为什么海洋板块比大陆板块密度大?

Question

在构造板块理论中，在大陆板块和海洋板块的收敛边界处，密度较大的板块通常会俯冲到密度较小的板块下面。众所周知，海洋板块俯冲到大陆板块下面，因此海洋板块比大陆板块密度大。

我的问题是为什么海洋板块的密度总是比大陆板块大。我知道密度的差异可以归因于板块组成的不同，但我感兴趣的是，为什么这些板块的组成不同，首先会导致它们密度的相对差异。

Answer 1

海洋岩石圈(地球物理定义的地壳+上地幔，作为一个“板块”)主要是玄武岩组成——上层是玄武岩，下层是辉长岩。顶部水平已通过钻孔证实，而较低水平已从转换断层采样和蛇绿岩的比较中推断出来。该层序是由地幔橄榄岩以相当可控的速率部分熔融形成的。以至于以这种方式形成的玄武岩甚至有一种特定的成分“MORB”(大洋中脊玄武岩)。

相比之下，大陆岩石圈更复杂，往往是“花岗质”组成。这包括花岗岩，但也可以包括很多变质岩(如。片麻岩)和沉积物。沉积物的密度较低(孔隙空间较大)，但富含石英的岩石如花岗岩也是如此。形成大陆的各种过程往往倾向于富含二氧化硅的成分，从而形成这种大块的“花岗岩”成分。例如，有限的部分熔融最初会产生高硅、高碱熔体。侵蚀倾向于在石英之前分解最常见的矿物，留下富含石英的沉积物(因此砂岩主要是石英)。褐岩(富含铝和硅的岩石)的变质作用将从最初的泥岩和玄武岩过渡到片麻岩和混合岩(含有大量石英和长石)。混合岩是部分融化的，融化的部分本质上是花岗岩。

玄武岩比花岗岩密度大。在重力测量中，玄武岩和辉长岩将出现正异常，而花岗岩和沉积盆地将出现负异常。