普通地质学地球的结构教学参考省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

普通地质学第一章 地球结构与组成 江西应用技术职业学院 谢文伟 制作第1页1.1 宇宙、太阳系和地球第一节 地球演化一、宇宙、太阳系起源 二、地球早期演化 第2页1.1 1.1 宇宙、太阳系和地球宇宙、太阳系和地球天体来龙去脉第3页1.2 地球形状、大小（形状）（形状）第二节 地球形状、大小和表面形态 一、地球形状 当前经过人造地球卫星观察和计算能比较准确取得地球形状和大小。地球不是一个圆球体，而是一个实心椭球体，赤道半径长，两极半径短，而且北极比旋转椭球体凸出14m南极却凹进24m，中纬度在北半球稍凹进，而在南半球稍凸出（不到10m）所以科学家认为：第一、地球极近似于旋转椭球体，这是地球自转造成，表明地球有弹塑性；第二、地球不是严格旋转椭球体，说明地球内部物质分布不均匀。第4页1.2 地球形状、大小（大小）（大小）二、地球大小 依据1975年第16届国际大地测量和地球物理协会公布数据介绍以下：赤道半径a=6378.137KM两极半径c=6356.752KM平均半径R=(a2*c)1/3=6371.004KM长短半径差a-c=21.385KM扁平=（a-c）/a=1/298.257表面积S=4r2=510064472KM2体积V=4r2/3=10832亿KM2第5页1.2 地球形状、大小（表面形态）（表面形态）三、地球表面形态 地球表面高低不平，以海平面为界分为海洋和陆地两大地理单元。海洋面积3亿6千万平方公里占70.8%陆地面积1亿449百万平方公里占29.2%第6页1.2 地球形状、大小（表面形态）（表面形态）海洋：平均深度：3729m 最深11034m（马里亚纳海沟）陆地：平均高度：875m 最高：8844.43m（珠穆朗玛）二者相差近20km 海底地形：（1）大陆边缘 大陆架（陆棚）大陆坡大陆基（大陆裙）海沟、岛屿 第7页1.2 地球形状、大小（表面形态）（表面形态）（2）大洋盆地（3）洋脊洋底山脉 第8页1.2 地球形状、大小（表面形态）（表面形态）陆地地形：大陆块叫大陆、小叫岛屿（1）山地 500m以上切割度大于200m（2）高原500m以上辽阔而平坦地域 （3）丘陵低于500m，相对高差小于200m 第9页1.2 地球形状、大小（表面形态）（表面形态）（4）盆地四面被山地或高地包围中间低平，外形似盆地形 （5）平原海拔200m辽阔而平坦地域 第10页1.3 地球物理性质（质量、密度）（质量、密度）第三节 地球物理性质一、地球质量与密度 依据牛顿万有引力定律及屡次试验，求出地球质量为:,由此求得地球平均密度：g/cm3 不过按实际测得地表岩石密度平均都为2.62.8 g/cm3仅为地球平均密度二分之一。依据地震波在地球内部传输速度与密度关系，说明地球内部密度伴随深度增加而逐步增加。二、地球重力和压力（一）地球重力=地球引力（F）与地球自转产生离心惯性力（P）协力（G）。第11页1.3 地球物理性质（重力）（重力）地球重力随纬度改变而改变，依据理论计算出各地正常重力值称为理论计算值。重力异常因为地球各部分物质组成和地壳结构不一样，因而实际测量重力值往往与理论值不符，称为重力异常。正异常实测重力值大于理论值，普通为金属矿区，因为物质密度大，对地面物质引力较大。负异常实测重力值小于理论值，普通为石油，炔，石膏等非金属矿区，物质密度小，引力小。利用重力异常找矿方法称为重力探矿法。而且对研究地球形状，地壳物质组成，地壳结构，地壳运动和地震等都是有很高价值。第12页1.3 地球物理性质（压力）（压力）（二）地球压力 地球压力指地球内部物质受上覆物质重力而产生压力即静压力。深度越大压力越大，而且伴随地球内部物质密度加大，压力增加越大。深度深度（Km）101004001000290050006370压力压力（Mpa）11023.11031.41043.51041.41053.11053.6105第13页1.3 地球物理性质(磁性）磁性）三、地球磁性 指南针为何能够指示方向，就是因为地球是有磁性。在它周围形成了一个磁力作用空间地磁场。位于南半球叫磁南极（S）和位于北半球称为磁北极（N）。地磁场正常值（背景值）是各地经过校正和去除改变等影响地磁要素数据。地磁异常实地测量地磁要素数据与正常值不符。磁法找矿就是经过地磁测量寻找有磁性异常矿产。（如磁铁矿等）古地磁法地球磁场是在不停改变，有日改变，年改变，也有长久周期改变（磁极倒转）。经过对岩石中剩下磁性研究，了解地质历史上磁场改变，比如经过对比不一样时期古地磁极位置(或同一地点不一样时期所处磁纬度)能够帮助了解地壳不一样部分相对位移情况，据古地磁场反转周期则可确定岩石形成年代。第14页1.3 地球物理性质(温度）温度）四、地球温度（地热）日改变普通为11.5m 1.外热层（变温层）年改变影响深度达2030m 2.常温层与当地年平均温度大致相当，常年不变，其深度普通为2040m受太阳辐射影响 3.增温层地温随深度增加而逐步增加，受地球内部热能影响，深度每增加100米升高温度称为地温梯度。普通大陆为15/100m，海底为48/100m。经过间接测算，越靠近地心温度增加趋于迟缓：地下100km约为13001000km约为2900km约为2700地心温度约为40006000 影视：地球温度第15页1.3 地球物理性质(弹性）弹性）地球内部如此大量热能从何而来呢？当前有不一样说法：地球余热说；重力差异说；放射热说。五、地球弹性 地震是地下某一点发生振动，并经过地震波向四面传输，造成各种破坏。所以说明地球含有一定弹性，地震波在不一样介质中传输速度也不一样。地震测量法经过测定人工地震产生地震波在地下传输速度改变情况，探测地下矿产资源。第16页1.4 地球层圈结构(大气圈）大气圈）第四节 地球层圈结构 一、地球外部圈层结构（一）大气圈 是地球最外圈，由空气、水气和尘埃组成，对地表气候分带和生命活动起着很大作用。其底界为海、陆表面，没有显著上界，为自然过渡到星际空间。1.对流层大气圈下部，底界为海、陆表面18KM高空。因为温度、湿度分布不均匀，大气产生对流。是地球上风云，雨雪、冰川等气候现象以及各种外力地质作用发源地，对改变地表形态起着非常主要作用。空气稀薄，在宇宙射线和太阳辐射作用下气体分子被电离，故统称为电离层，是无线电波传输层。2.平流层 3.中间层4.热成层 5.扩散层大气圈最外层，地球引力极小，一部分大气分子可逃逸到星际空间去。第17页1.4 地球层圈结构(水圈、生物圈）水圈、生物圈）（二）水圈 通常人们把地球表面上海洋、河流、湖泊、冰川以及地下水等看成是一个包围地球连续水层，称为水圈。水在这么不停运动中，以各种方式对地面（或地下）岩石进行破坏、改造，而且把破坏物质带到另一些地方堆积下来，形成削高补低结果。（三）生物圈 是生命活动地带所组成连续圈层。二、地球内部圈层结构（一）地球内部地震波速度突变主要界面 地震波研究发觉，地球内部存在着地震波速度突变若干界面，显示了地球内部物质差异，含有层圈状结构。第18页1.4 地球层圈结构(内部界面）内部界面）1.莫霍面位于地表以下数公里40km，纵波抵达这一界面后，其速度由平均67km/s，突升为8.1km/s。大洋浅（平均8km）、大陆深（平均33km）。是由南斯拉夫学者莫霍洛维奇（Mohorovicic）于19首先发觉，所以被称为莫霍洛维奇面，简称莫霍面。莫霍面之上为地壳、之下为地幔。2.古登堡面位于地下2900km深度。横波到这一界面就消失了，纵波却能够经过。以最早（19）研究这一界面美国地球物理学家古登堡名字命名。古登堡面之上为地幔，之下为地核。3.康拉德面位于地壳内部。表现为纵波速度由6km/s突变为6.6km/s。由此而推断地壳分为密度不一样上、下两层，上层为花岗岩层（硅铝层），下层为玄武岩层（硅镁层）。（二）地球内部各层圈特征第19页1.4 地球层圈结构(地壳、地幔、地核）地壳、地幔、地核）层圈名称特征地壳岩石圈1.是由岩石组成地球外壳。上部花岗质层（硅铝层）平均密度为2.7g/cm3，下部玄武质层（硅镁层）平均密度为3.3g/cm3。2.大陆地壳平均厚33km（最厚70km），广泛分布有沉积岩、岩浆岩、变质岩，最老岩石年纪为38亿年，含有硅铝层和硅镁层大洋地壳平均厚8km（最薄3km），主要为玄武岩类及当代沉积物，只有硅镁层没有硅铝层。3.是全部地质作用场所，也是当前地质学研究主要对象。莫霍面地幔上地幔为坚硬岩石，与地壳共同组成地球外表。60km共同特征：为超铁镁质岩石。平均密度：3.5g/cm3软流圈地震横波传输速度显著降低，10%岩石处于熔融状态，其强度降低、塑性增加，物质发生蠕变，并迟缓流动。是岩浆发源地，也是结构运动动力源。250km地震波速快速增加，物质密度增大由3.64g/cm3增至4.64g/cm3。650km下地幔地震波速平缓增加，密度为5.1g/cm3，化学成份与上地幔相同，铁含量增加。2900km 古登堡面地核外核平均密度10.5g/cm3，地震纵波速度急剧降低横波消失，推测为液态，温度约 3000，压力大于31011Pa4642km过渡层纵波速度加紧，推测其物质从液态过渡到固态5157km内核纵波突然加速，并出现由纵波转换成横波，表明物质为固态，平均密度12.9g/cm，与陨石相同推测内核物质主要成份为铁、镍，故称为铁镍核。第20页1.4 1.4 地球层圈结构地球层圈结构(均衡原理）均衡原理）三、均衡原理地势起伏同莫霍面起伏呈镜像关系。其原理是，构想在地幔内部(很可能在软流圈内)某一深度上能够找到一个水平面，称为赔偿基面。在此面单位面积上所承受上覆岩块总重量都相同。即是以此赔偿基面为准，高山地域地势虽高，但其下部地幔厚度小；大洋地域地势虽低，但其拥有地幔厚度大，故两处岩块总重量相等，从而能保持重力均衡。这种均衡总是暂时和相正确。因为高处易剥蚀，低处被填平，以及结构运动等原因都可能打破这种平衡。第21页本章学习要求与习题 了解地球演化及其在宇宙中位置；地球形状、大小及表面形态特征和外部圈层结构；基本掌握内部圈层结构特征及地球主要物理性质。学习重点：重点是地球内部圈层结构特征及主要物理性质；作业及思索题：1.地球表面主要形态有哪些？2.地球主要物理性质有哪些？本章学习要求 3.地球外部有哪些圈层？内部又有哪些圈层？内部圈层主要是依据什么来划分？4.陆壳与洋壳有何差异？第22页