指莫霍面以下到古登堡面以上的圈層。深度從地下33—2900公里。其體積占地球總體積的83％，質(zhì)量為地球總質(zhì)量的 68.1％。物質(zhì)密度從 3.32克/立方厘米遞增到5.66克/立方厘米。壓力隨深度增加，地幔下部壓力增至140萬個大氣壓。溫度也隨深度緩慢增加，上部約為1200—1500℃，下部約為1500—2000℃。 關(guān)于地幔的物質(zhì)成分和狀態(tài)至今還不十分清楚，但根據(jù)地震波在地幔中傳播速度緩慢而均勻，說明地幔物質(zhì)較地殼具有很大的均勻性。
地幔一般分兩層，從莫霍面到 1000公里的深度叫上地幔，從1000公里到2900公里的深度叫下地幔。上地幔的物質(zhì)成分除硅、氧外，鐵、鎂顯著增加，類似于橄欖巖的超基性巖類巖石，又稱橄欖巖層。在上地幔上部，深約50—250公里范圍內(nèi)，由于放射性元素蛻變生熱，產(chǎn)生高溫異常，溫度高于物質(zhì)的熔點，形成具有可塑性的或呈熔融狀態(tài)的軟流層，這被認(rèn)為是巖漿的發(fā)源地。地震波在這里明顯下降，形成了低速帶。地表常見的玄武巖，就來自上地幔，上地幔的物質(zhì)運動，直接影響到地殼運動。因此對上地幔的研究越來越受到世界各國的重視。下地幔的物質(zhì)組成除了硅酸鹽物質(zhì)在強大壓力下形成的一種致密物質(zhì)外，金屬硫化物和金屬氧化物鉻、鐵、鎳等成分顯著增加。其化學(xué)作用隨深度增加而減弱，稱退化學(xué)作用帶。
根據(jù)地震波傳播的情況認(rèn)為，地幔物質(zhì)的硬度比鋼還大，應(yīng)屬非晶質(zhì)固態(tài)。
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