普通地質(zhì)學(xué)第二章下

1、 （1）、對(duì)）、對(duì) 流流 層層厚度：平均厚度：平均1113km，赤道赤道1718km，兩極兩極89km氣溫：由下向上是降溫的，大氣降溫率是氣溫：由下向上是降溫的，大氣降溫率是6.50C/km，對(duì)流對(duì)流層頂約層頂約-830C大氣運(yùn)動(dòng)：強(qiáng)烈的對(duì)流大氣運(yùn)動(dòng)：強(qiáng)烈的對(duì)流 成分：成分： N2、O2、H2O、CO2等，含塵埃等，含塵埃氣象現(xiàn)象：氣象現(xiàn)象： 風(fēng)、霜、雨、雪、雹、霧等風(fēng)、霜、雨、雪、雹、霧等質(zhì)量：約占大氣圈質(zhì)量的質(zhì)量：約占大氣圈質(zhì)量的75（2）平流層）平流層高度：從對(duì)流層頂?shù)礁叨龋簭膶?duì)流層頂?shù)?5km 質(zhì)量：幾乎占大氣圈質(zhì)量的質(zhì)量：幾乎占大氣圈質(zhì)量的25氣溫：從下向上是升溫的，到平流層的頂溫度

2、升氣溫：從下向上是升溫的，到平流層的頂溫度升到到00C大氣運(yùn)動(dòng)：水平運(yùn)動(dòng)大氣運(yùn)動(dòng)：水平運(yùn)動(dòng)成分：成分： N2、 O2 、 O3 幾乎不含水蒸氣、塵埃幾乎不含水蒸氣、塵埃 存在數(shù)層臭氧層存在數(shù)層臭氧層無氣象現(xiàn)象無氣象現(xiàn)象帶來的問題是什么帶來的問題是什么? ? 平流層臭氧的損耗將導(dǎo)致地表紫外輻射的增強(qiáng)平流層臭氧的損耗將導(dǎo)致地表紫外輻射的增強(qiáng) 過度暴露于紫外線會(huì)導(dǎo)致：過度暴露于紫外線會(huì)導(dǎo)致： 皮膚灼傷皮膚灼傷 皮膚癌皮膚癌 抑制免疫系統(tǒng)抑制免疫系統(tǒng) 人類患白內(nèi)障的危險(xiǎn)增加人類患白內(nèi)障的危險(xiǎn)增加（3）中間層高度：從平流層頂?shù)?090km氣溫：從下向上是降溫的，到中間層的頂溫度降氣溫：從下向上是降溫的，

3、到中間層的頂溫度降到到 - 80- 800 0C C大氣運(yùn)動(dòng)：對(duì)流運(yùn)動(dòng)大氣運(yùn)動(dòng)：對(duì)流運(yùn)動(dòng)存在電離層存在電離層（D D），反射無線電波，反射無線電波（4 4） 暖層（電離層暖層（電離層, ,熱層）熱層）高度：從中間層頂?shù)?00km。 氣溫：由下至上升溫，到300km高空溫度達(dá)10000C。存在多層的電離層（E、F、G）（5 5） 散散 逸逸 層層( (外大氣層外大氣層) )高度：從暖層頂?shù)酵鈱涌臻g。物質(zhì)多以原子、離子狀態(tài)存在。是地球物質(zhì)向宇宙空間擴(kuò)散的部位。2 2、大氣圈的物質(zhì)組成 大氣圈的總質(zhì)量：大氣圈的總質(zhì)量： 5 1018 kg（5萬萬億噸萬萬億噸） 大氣密度：大氣密度： 1.23 10-

4、3 g/cm3 ( 海平面、海平面、15 o C )氮，氮，78.09氧，氧，20.94氬，氬，0.93%其他，其他，0.04 主要成分按體積計(jì)算按體積計(jì)算按質(zhì)量計(jì)算按質(zhì)量計(jì)算氮，氮，75.51氧，氧，23.15氬，氬，1.28其他，其他，0.06 3 3、大氣環(huán)流、大氣環(huán)流是指大氣大范圍的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。表現(xiàn)為不同時(shí)間尺度和空間尺度的大氣周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。 風(fēng)大氣的流動(dòng)形成了風(fēng)。風(fēng)是由于大氣不同部位的壓力差造成的，大氣環(huán)流的主要表現(xiàn)形式就是不同的“風(fēng)帶” 水圈就是地球表層的水體，其大部分聚集在海洋中，其余一部分以固體形式分布在兩極和高山地區(qū)，一部分分布在大陸上的河流、湖泊、沼澤及巖石、土壤的孔隙

5、中，此外，在大氣和生物中也含有少量的水。這些水包圍著地球，構(gòu)成一個(gè)連續(xù)而又不規(guī)則的圈層，稱為水圈。 水體在太陽(yáng)的輻射能的驅(qū)動(dòng)下大量蒸發(fā)，以水蒸氣的形式進(jìn)入對(duì)流層，隨氣流帶到其它地方，在一定條件下凝結(jié)成雨、雪等降落在地面或海面。降落在地面的大氣降水在重力作用下沿地表和地下河流流回大海，這種海、陸水分之間的變換叫做水體循環(huán)。 從時(shí)間尺度上看，不同規(guī)模的循環(huán)所需的時(shí)間差別很大，一般是水循環(huán)的規(guī)模愈大所需的時(shí)間就愈長(zhǎng)。 生物圈是地球表層生命物質(zhì)組成的一個(gè)封閉圈層。生物圈的總質(zhì)量約為114800億t，其分布范圍可達(dá)大氣圈內(nèi)的10km的高空中，深可到地表以下3km深處和深海底部。所以，生物圈和其它兩個(gè)外圈

6、的界線并不是截然分開的。生物在地球上分布雖然很廣，但大量的生物主要集中在地表和水圈中，特別是陽(yáng)光、空氣充足和溫暖潮濕的地區(qū)。 地表，甚至地下地表，甚至地下-3km，仍有微生物，仍有微生物 生物的出現(xiàn)在水、氣圈形成之后（地球年齡 46 億年， 大量動(dòng)物 78 億年） 三個(gè)圈層在分布上是互相包容的、互相滲透的，三者沒有一定的界線或界面。生物來源于海洋，水圈是生物圈發(fā)展的基礎(chǔ)，生物圈不能離開水圈和大氣圈而單獨(dú)存在。 生物是外動(dòng)力地質(zhì)作用中比較活躍的因素。一方面自身作為動(dòng)力生物是外動(dòng)力地質(zhì)作用中比較活躍的因素。一方面自身作為動(dòng)力參于，另一方面間接改變環(huán)境參于，另一方面間接改變環(huán)境COCO2 2 和和O

7、 O2 2含量影響外動(dòng)力地質(zhì)作用。含量影響外動(dòng)力地質(zhì)作用。 地球內(nèi)部也是分為不同的圈層。即是，地球內(nèi)部物質(zhì)分布的圈層。 借助其他手段推斷人類對(duì)自然界的觀察人類對(duì)自然界的觀察肉眼觀察借助儀器觀察18491849年英國(guó)科學(xué)家斯托克斯年英國(guó)科學(xué)家斯托克斯(G.H.Stokes)(G.H.Stokes)證實(shí)地震時(shí)產(chǎn)生兩種彈性證實(shí)地震時(shí)產(chǎn)生兩種彈性波，由地內(nèi)向外釋放能量。波，由地內(nèi)向外釋放能量。 縱波縱波 縱波的速度快總是領(lǐng)先縱波的速度快總是領(lǐng)先，又稱P P波波橫波橫波 橫波滯后，又稱橫波滯后，又稱 S S波波面波面波（在介質(zhì)表面?zhèn)鞑ピ诮橘|(zhì)表面?zhèn)鞑ィ?duì)固體地球表面的破壞最強(qiáng)對(duì)固體地球表面的破壞最強(qiáng)體波體

8、波（在物體內(nèi)部傳播在物體內(nèi)部傳播） 各種彈性波的傳播速度不同 透視地球內(nèi)部靠的是地震波，它們是迄今為止、僅有的能穿越地球內(nèi)部的旅行者。 由震源所發(fā)出的P波與S波都應(yīng)該沿著直線傳播，傳播速度也應(yīng)該基本穩(wěn)定。 可是，當(dāng)?shù)卣鸩ㄔ趶囊环N介質(zhì)進(jìn)入另一種介從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)折射或反射質(zhì)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)折射或反射的現(xiàn)象。 如果，地震波的傳播是沿著彎曲的路徑時(shí)，則表示沿途介質(zhì)的性質(zhì)在發(fā)生逐漸的改變。 實(shí)際上，地震波在地球內(nèi)部的傳播，既是沿著曲線的路徑，又有突變的現(xiàn)象。利用地震波特性分析地球內(nèi)部物性利用地震波特性分析地球內(nèi)部物性 根據(jù)兩種地震波在地球內(nèi)部的傳播速度及其變化情況，橫波在地球內(nèi)部2900k

9、m處突然消失，而在4600km深處又出現(xiàn)(由縱波轉(zhuǎn)化成的橫波)，說明在29004600km的深度范圍內(nèi)物質(zhì)呈液態(tài)。 地球內(nèi)部有7個(gè)顯著的地震波速不連續(xù)界面，其中有2個(gè)最明顯、也是最重要的地震波速度變化的界面。一是莫霍面莫霍面，該界面是南斯拉夫地震學(xué)家莫霍洛維契奇于1909年發(fā)現(xiàn)的，是地殼和地幔的分界面，在大陸上其平均深度為33km左右，在大洋底則為1112km；地震波穿越莫霍面時(shí)，波速突然增大，縱波由67kms突增至8.0kms。 根據(jù)兩種地震波在地球內(nèi)部的傳播速度及其變化情況，橫波在地球內(nèi)部2900km處突然消失，而在4600km深處又出現(xiàn)(由縱波轉(zhuǎn)化成的橫波)，說明在29004600km的

10、深度范圍內(nèi)物質(zhì)呈液態(tài)。 另外一個(gè)界面就是古登堡面古登堡面，它是美國(guó)地球物理學(xué)家古登堡于1914年提出來的，其深度為2898km，是地幔和地核的分界面；地震波穿越該面時(shí)，波速突然降低，其中縱波速度由13.3kms突降為8.1kms；橫波速度則降為零，表明不能穿越，據(jù)此可以判斷古登堡面以下的地核的部分物質(zhì)是液態(tài)的。 除莫霍面和古登堡面外，地球內(nèi)部還有一些次一級(jí)的地震界面，它們是進(jìn)一步劃分二級(jí)或三級(jí)圈層的依據(jù)。 地殼(即A層)是固體地球內(nèi)圈最外的一個(gè)圈層，由各種巖石組成。其上部表面與大氣和水圈接觸，下界為莫霍面。其厚度變化在5-70 km之間。平均約為33km，約占地球半徑的1/400，占地球總體積

11、的1.55，占地球總質(zhì)量的0.8。 地殼物質(zhì)的密度一般為2.6-2.9g/cm3。 地殼為固態(tài)巖石所組成，包括沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖三大巖類。是地質(zhì)學(xué)研究的重點(diǎn)是地質(zhì)學(xué)研究的重點(diǎn) 地殼地殼厚度（深度）在大洋地區(qū)和大陸地區(qū)不同 大陸區(qū) 陸殼 厚2070公里 平均33km 大洋區(qū) 洋殼 厚 510公厘 平均7km 康拉德界面康拉德界面僅存在于陸殼中（1925年發(fā)現(xiàn)），是次一級(jí) 界面， 深約10km。 界面之上，巖石平均密度2.67,花崗巖質(zhì)， 稱硅鋁層Si-Al 界面之下，巖石平均密度2.9, 玄武巖質(zhì), 稱硅鎂層Si-Mg康拉德界面在橫向上是不連續(xù)界面 需要說明的是：大陸地殼和大洋地殼的分界線并

12、不在海岸線處。 雖然大陸架和大陸坡被海水淹沒，但就其地殼性質(zhì)來看仍然屬于大陸地殼，所以，大陸地殼和大洋地殼的分界線是在大陸坡腳處。 地幔也叫中間層，即B、C、D層，位于莫霍面以下，古登堡面之上；是介于地殼和地核之間的一個(gè)圈層，厚度約2860多公里。 占地球半徑的將近44，體積為整個(gè)地球的83.3，質(zhì)量為地球的67.8。平均密度約4.5gcm3。由于波速在984km深度上突然增大，以此為界，將地幔分為上地幔(B、C層)和下地幔(D層)兩層。 根據(jù)地震波速、密度和隕石等資料分析，認(rèn)為上地幔的密度在3.3gcm3以上，平均為3.5gcm3左右。據(jù)分析，該層物質(zhì)成分基本上相當(dāng)于含鐵、鎂很高的超基性巖。

13、 下地幔的密度較高，平均為5.1gcm3。一般認(rèn)為其物質(zhì)成分仍是以鐵、鎂的硅酸鹽礦物為主，與上地幔并無多大的區(qū)別，但由于壓力增大，形成了一些晶體結(jié)構(gòu)更緊密的高密度礦物，因此，下地幔是由超基性巖的超高壓相礦物組成的。 在上地幔中60400km深度范圍內(nèi)，地震波的穿越速度下降，特別是在100150km的深度范圍內(nèi)降低最為明顯，橫波在此帶的部分地段不能通過，這說明該帶的物質(zhì)可能局部呈熔融狀態(tài)，整體呈塑性狀態(tài)。超過400km界線，波速又逐漸上升，恢復(fù)“正常”，稱該地震波速降低的低速帶為軟流圈。 把其上的由固體巖石組成的上地幔的一部分和地殼合稱為巖石圈。因此，巖石圈包括花崗質(zhì)巖層、玄武質(zhì)巖層和超基性巖層

14、，它是地球的一個(gè)剛性外殼，“浮”在具塑性狀態(tài)的軟流圈之上。地質(zhì)學(xué)研究的各種地質(zhì)作用幾乎全發(fā)生在巖石圈中。 地核是古登堡面以下直到地心的地球中心球狀體。半徑約3473km，它占地球總體積的16.3，總質(zhì)量的32。根據(jù)地震波速度的變化情況，以4640km和5155km深度兩個(gè)界面為界，將地核分為外核、過渡層和內(nèi)核三個(gè)次級(jí)圈層。 外核厚度為1742km，平均密度約10.5gcm3，由于縱波波速在此急劇降低，且橫波不能通過，證明外核是由液態(tài)物質(zhì)組成。 地核是古登堡面以下直到地心的地球中心球狀體。半徑約3473km，它占地球總體積的16.3，總質(zhì)量的32。根據(jù)地震波速度的變化情況，以4640km和515

15、5km深度兩個(gè)界面為界，將地核分為外核、過渡層和內(nèi)核三個(gè)次級(jí)圈層。 過渡層厚度只有515km，這一層波速變化復(fù)雜，并已測(cè)到速度不大的橫波，可能是由液態(tài)向固態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變的一個(gè)圈層，稱為過渡層。 地核是古登堡面以下直到地心的地球中心球狀體。半徑約3473km，它占地球總體積的16.3，總質(zhì)量的32。根據(jù)地震波速度的變化情況，以4640km和5155km深度兩個(gè)界面為界，將地核分為外核、過渡層和內(nèi)核三個(gè)次級(jí)圈層。 內(nèi)核厚度為1216km，平均密度13.0gcm3左右?？v波和橫波都能穿過，所測(cè)到的橫波是由縱波轉(zhuǎn)化而來。所以，內(nèi)核是由固態(tài)物質(zhì)組成的。 地核是古登堡面以下直到地心的地球中心球狀體。半徑約34

16、73km，它占地球總體積的16.3，總質(zhì)量的32。根據(jù)地震波速度的變化情況，以4640km和5155km深度兩個(gè)界面為界，將地核分為外核、過渡層和內(nèi)核三個(gè)次級(jí)圈層。 根據(jù)與隕石資料的對(duì)比，一般認(rèn)為地核的成分相當(dāng)于鐵隕石，即含鐵量80，含鎳量為5 20。外核中還混有一些輕元素，如硫和硅等。 地殼是地球的最外圈層，也是人類了解最多的部分，自形成以來其表面形態(tài)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分無時(shí)無刻不在變化和發(fā)展，這些變化和發(fā)展有的速度快而強(qiáng)烈，易為人們察覺，如地震，火山噴發(fā)等；有的卻十分緩慢不易被發(fā)現(xiàn)，如山脈的上升、海底擴(kuò)張等。促使這變化，發(fā)展的動(dòng)力，都是自然動(dòng)力。這些過程就是地質(zhì)作用過程。內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用內(nèi)動(dòng)

17、力地質(zhì)作用由于地球內(nèi)部能源（自轉(zhuǎn)能，重力能，放射性元素蛻變產(chǎn)生的熱能等），在地殼深處產(chǎn)生的動(dòng)力，作用于整個(gè)地殼（包括地表和深處）的作用。外動(dòng)力地質(zhì)作用外動(dòng)力地質(zhì)作用大氣、水和生物在太陽(yáng)輻射能、日月引力能及地球重力能的影響下產(chǎn)生的動(dòng)力，作用于地殼表層的各種作用。 各種地質(zhì)作用（內(nèi)、外） 一方面不斷形成新的物質(zhì)成分（礦、巖）、地質(zhì)構(gòu)造和地表形態(tài)。 另一方面又不斷破壞原有的物質(zhì)成分（礦、巖），地質(zhì)構(gòu)造和地表形態(tài)。 破壞建設(shè)再破壞再建設(shè)循環(huán)反復(fù)促使地殼不斷變化和發(fā)展。 地質(zhì)作用地質(zhì)作用 由自然動(dòng)力促使地殼（巖石圈）的物質(zhì)組成，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和地表形態(tài)變化和發(fā)展的作用。 自然動(dòng)力根據(jù)其能量來源分為： 內(nèi)動(dòng)力（內(nèi)生動(dòng)力，內(nèi)營(yíng)力）內(nèi)動(dòng)力（內(nèi)生動(dòng)力，內(nèi)營(yíng)力） 外動(dòng)力（