地球概述課件

第二章地球概述第一節(jié)地球概況一、地球的形狀與大小二、地球的物理性質第二節(jié)地球的結構一、內部圈層的研究手段——地震波二、地球內部各圈層特點第三節(jié)地質作用和地質年代一、地質作用二、地質年代地球表面崎嶇不平，通常所說的地球形狀是指大地水準面所圈閉的形狀；大地水準面是指由平均海平面所構成并延伸通過陸地的封閉曲面。一、地球的形狀與大小第一節(jié)地球概況圓球——橢球——大地水準體——梨狀二、

地球的物理性質（一）地球的重力1.地球重力場的一般特征地球的重力主要指地球對地表附近和地內物質的吸引力。由于地球不是正球體，并有自轉，所以地表的的重力除主要受地球質量的影響外，還受自轉產生的離心力和各點與地心距離的影響，因此，實測的重力實際是地心吸引力與離心力的合力。2.重力異常重力理論值----把地球作為理想的旋轉橢球體，并且內部密度無橫向變化，所計算出的海平面高度的理論重力值，也叫重力標準值。重力異常----在具體地區(qū)實際測量時，由于地形高度、周圍地形以及地下局部巖石密度差異，都使實測重力值偏離正常理論值(標準值)，形成區(qū)域或局部的重力異常。實測重力值的校正----自由空氣校正和布格校正（剔除測點高度和周圍地形的影響）重力異常的應用：推斷地質構造，如重力探礦和地震預報（二）

地球的磁性1.地磁場特點地磁南北極和地理南北極的位置不一致，并且磁極的位置逐年都有變化,磁極有向西緩慢移動的趨勢。地磁異常和古地磁地球磁場示意圖剩磁和古地磁的概念地殼的巖石是在地磁場中形成的，所以一開始都具有磁性，但其受到高溫會消磁，在冷卻過程中受到地磁場影響又具磁性，完全冷卻后這種磁性就保留下來，以后地磁場變化了，這個磁性仍然保留，叫剩磁。包括熱剩磁和沉積剩磁。剩磁可以指示當時的地磁場方向，所以叫古地磁

古老的巖石記錄了古地磁特征，根據(jù)古地磁的方向和大小可以判斷古地磁磁極的位置。當把同一地區(qū)不同地層的古地磁資料加以對比時，會發(fā)現(xiàn)磁極的地理位置隨時間的推移是逐漸移動的，可以勾畫出磁極遷移曲線。

根據(jù)磁極遷移曲線就可以研究板塊的運動軌跡，進而可重建板塊運動歷史（假設條件：古磁極只在方向上倒轉，而地理位置不發(fā)生顯著變化）3.地磁場的變化2.地熱流和地熱異常地熱流---地熱釋放最經常最持續(xù)的形式是地球內部熱能從地球深部向地表的傳輸，這種現(xiàn)象被稱為地熱流。地熱流分布規(guī)律：大陸與海底的地熱流平均值基本相等。以海洋而論，在洋中脊最高，而距離洋中脊最遠的海溝其平均值最低。3.從巖石的新老或大地構造活動階段來看,從古到新,地熱流值表現(xiàn)為由低到高的趨向。4.地熱流值與巖石圈厚度有關．巖石圈越薄，則地熱流值越大；反之，則越小。地熱異常區(qū)和地熱資源熱流值較大的地區(qū)(如熱泉，火山等地區(qū))叫地熱異常區(qū)這些地區(qū)經過地熱勘探，用鉆孔把地下熱水開發(fā)出來，用于發(fā)電(地熱電站)、工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、生活飲用和提取稀有元素等。地熱是主要天然動力資源之一。(四)地球的彈性和塑性地球具有彈性

用精密儀器可觀測到地球固體表層在日月引力下有潮汐現(xiàn)象，可以引起地殼升降7.15厘米，說明固體地球具有彈性。固體地球在一定條件下還表現(xiàn)為塑性體

很多巖體發(fā)生劇烈而復雜的彎曲卻沒有斷裂開，是巖體的塑性表現(xiàn)。地球彈性和塑性，在不同條件下可以轉化。第二節(jié)地球的結構地球的圈層結構外部圈層——大氣圈、水圈、生物圈。內部圈層——地殼、地幔、地核。一、內部圈層的研究手段——地震波（一）地震波種類：體波、面波和自由振蕩體波----又分為縱波和橫波兩種。它們的質點振動都是直線運動。都在介質體中傳播，所以叫體波。縱波----質點振動方向與地震波傳播方向平行的叫縱波(Primarywave)橫波----質點振動方向與地震波傳播方向垂直的叫橫波(Secondarywave)面波----當體波傳播到介質表面或兩介質間的界面時就會反射或折射，同時有一部分轉化為沿界面或表面?zhèn)鞑?，便是面波，質點振動比較復雜，傳播速度慢，只有橫波速度的3／4。自由振蕩----是由極大地震所激發(fā)的整個地球的彈性振動（二）地震波對地球的透視作用P波速度較S波快波速隨所通過介質的剛性和密度而變化?？v波在固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)介質中都可傳播，橫波只能通過固態(tài)介質。（三）地球內部的不連續(xù)面1、從地表向下，大洋地區(qū)（5－12）km、大陸平原地區(qū)（30－40）km、大陸高山地區(qū)（50－75）km的深度上，地震波波速有了明顯變化，P波由7.0km/s突然升高到8.0km/s，S波從3.8km/s升高到4.6km/s。這個一級地震界面稱為莫霍面。2、大約400km和1000km處分別存在次一級的不連續(xù)面拜爾勒面和雷波蒂面。3、到2900km的深度上，波速發(fā)生間斷性的變化，S波不能通過，這是一個一級地震界面，稱為古登堡面。4、在5100km處P波又有一個突然變化，在界面處又有S波出現(xiàn)，表明物質的彈性特征又有了變化，顯示出固態(tài)的特點。地球內部圈層劃分指地球莫霍面以上的固體硬殼（A層），屬于巖石圈的上部。地殼主要由硅酸鹽類巖石組成，它的質量為5×1019噸，約占地球質量的0.8％．體積占整個地球體積的0.5%。1.地殼的化學組成

地殼中含有元素周期表中所列的絕大部分元素,而其中o、Si、Al、Fe、Ca、Na、K，Mg等8種主要元素占98％以上，其他元素共占l～2％?？死酥礐larknumber——元素在地殼中的平均含量，又稱為元素豐度。按照計算單位不同，可分為重量豐度、原子豐度和相對豐度。二、地球內部各圈層特點（一）地殼（二）地幔位于地殼之下，莫霍面與古登堡面之間。

上地?！谀裘嬉韵轮?000km深度之間，平均密度3.5g/cm3。下地?！挥?000km至2900km之間，平均密度5.1g/cm3。軟流圈（古登堡低速層）

軟流圈是上地幔中的一個層圈，其深度大約為60—400公里左右，地震波在穿過莫霍面后波速突然增高，但到60—400公里深度區(qū)間又有下降，然后逐漸上升至正常。這一低速帶即軟流圈。由于低速帶塑性較大，給其上固體巖石的活動創(chuàng)造了條件，因此，構造地質學家把該低速帶叫軟流圈。地球圈層圈層名稱亞圈層名稱深度（km）性質地殼（A）硅鋁層（花崗巖層A’）0~70固態(tài)(2.7~2.8g/cm3)硅鎂層（玄武巖層A’’）0~65固態(tài)(3.0g/cm3)莫霍面5~70地幔最上地幔（橄欖巖層B’）35(70)~120固態(tài)-剛性軟流圈（B’’）120~250固態(tài)-塑性(3.3g/cm3)上地幔下部（C）250~670固態(tài)~剛性下地幔（D）670~2900固態(tài)-彈性古登堡面2900地核外核（E）2900~4640液態(tài)過渡帶（F）4640~5155固態(tài)內核（G）5155~6371固態(tài)第三節(jié)地質作用和地質年代一、地質作用有關概念作用于地球的自然力使地球的物質組成、內部構造和地表形態(tài)發(fā)生變化的作用，總稱為地質作用。引起地質作用的自然力稱為地質營力。內營力：來自地球自身，包括地熱、重力和地球旋轉力外營力：來自太陽能和日月引力地質作用分類巖石循環(huán)地質作用與巖石循環(huán)二、地質年代（一）相對地質年代根據(jù)地球發(fā)展歷史過程中生物演化和巖層形成的順序，將地球歷史劃分力若千自然階段，稱為相對地質年代。地層層序律:依照沉積的先后，早形成的地層在下，晚形成的地層在上。生物層序律：不同時期的地層中含有不同類型的化石組合，而在相同時間和地理環(huán)境下所形成的地層中含有相同類型的化石組合，地層年代越老所含生物化石就越簡單，越原始。（化石——在地球發(fā)展過程中，在地表一定地區(qū)沉積了許多地層．在地層中常保存下來當時生存過的生物遺體和遺跡，稱為化石）（二）同位素地質年齡（絕對地質年齡）同位素年齡測定的基本原理和方法當巖漿冷凝礦物結晶時，放射性元素以某種形式進入礦物或巖石中，在封閉體系中放射性元素（母體）將按一定速度蛻變出同位素（子體），并繼續(xù)衰變相積累。如果巖石中母