人们较早提出的陆壳结构是双层模式，即位于康拉德面以上部分称为上地壳，根据地震波速的推断，曾认为上地壳由花岗质岩石组成（Kovalenko，1984），因此也称硅铝层及花岗质层。但经进一步研究表明，双层陆壳模式是一种不完善的模式，现已趋否定。近年来，我国一些学者将地壳分为上、中、下三个地方性震速结构层，如马杏垣等（1991）将江苏响水—内蒙古洪都拉地学断面的震速分成三层：上地壳层的υP 为2.0～6.3km/s，厚度10～21km；中地壳υP为6.2～6.5km/s，厚度9～15km；下地壳层υP 为6.4～7.4km/s，厚度为6.5～15km/s；秦葆瑚（1991）将台湾—四川黑水地学断面的湖南地段地壳分为三层：第一层（地壳表层）υP 为5.77～5.98km/s，深度达3.6km；第二层（上地壳）。υP为5.98～6.39km/s，深度从3.6km至20.3km；第三层（下地壳）υP为6.48～7.00km/s，深度从20.3km至30.5km。本章研究的湖南省岩石圈厚度由大地电磁测深与热流分析来确定，地壳厚度则由地震波纵波波速来确定。
宋仲和等（1986，1993）选用中国境内和邻区发生的500多个地震和国内大爆破资料，利用P波和部分续至波震相，对我国上地幔结构做了研究。从宏观上来看，华南上地幔速度结构近似于一个三层结构。第一层速度约为8.1km/s，底部深度约为150km。第二层从深约150km到深约800～900km，速度值从8.1km/s线性增大到11.2～11.4km/s。之后速度增长变缓，进入到第三层。因此，根据对华南各地所产包体的矿物岩石学研究成果（郭峰等，1997），再结合对大地电磁测深及地热流资料的对比分析，综合这些地球物理资料的研究结果，可以将湖南的岩石圈分为5层：
第一层，从地表到4km处为地壳表层，主要由碎屑沉积岩层组成。地震波速度从地表的约5km/s，逐渐增大到6km/s。
第二层为上地壳，厚约17km，主要由中新元古代浅变质岩组成。构成褶皱基底。地震波速度稳定，为6.0～6.4km/s。
第三层为下地壳，厚约10km，主要由成分近似花岗岩或闪长岩的麻粒岩组成。构成结晶基底。速度约为6.5～7.0km/s。
第四层为尖晶石二辉橄榄岩，厚约40km。
第五层为石榴子石二辉橄榄石，厚约30km。
岩石圈总厚度约100km。
第五层以下为岩石圈底界，也是软流圈顶界，属地幔岩。地幔的化学成分是一种准熔融的镁铁硅酸盐组合，与铁镁质—超铁镁质岩相当。
地壳下岩石层的岩性（第四层、第五层）主要根据攸县—新田基性构造岩浆带和其中深源包体来确定。在攸县—新田一带的基性构造岩浆岩带中的基性岩主要有石英拉斑玄武岩、橄榄拉斑玄武岩、碱性橄榄玄武岩、碧玄岩及白榴碧玄岩组成（黄国群，1989；赵振华等，1993）。其中橄榄拉斑玄武岩、碱性橄榄玄武岩和碧玄岩属原生岩浆。其起源条件与中国东部新生代原生玄武岩浆相比，起源温度相近，而压力和深度则较小，氧逸度低，部分熔融程度较高。其中氧逸度较低，可能暗示着岩浆活动的大地构造环境并非像中国东部新生代的拉张裂分环境，而是板块内部的陆块间的碰撞环境。此外，根据大地电磁测深结果（袁学诚，1998），本区的现代高导层顶界深度（软流层顶界）为169.6km，而攸县—道县中新生代玄武岩浆起源深度为56.8～71km，可以代表当时软流层顶面深度。由此看来湘东南区现代软流层的顶界位置较中生代末发生了退缩，亦即岩石圈已增厚了大约100km。由于攸县—道县基性岩带中的幔源包体主要是尖晶石二辉橄榄岩，故可认为代表地幔岩组成的可能是尖晶石二辉橄榄岩。