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1、普普 通通 地地 質(zhì)質(zhì) 學(xué)學(xué)第一章第一章 地球與地殼概述地球與地殼概述 第一節(jié)第一節(jié) 地球的表面特征地球的表面特征 第二節(jié)第二節(jié) 地球的物理性質(zhì)地球的物理性質(zhì) 第三節(jié)第三節(jié) 地球的結(jié)構(gòu)地球的結(jié)構(gòu) 第四節(jié)第四節(jié) 洋殼、陸殼及地殼均衡現(xiàn)象洋殼、陸殼及地殼均衡現(xiàn)象普通地質(zhì)學(xué)普通地質(zhì)學(xué)教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)介教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)介緒論第一章 地球與地殼概述 第二章 礦物 第三章 巖漿作用與巖漿巖 第四章 外力地質(zhì)作用與沉積巖 第五章 變質(zhì)作用與變質(zhì)巖 第六章 地質(zhì)年代 第七種 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)構(gòu)造 第八章 大地構(gòu)造理論 第九章 風(fēng)化作用 第十章 河流地質(zhì)作用第十一章 地下水地質(zhì)作用 第十二章 海洋地質(zhì)作用 第十三章 冰川地質(zhì)

2、作用第十四章 風(fēng)的地質(zhì)作用第十五章 地質(zhì)災(zāi)害 總學(xué)時(shí):56;講授學(xué)時(shí):40;實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí):16;學(xué)分:4。 人類如果想一直延續(xù)下去,就必須移民火星或其他的星球,而地球遲早會(huì)滅亡。至于這個(gè)時(shí)間期限,霍金預(yù)言:兩個(gè)世紀(jì)?;艚鹫f(shuō):“人類已經(jīng)步入越來(lái)越危險(xiǎn)的時(shí)期,我們已經(jīng)歷了多次事關(guān)生死的事件。由于人類基因中攜帶的自私、貪婪的遺傳密碼,人類對(duì)于地球的掠奪日盛,資源正在一點(diǎn)點(diǎn)耗盡,人類不能把所有的雞蛋都放在一個(gè)籃子里,所以,不能將賭注放在一個(gè)星球上?!?著名物理學(xué)家史蒂芬著名物理學(xué)家史蒂芬霍金霍金第一節(jié)第一節(jié) 地球的表面特征地球的表面特征一、地球的形狀和大小一、地球的形狀和大小 二、固體地球表面的一般特征二

3、、固體地球表面的一般特征三、大陸表面的形態(tài)三、大陸表面的形態(tài)( (陸地地形陸地地形) ) 四、海底表面的形態(tài)四、海底表面的形態(tài)( (海底地形海底地形) )一、地球的形狀和大小 地球的外表被一層大氣地球的外表被一層大氣所環(huán)繞,透過(guò)大氣則為所環(huán)繞,透過(guò)大氣則為大部分被海水所覆蓋的大部分被海水所覆蓋的固體地球表面。固體地球表面。地球表地球表面起伏不平,為便于測(cè)面起伏不平,為便于測(cè)量,以平均海水面所形量,以平均海水面所形成的封閉曲面為參考面成的封閉曲面為參考面。此參考面稱為大地水。此參考面稱為大地水準(zhǔn)面。準(zhǔn)面。它是個(gè)假想的通它是個(gè)假想的通過(guò)大陸延伸所現(xiàn)成的曲過(guò)大陸延伸所現(xiàn)成的曲面。地球的形狀和大小面。

4、地球的形狀和大小就是指大地水準(zhǔn)面的形就是指大地水準(zhǔn)面的形狀和大小。狀和大小。45N赤道北極2)北極星在地平線上的高度北極星在地平線上的高度取決于觀察者在北半球的位取決于觀察者在北半球的位置。置。1) 由于海面是一個(gè)曲由于海面是一個(gè)曲面,所以通過(guò)望遠(yuǎn)鏡看面,所以通過(guò)望遠(yuǎn)鏡看遠(yuǎn)方的船只時(shí)好像有一遠(yuǎn)方的船只時(shí)好像有一部分沉在水下。部分沉在水下。1. 地球是個(gè)球體地球是個(gè)球體一、地球的形狀和大小一、地球的形狀和大小3)公元公元1522年,年,麥哲倫麥哲倫及其及其伙伴完成繞地球一周以后,伙伴完成繞地球一周以后,才確立了地球?yàn)榍蝮w的認(rèn)識(shí)。才確立了地球?yàn)榍蝮w的認(rèn)識(shí)。4)公元前公元前5、6世紀(jì),古希臘哲學(xué)家世

5、紀(jì),古希臘哲學(xué)家畢達(dá)哥拉斯畢達(dá)哥拉斯就提出就提出地球是球地球是球形形的觀念,另一位古希臘哲學(xué)家的觀念,另一位古希臘哲學(xué)家 亞里士多德亞里士多德根據(jù)月食時(shí)月根據(jù)月食時(shí)月球上的球上的地影是一個(gè)圓。地影是一個(gè)圓。 第一次科學(xué)的第一次科學(xué)的論證了地球是個(gè)球體論證了地球是個(gè)球體。 上圖為每隔八分鐘拍攝一次的月全蝕4) 古埃及地理學(xué)家埃拉托古埃及地理學(xué)家埃拉托西尼茲西尼茲 (Frastohenes)公公元前元前275-195), 在某一年在某一年的夏至正午測(cè)得塞恩(今的夏至正午測(cè)得塞恩(今阿斯旺)和亞歷山大兩地阿斯旺)和亞歷山大兩地(相距(相距00公里)的太陽(yáng)公里)的太陽(yáng)高度,計(jì)算高度,計(jì)算地球周長(zhǎng)約為地

6、球周長(zhǎng)約為39600公里公里(實(shí)際長(zhǎng)度為(實(shí)際長(zhǎng)度為40076.604公里公里),其誤差僅為其誤差僅為12。2000年前的這一成果是多年前的這一成果是多么了不起!么了不起!2.地球是個(gè)橢球體地球是個(gè)橢球體)十七世紀(jì)末,)十七世紀(jì)末,牛頓牛頓(1543-1727)研究了地球研究了地球自轉(zhuǎn)對(duì)地球形態(tài)的影響,從理論上推測(cè)地球不是自轉(zhuǎn)對(duì)地球形態(tài)的影響,從理論上推測(cè)地球不是一個(gè)很圓的球形,而是一個(gè)赤道處略為隆起,兩一個(gè)很圓的球形,而是一個(gè)赤道處略為隆起,兩極略為扁平的極略為扁平的旋轉(zhuǎn)橢球體旋轉(zhuǎn)橢球體并計(jì)算其扁率為并計(jì)算其扁率為230。 )1672年法國(guó)天文學(xué)家年法國(guó)天文學(xué)家里舍里舍(JRicher,16

7、30-1696)發(fā)現(xiàn)同一時(shí)鐘在南美圭亞那和歐洲巴黎發(fā)現(xiàn)同一時(shí)鐘在南美圭亞那和歐洲巴黎兩地鐘擺的周兩地鐘擺的周期不同期不同而認(rèn)為地球是個(gè)而認(rèn)為地球是個(gè)橢球體橢球體。1924年第二屆國(guó)際大地測(cè)量與地球物理協(xié)會(huì)決定了一個(gè)國(guó)際年第二屆國(guó)際大地測(cè)量與地球物理協(xié)會(huì)決定了一個(gè)國(guó)際統(tǒng)一的橢球體作為統(tǒng)一的橢球體作為基準(zhǔn)橢球體?;鶞?zhǔn)橢球體。該基準(zhǔn)橢球體的球面是該基準(zhǔn)橢球體的球面是平均海平均海平面和該面擴(kuò)展到大陸下面平面和該面擴(kuò)展到大陸下面構(gòu)成的一個(gè)理論上的連續(xù)面構(gòu)成的一個(gè)理論上的連續(xù)面-大大地水準(zhǔn)面地水準(zhǔn)面,該面是該面是重力等位面重力等位面,該面處處垂直重力方向該面處處垂直重力方向,大地水準(zhǔn)大地水準(zhǔn)面面(Geoi

8、d)是一個(gè)不規(guī)則、有起伏的物理曲面,它反映了地球它反映了地球形態(tài),形態(tài),接近地球真實(shí)形狀。接近地球真實(shí)形狀。 3. 地球是個(gè)倒梨形地球是個(gè)倒梨形 本世紀(jì)50年代后,科學(xué)技術(shù)發(fā)展非常迅速,為大地測(cè)量開(kāi)辟了多種途徑,高精度的微波測(cè)距,激光測(cè)距,特別是人造衛(wèi)星上天,再加上電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)用和國(guó)際間的合作,使人們可以精確地測(cè)量地球的大小和形狀了。通過(guò)實(shí)測(cè),終于得到了確切的數(shù)據(jù)。測(cè)量還發(fā)現(xiàn),北極地區(qū)約高出18.9米,南極地區(qū)低下去24-30米。所以有人說(shuō),地球像一個(gè)倒放著的梨倒放著的梨。其實(shí)地球確切地說(shuō),是個(gè)赤道半徑6378.140km極半徑6356.755km平均半徑6371.110km總面積5.110

9、8km2總體積1.0821012km3總質(zhì)量5.981027g經(jīng)線周長(zhǎng)40008.548km赤道周長(zhǎng)40076.604km地球形狀大小的數(shù)據(jù)地球形狀大小的數(shù)據(jù) 國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)1980年公布從衛(wèi)星上看,地球仍是很園從衛(wèi)星上看,地球仍是很園的,因有水、植被而呈蔚藍(lán)的,因有水、植被而呈蔚藍(lán)色的星。色的星。 二、固體地球表面的一般特征二、固體地球表面的一般特征 地球表面高低起伏。地球表面高低起伏。71的面積為海域,的面積為海域,29的面的面積為陸地。海洋主要分布在南半球,陸地主要在北積為陸地。海洋主要分布在南半球,陸地主要在北半球,而且非洲、南美洲、北美洲、大洋洲、歐洲半球,而且非洲、南

10、美洲、北美洲、大洋洲、歐洲等大陸的形狀均為尖端向南的倒三角形。另外,等大陸的形狀均為尖端向南的倒三角形。另外,大大西洋東西兩岸的海岸線形狀十分吻合。西洋東西兩岸的海岸線形狀十分吻合。 大陸平均海拔高度大陸平均海拔高度800m(0.8km),最高,最高8844.43m(8.8km)(珠穆朗瑪峰(珠穆朗瑪峰, 2005年年10月月9日在日在中國(guó)正式宣布)。中國(guó)正式宣布)。 大洋底平均深度大洋底平均深度3700多米多米(3.7km),最深,最深11033米米(11km)(馬里亞納海溝)。(馬里亞納海溝)。三、大陸表面的形態(tài)(陸地地形)三、大陸表面的形態(tài)(陸地地形) 按照高程和起伏特征,大陸表面可分為

11、按照高程和起伏特征,大陸表面可分為山地、丘陵山地、丘陵、平原、高原、盆地、洼地、裂谷系統(tǒng)。、平原、高原、盆地、洼地、裂谷系統(tǒng)。昆侖山祁連山山山 地地山地:山地:海拔高程海拔高程500m(高)、相對(duì)高差(高)、相對(duì)高差200m(起伏大)的地區(qū)。(起伏大)的地區(qū)。 3500m1000m500m 高山高山 中山中山 低山低山 呈線狀延伸的山體叫山脈。呈線狀延伸的山體叫山脈。如美州西緣安第斯山如美州西緣安第斯山脈、喜馬拉雅山脈。脈、喜馬拉雅山脈。世界上高大的山脈大多是在世界上高大的山脈大多是在地殼活動(dòng)特別強(qiáng)烈的地帶。地殼活動(dòng)特別強(qiáng)烈的地帶。它們可分為兩大地帶它們可分為兩大地帶:一為環(huán)太平洋兩岸地帶;另

12、一為一為環(huán)太平洋兩岸地帶;另一為略呈東西向橫略呈東西向橫貫亞洲、歐洲南部、非洲北部的地帶(地中海沿貫亞洲、歐洲南部、非洲北部的地帶(地中海沿岸,即岸,即阿爾卑斯喜馬拉雅帶阿爾卑斯喜馬拉雅帶)。)。上述兩帶是現(xiàn)上述兩帶是現(xiàn)今地球上火山和地震活動(dòng)最強(qiáng)烈的地帶。今地球上火山和地震活動(dòng)最強(qiáng)烈的地帶。 丘陵:丘陵:地表起伏不大、山巒林立的低矮地形。一地表起伏不大、山巒林立的低矮地形。一般海拔般海拔500m,相對(duì)高差幾十米,相對(duì)高差幾十米(200m)。它介。它介于山地和平原之間。于山地和平原之間。 平原:平原:地勢(shì)寬廣較平坦,四周為山岳,或山地與地勢(shì)寬廣較平坦,四周為山岳,或山地與海洋之間。如華北平原、松

13、遼平原。海洋之間。如華北平原、松遼平原。低平原海拔200m,華北平原,東北平原;高平原海拔200600m,成都平原。 高原:海拔600m以上的寬廣地區(qū)。四周為陡崖。世界上最高的青藏高原,海拔4000米以上。 盆地:盆地:四周為高原或山地。中央低平四周為高原或山地。中央低平(平原或平原或丘陵丘陵)。四川盆地、柴達(dá)木盆地。四川盆地、柴達(dá)木盆地。 洼地:洼地:高程在海平面以下的低洼區(qū)。吐魯番高程在海平面以下的低洼區(qū)。吐魯番盆地中的艾丁湖湖水面比海平面低盆地中的艾丁湖湖水面比海平面低150m,稱,稱克魯泌洼地。克魯泌洼地。裂谷系統(tǒng):東非裂谷為一系列峽谷和湖泊組成,位于高原上。(大陸)裂谷是指大陸上巨型

14、線狀低洼谷地,這是地殼上被拉張而裂開(kāi)的地區(qū)。 四、海底表面的形態(tài)四、海底表面的形態(tài)(海底地形海底地形) 三大單元:三大單元:大陸邊緣、大陸邊緣、 大洋盆地、大洋盆地、 洋中脊洋中脊(根據(jù)海底地形的基本特征(根據(jù)海底地形的基本特征 ) (一一)大陸邊緣大陸邊緣:大陸與大洋連接的邊緣地帶,占海底:大陸與大洋連接的邊緣地帶,占海底總面積的總面積的1/5。 1大陸架大陸架大陸在水下自然延伸的部分,圍繞大陸的大陸在水下自然延伸的部分,圍繞大陸的淺水海底平原。表面平坦,淺水海底平原。表面平坦,坡度坡度 G理論理論 密度大密度大 如:如:Fe, Cu, Pb等金屬礦床等金屬礦床負(fù)異常:負(fù)異常: G實(shí)測(cè)實(shí)測(cè)

15、G理論理論 密度小密度小 如:如:煤、石油、鹽類煤、石油、鹽類等礦床等礦床地球物理勘探中的重力勘探方法,就是利用這一原理,通過(guò)發(fā)現(xiàn)各地的局部重力異常重力異常來(lái)進(jìn)行找礦和勘查地下地質(zhì)構(gòu)造的。重力正異常重力正異常重力負(fù)異常重力負(fù)異常在埋有密度較小物質(zhì)如石油、煤、鹽等非金屬礦產(chǎn)及沉積巖、酸性巖等的地區(qū)顯示負(fù)異常。在埋有密度較大物質(zhì)如Fe,Cu,Pb,Zn等金屬礦產(chǎn)以及基性巖等的地區(qū),顯示正異常。u地球是一個(gè)球形磁鐵,磁力線在地球周圍分地球是一個(gè)球形磁鐵,磁力線在地球周圍分布,形成一個(gè)偶極地磁場(chǎng)。布,形成一個(gè)偶極地磁場(chǎng)。地磁場(chǎng)的南北兩極地磁場(chǎng)的南北兩極與地理南北兩極不重合,相距甚遠(yuǎn),與地理南北兩極不重

16、合,相距甚遠(yuǎn),地磁極位地磁極位置也在不斷變化。置也在不斷變化。u1970年磁北極位于年磁北極位于76N和和101W,磁南極,磁南極位于位于66S和和140E。u地磁極的遷移可能是地內(nèi)深部物質(zhì)運(yùn)動(dòng)引起地磁極的遷移可能是地內(nèi)深部物質(zhì)運(yùn)動(dòng)引起的。的。三、地磁三、地磁長(zhǎng)期觀測(cè)證實(shí),地磁極長(zhǎng)期觀測(cè)證實(shí),地磁極圍繞地理極附近進(jìn)行著圍繞地理極附近進(jìn)行著緩慢的遷移。緩慢的遷移。地磁場(chǎng):地球周圍存在的磁場(chǎng)地磁場(chǎng):地球周圍存在的磁場(chǎng)地磁場(chǎng)三要素地磁場(chǎng)三要素: u()磁場(chǎng)(磁感應(yīng))強(qiáng)度 u()磁偏角 u()磁傾角()()磁場(chǎng)(磁感應(yīng))強(qiáng)度磁場(chǎng)(磁感應(yīng))強(qiáng)度v使磁針偏和傾的磁力大小的絕對(duì)值叫磁場(chǎng)強(qiáng)度;使磁針偏和傾的磁

17、力大小的絕對(duì)值叫磁場(chǎng)強(qiáng)度;v是一個(gè)具有方向(磁力線方向)和大小的矢量;是一個(gè)具有方向(磁力線方向)和大小的矢量;v在磁兩極附近磁感應(yīng)強(qiáng)度大(約為在磁兩極附近磁感應(yīng)強(qiáng)度大(約為60T T(微特拉(微特拉斯);在磁赤道附近最?。s為斯);在磁赤道附近最?。s為30T T )。)。由于地磁極與地理極不相吻合,從而由于地磁極與地理極不相吻合,從而地磁軸與地理軸地磁軸與地理軸(地球自轉(zhuǎn)軸地球自轉(zhuǎn)軸)不相不相重合,兩者交角目前約重合,兩者交角目前約11.5。因此,地磁子午線與地理子午線。因此,地磁子午線與地理子午線(經(jīng)線經(jīng)線)之間也就有交角,這個(gè)交角叫之間也就有交角,這個(gè)交角叫磁偏角磁偏角。羅盤指針是地磁

18、南北,指北針偏在經(jīng)線東邊叫做東偏角,符號(hào)為正,偏羅盤指針是地磁南北,指北針偏在經(jīng)線東邊叫做東偏角,符號(hào)為正,偏在經(jīng)線西邊叫西偏角,符號(hào)為負(fù)。在經(jīng)線西邊叫西偏角,符號(hào)為負(fù)。用羅盤測(cè)方向時(shí)應(yīng)加以校正才能得到用羅盤測(cè)方向時(shí)應(yīng)加以校正才能得到地理方向。地理方向。如南京西偏如南京西偏4(4),正北羅盤刻度盤讀數(shù)應(yīng)是,正北羅盤刻度盤讀數(shù)應(yīng)是356。磁針的空間位置與水平面之間夾角叫磁傾角。磁針的空間位置與水平面之間夾角叫磁傾角。磁針與磁力線重合,赤道磁針與磁力線重合,赤道水平,兩極直立。水平,兩極直立。我國(guó)地處北半球,南翹北傾,故南針繞有銅絲。我國(guó)地處北半球,南翹北傾,故南針繞有銅絲。地球磁場(chǎng)產(chǎn)生的原因一般

19、認(rèn)為:地球磁場(chǎng)產(chǎn)生的原因一般認(rèn)為:在地球自轉(zhuǎn)過(guò)程中在地球自轉(zhuǎn)過(guò)程中,由于液態(tài)外核產(chǎn)生了復(fù)雜的對(duì)流,產(chǎn)生了電流體,由于液態(tài)外核產(chǎn)生了復(fù)雜的對(duì)流,產(chǎn)生了電流體系,從而導(dǎo)致了磁場(chǎng)產(chǎn)生。系,從而導(dǎo)致了磁場(chǎng)產(chǎn)生。 地球磁場(chǎng)產(chǎn)生的影響地球磁場(chǎng)產(chǎn)生的影響 地球磁場(chǎng)的存在大大減少了地球磁場(chǎng)的存在大大減少了太陽(yáng)輻射對(duì)地球的影響,極光的形成是太陽(yáng)風(fēng)從地太陽(yáng)輻射對(duì)地球的影響,極光的形成是太陽(yáng)風(fēng)從地球磁場(chǎng)兩極薄弱處進(jìn)入地球所產(chǎn)生的景觀球磁場(chǎng)兩極薄弱處進(jìn)入地球所產(chǎn)生的景觀 。地球磁場(chǎng)會(huì)對(duì)地球磁場(chǎng)會(huì)對(duì)居里面居里面之上的地殼上層巖石產(chǎn)生影響之上的地殼上層巖石產(chǎn)生影響,使巖石獲得磁性。并使巖石的磁化方向與巖石形使巖石獲得磁性

20、。并使巖石的磁化方向與巖石形成時(shí)的地磁場(chǎng)方向一致。成時(shí)的地磁場(chǎng)方向一致。地球內(nèi)部埋深約20千米的一個(gè)等溫面。 u當(dāng)磁石加熱到一定溫度時(shí),原來(lái)的磁性就會(huì)消失當(dāng)磁石加熱到一定溫度時(shí),原來(lái)的磁性就會(huì)消失。后來(lái),人們把這個(gè)溫度叫。后來(lái),人們把這個(gè)溫度叫“居里點(diǎn)居里點(diǎn)”。u在地球上,巖石在成巖過(guò)程中受到地磁場(chǎng)的磁化在地球上,巖石在成巖過(guò)程中受到地磁場(chǎng)的磁化作用,獲得微弱磁性,并且被磁化的巖石的磁場(chǎng)作用,獲得微弱磁性,并且被磁化的巖石的磁場(chǎng)與地磁場(chǎng)是一致的。這就是說(shuō),與地磁場(chǎng)是一致的。這就是說(shuō),無(wú)論地磁場(chǎng)怎樣無(wú)論地磁場(chǎng)怎樣改換方向,只要它的溫度不高于改換方向,只要它的溫度不高于“居里點(diǎn)居里點(diǎn)”,巖,巖石的

21、磁性是不會(huì)改變的。石的磁性是不會(huì)改變的。u根據(jù)這個(gè)道理,只要測(cè)出巖石的磁性,自然能推根據(jù)這個(gè)道理,只要測(cè)出巖石的磁性,自然能推測(cè)出當(dāng)時(shí)的地磁方向測(cè)出當(dāng)時(shí)的地磁方向.古地磁:是指記錄于巖石中的地質(zhì)歷史時(shí)期的地磁場(chǎng)。巖石在其形成過(guò)程中,因受當(dāng)時(shí)地磁場(chǎng)的影響而獲得磁性,這些受磁化的巖石在磁場(chǎng)發(fā)生改變后,仍可將原來(lái)磁化的性質(zhì)部分地保留下來(lái)形成剩磁。其中剩磁有熱剩磁和沉積剩磁之分,這些剩磁可以指示當(dāng)時(shí)的地磁場(chǎng)方向,故稱為古地磁。地磁極的變化:地磁極的變化:地磁南、北極位置的變化地磁南、北極位置的變化長(zhǎng)期緩慢漂移(偏離)長(zhǎng)期緩慢漂移(偏離):現(xiàn)代地磁南北極與地理南北極交角11.5度,并非絕對(duì)不變,長(zhǎng)期觀測(cè)

22、證實(shí),近代地磁極有向西漂移的現(xiàn)象,速度是極其緩慢的。周期性倒轉(zhuǎn)(翻轉(zhuǎn)):周期性倒轉(zhuǎn)(翻轉(zhuǎn)):大量的古地磁資料表明,地磁的南北極在地質(zhì)歷史中一直處在周期性交替變化之中。我們把與現(xiàn)代兩極極性相同的稱正向期,反之為反向期。 最近最近400萬(wàn)年來(lái)磁極萬(wàn)年來(lái)磁極三次大的倒轉(zhuǎn):三次大的倒轉(zhuǎn):069萬(wàn)年萬(wàn)年 布容正向期布容正向期69243萬(wàn)年萬(wàn)年 松山反向期松山反向期243332萬(wàn)年萬(wàn)年 高斯正向期高斯正向期332萬(wàn)年以前萬(wàn)年以前 吉爾伯反向期吉爾伯反向期磁磁 異異 常磁法勘探常磁法勘探 地殼淺部具有地殼淺部具有磁性的巖石或礦石磁性的巖石或礦石所引起的局部磁場(chǎng),疊加所引起的局部磁場(chǎng),疊加在基本磁場(chǎng)之上。在基

23、本磁場(chǎng)之上。一個(gè)地點(diǎn)的磁異常可以首先通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行一個(gè)地點(diǎn)的磁異??梢允紫韧ㄟ^(guò)對(duì)實(shí)測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行變化磁場(chǎng)的校正,然后再減去基本磁場(chǎng)的正常值來(lái)求得。變化磁場(chǎng)的校正,然后再減去基本磁場(chǎng)的正常值來(lái)求得。如所得值為正值稱如所得值為正值稱正異常正異常,為負(fù)值稱,為負(fù)值稱負(fù)異常負(fù)異常。地殼內(nèi)含地殼內(nèi)含鐵鐵較多的巖石和富含較多的巖石和富含鐵族元素鐵族元素(Fe、Ti、Cr等等)的礦體的礦體??梢鸪?梢鹫女惓U女惓?。膏鹽礦床,石油、天然氣儲(chǔ)層,富水地層或富水的巖膏鹽礦床,石油、天然氣儲(chǔ)層,富水地層或富水的巖石破碎帶則常引起石破碎帶則常引起負(fù)磁異常負(fù)磁異常磁法勘測(cè)磁法勘測(cè)1.地球帶有電性地球帶有

24、電性.u 發(fā)電廠是以大地作為回路的發(fā)電廠是以大地作為回路的 u 地磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流;大氣電離對(duì)地面的感地磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流;大氣電離對(duì)地面的感生電流;生電流;u 巖體內(nèi)的溫差電流等。巖體內(nèi)的溫差電流等。2.地電異常地電異常:大地電流強(qiáng)度和方向變化大地電流強(qiáng)度和方向變化 ;u 電暴電暴-與磁暴伴生電場(chǎng)強(qiáng)度急劇改變;與磁暴伴生電場(chǎng)強(qiáng)度急劇改變;u 電異常電異常-消除日變和電暴影響所測(cè)地電值與正消除日變和電暴影響所測(cè)地電值與正常地電值比較出現(xiàn)差異。常地電值比較出現(xiàn)差異。四、地電四、地電五、放射性五、放射性 在地表的巖石、水、大氣、生物中都有放射性元素存在,地球內(nèi)部深處也有存在,但主要集中在地球上部

25、特別是酸性巖漿巖中。238U、235U、232Th、40K、87Rb,這些壽命長(zhǎng)的放射性元素才有地質(zhì)意義。 放射性的主要表現(xiàn)是放出熱量,是地?zé)岬闹饕獊?lái)源之一(能源)。利用放射性元素衰變產(chǎn)物數(shù)量計(jì)算巖石年齡放射性年代學(xué)。 放射性元素集中的礦物或巖石,射線強(qiáng)度大,用儀器測(cè)量放射性異常,尋找放射性元素礦床,放射性物探。 放射性檢測(cè)環(huán)保。六、地?zé)崃?、地?zé)?火山爆發(fā)、溫泉等現(xiàn)象說(shuō)明地球內(nèi)部具有很高溫度火山爆發(fā)、溫泉等現(xiàn)象說(shuō)明地球內(nèi)部具有很高溫度。地內(nèi)溫度分布狀況可分為三個(gè)層:。地內(nèi)溫度分布狀況可分為三個(gè)層: 1外熱層外熱層(變溫層變溫層)地球表層,溫度來(lái)自太陽(yáng)熱。地球表層,溫度來(lái)自太陽(yáng)熱。太陽(yáng)熱大多數(shù)輻

26、射回空中。外熱層溫度向下減小。太陽(yáng)熱大多數(shù)輻射回空中。外熱層溫度向下減小。晝夜變化、四季變化。晝夜變化、四季變化。 2常溫層常溫層(恒溫層恒溫層)內(nèi)、外熱層的分界面,相當(dāng)于內(nèi)、外熱層的分界面,相當(dāng)于年平均溫度。中緯度地區(qū)深年平均溫度。中緯度地區(qū)深(比兩極、赤道比兩極、赤道),內(nèi)陸,內(nèi)陸深深(比濱海比濱海)。 3內(nèi)熱層內(nèi)熱層(增溫層增溫層)熱能來(lái)自地球內(nèi)部,即放射性熱能來(lái)自地球內(nèi)部,即放射性元素衰變產(chǎn)生的熱能。元素衰變產(chǎn)生的熱能。地溫梯度地溫梯度(地?zé)嵩鰷芈?:深度每增加100米所升高的溫度,以表示.地下20公里內(nèi)平均為3.同一 熱源下導(dǎo)熱率小的地區(qū)地溫梯度較高。地內(nèi)70公里以下地溫梯度平均為2

27、.5,地心溫度3000-5000地溫深度地溫深度(地?zé)嵩鰷丶?jí)):溫度每升高1所增加的深度。地?zé)醾鲗?dǎo)地?zé)醾鲗?dǎo) 地?zé)釙?huì)從高溫流向低溫地?zé)釙?huì)從高溫流向低溫(傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射)。在單。在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的熱量叫熱流。計(jì)量單位位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的熱量叫熱流。計(jì)量單位 為微卡為微卡/厘米厘米2秒秒(HFU)。地?zé)岙a(chǎn)生原因地?zé)岙a(chǎn)生原因 1)巖石巖石放射性元素的蛻變熱。放射性元素的蛻變熱。 2)地球本身的重力能地球本身的重力能:地內(nèi)地內(nèi)物質(zhì)重力分異釋放的位物質(zhì)重力分異釋放的位能轉(zhuǎn)化為熱能。能轉(zhuǎn)化為熱能。 地?zé)崃鞯幕疽?guī)律地?zé)崃鞯幕疽?guī)律 地表活動(dòng)帶地表活動(dòng)帶(包括年青山脈、大陸裂隙谷、

28、島弧包括年青山脈、大陸裂隙谷、島弧、深大斷裂等、深大斷裂等)地地?zé)崃髦蹈邿崃髦蹈摺@覈?guó)東部貫穿南北。例我國(guó)東部貫穿南北的區(qū)域性深大斷裂隙郯廬大斷裂地溫明顯增高地的區(qū)域性深大斷裂隙郯廬大斷裂地溫明顯增高地?zé)崃鞲哌_(dá)熱流高達(dá)1.801.88HFU。 大洋區(qū)熱流值比大陸區(qū)高,大洋中以海嶺和大大洋區(qū)熱流值比大陸區(qū)高,大洋中以海嶺和大陸邊緣最高,海溝最低。地?zé)釓暮X上升而在海陸邊緣最高,海溝最低。地?zé)釓暮X上升而在海溝下沉之故。溝下沉之故。 地?zé)岙惓5責(zé)岙惓?高于熱流平均值的地區(qū)為地?zé)岙惓^(qū)高于熱流平均值的地區(qū)為地?zé)岙惓^(qū),其其直接表現(xiàn)為火山和溫泉直接表現(xiàn)為火山和溫泉。地?zé)崾侵匾哪茉础5責(zé)崾侵匾哪茉?/p>

29、。七、彈塑性七、彈塑性u(píng)地球具有彈性,能傳播地震波。地球又有塑性,有時(shí)強(qiáng)烈彎曲地球具有彈性,能傳播地震波。地球又有塑性,有時(shí)強(qiáng)烈彎曲的巖層不會(huì)破裂。的巖層不會(huì)破裂。u在作用速度快、持續(xù)時(shí)間短的力的條件下,地球表現(xiàn)為彈性;在作用速度快、持續(xù)時(shí)間短的力的條件下,地球表現(xiàn)為彈性;u在作用速度慢、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的力的條件下,地球表現(xiàn)為塑性。在作用速度慢、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的力的條件下,地球表現(xiàn)為塑性。u地震波有縱波、橫波兩種:縱波(地震波有縱波、橫波兩種:縱波(p波)波)傳播介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振傳播介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向相同;橫波(動(dòng)方向與波傳播方向相同;橫波(s波)波)傳播介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振傳播介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向

30、垂直,速度慢,只能在固體中傳播。動(dòng)方向與波傳播方向垂直,速度慢,只能在固體中傳播。u地震波在不同密度和剛性程度的介質(zhì)中傳播的速度不一致;在地震波在不同密度和剛性程度的介質(zhì)中傳播的速度不一致;在地下壓力很高的情況下,固體物質(zhì)密度大,波速快;遇到不同地下壓力很高的情況下,固體物質(zhì)密度大,波速快;遇到不同物理性狀介質(zhì)的界面時(shí),發(fā)生折射與反射;在液體介質(zhì)橫波不物理性狀介質(zhì)的界面時(shí),發(fā)生折射與反射;在液體介質(zhì)橫波不能通過(guò),縱波減速。能通過(guò),縱波減速。u人工地震地震勘探法。人工地震地震勘探法。地震波有縱波地震波有縱波(p波)和橫波)和橫波(波(s波)波)第三節(jié)第三節(jié) 地球的結(jié)構(gòu)地球的結(jié)構(gòu) 地球不是均質(zhì)體,

31、具圈層結(jié)構(gòu)。以地地球不是均質(zhì)體,具圈層結(jié)構(gòu)。以地表為界分內(nèi)圈、外圈。表為界分內(nèi)圈、外圈。 一、地球外部圈層的特征一、地球外部圈層的特征 二、地球內(nèi)圈的特征二、地球內(nèi)圈的特征第三節(jié)第三節(jié) 地球的結(jié)構(gòu)地球的結(jié)構(gòu)一、一、 地球的外部圈層構(gòu)造地球的外部圈層構(gòu)造 地球外部圈層地球外部圈層( (外圈外圈) )是指包圍著固體地球表層的地球組成部分。是指包圍著固體地球表層的地球組成部分。可分為三個(gè)圈層,它們分別是可分為三個(gè)圈層,它們分別是大氣圈、水圈和生物圈大氣圈、水圈和生物圈。(一)地球的外部圈層-大氣圈 大氣圈:大氣圈:氣體組成,氣體組成,厚度大于幾萬(wàn)公里,厚度大于幾萬(wàn)公里,由于地心引力作用,由于地心引力

32、作用,大氣密度以地表附近大氣密度以地表附近最大,最大,隨高度增大而隨高度增大而迅速減小,最后逐漸迅速減小,最后逐漸過(guò)渡為星際氣體,因過(guò)渡為星際氣體,因而而大氣圈沒(méi)有明顯的大氣圈沒(méi)有明顯的上界。上界。 1根據(jù)氣溫的垂直變化和密度狀況,把大氣圈自下根據(jù)氣溫的垂直變化和密度狀況,把大氣圈自下而上分為五層,而上分為五層,與我們關(guān)系最密切的是與我們關(guān)系最密切的是對(duì)流層,其次對(duì)流層,其次是平流層。是平流層。 A對(duì)流層:從地面到溫度最低處,平均對(duì)流層:從地面到溫度最低處,平均10.5km;赤;赤道道17km,兩極,兩極9km。氣溫來(lái)自地面輻射熱。所以越氣溫來(lái)自地面輻射熱。所以越高越冷。高外不勝寒。高越冷。高

33、外不勝寒。 B平流層:自平流層頂?shù)狡搅鲗樱鹤云搅鲗禹數(shù)?0公里高空。平流層頂園公里高空。平流層頂園形。氣流水平運(yùn)動(dòng),溫度隨高度增加。形。氣流水平運(yùn)動(dòng),溫度隨高度增加。臭氧吸收太陽(yáng)臭氧吸收太陽(yáng)紫外線,成為生物的天然保護(hù)層。紫外線,成為生物的天然保護(hù)層。 C往上還有中間層、暖層、散逸層。往上還有中間層、暖層、散逸層。u2根據(jù)大氣成分把大氣圈分為根據(jù)大氣成分把大氣圈分為均勻?qū)泳鶆驅(qū)?低層大氣低層大氣)和非均勻?qū)雍头蔷鶆驅(qū)?高層大氣高層大氣)。uA在在100公里以下是低層大氣,大氣由公里以下是低層大氣,大氣由18種氣體混合組成,種氣體混合組成,分布均勻,故叫均勻?qū)印7植季鶆?,故叫均勻?qū)印R簿褪侨藗兯f(shuō)

34、的空氣低層大氣。也就是人們所說(shuō)的空氣低層大氣。主要成分主要成分N2、O2,次要成分對(duì)地質(zhì)作用意義較大的有,次要成分對(duì)地質(zhì)作用意義較大的有CO2、O3、H2O。uO2是生物生命活動(dòng)的重要條件,促使巖石氧化分解的重要成分是生物生命活動(dòng)的重要條件,促使巖石氧化分解的重要成分。N2是植物造蛋白質(zhì)的主要原料。是植物造蛋白質(zhì)的主要原料。CO2地面溫度保護(hù)層,促使地面溫度保護(hù)層,促使巖石碳酸鹽化。促使巖石分解的主要因素。溫室效應(yīng)。巖石碳酸鹽化。促使巖石分解的主要因素。溫室效應(yīng)。H2O水水汽吸收地面輻射熱,保護(hù)大氣溫度,包裹大氣微粒成云、霧、汽吸收地面輻射熱,保護(hù)大氣溫度,包裹大氣微粒成云、霧、雨、雪。雨、雪

35、。uB100公里以上為高層大氣公里以上為高層大氣,分,分O2、N2、H2三層,不均勻。三層,不均勻。(二)地球的外部圈層(二)地球的外部圈層-水水 圈圈u指地球表層由水體構(gòu)成的連續(xù)圈層。指地球表層由水體構(gòu)成的連續(xù)圈層。u物態(tài)有物態(tài)有固、液、氣固、液、氣三種狀態(tài)。三種狀態(tài)。u大部分匯集在海洋里大部分匯集在海洋里(97(97) ),另一部陸地、河、湖、巖石,另一部陸地、河、湖、巖石土壤中。高山和兩極的冰。土壤中。高山和兩極的冰。u鹽度:水中所溶解的固體物質(zhì)的含量稱鹽度。鹽度:水中所溶解的固體物質(zhì)的含量稱鹽度。u淡水淡水0.3半咸水半咸水24.7。咸水。咸水u海水平均鹽度為海水平均鹽度為3535,故

36、為咸水。鹽成分主要為,故為咸水。鹽成分主要為NaClNaCl,MgCl2等等 。大陸中水平均鹽度。大陸中水平均鹽度11。水循環(huán):水循環(huán):海洋與大陸間的循環(huán);海洋與大陸間的循環(huán);地表與地下間的循環(huán);地表與地下間的循環(huán);生物體與周圍空間的循環(huán);生物體與周圍空間的循環(huán);水圈與大氣圈間的循環(huán)。水圈與大氣圈間的循環(huán)。水的循環(huán)水的循環(huán) 生物圈:生物圈:是指地球表層由生物及其活動(dòng)地是指地球表層由生物及其活動(dòng)地帶所構(gòu)成的連續(xù)圈層。帶所構(gòu)成的連續(xù)圈層。 生物從高等到低等,從動(dòng)物到植物,乃至生物從高等到低等,從動(dòng)物到植物,乃至細(xì)菌和微生物等生活于地球表面一定范圍細(xì)菌和微生物等生活于地球表面一定范圍的陸地、水體、土

37、壤及空氣中,構(gòu)成了一的陸地、水體、土壤及空氣中,構(gòu)成了一個(gè)基本連續(xù)的圈層。個(gè)基本連續(xù)的圈層。(三) 地球的外部圈層-生物圈u目前已知的生物有近兩百萬(wàn)個(gè)種。目前已知的生物有近兩百萬(wàn)個(gè)種。u生物的演化發(fā)展受控于自然環(huán)境的演化,通過(guò)地質(zhì)歷史時(shí)生物的演化發(fā)展受控于自然環(huán)境的演化,通過(guò)地質(zhì)歷史時(shí)期生物化石的研究就可以知道期生物化石的研究就可以知道地質(zhì)演化的歷史地質(zhì)演化的歷史。u1010公里高空、公里高空、3 3公里深處,水圈中都有生物,界線不截然公里深處,水圈中都有生物,界線不截然。大量生物集中在地表和水圈。生長(zhǎng)三要素:水分、空氣。大量生物集中在地表和水圈。生長(zhǎng)三要素:水分、空氣、陽(yáng)光。、陽(yáng)光。u生物生

38、命活動(dòng),造成生命元素生物生命活動(dòng),造成生命元素C C、O O、H H、N N等化學(xué)循壞;等化學(xué)循壞;微微生物是地質(zhì)作用的重要因素。生物是地質(zhì)作用的重要因素。二、地球內(nèi)圈的特征二、地球內(nèi)圈的特征據(jù)物探資料推測(cè)(地震波、重力)。地震波的研究,發(fā)現(xiàn)地球內(nèi)部存在著幾個(gè)突變面,顯示了地球內(nèi)部具有圈層構(gòu)造。地球內(nèi)部有兩個(gè)最明顯的地震波速度變化界面,稱為不連續(xù)面。莫霍面、古滕堡面,據(jù)此劃分地殼、地慢、地核。 莫霍面:南斯拉夫地質(zhì)學(xué)家莫霍洛維契奇于1909年發(fā)現(xiàn)的,地震波穿過(guò)此界面時(shí),波速突然增大。 古滕堡面:美國(guó)地球物理學(xué)家古滕堡1914年提出來(lái)的,此界面地震波波速突然減小,橫波甚至不能通過(guò),即Vs=0,推

39、測(cè)為液態(tài)(外核)。 地殼地殼 地幔地幔: : 上地幔、下地幔上地幔、下地幔 地核地核: : 外核、過(guò)渡層、內(nèi)核外核、過(guò)渡層、內(nèi)核地球內(nèi)部圈層構(gòu)造示意圖地球內(nèi)部圈層構(gòu)造示意圖 全球兩個(gè)大的波速不連續(xù)面全球兩個(gè)大的波速不連續(xù)面 1)莫霍面()莫霍面(M.1909)(Moho-dscontinuity) :大陸平均大陸平均 33km,max 70km 大洋平均大洋平均 11-12km,min 5km 2) 古登堡面(古登堡面(G.1914) (Gutenberg-discontinuity):2900km 莫霍洛維奇面(簡(jiǎn)稱莫霍面)莫霍洛維奇面(簡(jiǎn)稱莫霍面) 最先由克羅地亞學(xué)者最先由克羅地亞學(xué)者莫霍

40、洛維奇莫霍洛維奇(A. Mohoroviche, 1857-1936)于于1909年發(fā)現(xiàn)年發(fā)現(xiàn)在莫霍面上下,在莫霍面上下,縱波速度從縱波速度從7.0km/s迅速增加到迅速增加到8.1km/s左右;橫波速度則從左右;橫波速度則從4.2km/s增加到增加到4.4km/s左右左右莫霍面出現(xiàn)的深度,全球平均為莫霍面出現(xiàn)的深度,全球平均為33km, 在大洋之在大洋之下平均僅為下平均僅為7km。后來(lái),人們就把后來(lái),人們就把莫霍面之上稱為地殼莫霍面之上稱為地殼,莫霍面之莫霍面之下到古登堡面之間稱為地幔下到古登堡面之間稱為地幔。古登堡面古登堡面 這個(gè)界面是這個(gè)界面是1914年由美籍德裔學(xué)者古登堡(年由美籍德裔

41、學(xué)者古登堡(B. Gutenberg, 1889-1960)發(fā)現(xiàn)的。)發(fā)現(xiàn)的。在此不連續(xù)面上下,在此不連續(xù)面上下,縱波速度由縱波速度由13.6km/s突然突然降低為降低為7.98km/s;橫波速度從;橫波速度從7.23km/s到突然到突然消失。消失。此界面位于地下此界面位于地下2885km深度,此界面之下到深度,此界面之下到地心,稱為地心,稱為地核地核。(一)地殼厚度大陸平均33公里(最厚70km青藏高原,平原20km),大洋底平均6公里,總平均為16公里,為地球半徑的1/400,很薄。固態(tài)物質(zhì),密度2.7。(上部地殼)硅鋁層(花崗質(zhì)層)大陸地殼才有硅鋁層大陸地殼才有硅鋁層康拉德界面康拉德界面

42、(下部地殼)硅鎂層(玄武質(zhì)層)科拉半島超深鉆中未發(fā)現(xiàn)預(yù)計(jì)的康拉德面。洋殼為玄武巖,陸殼為花崗閃長(zhǎng)質(zhì)(表層為沉積巖,下層為深變質(zhì)巖)。(二)地幔厚約2860公里(古滕堡面約2900公里)。占地球體積的占地球體積的82%,基本上為固態(tài)。超基性巖。以1000公里為界,分上地幔、下地幔。上地幔密度3.5,下地幔5.1。在上地幔在上地幔60400公里范圍內(nèi)公里范圍內(nèi),有一個(gè)地震波低速帶,推測(cè)屬熔融狀態(tài),液態(tài),可以蠕動(dòng)變形而緩慢流動(dòng)。稱軟流圈。軟圈上、下界線是漸變的、起伏的。軟流圈以上,上地幔的剛性頂蓋和地殼一起合稱巖石圈上地幔的剛性頂蓋和地殼一起合稱巖石圈。(三)地核密度1013;由FeNi組成。外核:

43、液態(tài);過(guò)渡層;內(nèi)核:固態(tài)。通過(guò)內(nèi)、外核界面時(shí),波速增加。軟流圈(astherosphere) 上地幔中的地震波速的低速層,范圍60250km,物質(zhì)具有軟塑性和流動(dòng)性。 軟流圈發(fā)現(xiàn)的意義 巖漿的發(fā)源地 中源地震的發(fā)源地(地下70-300km) 軟流圈的發(fā)現(xiàn),使大陸漂移學(xué)說(shuō)得以成為可能,也支持了板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。 軟流圈的運(yùn)動(dòng)波及全球構(gòu)造 地球內(nèi)部圈層物質(zhì)組成地球內(nèi)部圈層物質(zhì)組成 地殼:Si、Al 層 花崗巖質(zhì) Si、Mg層 玄武巖質(zhì) 上地幔頂部:超基性巖(Fe、Mg含量多)n軟流圈:石隕石 1300oC 近巖石熔點(diǎn) n地幔圈:鐵石隕石 n外核液體圈:Fe、Ni(少量Si、S);鐵隕石n內(nèi)核固體圈:F

44、e、Ni,鐵隕石巖石圈第四節(jié)第四節(jié) 洋殼、陸殼及地殼均衡現(xiàn)象洋殼、陸殼及地殼均衡現(xiàn)象 一、洋殼,陸殼一、洋殼,陸殼 二、地殼均衡現(xiàn)象二、地殼均衡現(xiàn)象一、洋殼,陸殼一、洋殼,陸殼 地殼的下層叫硅鎂層(玄武巖質(zhì)層),它是貫穿大陸和大洋連續(xù)分布的圈層;康拉德面以上,地殼的上層叫硅鋁層(花崗巖質(zhì)層),一般僅分布在大陸部分,海洋中往往缺失。據(jù)此以有無(wú)硅鋁層將地殼分為大陸地殼和大洋地殼。沉積巖層僅僅是地殼表面極薄的一層(23km)。 平常所說(shuō)的海與陸是以海岸線為界,而陸殼與洋殼則是以大陸斜坡坡腳為界。因?yàn)榇箨懠?、大陸坡雖被海水淹沒(méi),但仍是大大陸架、大陸坡雖被海水淹沒(méi),但仍是大陸地殼性質(zhì)陸地殼性質(zhì)。海溝島弧是洋殼、陸殼分界的過(guò)渡地帶。 洋殼:平均水深4.5km,洋殼厚平均6km;陸殼:平均33km,青藏高原達(dá)70公里;地殼總平均16公里。地殼明顯地存在上下兩層: 上上 硅鋁層,也稱為花崗質(zhì)層,只存在于大陸; 下下 硅鎂層,也稱為玄武質(zhì)層,分布于全球。硅鋁層(花崗質(zhì)層)硅鋁層(花崗質(zhì)層)硅鎂層(玄武質(zhì)層)硅鎂層(玄武質(zhì)層)地地 幔幔大陸型地殼大陸型地殼(continental crustcontinental crust) 大洋型地殼大洋型地殼(oceanic crust

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