普通地質(zhì)學(xué)第二章上

1、 地球是太陽(yáng)系中的一顆行星地球是太陽(yáng)系中的一顆行星 銀河系中有銀河系中有1010101010101111 顆星體，而在宇宙中，有顆星體，而在宇宙中，有類(lèi)似數(shù)量類(lèi)似數(shù)量 的星系存在。的星系存在。2006年8月24日北京時(shí)間晚上9點(diǎn)20分，國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)投票5號(hào)決議，部分通過(guò)新的行星定義，冥王星被排除在行星行列之外，而將其列入“矮行星”。 行星行星太陽(yáng)太陽(yáng)水星水星金星金星地球地球火星火星木星木星土星土星天王星天王星海王星海王星半徑（半徑（r）109.200.380.951.000.5311.209.364.063.88距離（距離（d）0.390.721.001.525.209.5419.19

2、30.06八大行星的相對(duì)半徑及八大行星的相對(duì)半徑及離太陽(yáng)的距離離太陽(yáng)的距離（地球?yàn)椋ǖ厍驗(yàn)? 1） 太陽(yáng)所在的星系叫銀河系，銀河系由太陽(yáng)所在的星系叫銀河系，銀河系由15001500億顆恒星組成的龐大恒星系統(tǒng)。銀億顆恒星組成的龐大恒星系統(tǒng)。銀河系比太陽(yáng)系大河系比太陽(yáng)系大1 1億倍。銀河系之外還有各種形狀的河外星系組成更為龐大的天億倍。銀河系之外還有各種形狀的河外星系組成更為龐大的天體系統(tǒng)共同構(gòu)成總星系。體系統(tǒng)共同構(gòu)成總星系。 宇宙是個(gè)空間向上無(wú)邊無(wú)際的時(shí)間上無(wú)始無(wú)終的，也沒(méi)有中心的物質(zhì)世界。宇宙是個(gè)空間向上無(wú)邊無(wú)際的時(shí)間上無(wú)始無(wú)終的，也沒(méi)有中心的物質(zhì)世界。地球在宇宙的位置地球在宇宙的位置滄海一粟

3、。滄海一粟。一、地球的大小和形狀一、地球的大小和形狀二、地球表面的形態(tài)特征二、地球表面的形態(tài)特征 以平均海平面通過(guò)大陸延伸所形成的封閉曲面(即大地水準(zhǔn)面)作為參考面，地球的形狀和大小就是指大地水準(zhǔn)面的形態(tài)和大小。國(guó)際大地測(cè)量和地球物理協(xié)會(huì)于1975年公布了修訂的地球參數(shù)如下： 赤道半徑(a) 6378.140km 兩極半徑(c) 6356.755km 平均半徑(R) 6371.004km 表面積(4R2) 510070100km2 體積(4/3R3) 1083157900000km3 地球的實(shí)際形狀與該橢球體稍有差異，地球的南、北兩半球并不對(duì)稱，北極凸出約10m，南極凹進(jìn)約30m，中緯度在北半

4、球稍凹進(jìn)，而在南半球稍凸出（不到10m），看似一個(gè)梨形。 地球的外形是其內(nèi)部特征的反映。 第一、地球接近旋轉(zhuǎn)橢球體，說(shuō)明地球具有一定的塑性，是地球自轉(zhuǎn)離心力作用的結(jié)果。 第二、地球的實(shí)際外形與旋轉(zhuǎn)橢球體并完全重合，說(shuō)明地球內(nèi)部物質(zhì)是不均勻的。宏觀特征宏觀特征 總面積 占地球表面積地球上的兩大地理單元海洋：3.61億km270.8%陸地：1.49億km229.8%地球表面（地球固體外殼表面）高低不平海洋底的平均深度3908m大陸的平均高度840m大洋最深處在西太平洋的馬利亞納海溝11034m大陸上最高點(diǎn)在我國(guó)的珠穆朗瑪峰8844.43m二、地球表面的形態(tài)特征二、地球表面的形態(tài)特征宏觀特征宏觀特征

5、 總面積 占地球表面積地球上的兩大地理單元海洋：3.62億km270.9%陸地：1.48億km229.1%地球表面（地球固體外殼表面）高低不平海洋底的平均深度3795m大陸的平均高度825m大洋最深處在西太平洋的馬利亞納海溝11034m大陸上最高點(diǎn)在我國(guó)的珠穆朗瑪峰8844.43m二、地球表面的形態(tài)特征二、地球表面的形態(tài)特征海洋最深處與大陸最高處相差19882。 陸地地形：山地、丘陵、平原、高原、盆地。陸地地形：山地、丘陵、平原、高原、盆地。海底地形：大陸架、大陸坡、大陸基、島弧、海溝、海底地形：大陸架、大陸坡、大陸基、島弧、海溝、大洋中脊、大洋中脊、 大洋盆地。大洋盆地。( (一一) )大陸

6、地表的形態(tài)大陸地表的形態(tài) 1.1.山地山地 海拔高度在500m以上，地形起伏高差在200m以上的地區(qū)叫山地或山岳。名稱海拔高度（米） 切割深度（米）舉例極高山50001000喜馬拉雅山主體高山50003500500天山、昆侖山等中山35001000500士秦嶺大巴山、太行山等主體低山1000500200士中、高山區(qū)較低部分 2.2.丘陵丘陵 丘陵為大陸地表海拔高程在500m以下，切割深度不超過(guò)200m(一般為數(shù)十米)的起伏地形。3.3.平原平原 平原是面積廣闊、地勢(shì)平坦或略有起伏、海拔高程在600m以下的地區(qū)。如我國(guó)的華北平原、松遼平原等。 4.4.高原高原 高原是海拔在600m以上，地勢(shì)較為

7、平坦或有一定起伏的廣闊地區(qū)。如我國(guó)的青藏高原等。 5.5.盆地盆地 四周是山地或高原、中央相對(duì)凹下且較平坦(平原或丘陵)的地形稱盆地。如四川盆地等。 6.6.裂谷系統(tǒng)裂谷系統(tǒng) 裂谷系統(tǒng)是大陸上的一些規(guī)模宏偉的線狀低洼谷地，其延伸可達(dá)數(shù)千公里，寬僅數(shù)十公里，兩壁(或一壁)為斷崖。如世界上著名的東非大裂谷為一系列峽谷和湖泊組成，全長(zhǎng)6500多公里。 大陸邊緣大陸邊緣 大陸邊緣是大陸和大洋盆地之間的連接地帶，占海底總面積的五分之一左右。 (1)(1)大陸架大陸架 大陸架也叫陸棚，是緊靠大陸分布的淺水臺(tái)地，是大陸在水下的自然延伸部分。表面平坦，坡度一般小于0.1。外緣有坡度明顯變陡的坡折線，平均水深1

8、33m，最深可達(dá)500m，一般是指水深在200m以內(nèi)的水域，平均寬度75km。 (2)(2)大陸坡大陸坡 大陸坡是在大陸架外緣轉(zhuǎn)向深海海底、坡度較大的地帶。其平均坡度為4.3，最大可達(dá)20，平均寬度只有28km，坡腳深度為14003200m。 (3)大陸基大陸基 大陸基是大陸坡外緣與深海盆地之間的緩傾斜地區(qū)，坡度僅5 35，由濁流和滑塌作用所帶來(lái)的物質(zhì)堆積而成。現(xiàn)代海溝發(fā)育的太平洋型大陸邊緣缺乏這一地形單元。 (4)島弧與海溝島弧與海溝 島弧是呈弧狀分布的火山列島，它延伸距離長(zhǎng)達(dá)數(shù)百到數(shù)千公里，常發(fā)育于大陸架的邊緣。島弧靠大洋一側(cè)常發(fā)育有深度超過(guò)6km的長(zhǎng)條形谷地，叫海溝，馬里亞納海溝是世界上

9、最深的海溝，深度超過(guò)11km；海溝很窄，寬度一般小于100km，但延伸可達(dá)數(shù)千公里。一邊坡度陡，一邊坡度緩。 島弧和海溝合稱島弧-海溝系。 2.2.大洋盆地大洋盆地 大洋盆地(簡(jiǎn)稱洋盆)是地球表面的最大洼地，約占海底面積的一半，一般水深為40005000m，平均水深3700m。洋盆中表面極為平坦的部分稱為深海平原。 洋盆中連綿起伏的小山丘叫深海丘陵，多為饅頭狀或覆盆狀，相對(duì)高度僅數(shù)十至數(shù)百米。 海山是洋底上孤立的隆起地形，其高度大于1000m，一般多呈圓錐狀，邊坡較陡。絕大多數(shù)海山都是由海底火山形成的。有的海山頂部平坦，叫平頂海山，一般認(rèn)為平頂海山是高度在海平面附近的海山，其頂部被風(fēng)化剝蝕和海

10、水沖蝕夷平。如果大的海山頂端露出水面，則成為島嶼。 3.3. 大洋中脊大洋中脊 貫穿洋盆，呈線狀延伸幾千公里的海嶺，其頂部有中央裂谷的稱洋脊或洋中脊；頂部無(wú)明顯中央裂谷的稱為洋隆。 洋脊或洋隆寬可達(dá)10002000m，高出海底20004000m。每個(gè)大洋底都有一個(gè)；其中，太平洋底為洋隆，其余三大洋底都為洋脊；各大洋的洋脊或洋隆互相連接，全長(zhǎng)近65000km，占地球表面積的四分之一，是地表上最大的地形和地質(zhì)單元。 我國(guó)地勢(shì)特點(diǎn)：西高東低，從西東可分三個(gè)臺(tái)階： 第一臺(tái)階：青藏高原 第二臺(tái)階：大興安嶺太行山雪峰山一線以西地區(qū)，由高原高山、山間盆地組成。 第三臺(tái)階：大興安嶺太行山雪峰山一線以東地區(qū)，主

11、要由平原，盆地，低山丘陵組成。上次課主要內(nèi)容回顧陸地地形陸地地形：山地、丘陵、平原、高原、盆地：山地、丘陵、平原、高原、盆地海底地形海底地形：大陸架、大陸坡、大陸基、島弧、海溝、大洋中脊、大洋盆地。：大陸架、大陸坡、大陸基、島弧、海溝、大洋中脊、大洋盆地。 地質(zhì)學(xué)地質(zhì)學(xué):是關(guān)于是關(guān)于地球的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其形成和演變歷史地球的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其形成和演變歷史的一門(mén)自然科學(xué)。的一門(mén)自然科學(xué)。 將今論古：將今論古：即用現(xiàn)在正在發(fā)生的地質(zhì)作用去推測(cè)過(guò)去、類(lèi)比過(guò)去、認(rèn)識(shí)過(guò)去。即用現(xiàn)在正在發(fā)生的地質(zhì)作用去推測(cè)過(guò)去、類(lèi)比過(guò)去、認(rèn)識(shí)過(guò)去。將古論今：將古論今：今天的地質(zhì)作用只是地質(zhì)歷史時(shí)期的一個(gè)片

12、斷，而過(guò)去的地質(zhì)現(xiàn)象今天的地質(zhì)作用只是地質(zhì)歷史時(shí)期的一個(gè)片斷，而過(guò)去的地質(zhì)現(xiàn)象卻記錄了全部過(guò)程，認(rèn)識(shí)了過(guò)去就能夠幫助我們了解現(xiàn)在、預(yù)測(cè)未來(lái)。卻記錄了全部過(guò)程，認(rèn)識(shí)了過(guò)去就能夠幫助我們了解現(xiàn)在、預(yù)測(cè)未來(lái)。 根據(jù)牛頓的萬(wàn)有引力公式推算出地球的質(zhì)量是5.9761027g，然后除以地球的體積得到它的平均密度為5.52gcm3。但地表巖石的平均密度僅為2.72.8g/cm3，由此可推測(cè)，地球內(nèi)部的物質(zhì)應(yīng)具有更大的密度。 地球的密度隨深度的增加而增大，但增長(zhǎng)不均勻，到地心密度可達(dá)13gcm3。 巖石類(lèi)型平均密度花崗巖2.67g/cm3玄武巖2.85g/cm3石灰?guī)r、砂頁(yè)巖2.6g/cm3（二）壓力及其變化

13、（二）壓力及其變化 地球內(nèi)部的壓力主要是指靜壓力，它是由地球本身的物質(zhì)重量引起的。地球內(nèi)部的壓力基本上是隨深度的增加而增大，地心處估計(jì)高達(dá)3600kpa。 地球上某處的重力是該處所受地心引力和地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性離心力的合力。 地球的離心力相對(duì)引力來(lái)說(shuō)是非常微弱的 其最大值不超過(guò)引力的1/288因此重力的方向仍大致指向地心。 重力的大小即其強(qiáng)度，一般用重力加速度來(lái)表述，單位為伽(Ga)（1伽 = 1cm/s2 = 103毫加。在國(guó)際單位制(IS)中，為m/s2，這是為了紀(jì)念世界上第一位測(cè)定重力加速度的物理學(xué)家伽利略而命名的。 重力作用方向示意圖 根據(jù)萬(wàn)有引力定律可知，地表某處物體所受的地心引力F

14、 F與物體的質(zhì)量成正比，與距地心的距離即地球半徑的平方成反比， 地表重力值，隨緯度增加而增大，隨地表高度的增加而減小。 在赤道上，離心力最大；向兩極去，隨緯度的升高而減少，南北極上的離心力等于零，同一物體的重量，赤道上比在兩極要輕1/290(地球赤道部分凸出，就是因?yàn)殡x心力的作用)。 如果把地球看作是一個(gè)表面光滑的均質(zhì)體，從理論上可計(jì)算出地球表面各處的重力值（以海平面為準(zhǔn)），該值叫做正常值或理論值；它只與地理緯度有關(guān)。但實(shí)際上各地測(cè)定的重力值并不等于理論值，這種現(xiàn)象叫做重力異常，實(shí)測(cè)值大于理論值者叫正異常；實(shí)測(cè)值小于理論值者叫負(fù)異常。 引起重力異常的原因很多，主要是由于地下物質(zhì)組成不同而引起的

15、。在地下由密度較大的物質(zhì)(如鐵、銅、鉛、鋅等金屬礦和基性巖)組成的地區(qū)，常顯示正異常。而由密度較小的物質(zhì)(如石油、煤、鹽等非金屬礦床)組成的地區(qū)，常顯示負(fù)異常。 物探中的重力勘探就是利用這個(gè)原理，通過(guò)尋找地殼中局部重力異常區(qū)的方法來(lái)找礦，并可幫助查明地下的地質(zhì)構(gòu)造及礦藏；這種方法在覆蓋區(qū)是一種行之有效的方法。 三、溫度三、溫度 內(nèi)部溫度的變化： 地球溫度是不均勻的，總體上是從地表向地內(nèi)逐漸增高的。地球溫度是不均勻的，總體上是從地表向地內(nèi)逐漸增高的。 外熱層（變溫層）外熱層（變溫層） 地表外層，溫度來(lái)源于太陽(yáng)。地表外層，溫度來(lái)源于太陽(yáng)。 其中地表向下其中地表向下1 11.5M1.5M每日晝夜溫度

16、變化；每日晝夜溫度變化； 101020M20M每年四季溫度變化每年四季溫度變化 常溫層（恒溫層）常溫層（恒溫層） 變溫層下界處，溫度終年不變變溫層下界處，溫度終年不變 大約為年平均溫度。大約為年平均溫度。 內(nèi)熱層（增溫層）內(nèi)熱層（增溫層） 溫度來(lái)源于地球內(nèi)部（放射性溫度來(lái)源于地球內(nèi)部（放射性 蛻變）。蛻變）。 隨深度增加，地溫升高。隨深度增加，地溫升高。增溫率（地溫梯度）每深度增加100米，增加的地溫值。單位：；一般地區(qū)為3 增溫級(jí) 每地溫增加1增加的深度。單位：米；一般地區(qū)為33米。 增溫率與增溫級(jí)兩者互為倒數(shù)。地內(nèi)增溫增溫層內(nèi)描述溫度的增加： 地球表層的平均地溫梯度為地球表層的平均地溫梯度

17、為不同地區(qū)的地溫梯度并不相同，如亞洲地區(qū)平均為2.5(我國(guó)大慶為5，華北平原為l2)，歐洲多數(shù)地區(qū)為33.5，北美地區(qū)為22.5；在火山地震區(qū)和山區(qū)可高達(dá)5.2以上。 海底的地溫梯度一般為海底的地溫梯度一般為，大陸為，大陸為0.9大陸的地大陸的地溫梯度一般來(lái)說(shuō)是顯著低于海底的溫梯度一般來(lái)說(shuō)是顯著低于海底的四、地磁四、地磁 地球是一個(gè)磁化的球體，具有兩個(gè)地磁極，在它的周?chē)臻g都存在著磁場(chǎng)，叫做地磁場(chǎng)。 地磁場(chǎng)包圍著整個(gè)地球，其范圍可延伸到10km上空。 地磁場(chǎng)的南北兩極和地理兩極并不一致，兩者相差1280km，地磁軸和地球自轉(zhuǎn)軸有11.5交角。 地磁場(chǎng)三要素: 磁場(chǎng)強(qiáng)度 磁偏角 磁傾角磁場(chǎng)強(qiáng)度

18、為某地磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的絕對(duì)值， 一個(gè)具有方向（磁力線方向）和大小的矢量 磁兩極附近磁感應(yīng)強(qiáng)度最大（約為60T） 磁赤道附近磁感應(yīng)強(qiáng)度最小（約為30 T ）北磁場(chǎng)強(qiáng)度F水平分量H垂直分量Z地球的磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量地磁場(chǎng)三要素: 磁場(chǎng)強(qiáng)度 磁偏角 磁傾角磁磁 偏偏 角角 磁力線在水平面上的投影與地理正北方向之間形成的夾角，磁磁力線在水平面上的投影與地理正北方向之間形成的夾角，磁子午線與地理子午線之間的夾角。子午線與地理子午線之間的夾角。 磁偏角的大小和方向各地不同。如果磁力線方向在正北方向磁偏角的大小和方向各地不同。如果磁力線方向在正北方向以東稱為東偏，在正北方向以西稱為西偏。以東稱為東偏，在正北方向以

19、西稱為西偏。 我國(guó)東部地區(qū)磁偏角為西偏，甘肅酒泉以西地區(qū)為東偏。我國(guó)東部地區(qū)磁偏角為西偏，甘肅酒泉以西地區(qū)為東偏。 地球表面磁傾角為零度的各點(diǎn)磁傾角為零度的各點(diǎn)的連線的連線稱為地磁赤道地磁赤道； 由地磁赤道到地磁北極，磁傾角由0逐漸變?yōu)?+ 90 由地磁赤道到地磁南極，磁傾角由0逐漸變?yōu)?- 90 北半球北半球磁傾角為正值正值 南半球南半球磁傾角為負(fù)值負(fù)值磁磁傾傾角角磁針北端磁針北端與水平投影水平投影的交角交角。 約定以磁針北端向下向下為正值正值，向上向上為負(fù)值負(fù)值。地磁場(chǎng)三要素: 磁場(chǎng)強(qiáng)度 磁偏角 磁傾角地球磁場(chǎng)的組成地球磁場(chǎng)的組成 地球中心假定的磁柱被稱為磁偶地球中心假定的磁柱被稱為磁偶極

20、子，由它產(chǎn)生的偶極子磁場(chǎng)占地磁極子，由它產(chǎn)生的偶極子磁場(chǎng)占地磁場(chǎng)成分的場(chǎng)成分的95%95%以上，是構(gòu)成穩(wěn)定地磁場(chǎng)以上，是構(gòu)成穩(wěn)定地磁場(chǎng)的主體，即地球的的主體，即地球的基本磁場(chǎng)基本磁場(chǎng)。 基本地磁場(chǎng)的強(qiáng)度在地表附近較基本地磁場(chǎng)的強(qiáng)度在地表附近較強(qiáng)，向上在空氣中逐漸減弱。這說(shuō)明強(qiáng)，向上在空氣中逐漸減弱。這說(shuō)明它主要為地內(nèi)因素控制。它主要為地內(nèi)因素控制。地球磁場(chǎng)的組成地球磁場(chǎng)的組成 常表現(xiàn)常表現(xiàn)為日變化、年變化等短周期或長(zhǎng)周期以及突發(fā)性變化 太陽(yáng)是這些帶電粒子流主要來(lái)源太陽(yáng)是這些帶電粒子流主要來(lái)源，而當(dāng)它的表面出現(xiàn)黑子、耀斑(活動(dòng)特別強(qiáng)烈的區(qū)域)并正對(duì)著地球時(shí)，便會(huì)把大量帶電的粒子拋向地球，使迭加在

21、基本磁場(chǎng)上的變化磁場(chǎng)突然增強(qiáng) 地球磁層：地球磁層：地球磁場(chǎng)攔截了太陽(yáng)輻射來(lái)的帶電粒子，還有來(lái)自宇宙的射線，使它們未能沖到地面，而是留在高空，環(huán)繞地球流動(dòng)，形成一個(gè)在高層大氣之外，形狀類(lèi)似慧星的磁性包層 主要由于來(lái)自地球外部的帶電粒子的作用，（非偶極磁場(chǎng)，疊加在基本磁場(chǎng)上）地球磁場(chǎng)的組成地球磁場(chǎng)的組成 是地殼淺部具有磁性的巖石或礦石所引起的局部磁場(chǎng)，它也疊加在基本磁場(chǎng)之上。 一地的磁異?？梢允紫韧ㄟ^(guò)對(duì)實(shí)測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度，然后再減去基本磁場(chǎng)的正常值來(lái)求得。如所得值為正值稱正異常正異常，為負(fù)值稱負(fù)異常負(fù)異常。 地殼內(nèi)含鐵較多的巖石和富含鐵族元素富含鐵族元素(Fe、Ti、Cr等)的礦體常可引起正磁異常正磁異

22、常。而膏鹽礦床，石油、天然氣儲(chǔ)層，富水地層或富水的巖石破碎帶水地層或富水的巖石破碎帶則常引起負(fù)磁異常負(fù)磁異常。磁磁 法法 勘勘 探探 .能傳播地震波能傳播地震波.固體潮地表的固體巖石在日、月引力的作用 下也有交替的漲落現(xiàn)象，其幅度約78cm。彈性彈性表現(xiàn)表現(xiàn). 地球?yàn)闄E球體，長(zhǎng)軸與旋轉(zhuǎn)軸垂直地球?yàn)闄E球體，長(zhǎng)軸與旋轉(zhuǎn)軸垂直. 巖層褶皺、柔皺、蠕變巖層褶皺、柔皺、蠕變 作用速度快，作用速度快， 持續(xù)時(shí)間持續(xù)時(shí)間短，表現(xiàn)為彈性。短，表現(xiàn)為彈性。 作用速度緩慢，作用速度緩慢， 持續(xù)時(shí)間持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，表現(xiàn)為塑性長(zhǎng)，表現(xiàn)為塑性塑性塑性表現(xiàn)表現(xiàn) 通過(guò)地震波在地球內(nèi)部傳播速度的變化，可以確定地球內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)的變化。 當(dāng)?shù)卣鸩ㄔ趥鞑ネ局杏龅讲煌镔|(zhì)的分界面時(shí)，傳播速度就會(huì)發(fā)生變化而產(chǎn)生折射和反射現(xiàn)象，利用此原理，就可以通過(guò)測(cè)定人工地震產(chǎn)生的地震波在地下的傳