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文檔簡介

1、普通地質(zhì)學(xué)第一章 地球結(jié)構(gòu)與組成 江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院 謝文偉 制作第1頁1.1 宇宙、太陽系和地球第一節(jié) 地球演化一、宇宙、太陽系起源 二、地球早期演化 第2頁1.1 宇宙、太陽系和地球天體來龍去脈第3頁1.2 地球形狀、大?。ㄐ螤睿┑诙?jié) 地球形狀、大小和表面形態(tài) 一、地球形狀 當(dāng)前經(jīng)過人造地球衛(wèi)星觀察和計算能比較準(zhǔn)確取得地球形狀和大小。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(jìn)24m,中緯度在北半球稍凹進(jìn),而在南半球稍凸出(不到10m) 所以科學(xué)家認(rèn)為:第一、地球極近似于旋轉(zhuǎn)橢球體,這是地球自轉(zhuǎn)造成,表明地球有彈塑性;第二、地

2、球不是嚴(yán)格旋轉(zhuǎn)橢球體,說明地球內(nèi)部物質(zhì)分布不均勻。 第4頁1.2 地球形狀、大?。ù笮。┒?、地球大小 依據(jù)1975年第16屆國際大地測量和地球物理協(xié)會公布數(shù)據(jù)介紹以下: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=(a-c)/a =1/298.257表面積S=4r2=510064472KM2體積V=4r2/3=10832億KM2第5頁1.2 地球形狀、大小(表面形態(tài))三、地球表面形態(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

3、地面積1億449百萬平方公里占29.2% 第6頁1.2 地球形狀、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) 二者相差近20km 海底地形: (1)大陸邊緣 大陸架(陸棚) 大陸坡大陸基(大陸裙)海溝、島嶼 第7頁1.2 地球形狀、大?。ū砻嫘螒B(tài))(2)大洋盆地 (3)洋脊洋底山脈 第8頁1.2 地球形狀、大?。ū砻嫘螒B(tài))陸地地形:大陸塊叫大陸、小叫島嶼 (1)山地 500m以上切割度大于200m (2)高原500m以上遼闊而平坦地域 (3)丘陵低于500m,相對高差小于200m 第9頁1.2

4、地球形狀、大?。ū砻嫘螒B(tài))(4)盆地四面被山地或高地包圍中間低平,外形似盆地形 (5)平原海拔200m遼闊而平坦地域 第10頁1.3 地球物理性質(zhì)(質(zhì)量、密度)第三節(jié) 地球物理性質(zhì)一、地球質(zhì)量與密度 依據(jù)牛頓萬有引力定律及屢次試驗,求出地球質(zhì)量為:,由此求得地球平均密度: g/cm3 不過按實際測得地表巖石密度平均都為2.62.8 g/cm3僅為地球平均密度二分之一。依據(jù)地震波在地球內(nèi)部傳輸速度與密度關(guān)系,說明地球內(nèi)部密度伴隨深度增加而逐步增加。 二、地球重力和壓力 (一)地球重力=地球引力(F)與地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心慣性力(P)協(xié)力(G)。 第11頁1.3 地球物理性質(zhì)(重力) 地球重力隨緯度改

5、變而改變,依據(jù)理論計算出各地正常重力值稱為理論計算值。 重力異常因為地球各部分物質(zhì)組成和地殼結(jié)構(gòu)不一樣,因而實際測量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,普通為金屬礦區(qū),因為物質(zhì)密度大,對地面物質(zhì)引力較大。 負(fù)異常實測重力值小于理論值,普通為石油,炔,石膏等非金屬礦區(qū),物質(zhì)密度小,引力小。 利用重力異常找礦方法稱為重力探礦法。而且對研究地球形狀,地殼物質(zhì)組成,地殼結(jié)構(gòu),地殼運(yùn)動和地震等都是有很高價值。 第12頁1.3 地球物理性質(zhì)(壓力)(二)地球壓力 地球壓力指地球內(nèi)部物質(zhì)受上覆物質(zhì)重力而產(chǎn)生壓力即靜壓力。 深度越大壓力越大,而且伴隨地球內(nèi)部物質(zhì)密度加大,壓力增

6、加越大。 深度(Km)101004001000290050006370壓力(Mpa)11023.11031.41043.51041.41053.11053.6105第13頁1.3 地球物理性質(zhì)(磁性)三、地球磁性 指南針為何能夠指示方向,就是因為地球是有磁性。在它周圍形成了一個磁力作用空間地磁場。位于南半球叫磁南極(S)和位于北半球稱為磁北極(N)。 地磁場正常值(背景值)是各地經(jīng)過校正和去除改變等影響地磁要素數(shù)據(jù)。 地磁異常實地測量地磁要素數(shù)據(jù)與正常值不符。 磁法找礦就是經(jīng)過地磁測量尋找有磁性異常礦產(chǎn)。(如磁鐵礦等) 古地磁法地球磁場是在不停改變,有日改變,年改變,也有長久周期改變(磁極倒轉(zhuǎn)

7、)。經(jīng)過對巖石中剩下磁性研究,了解地質(zhì)歷史上磁場改變,比如經(jīng)過對比不一樣時期古地磁極位置(或同一地點(diǎn)不一樣時期所處磁緯度)能夠幫助了解地殼不一樣部分相對位移情況,據(jù)古地磁場反轉(zhuǎn)周期則可確定巖石形成年代。 第14頁1.3 地球物理性質(zhì)(溫度)四、地球溫度(地?zé)幔?日改變普通為11.5m 1.外熱層(變溫層)年改變影響深度達(dá)2030m 2.常溫層與當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟却笾孪喈?dāng),常年不變,其深度普通為2040m受太陽輻射影響 3.增溫層地溫隨深度增加而逐步增加,受地球內(nèi)部熱能影響,深度每增加100米升高溫度稱為地溫梯度。普通大陸為15/100m,海底為48/100m。 經(jīng)過間接測算,越靠近地心溫度增加趨于

8、遲緩: 地下100km約為13001000km約為2900km約為2700地心溫度約為40006000 影視:地球溫度第15頁1.3 地球物理性質(zhì)(彈性) 地球內(nèi)部如此大量熱能從何而來呢? 當(dāng)前有不一樣說法: 地球余熱說;重力差異說;放射熱說。 五、地球彈性 地震是地下某一點(diǎn)發(fā)生振動,并經(jīng)過地震波向四面?zhèn)鬏?,造成各種破壞。所以說明地球含有一定彈性,地震波在不一樣介質(zhì)中傳輸速度也不一樣。 地震測量法經(jīng)過測定人工地震產(chǎn)生地震波在地下傳輸速度改變情況,探測地下礦產(chǎn)資源。第16頁1.4 地球?qū)尤Y(jié)構(gòu)(大氣圈)第四節(jié) 地球?qū)尤Y(jié)構(gòu) 一、地球外部圈層結(jié)構(gòu) (一)大氣圈 是地球最外圈,由空氣、水氣和塵埃組成

9、,對地表氣候分帶和生命活動起著很大作用。其底界為海、陸表面,沒有顯著上界,為自然過渡到星際空間。 1.對流層大氣圈下部,底界為海、陸表面18KM高空。因為溫度、濕度分布不均勻,大氣產(chǎn)生對流。是地球上風(fēng)云,雨雪、冰川等氣候現(xiàn)象以及各種外力地質(zhì)作用發(fā)源地,對改變地表形態(tài)起著非常主要作用。 空氣稀薄,在宇宙射線和太陽輻射作用下氣體分子被電離,故統(tǒng)稱為電離層,是無線電波傳輸層。 2.平流層 3.中間層4.熱成層 5.擴(kuò)散層大氣圈最外層,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1.4 地球?qū)尤Y(jié)構(gòu)(水圈、生物圈)(二)水圈 通常人們把地球表面上海洋、河流、湖泊、冰川以及地下水等看成是一

10、個包圍地球連續(xù)水層,稱為水圈。 水在這么不停運(yùn)動中,以各種方式對地面(或地下)巖石進(jìn)行破壞、改造,而且把破壞物質(zhì)帶到另一些地方堆積下來,形成削高補(bǔ)低結(jié)果。 (三)生物圈 是生命活動地帶所組成連續(xù)圈層。 二、地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu) (一)地球內(nèi)部地震波速度突變主要界面 地震波研究發(fā)覺,地球內(nèi)部存在著地震波速度突變?nèi)舾山缑妫@示了地球內(nèi)部物質(zhì)差異,含有層圈狀結(jié)構(gòu)。 第18頁1.4 地球?qū)尤Y(jié)構(gòu)(內(nèi)部界面)1.莫霍面位于地表以下數(shù)公里40km,縱波抵達(dá)這一界面后,其速度由平均67km/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(Mohorovici

11、c)于19首先發(fā)覺,所以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,縱波卻能夠經(jīng)過。以最早(19)研究這一界面美國地球物理學(xué)家古登堡名字命名。 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一樣上、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)部各層圈特征第19頁1.4 地球?qū)尤Y(jié)構(gòu)(地殼、地幔、地核)層圈名稱特征地殼巖石圈1.是由巖石組成地球外殼。上部花崗質(zhì)層(硅鋁層)平均密度為2.7g/cm3,下部玄

12、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,最老巖石年紀(jì)為38億年,含有硅鋁層和硅鎂層大洋地殼平均厚8km(最薄3km),主要為玄武巖類及當(dāng)代沉積物,只有硅鎂層沒有硅鋁層。3.是全部地質(zhì)作用場所,也是當(dāng)前地質(zhì)學(xué)研究主要對象。 莫霍面地幔上地幔為堅硬巖石,與地殼共同組成地球外表。60km共同特征:為超鐵鎂質(zhì)巖石。平均密度:3.5g/cm3軟流圈地震橫波傳輸速度顯著降低,10%巖石處于熔融狀態(tài),其強(qiáng)度降低、塑性增加,物質(zhì)發(fā)生蠕變,并遲緩流動。是巖漿發(fā)源地,也是結(jié)構(gòu)運(yùn)動動力源。250km地震波速快速增加,物質(zhì)密度增大由3.

13、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(xué)成份與上地幔相同,鐵含量增加。 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31011Pa4642km過渡層縱波速度加緊,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,與隕石相同推測內(nèi)核物質(zhì)主要成份為鐵、鎳,故稱為鐵鎳核。第20頁1.4 地球?qū)尤Y(jié)構(gòu)(均衡原理)三、均衡原理地勢起伏同莫霍面起伏呈鏡像關(guān)系。 其原理是,構(gòu)想在地幔內(nèi)部(很可能在軟流圈內(nèi))某一深度上能夠找到一個水平面,稱為賠償基面。在此面單位面積上所承受上覆巖塊總重量都相同。即是以此賠償基面為準(zhǔn),高山地域地勢雖高,但其下部地幔厚度?。淮笱蟮赜虻貏蓦m低,但其擁有地幔厚度大,故兩處巖塊總重量相等,從而能保持重力均衡。這種均衡總是暫時和相正確。因為高處易剝蝕,低處被填平,以及結(jié)

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