普通地质学地球的结构(教学参考)

普通地质学第十七章,普通地质学,第一章,地球的结构,与,组成,1,1.1 宇宙、太阳系和地球,第一节 地球的演化,一、,宇宙、太阳系的起源,二、,地球的早期演化,1.1 宇宙、太阳系和地球,天体的来龙去脉,1.2 地球的形状、大小,（形状）,第二节 地球的形状、大小和表面形态,一、,地球的形状,目前通过人造地球卫星观测和计算能比较精确的获得地球的形状和大小。地球不是一个,圆球体,，而是一个,实心椭球体,，赤道半径,长,，两极半径,短,，而且北极比旋转椭球体凸出,14,m南极却凹进,24,m，中纬度在北半球,稍凹进,，而在南半球,稍凸出,（不到,10,m）,因此科学家认为：第一、地球,极近似于,旋转椭球体，这是地球自转导致的，表明地球有,弹塑性,；第二、地球不是,严格,的旋转椭球体，说明地球,内部物质分布不均匀,。,1.2 地球的形状、大小,（大小）,二、,地球的大小,根据1975年第16届,国际大地测量,和,地球物理协会,公布的数据介绍如下：,赤道半径a=6378.137KM,两极半径c=6356.752KM,平均半径R=(a,2,*c)1/3=6371.004KM,长短半径差a-c=21.385KM,扁平=（a-c）/a =1/298.257,表面积S=4r,2,=510064472KM,2,体积V=4r,2,/3=10832亿KM,2,1.2 地球的形状、大小,（表面形态）,三、,地球的表面形态,地球表面,高低不平,，以,海平面,为界分为,海洋,和,陆地,两大地理单元。,海洋面积,3,亿,6,千万平方公里占,70.8%,陆地面积,1,亿,449,百万平方公里占,29.2%,1.2 地球的形状、大小,（表面形态）,海洋,：,平均深度：,3729,m 最深,11034,m（马里亚纳海沟）,陆地,：,平均高度：,875,m 最高：,8844.43,m（珠穆朗玛）,两者相差近20km,海底地形：,（1）,大陆边缘,大陆架,（陆棚）,大陆坡,大陆基,（大陆裙）,海沟、岛屿,1.2 地球的形状、大小,（表面形态）,（2）,大洋盆地,（3）,洋脊洋底山脉,1.2 地球的形状、大小,（表面形态）,陆地地形：大的陆块叫,大陆,、小的叫,岛屿,（1）,山地,500,m以上切割度大于,200,m,（2）,高原,500,m以上广阔而平坦的地区,（3）,丘陵,低于,500,m，相对高差小于,200,m,1.2 地球的形状、大小,（表面形态）,（4）,盆地,四周被山地或高地,包围,中间低平，外形似盆的地形,（5）,平原,海拔,200,m的广阔而平坦的地区,1.3,地球的物理性质,（质量、密度）,第三节 地球的物理性质,一、地球的,质量,与,密度,根据牛顿万有引力定律及多次实验，求出地球的,质量,为:,由此求得地球的,平均密度,：,g/cm,3,但是按,实际测得,的地表岩石密度平均都为,2.62.8,g/cm,3,仅为地球,平均密度的,一半,。根据地震波在地球内部传播速度与密度的关系，说明地球内部的,密度,随着深度的增加而逐渐增加,。,二、地球的,重力,和,压力,（一）地球的,重力,=地球的,引力,（F）与地球自转产生的,离心惯性力,（P）的,合力,（G）。,1.3,地球的物理性质,（重力）,地球重力随纬度变化而变化，根据理论计算出各地的正常重力值称为,理论计算值,。,重力异常,由于地球各部分的物质组成和地壳构造不同，因而实际测量的,重力值,往往与,理论值,不符,，称为重力异常。,正异常,实测,重力值,大于,理论值,，一般为,金属矿区,，由于物质密度大，对地面物质的引力较大。,负异常,实测,重力值,小于,理论值,，一般为石油，炔，石膏等,非金属矿,区，物质密度小，引力小。,利用重力异常找矿,的方法称为,重力探矿法,。并且对研究地球的形状，地壳的,物质组成，地壳的构造，地壳运动,和,地震,等都是有,很高,的价值。,1.3,地球的物理性质,（压力）,（二）地球的,压力,地球的压力指地球内部物质受,上覆物质,的,重力,而产生的压力即,静压力,。,深度,越大,压力,越大，并且随着地球内部,物质密度,加大，,压力,增加越大。,深度（Km）,10,100,400,1000,2900,5000,6370,压力（Mpa）,110,2,3.110,3,1.410,4,3.510,4,1.410,5,3.110,5,3.610,5,1.3,地球的物理性质,(磁性）,三、地球的,磁性,指南针,为什么能够指示方向，就是,因为地球是有磁性,的。在它的周围形成了一个磁力作用的空间,地磁场,。位于南半球的叫,磁南极,（S）和位于北半球的称为,磁北极,（N）。,地磁场的,正常值,（背景值）是各地经过,校正,和,清除,变化等影响的地磁要素数据。,地磁异常,实地测量的,地磁要素数据,与,正常值,不符,。,磁法找矿,就是通过地磁测量寻找有,磁性异常,的矿产。（如,磁铁矿,等）,古地磁法,地球磁场是在不断变化的，有,日变化，年变化,，也有,长期的周期变化,（,磁极倒转,）。通过对岩石中,剩余磁性,的研究，了解地质历史上磁场的变化，例如通过,对比,不同时期的,古地磁极,的,位置,(或同一地点不同时期所处的磁纬度)可以帮助了解地壳不同部分的,相对位移,情况，据,古地磁场,反转,周期,则可确定,岩石的形成年代,。,1.3,地球的物理性质,(温度）,四、地球的,温度,（地热）,日变化,一般为11.5m,1.,外热层（,变温层,）,年变化,影响深度达2030m,2.,常温层,与当地,年平均,温度大致相当，,常年不,变,，其深度一般为2040m,受太阳辐射影响,3.,增温层,地温随,深度,增加而逐渐增加，受地球,内部热能,影响，深度每增加,100,米升高的温度称为地温梯度。一般大陆为,1,5,/100m，海底为,4,8,/100m。,通过间接测算，,越接近地心,温度的增加,趋于缓慢,：,地下,100,km约为,1300,1000,km约为,2000,2900,km约为,2700,地心,温度约为,4000,6000,影视：,地球温度,1.3,地球的物理性质,(弹性）,地球内部如此,大量的热能,从何而来,的呢？,目前有,不同,的说法：,地球,余热,说；,重力差异,说；,放射热,说。,五、地球的,弹性,地震,是地下某,一点,发生,振动,，并通过地震波向,四周传播,，造成各种破坏。因此说明地球具有一定的,弹性,，地震波在不同介质中,传播速度,也不一样。,地震测量法,通过测定,人工,地震产生的,地震波,在地下,传播速度,的,变化情况,，探测地下的,矿产资源,。,1.4,地球的层圈构造,(大气圈）,第四节 地球的层圈构造,一、地球的,外部圈层,构造,（一）,大气圈,是地球的,最外圈,，由,空气、水气,和,尘埃,组成，对地表气候分带和生命活动起着很大的作用。其,底界,为海、陆表面，没有,明显的上界,，为自然过渡到星际空间。,1.,对流层,大气圈的,下部,，底界为海、陆表面,18,KM高空。由于温度、湿度分布不均匀，大气产生对流。是地球上风云，雨雪、冰川等气候现象以及各种,外力地质作用,的,发源地,，,对改变地表形态起着非常重要的作用,。,空气稀薄，在宇宙射线和太阳辐射的作用下气体分子被电离，故统称为,电离层,，是无线电波的传播层。,2.,平流层,3.,中间层,4.,热成层,5.,扩散层,大气圈的,最外层,，地球引力极小，一部分大气分子可,逃逸,到星际空间去。,1.4,地球的层圈构造,(水圈、生物圈）,（二）,水圈,通常人们把地球表面上的,海洋、河流、湖泊、冰川,以及,地下水,等看成是一个,包围地球的连续水层,，称为水圈。,水在这样不停的运动中，以各种方式对地面（或地下）岩石进行,破坏、改造,，并且把破坏的物质带到另一些地方,堆积,下来，形成,削高补低,结果。,（三）,生物圈,是,生命活动,的地带所构成的连续圈层。,二、地球的,内部圈层,构造,（一）地球内部地震波速度,突变,的主要界面,地震波研究发现，地球内部存在着地震波,速度突变,的若干界面，显示了地球内部物质的,差异,，,具有层圈状构造,。,1.4,地球的层圈构造,(内部界面）,1.,莫霍面,位于地表以下,数,公里,40,km，纵波到达这一界面后，其速度由平均,6,7,km/s，突升为,8.1,km/s。大洋浅（平均,8,km）、大陆深（平均,33,km）。,是由南斯拉夫学者,莫霍洛维奇,（Mohorovicic）于1909年首先发现的，因此被称为莫霍洛维奇面，简称,莫霍面,。莫霍面,之上,为,地壳,、,之下,为,地幔,。,2.,古登堡面,位于地下,2900,km深度。,横波,到这一界面就,消失,了，纵波却能够通过。以最早（1914年）研究这一界面的美国地球物理学家,古登堡,的名字命名。,古登堡面,之上,为,地幔,，,之下,为,地核,。,3.,康拉德面,位于地壳内部。表现为纵波速度由,6,km/s突变为,6.6,km/s。由此而推断地壳分为密度不同的上、下两层，,上层,为,花岗岩层,（,硅铝层,），,下层,为,玄武岩层,（,硅镁层,）。,（二）,地球内部各层圈的特征,1.4,地球的层圈构造,(地壳、地幔、地核）,1.4,地球的层圈构造,(均衡原理）,三、,均衡原理,地势,的起伏同,莫霍面,的起伏呈,镜像,关系。,其,原理,是，,设想,在,地幔内部,(很可能在软流圈内)的某一,深度,上可以找到一个,水平面,，称为,补偿基面,。在此面的,单位面积上,所承受的上覆岩块的,总重量都相同,。即是以此补偿基面,为准,，高山地区的,地势虽高,，但其下部地幔的,厚度小,；大洋地区的,地势虽低,，但其拥有的地幔,厚度大,，故两处岩块的,总重量相等,，从而能,保持,重力均衡,。,这种,均衡,总是,暂时的,和,相对的,。因为高处,易剥蚀,，低处,被填平,，以及,构造运动,等因素都可能,打破,这种平衡。,本章学习要求与习题,了解,地球,的,演化,及其在宇宙中的,位置,；地球的,形状、大小,及,表面形态特征,和,外部圈层构造,；基本掌握,内部,圈层构造,特征及地球的,主要物理性质,。,学习重点,：,重点是地球,内部圈层构造,特征及主要,物理性质,；,作业及思考题,：,1,.地球,表面,的主要,形态,有哪些？,2.,地球的,主要物理性质,有哪些？,本章学习要求,3.,地球,外部,有哪些圈层？,内部,又有哪些圈层？内部圈层主要是,依据,什么来,划分,的？,4.,陆壳,与,洋壳,有何,差别,？,