莫霍洛维奇间断面

划分地壳与地幔的界面

莫霍洛维奇间断面通常称作莫霍界面，或简称M界面，是指划分地壳与地幔的界面。它是一个突变的边界，它标志着在化学成分和晶体结构方面的一种变化，而不是物质从硬到软这一种状况突然的转变。

概念

莫霍洛维奇间断面简称莫霍面、莫氏面或莫霍界面。常用M表示，又称M间断面或M界面，是指地壳与上地幔的分界面。

研究简史

1909年10月8日，南斯拉夫地震学家、气象学家莫霍洛维奇（Andrija Mohoroviic）在研究距克罗地亚境内萨格勒布约40千米的地震记录后，发现：在P波之后有一明显的波群P，他认为是在地表下50千米深度处由于物质发生急剧变化，使下层纵波传播速度大于上层纵波传播速度所致。根据时距曲线P波速度（vP）由7～6千米/秒激增到8.0～8.2千米/秒，S波速度（vS）由38千米/秒激增到44～46千米/秒。后经观测证实这一间断面不仅在欧洲，而且在全球都普遍存在。于是为了纪念莫霍洛维奇对地震研究的贡献，人们将莫霍洛维奇发现的这个间断面命名为莫霍洛维奇间断面。界面以上的物质称为地壳，界面以下的物质称为地幔。

莫霍洛维奇间断面是一个突变的边界，标志着在化学成分和晶体结构方面的一种变化，而不是物质从硬到软的一种突然的转变。因此，近些年来，一些学者又提出了莫霍界面是地壳的辉长岩（玄武岩）和上地幔内在化学上相当于榴辉岩岩石之间的相对边界假说，认为这个设想能够说明构造方面的问题：在地下深处，在这种相转换地区发生的压力和温度的改变，会引起地球表面的上升或沉降。

从20世纪50年代以来，科学家通过人工源地震深部探测方法，研究了地壳与上地幔比较精细的结构，发现有些地区的莫霍洛维奇间断面结构比较复杂，一级间断面只是其中一种可能的情况。比较普遍的解释是，莫霍洛维奇间断面是一个总厚度为数千米的过渡带，带内地震波速度随深度增大而增加，即为一速度正梯度层，或者是由若干个速度逐渐增大的均匀薄层组成的层面。另一种解释是，莫霍过渡带为多个高、低速相间的薄互层结构。由于大陆地区的莫霍洛维奇间断面埋藏很深，人们还不能很直接观察其真实面貌。海洋地区的莫霍洛维奇间断面比大陆地区浅得多，因此科学家曾提出“莫孔计划”，即在大洋深处地壳较薄的地方钻孔，一直钻穿莫霍洛维奇间断面，通过钻孔岩芯可以直接观察莫霍洛维奇间断面的细结构。这个设想无疑对地球科学家有巨大的吸引力。

特征

莫霍洛维奇间断面这一层的岩浆可以流动，大陆在这些岩浆上面非常缓慢地朝着某个方向移动，这就是板块漂移。岩浆的温度大约在1100℃，岩浆喷发出地表形成熔岩，熔岩冷却后又固化变成岩石，这个过程不断继续，熔岩不断冷却便形成了火山。

莫霍洛维奇间断面的深度各地不同，一般大洋较浅，为5～15千米：大西洋和印度洋为10～15千米；太平洋中央部分只有5千米；岛弧地区为20～30千米。大陆一般深为30～40千米，高山地区最深，在中国西藏高原及天山地区深达60～80千米。

莫霍洛维奇间断面是一个地震波的强反射面，在天然地震和人工地震测深记录图上都能观测到很强的反射纵波和反射横波，一般还能观测到到莫霍洛维奇间断面下方的折射纵波。运用这些信息，能反演界面的结构。早期用天然地震资料研究得到的莫霍洛维奇间断面是一个简单的一级间断面，即地震波传播速度在界面两侧发生突变的间断面。

莫霍洛维奇间断面同时也是岩石性质的分界面。地震学观测和实验室岩石样品的高温高压测试结果已经证明，莫霍洛维奇间断面上方下地壳主要由基性麻粒岩组成，而上地幔的成分是以橄榄石为主的超基性地幔岩或榴辉岩以及二辉橄榄岩。

运用及意义

①从20世纪70年代以来，在中国华北及东北地区进行了大量的深地震探测研究。不少研究学者通过对该地区的深地震探测研究的总结和梳理，探讨了该区的莫霍面深度与变化及其地球动力学意义。结果表明：华北地区最深的莫霍面出现于内蒙褶皱带内，最浅的莫霍面出现于渤海湾盆地。东北地区最深的莫霍面出现于大兴安岭地区，最浅的莫霍面出现于依兰-伊通断裂带内；大兴安岭-太行山重力梯度带为一重要的莫霍面陡变带，其西侧的莫霍面一般大于40km，东侧的莫霍面一般小于36km，郯庐断裂带及其北延的依兰-伊通断裂带内，莫霍面沿线均有隆起，但幅度不一。渤海湾盆地及方正断陷（位于依兰-伊通断裂带内）莫霍面上隆显著，敦密断裂带有莫霍错断现象；在出露古老结晶基底岩石的块体内，其莫霍面深度要深于相邻盆地；莫霍面在太行及燕山山前深度明显加大。这些特征说明华北及东北地区拼合到一起后共同经历了太平洋构造运动的影响，而大兴安岭-太行山梯度带限定了太平洋构造域的影响范围，太平洋板块的向西俯冲的前缘可能位于太行山以东，郯庐断裂带以西。

②近垂直深地震反射剖面对莫霍面变化的观测，强有力地说明大陆莫霍面的复杂特征记录了岩石圈的构造历史。横过大别山造山带前陆的深地震反射剖面长约140km，记录时间达30s，探测深度超过莫霍面深达岩石圈地幔。深地震反射剖面揭示出扬子陆块与大别山造山带结合部位的岩石圈精细结构、清晰的莫霍面及其变化特征。

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