大家知道地球是一個(gè)半徑有6370多公里的橢球體,它從表面向地心可以分為地殼、地幔和地核三部分.地殼是地球的最表層,由于地球表面有陸地和海洋,因此,又有大陸地殼和大洋地殼之分.大陸地殼一般厚度為33-35公里,最厚地區(qū)大約為50-70公里.我國青藏高原是世界上地殼厚度最大的地區(qū)之一,平均厚度可以達(dá)到70公里.
大陸地殼通常分為三層,由三種不同成分的巖石組成.最上面是沉積巖層,向下依次是花崗巖層和玄武巖層；大洋殼的厚度很小,平均僅為6-8公里；大洋地殼最上面是很薄的海底沉積物,向下是玄武巖,在海底形成的玄武巖由于海水的作用,巖石被塑造成一個(gè)接一個(gè)排列的“枕頭”,地質(zhì)學(xué)家把這種玄武巖叫做“枕狀熔巖”,這是在大陸玄武巖中見不到的一種地質(zhì)現(xiàn)象.深海鉆探和地震研究發(fā)現(xiàn),洋殼玄武巖下面還發(fā)育有巖墻狀的輝長巖和輝綠巖,以及由超鎂鐵質(zhì)巖石蝕變形成的蛇紋巖.
從大陸地殼和大洋地殼的結(jié)構(gòu)可以看出,遍布于地殼中的巖石在分布上具有一定規(guī)律性.洋殼和陸殼在巖石組成上最明顯的區(qū)別在于大洋地殼中至今沒有發(fā)現(xiàn)花崗巖層,而在大陸地殼中花崗巖體卻有大面積的分布.
在我們對地殼的結(jié)構(gòu)有了大概的了解之后,人們自然會問：地幔又是由什么巖石組成的呢?它們和地殼中的巖石又有什么不同?在地球結(jié)構(gòu)中,地幔厚約2800公里,分為上地幔和下地幔兩部分.上地幔主要由橄欖巖類組成,下地幔是由密度高的鐵鎂氧化物組成.
根據(jù)地球物理測量的研究成果,上地幔頂部主要是由鎂鐵質(zhì)和超鎂鐵質(zhì)成分的巖石組成的,只是橄欖巖類巖石比地殼中的硅鋁質(zhì)和硅鎂質(zhì)巖石的比重要大.由于地殼和上地幔頂部都是由巖石組成的,所以,地質(zhì)學(xué)家們把它們統(tǒng)稱為巖石圈.巖石圈厚度不均一,通常認(rèn)為在大洋中脊處巖石圈厚度接近于零,到大陸下部大約100-150公里處,巖石圈厚度和地球的半徑比較起來,只是薄薄的一層,幾乎可以忽略不計(jì).
早在1926年,地震學(xué)家古德寶就發(fā)現(xiàn)在堅(jiān)硬的巖石圈下邊存在著一個(gè)低速帶,這個(gè)低速帶相當(dāng)于軟流圈,深度大約在100-250公里.實(shí)際上,軟流圈并不軟.從計(jì)算和模擬實(shí)驗(yàn)表明,在軟流圈中,只有大約0.5%的局部地區(qū)發(fā)生了熔化.但是,因?yàn)閹r石圈剛性較大,相比之下,軟流圈就多少帶有一點(diǎn)塑性和流動性.
1910年,德國氣象學(xué)家A.魏格納提出了大陸漂移學(xué)說.到本世紀(jì)六十年代,板塊構(gòu)造學(xué)說問世.這個(gè)學(xué)說的實(shí)質(zhì)是巖石圈板塊運(yùn)動學(xué),連續(xù)的地震活動帶把巖石圈分裂分割成若干大小不同的板塊在軟流圈上漂移.實(shí)際上,不僅大陸板塊在漂移,大洋板塊也在漂移.科學(xué)家們在古氣候、古生物、古地磁和深海鉆探等很多方面找到了大陸飄移的證據(jù).
巖石圈板塊運(yùn)動與巖石的形成和演化有非常密切的關(guān)系.例如,巖漿巖帶和變質(zhì)巖帶常分布在板塊邊緣,而且,板塊的類型不同,巖石組合也隨之變化；全球現(xiàn)代活火山也主要分布在板塊邊界上,著名的環(huán)太平洋“火山鏈”是火山活動帶,集中了全球三分之二的活火山.同時(shí),火山活動帶也是地震活動頻繁的地區(qū).