《普通地質(zhì)學(xué)》多媒體課件

1、地 質(zhì) 學(xué) 概 論,教 師：孫 舒 東,第一章 地 球 概 況,一、地球的形狀和大小,兩極半經(jīng)為 6 356.755km赤道半經(jīng)為6 378.140km平均半經(jīng)為6 371.004km扁率為 1 / 298.253表面積 510064472km2體積 10832*108km3赤道一帶稍微凸出，南北半球也不對(duì)稱(chēng)，加上表面凹凸不平，地球是一個(gè)不規(guī)則的旋轉(zhuǎn)橢球體基本上仍是一個(gè)圓球,人造衛(wèi)星拍攝的地球照片

2、,地球在宇宙中的位置,二、地球的外部圈層結(jié)構(gòu),1、大氣圈：是指因地球的引力而聚集在地表周?chē)臍怏w圈層。,由地表往上可分為五個(gè)次級(jí)圈層：對(duì)流層、平流層、中間層、暖層、擴(kuò)散層（散逸層）。對(duì)流層：平均厚度12km，含大量水蒸氣和塵埃。表現(xiàn)為強(qiáng)烈的對(duì)流。風(fēng)、霜、雨、雪、雹、霧等氣象現(xiàn)象均發(fā)生于此層。平流層：從對(duì)流層頂?shù)降乇硪陨?5km的范圍。大氣呈水平運(yùn)動(dòng)。幾乎不含水蒸氣、塵埃，無(wú)天氣現(xiàn)象。中間層：從平流層頂?shù)降乇硪陨?5km的范圍。大

3、氣呈對(duì)流運(yùn)動(dòng)。存在電離層，可反射無(wú)線(xiàn)電波。暖層：從中間層頂?shù)降乇硪陨?00km的范圍。內(nèi)部存在多層的電離層，也稱(chēng)電離層，強(qiáng)烈反射無(wú)線(xiàn)電波。擴(kuò)散層：從暖層頂?shù)酵鈱涌臻g。物質(zhì)多以原子、離子狀態(tài)存在。是地球物質(zhì)向宇宙空間擴(kuò)散的部位。,,大氣圈的物質(zhì)組成,,,,,,,0.05%,23.1%,1.28%,75.5%,,大氣圈,,,氬氣,氮 氣,,氧氣,,二氧化碳,,,2、水圈：是指地球表層由水體構(gòu)成的連續(xù)圈層。 其物態(tài)有固、液、氣三

4、種狀態(tài)。水體的形式有河、湖、海、冰川（蓋）水蒸氣、地下水等， 并形成一個(gè)包裹著地球的完整圈層。 地表上直接被液態(tài)水體覆蓋的區(qū)域占地表面積的3/4。 在太陽(yáng)能、重力的作用下，使得水圈中的水體周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)，形成水循環(huán)。 水循環(huán)的方式有：海洋與大陸間的循環(huán)； 地表與地下間的循環(huán)； 生物體與周?chē)臻g的循環(huán)；水圈與大氣圈間的循環(huán)。,水 圈,海水97.41%淡水2.59%,生物圈：是指地球表層由生

5、物及其活動(dòng)地帶所構(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、土壤及空氣中，構(gòu)成了一個(gè)基本連續(xù)的圈層。目前已知的生物有近兩百萬(wàn)個(gè)種。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地質(zhì)演化的歷史。,三、地球的主要物理性質(zhì),一）、地球的密度二）、地球的壓力三）、地球的重力四）、地球的磁場(chǎng)五）、地球的溫度六）、地球的彈塑性,一）、地球的密度,地球的

6、平均密度：5.516g/cm3地表巖石平均密: 2.7g/cm3地心的密度: 13g/cm3,二）、地球的壓力,地球內(nèi)部壓力是隨深度加大而逐漸增高的。深度每增加１km，壓力增加27.5 MPa（1 MPa＝1兆帕斯卡＝１０６N / m２）。深部隨著巖石密度的加大，靜巖壓力增加得更快些。靜巖壓力在莫霍面附近約1200 MPa，古登堡面附近約135,200 MPa，地心處可達(dá)361,700 Mpa，相當(dāng)于360萬(wàn)個(gè)大氣壓力。,地

7、表,地心,,三）、地球的重力,,r,d,F,P,R,地球的重力 地球自轉(zhuǎn)引起的離心力和地球引力的合力。 P = F + dF=G? M ?m 　　　 d=r?ω,,,,,R2,(G為萬(wàn)有引力常數(shù)， ω為角速度),因?yàn)殡x心力相對(duì)很小，即使在赤道也只有萬(wàn)有引力的1/289，所以重力基本上就等于萬(wàn)有引力，方向也基本上指向地心。為了便于比較，通常用單位質(zhì)量所受的引力來(lái)表示重力（重力加速度 g） g = G?M/R2 (單位用伽

8、Gal) 1 Gal =1cm/s2,重力在地表的變化 重力隨緯度的增加而增加，隨海拔高度的增加而減小。若將地球視為均質(zhì)體，以海平面為基準(zhǔn)可計(jì)算出不同緯度的標(biāo)準(zhǔn)重力值。g=987.032(1+5.3*10-3*sin2ф-5.9*10-6 *sin22ф) g 為重力（伽），ф為緯度,重力在地球內(nèi)部的變化 影響重力大小的不是整個(gè)地球的總質(zhì)量，而主要是所在深度以下的質(zhì)量。

9、 由于地殼與地幔的密度都比較小，從地表到地下2900km的核幔界面，重力大體上是隨深度增加而略有增加，但有波動(dòng)。在核幔界面上，重力值達(dá)到極大(約1069伽)，再往深處去,各個(gè)方向上的引力趨向平衡,重力值逐漸減少，直至變小為零。,重力的變化,實(shí)際測(cè)得的重力值與理論重力值之間的差值，稱(chēng)重力異常。 當(dāng)實(shí)測(cè)重力值 > 理論重力值,稱(chēng)正異常 當(dāng)實(shí)測(cè)重力值 < 理論重力值,稱(chēng)負(fù)異常 在埋藏有密度較小物質(zhì)（如石油、煤、

10、鹽等非金屬礦產(chǎn)）的地區(qū)，常顯示負(fù)異常；而埋藏有密度大物質(zhì)（如鐵、銅、鉛、鋅等金屬礦產(chǎn)）的地區(qū)，就顯示正異常。所以人們就可以通過(guò)重力測(cè)量，來(lái)圈定重力異常的區(qū)域，尋找那些引起重力異常的非金屬和金屬礦產(chǎn)。這就是地質(zhì)勘查中常用的重力探勘方法,重力異常,四）、地球的磁場(chǎng),它有兩個(gè)磁極，其磁北極位于地理北極附近，磁南極位于地理南極附近，但不重合，地磁軸與地球自轉(zhuǎn)軸的夾角現(xiàn)在約為11.5度，1980年實(shí)測(cè)的磁北極位于北緯78.2度、西經(jīng)102.9度（

11、加拿大北部），磁南極位于南緯65.5度，東經(jīng)139.4度（南極洲）。,地磁場(chǎng)：地球周?chē)嬖诘拇艌?chǎng),,,地磁軸,地理軸,地磁三要素：磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁偏角、磁傾角,磁場(chǎng)強(qiáng)度：為某地點(diǎn)單位面積上磁力大小的絕對(duì)值。它是一個(gè)具有方向（磁力線(xiàn)方向）和大小的矢量，一般在磁兩極附近磁感應(yīng)強(qiáng)度大（約為60?T（微特拉斯））；在磁赤道附近最?。s為30 ?T ）。磁偏角：磁力線(xiàn)在水平面上的投影與地理正北方向之間形成的夾角。即，磁子午線(xiàn)與地理子午線(xiàn)之間的夾角。

12、磁偏角的大小各處都不相同。在北半球，如果磁力線(xiàn)方向偏向正北方向以東稱(chēng)為東偏，偏向正北方向以西稱(chēng)為西偏。我國(guó)東部地區(qū)磁偏較為西偏，甘肅酒泉以西地區(qū)為東偏。磁傾角：指磁針北端與水平面的交角。通常以磁針北端向下為正值，向上為負(fù)值。地球表面磁傾角為零度的各點(diǎn)的連線(xiàn)稱(chēng)為地磁赤道；,,,地磁軸,地理軸,,,,,,,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°變成-90

13、6;。,磁傾角的變化,五）、地球的溫度,,地溫　人們可以火山和溫泉意識(shí)到地下深處是熱的，地球的溫度總體上是從地表向地內(nèi)逐漸增高的。在地表附近，由于太陽(yáng)幅射熱的影響，溫度有晝夜變化、季節(jié)變化和多年周期的變化．這一表層可叫外熱層（或變溫層）。外熱層的深度一般在十幾米．在其下界面附近，地溫常年保持不變，等于或略高于當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?，該處稱(chēng)為常溫層。常溫層以下，受到地球內(nèi)部熱量的影響，溫度逐漸升高。一般把在常溫層以下，每向下加深100ｍ所升高的溫

14、度稱(chēng)為地?zé)嵩鰷芈驶虻販靥荻?。這是由于地球內(nèi)部熱量通過(guò)向上熱傳導(dǎo)而造成的。世界上不同地區(qū)，地溫梯度都不相同，地球表層的平均地溫梯度為３℃。海底的地溫梯度一般為４－８℃，大陸為０.９－５℃．大陸的地溫梯度一般來(lái)說(shuō)是顯著低于海底的．,六）、地球的彈塑性,彈塑性:地球具有彈性，表現(xiàn)在地球內(nèi)部能傳播地震波，因?yàn)榈卣鸩ㄊ菑椥圆ā５乇淼墓腆w巖石在日、月引力的作用下也有交替的漲落現(xiàn)象，其幅度為7—8cm,這種現(xiàn)象稱(chēng)為固體潮。也說(shuō)明固體地球具有彈性。地球

15、也具有塑性，地球的自轉(zhuǎn)能引起地球赤道半徑加大而成為橢球。在應(yīng)力的作用下引起巖石發(fā)生彎曲而不破裂等，這些都說(shuō)明地球具有塑性。,四、地球的內(nèi)部圈層,地震波在地球內(nèi)部傳播時(shí)，有兩個(gè)明顯的波速突界面，這兩個(gè)地球內(nèi)部界面分別稱(chēng)為：莫霍面和古登堡面 根據(jù)莫霍面和古登堡面，可將地球內(nèi)部分為三個(gè)Ⅰ級(jí)圈層：地殼、地幔、地核 根據(jù)次級(jí)界面，還可將進(jìn)一步分為六個(gè)Ⅱ級(jí)圈層。,大洋地殼,大陸地殼,地殼 是莫霍面以上的地球表層。其厚度變化在5-70

16、 km之間。其中大陸地區(qū)厚度較大，平均約為33km；大洋地區(qū)厚度較小，平均約7 km；總體的平均厚度約16km。地殼物質(zhì)的密度一般為2.6-2.9g/cm3。大陸地殼（上地殼）主要為富硅鋁的硅酸鹽礦物所組成，常稱(chēng)為硅鋁層；大洋地殼（下地殼）主要為富硅鎂的硅酸鹽礦物所組成，常稱(chēng)為硅鎂層，因其比重較大，主要分布洋底地殼或大陸地殼的下部。地幔 莫霍面與古登堡面之間的一個(gè)巨厚圈層。其厚度約2850km。平均密度為4.5g/cm3。根據(jù)次級(jí)界面

17、可分為上地幔和下地幔。上地幔：從莫霍面至地下1000km，平均密度為3.5g/cm3，成分主要為含鐵鎂質(zhì)較多的超基性巖。在上地幔的上部100-350km存在一個(gè)由柔性物質(zhì)組成的圈層稱(chēng)為軟流圈（地震波的低速帶）。此軟流圈之上的固態(tài)巖石圈層稱(chēng)為巖石圈。下地幔：地下1000km至古登堡面之間，平均密度增大為5.1g/cm3，成分仍為含鐵鎂質(zhì)的超基性巖，但鐵質(zhì)的含量增加。地核 古登堡面以下地心的一個(gè)球體。半徑為3480km。地核的密度達(dá)9.9