普通地質(zhì)學地球的結(jié)構(gòu)教學參考

普通地質(zhì)學地球的結(jié)構(gòu)教學參考第1頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.1宇宙、太陽系和地球第一節(jié)地球的演化一、宇宙、太陽系的起源

二、地球的早期演化

第2頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.1宇宙、太陽系和地球天體的來龍去脈第3頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.2地球的形狀、大?。ㄐ螤睿┑诙?jié)地球的形狀、大小和表面形態(tài)一、地球的形狀目前通過人造地球衛(wèi)星觀測和計算能比較精確的獲得地球的形狀和大小。地球不是一個圓球體，而是一個實心橢球體，赤道半徑長，兩極半徑短，而且北極比旋轉(zhuǎn)橢球體凸出14m南極卻凹進24m，中緯度在北半球稍凹進，而在南半球稍凸出（不到10m）因此科學家認為：第一、地球極近似于旋轉(zhuǎn)橢球體，這是地球自轉(zhuǎn)導致的，表明地球有彈塑性；第二、地球不是嚴格的旋轉(zhuǎn)橢球體，說明地球內(nèi)部物質(zhì)分布不均勻。第4頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.2地球的形狀、大?。ù笮。┒?、地球的大小根據(jù)1975年第16屆國際大地測量和地球物理協(xié)會公布的數(shù)據(jù)介紹如下：赤道半徑a=6378.137KM兩極半徑c=6356.752KM平均半徑R=(a2*c)1/3=6371.004KM長短半徑差a-c=21.385KM扁平δ=（a-c）/a=1/298.257表面積S=4πr2=510064472KM2體積V=4πr2/3=10832億KM2第5頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.2地球的形狀、大?。ū砻嫘螒B(tài)）三、地球的表面形態(tài)地球表面高低不平，以海平面為界分為海洋和陸地兩大地理單元。海洋面積3億6千萬平方公里占70.8%陸地面積1億449百萬平方公里占29.2%

第6頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.2地球的形狀、大?。ū砻嫘螒B(tài)）海洋：平均深度：3729m最深11034m（馬里亞納海溝）陸地：平均高度：875m最高：8844.43m（珠穆朗瑪）兩者相差近20km

海底地形：（1）大陸邊緣①大陸架（陸棚）②大陸坡③大陸基（大陸裙）④海溝、島嶼

第7頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.2地球的形狀、大小（表面形態(tài)）（2）大洋盆地

（3）洋脊——洋底山脈

第8頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.2地球的形狀、大?。ū砻嫘螒B(tài)）陸地地形：大的陸塊叫大陸、小的叫島嶼

（1）山地—500m以上切割度大于200m（2）高原—500m以上廣闊而平坦的地區(qū)

（3）丘陵—低于500m，相對高差小于200m第9頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.2地球的形狀、大?。ū砻嫘螒B(tài)）（4）盆地—四周被山地或高地包圍中間低平，外形似盆的地形

（5）平原——海拔＜200m的廣闊而平坦的地區(qū)

第10頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.3

地球的物理性質(zhì)（質(zhì)量、密度）第三節(jié)地球的物理性質(zhì)一、地球的質(zhì)量與密度

根據(jù)牛頓萬有引力定律及多次實驗，求出地球的質(zhì)量為:,由此求得地球的平均密度：g/cm3

但是按實際測得的地表巖石密度平均都為2.6—2.8g/cm3僅為地球平均密度的一半。根據(jù)地震波在地球內(nèi)部傳播速度與密度的關(guān)系，說明地球內(nèi)部的密度隨著深度的增加而逐漸增加。二、地球的重力和壓力

（一）地球的重力=地球的引力（F）與地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心慣性力（P）的合力（G）。第11頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.3

地球的物理性質(zhì)（重力）地球重力隨緯度變化而變化，根據(jù)理論計算出各地的正常重力值稱為理論計算值。

重力異?！捎诘厍蚋鞑糠值奈镔|(zhì)組成和地殼構(gòu)造不同，因而實際測量的重力值往往與理論值不符，稱為重力異常。

正異常——實測重力值大于理論值，一般為金屬礦區(qū)，由于物質(zhì)密度大，對地面物質(zhì)的引力較大。

負異?！獙崪y重力值小于理論值，一般為石油，炔，石膏等非金屬礦區(qū)，物質(zhì)密度小，引力小。

利用重力異常找礦的方法稱為重力探礦法。并且對研究地球的形狀，地殼的物質(zhì)組成，地殼的構(gòu)造，地殼運動和地震等都是有很高的價值。第12頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.3

地球的物理性質(zhì)（壓力）（二）地球的壓力

地球的壓力——指地球內(nèi)部物質(zhì)受上覆物質(zhì)的重力而產(chǎn)生的壓力即靜壓力。

深度越大壓力越大，并且隨著地球內(nèi)部物質(zhì)密度加大，壓力增加越大。深度（Km）101004001000290050006370壓力（Mpa）1×1023.1×1031.4×1043.5×1041.4×1053.1×1053.6×105第13頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.3

地球的物理性質(zhì)(磁性）三、地球的磁性

指南針為什么能夠指示方向，就是因為地球是有磁性的。在它的周圍形成了一個磁力作用的空間——地磁場。位于南半球的叫磁南極（S）和位于北半球的稱為磁北極（N）。地磁場的正常值（背景值）——是各地經(jīng)過校正和清除變化等影響的地磁要素數(shù)據(jù)。地磁異?！獙嵉販y量的地磁要素數(shù)據(jù)與正常值不符。

磁法找礦——就是通過地磁測量尋找有磁性異常的礦產(chǎn)。（如磁鐵礦等）

古地磁法——地球磁場是在不斷變化的，有日變化，年變化，也有長期的周期變化（磁極倒轉(zhuǎn)）。通過對巖石中剩余磁性的研究，了解地質(zhì)歷史上磁場的變化，例如通過對比不同時期的古地磁極的位置(或同一地點不同時期所處的磁緯度)可以幫助了解地殼不同部分的相對位移情況，據(jù)古地磁場反轉(zhuǎn)周期則可確定巖石的形成年代。第14頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.3

地球的物理性質(zhì)(溫度）四、地球的溫度（地熱）

日變化一般為1—1.5m1.外熱層（變溫層）年變化影響深度達20—30m2.常溫層——與當?shù)啬昶骄鶞囟却笾孪喈?，常年不變，其深度一般?0—40m受太陽輻射影響3.增溫層——地溫隨深度增加而逐漸增加，受地球內(nèi)部熱能影響，深度每增加100米升高的溫度稱為地溫梯度。一般大陸為1—5℃/100m，海底為4—8℃/100m。通過間接測算，越接近地心溫度的增加趨于緩慢：地下100km約為1300℃1000km約為2000℃2900km約為2700℃地心溫度約為4000－6000℃影視：地球溫度第15頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.3

地球的物理性質(zhì)(彈性）地球內(nèi)部如此大量的熱能從何而來的呢？目前有不同的說法：①地球余熱說；②重力差異說；③放射熱說。五、地球的彈性

地震是地下某一點發(fā)生振動，并通過地震波向四周傳播，造成各種破壞。因此說明地球具有一定的彈性，地震波在不同介質(zhì)中傳播速度也不一樣。

地震測量法——通過測定人工地震產(chǎn)生的地震波在地下傳播速度的變化情況，探測地下的礦產(chǎn)資源。第16頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.4

地球的層圈構(gòu)造(大氣圈）第四節(jié)地球的層圈構(gòu)造

一、地球的外部圈層構(gòu)造（一）大氣圈

——是地球的最外圈，由空氣、水氣和塵埃組成，對地表氣候分帶和生命活動起著很大的作用。其底界為海、陸表面，沒有明顯的上界，為自然過渡到星際空間。1.對流層——大氣圈的下部，底界為海、陸表面～18KM高空。由于溫度、濕度分布不均勻，大氣產(chǎn)生對流。是地球上風云，雨雪、冰川等氣候現(xiàn)象以及各種外力地質(zhì)作用的發(fā)源地，對改變地表形態(tài)起著非常重要的作用?？諝庀”?，在宇宙射線和太陽輻射的作用下氣體分子被電離，故統(tǒng)稱為電離層，是無線電波的傳播層。2.平流層

3.中間層4.熱成層5.擴散層——大氣圈的最外層，地球引力極小，一部分大氣分子可逃逸到星際空間去。第17頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.4

地球的層圈構(gòu)造(水圈、生物圈）（二）水圈

——通常人們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個包圍地球的連續(xù)水層，稱為水圈。水在這樣不停的運動中，以各種方式對地面（或地下）巖石進行破壞、改造，并且把破壞的物質(zhì)帶到另一些地方堆積下來，形成削高補低結(jié)果。（三）生物圈——是生命活動的地帶所構(gòu)成的連續(xù)圈層。二、地球的內(nèi)部圈層構(gòu)造（一）地球內(nèi)部地震波速度突變的主要界面地震波研究發(fā)現(xiàn)，地球內(nèi)部存在著地震波速度突變的若干界面，顯示了地球內(nèi)部物質(zhì)的差異，具有層圈狀構(gòu)造。第18頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.4

地球的層圈構(gòu)造(內(nèi)部界面）1.莫霍面——位于地表以下數(shù)公里－40km±，縱波到達這一界面后，其速度由平均6－7km/s，突升為8.1km/s。大洋淺（平均8km）、大陸深（平均33km）。是由南斯拉夫?qū)W者莫霍洛維奇（Mohorovicic）于1909年首先發(fā)現(xiàn)的，因此被稱為莫霍洛維奇面，簡稱莫霍面。莫霍面之上為地殼、之下為地幔。2.古登堡面——位于地下2900km深度。橫波到這一界面就消失了，縱波卻能夠通過。以最早（1914年）研究這一界面的美國地球物理學家古登堡的名字命名。古登堡面之上為地幔，之下為地核。3.康拉德面——位于地殼內(nèi)部。表現(xiàn)為縱波速度由6km/s突變?yōu)?.6km/s。由此而推斷地殼分為密度不同的上、下兩層，上層為花崗巖層（硅鋁層），下層為玄武巖層（硅鎂層）。（二）地球內(nèi)部各層圈的特征第19頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.4

地球的層圈構(gòu)造(地殼、地幔、地核）層圈名稱特征地殼巖石圈1.是由巖石組成的地球外殼。上部花崗質(zhì)層（硅鋁層）平均密度為2.7g/cm3，下部玄武質(zhì)層（硅鎂層）平均密度為3.3g/cm3。2.大陸地殼平均厚33km（最厚>70km），廣泛分布有沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖，最老的巖石年齡為38億年，具有硅鋁層和硅鎂層大洋地殼平均厚8km（最薄<3km），主要為玄武巖類及現(xiàn)代沉積物，只有硅鎂層沒有硅鋁層。3.是所有地質(zhì)作用的場所，也是目前地質(zhì)學研究的主要對象。莫霍面地幔上地幔為堅硬巖石，與地殼共同構(gòu)成地球外表。60km±共同特征：為超鐵鎂質(zhì)巖石。平均密度：3.5g/cm3軟流圈地震橫波傳播速度明顯降低，<10%的巖石處于熔融狀態(tài)，其強度降低、塑性增加，物質(zhì)發(fā)生蠕變，并緩慢流動。是巖漿的發(fā)源地，也是構(gòu)造運動的動力源。250km地震波速迅速增加，物質(zhì)密度增大由3.64g/cm3增至4.64g/cm3。650km下地幔地震波速平緩增加，密度為5.1g/cm3，化學成分與上地幔相似，鐵的含量增加。2900km古登堡面地核外核平均密度10.5g/cm3，地震縱波速度急劇降低橫波消失，推測為液態(tài)，溫度約3000℃，壓力大于3×1011Pa4642km過渡層縱波速度加快，推測其物質(zhì)從液態(tài)過渡到固態(tài)5157km內(nèi)核縱波突然加速，并出現(xiàn)由縱波轉(zhuǎn)換成橫波，表明物質(zhì)為固態(tài)，平均密度12.9g/cm，與隕石相似推測內(nèi)核物質(zhì)主要成分為鐵、鎳，故稱為鐵鎳核。第20頁，共22頁，2023年，2月20日，星期五1.4