地壳总体上相当于中性火成岩(安山岩或闪长岩),但在微量元素上,相对于中性火成岩富集了K、Rb、Ba、U、Th等,这一差异对研究壳、幔物质分异演化史具有重要意义。
海洋地壳  海洋地壳的一般厚度为5~15公里,是由沉积层(层Ⅰ)及洋壳(层Ⅱ和层Ⅲ)组成。沉积层的组成(见表6第8栏)是由直接取样测定计算的。而通过深海取样,钻探和与蛇绿岩的对比研究,一般认为层Ⅱ是由拉斑玄武岩组成,并可能有少量蚀变和变质的沉积物。地震波速资料以及深海磁异常条带的存在支持了这种看法。表6中第 9栏即是等量的沉积物和拉斑玄武岩混合的计算结果。关于海洋下地壳,即层Ⅲ的组成,目前认识是不一致的。它可能是由岩浆结晶作用所形成的辉长岩和堆积岩;也可能是角闪石辉长岩、辉绿岩以及蛇纹石化超镁铁质岩。表6第10栏是假定该层是按具有洋脊拉斑玄武岩成分的角闪石辉长岩组成计算的结果,同时根据上述层Ⅱ和层Ⅲ的组成,推算了整个洋壳的组成。因为沉积物仅占很少比例(约5%),显然这一结果反映了洋壳主体的拉斑玄武质成分。
总体地壳  对地壳不同部分的成分的估算和实际观测,为估算总体地壳组成提供了可能性。表7是不同类型岩石和矿物在地壳中分布的体积百分比。这一资料表明,花岗质片麻岩和镁铁质岩石或麻粒岩是地壳中的主要岩石类型,而沉积岩仅占很少比例。表8第1、2栏是基于表6相应栏目计算而得的地壳总体成分,分别相当于对下地壳组成的两种不同的假设。第3~5栏为对中性火成岩的 3种平均估算值。计算表明总体地壳成分类似大陆地壳,即近似于安山岩和闪长岩。这反映了大陆地壳在体积上的主导地位。   
地幔的物质组成  地幔可以分为上地幔、过渡带和下地幔(见
地幔的化学成分  在地球形成之后的历史过程中,地幔有一部分演化为地壳物质,而且两者之间的物质交换不断地进行。近来不少地区发现地幔顶部的物质具有各向异性的特征,所以严格地说地幔的化学成分在时间和空间上都有变化。但是,近似地估计地幔的总体化学成分仍有科学的意义。表9列出历年来对地幔化学成分的估计,包括林伍德 (A.E.Ringwood)的“地幔岩”模型,德国亚古茨(H.Jagoutz)提出的原始地幔捕虏岩的平均化学成分和澳大利亚孙贤沭根据部分熔化计算的数据。从表9可以看出,虽然估计的角度不同,但在主要元素方面很接近。
  ① “地幔岩”模型 这是林伍德先后于1962年、1975年和1977年提出的。地表,尤其是洋底,有大量喷发的玄武岩,它们被证明来源于上地幔,代表地幔中的低熔点物质。因此未分异的地幔物质在化学成分上应当能够产生地表各种类型的玄武岩浆。但是地幔捕虏岩以及超镁铁岩中的橄榄岩多数是亏损的,它所含的不相容元素如K、U、Th、Ba、Rb、La、Ti和P均太低,在部分熔化时不能产生玄武岩浆。大部分的地幔橄榄岩可视为将玄武岩浆提取出去后残留下来的耐熔物质。林伍德等人由此得到的结论是,地幔顶部的橄榄岩不是玄武岩浆的母岩,而是与玄武岩浆互为补充的物质。在这种补充物质的下面,存在着未分异的地幔物质(图2),这里玄武岩浆尚没有熔化出去。他们称这种物质为“地幔岩”。最初的“地幔岩”模型大约为3份的阿尔卑斯橄榄岩和1份的玄武岩所组成,后来选择了更恰当的玄武岩成分,不断修改了“地幔岩”模型。但是对于主要元素的成分基本上没有改变。
  ② 原始地幔捕虏岩的化学成分 地幔捕虏岩绝大多数是许多元素亏损的地幔难熔物质,不宜代表地幔化学成分。1979年亚古茨等采集研究世界各地的地幔捕虏岩,从中鉴别出6个“原始地幔捕虏岩”样品,用近代的分析手段测定了其中的主要元素、少量元素和痕量元素,并用它们的平均值代表地幔总体的化学成分。他们所提供的数据,主要元素方面同林伍德的“地幔岩”模型很一致,但微量元素方面有显著区别。
  ③ “部分熔化”所计算的数据 孙贤沭于1981年在同时研究太古代的科马提岩和现代洋底玄武岩的化学成分的基础上,从地幔部分熔化过程中化学元素在岩浆中含量变化的理论计算公式,反推出未经分异的地幔化学成分。他用这种方法所得到的数据,在主要元素和微量元素方面均与亚古茨1979年的资料很接近。
  关于地幔的矿物组成,则必须按地幔的内部分层分别温度和压力变化的影响,研究它们的物质状态和矿物性质。
上地幔的物质组成  由于在海洋和大陆的莫霍界面上地震波速度均为8.0~8.3公里/秒,因此通常认为上地幔顶部具有相同的矿物组成。曾有人假设莫霍界面是相变面,也就是说地幔顶部的物质和地壳下部的玄武岩具有同样的化学成分,只是由于温压条件的不同,它们表现为不同的矿物性质,变成为榴辉岩。但是实验的结果表明,离地表深度不大的海洋莫霍界面不可能是相变面。根据矿物样品的波速测量,以及从地幔捕虏岩岩石学和地球化学角度的考虑,上地幔的矿物组成主要为橄榄岩层。
  假定上地幔的物质主要是橄榄岩,可以从实验岩石学的数据,求出在相应的温压条件下存在的稳定矿物组成。由此求得不同深度处的矿物成分,使得它们的速度和密度符合地球物理观测的数据。总的来说,上地幔浅层主要是斜长石橄榄岩,随着深度的增大,尖晶石橄榄岩和石榴石橄榄岩将成为主要岩石。
  在地幔岩石层(圈)的下面有一个上地幔低速带,地震波速强烈减弱。这个带相应的深度可能相当于石榴石橄榄岩层的范围,但它们不完全是刚性物质,假设其中有0.2~2%的部分熔化,就可以解释地震波速降低的现象。一般认为低速带在板块运动中起着重要作用,它提供了一个粘度较低的区域,使岩石层(圈)板块能在上面进行滑动。
过渡带  过渡带上下界面的速度变化可以用矿物的相变来解释。
  上地幔中最主要的矿物成分是橄榄石 (Mg、Fe)
,辉石 (Mg、Fe)SiO
和石榴石(Mg、Fe)
。其中橄榄石的含量最多,其次是辉石。它们的相变对于解释过渡带的速度和密度最为重要。如以镁橄榄石为例,随着压力的增大,它的相变顺序为:
矿物上面的数字为计算的密度值,百分率为自一种矿物相变为另一种矿物时密度的增加率。在过渡带上界,约350~450公里深度范围,镁橄榄石转变为β相,它使密度增加约8%,这和地球物理的数据相当符合。压力继续增高,
相转变为尖晶石,密度增加约2%,这可以用来解释有些地区500~550公里的速度梯度带。在 650公里深度,尖晶石***为钙钛矿相的晶体构造和方镁石,密度值增大约11%,这和地球物理的数据也很符合。在过渡带中,辉石和石榴石的相变也不能忽视。它们可以转变为石英SiO
的高压相(超石英)、钛铁矿相和钙钛矿相等。
下地幔  自深度700公里至幔核界面之间,速度和密度的变化都比过渡带小得多。在 900公里以及其他深度处,仍然有一些小的跳跃,它们同样可以用相变来解释。
  过去对于下地幔的FeO/(FeO+MgO)是否增加一直有争论。如果把下地幔看为是由MgO+FeO+SiO
(超石英)所组成,自“地幔岩”所得的速度将比实际观测值略低,因此假设下地幔的Fe成分增多似乎是合理的。但是实验结果表明,下地幔尖晶石可以直接转变为钙钛矿和方镁石,它的密度比超石英更高,因此下地幔Fe的成分不增多,也能解释地球物理的数据。
  以上地幔各层圈的物质组成,可用图3综合表示。根据橄榄石、辉石和石榴石等主要地幔矿物随深度发生相变的实验资料(表10),可划分若干地幔矿物相带。   近年来,通过对幔源岩类的微量元素和同位素体系的研究,推演出几种新的地幔分层模式,对深部组成提出了重要的地球化学制约条件,并为研究壳幔物质交换及历史演化提供了新途径,这对深化人们对地幔物质组成的认识具有重要意义。
地核物质的化学组成  早期曾经认为铁陨石和石陨石都是由一个母体所产生,因为它们很可能代表分异之后内外两部分物质的组成。所以40年代以前,多数地球物理学家认为石陨石物质和地幔相似,铁陨石物质和地核相似,地核是由铁镍所组成的。地核的地震波速度和密度都很大,更加使人确信这点。后来拉姆齐(W.H.Ramsey)提出另外一种不同的假设。他认为地核物质可能是地幔物质的高压相。虽然这种学说现在仍然得到一些人的支持,但是近代实验和测量数据足以证明,地核主要是由铁、镍所组成的,其中还包括某些较轻的元素。
  最可靠的证明方法是用冲击波测量铁、镁等金属以及硅化物在高压下的密度,然后把它们与观测所得的密度相比较。利用冲击波方法已经求出某些金属和岩石在高压下的密度值。观测所得外核密度9.5克/厘米
,而纯橄榄岩在2.4百万巴压力下的密度为6.8克/厘米
,因此外核物质不可能与地幔物质相似。冲击波的测量结果也说明,外核物质中必有少量轻物质。纯铁在核幔边界处的压力和2000℃条件下的密度为11.2克/厘米
,在地心条件下的密度为 13克/厘米
。即使考虑熔化时的密度降低,它仍然比观测的外核密度约大15%。地核还包含镍的成分,这种差异将更大。
  在高温零压时地核的声速为5.05公里/秒左右,冲击波所测Fe-Ni的声速只有3.1~3.7公里/秒。
  上面的结果说明,实际外核的密度比Fe-Ni为小,而声速却比Fe-Ni为大。为了解决这个矛盾,外核必须包含大约5~15%的轻元素,它可以减低密度,同时加大声速的数值。
  关于地核中轻元素的化学成分已经有很多假说。Si或S最可能成为地核的轻元素。
  林伍德假定地幔的镁铁成分与“地幔岩”一样,因此(Fe+Mg)/Si1;而整个地球的成分同球粒陨石差不多,因此(Mg+Fe)/Si1.65。这样计算的结果,地核中应含有11%的Si。但是地核中如果含有Si,则地幔中Fe
和地核中Si将产生化学不平衡的问题,无法得到解释。
  根据冲击波的实验结果,如果在铁镍的地核中增加14%的S,将能足够降低外核的密度。这样,地球中将会有大约4.5%的S。现在遇到的困难是如何解释地球中许多比S更难挥发的物质都很缺少,易挥发的S却能保持不被挥发的问题。
  林伍德等人还强调,在外核中有些FeO可以存在于铁的液体中。随着温度的增高,液体铁中FeO的溶度增加得很快。由于地幔中有很多的FeO,因此假设外核的液体铁中包含一定数量的FeO似乎颇为合理。
  有些人认为地核中还可能有一定数量的 K。地球的K/U比值较一般的球粒陨石为低;球粒陨石的K/U比值约为8×10
,而地球的K/U只有1×10
。地球的K/Si比值也比球粒陨石为低。因此有人认为,地球中一部分的K可能集中到地核。由于K是放射性同位素,它对于地球的热历史和现在的热状态将有较大的影响。 配图 相关连接
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更新时间: 2009-04-15
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