普通地質(zhì)學(xué)多媒體課件

地質(zhì)學(xué)概論教師：孫舒東地質(zhì)學(xué)概論教師：孫舒東第一章地球概況提綱1地球的形狀和大小2地球的外部圈層結(jié)構(gòu)3固體地球的主要物理性質(zhì)5本章小結(jié)4地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)第一章地球概況1地球的形狀和大小2地球的外部圈層結(jié)2一、地球的形狀和大小兩極半經(jīng)為6356.755km赤道半經(jīng)為6378.140km平均半經(jīng)為6371.004km扁率為1/298.253表面積

510064472km2體積

10832*108km3赤道一帶稍微凸出，南北半球也不對稱，加上表面凹凸不平，地球是一個不規(guī)則的旋轉(zhuǎn)橢球體基本上仍是一個圓球一、地球的形狀和大小兩極半經(jīng)為6356.755km3人造衛(wèi)星拍攝的地球照片人造衛(wèi)星拍攝的地球照片4地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置5二、地球的外部圈層結(jié)構(gòu)包圍著固體地球的大氣層構(gòu)成大氣圈生物及其生命活動地帶所構(gòu)成的連續(xù)圈層生物圈地球表面四分之三以上面積被水體覆蓋水圈二、地球的外部圈層結(jié)構(gòu)包圍著大氣圈生物及生物圈地球表面水圈61、大氣圈：是指因地球的引力而聚集在地表周圍的氣體圈層。由地表往上可分為五個次級圈層：對流層、平流層、中間層、暖層、擴散層（散逸層）。對流層：平均厚度12km，含大量水蒸氣和塵埃。表現(xiàn)為強烈的對流。風(fēng)、霜、雨、雪、雹、霧等氣象現(xiàn)象均發(fā)生于此層。平流層：從對流層頂?shù)降乇硪陨?5km的范圍。大氣呈水平運動。幾乎不含水蒸氣、塵埃，無天氣現(xiàn)象。中間層：從平流層頂?shù)降乇硪陨?5km的范圍。大氣呈對流運動。存在電離層，可反射無線電波。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，也稱電離層，強烈反射無線電波。擴散層：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)向宇宙空間擴散的部位。1、大氣圈：是指因地球的引力而聚集在地表周圍的氣體圈層。由地7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

二氧化碳大氣圈的物質(zhì)組成0.05%23.1%1.28%75.5%大氣82、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。在太陽能、重力的作用下，使得水圈中的水體周而復(fù)始的運動，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)；生物體與周圍空間的循環(huán)；水圈與大氣圈間的循環(huán)。2、水圈：是指地球表層由水體構(gòu)成的連續(xù)圈層。9水圈海水97.41%淡水2.59%水圈海水97.41%10生物圈：是指地球表層由生物及其活動地帶所構(gòu)成的連續(xù)圈層。生物從高等到低等，從動物到植物，乃至細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)成了一個基本連續(xù)的圈層。目前已知的生物有近兩百萬個種。生物的演化發(fā)展受控于自然環(huán)境的演化，通過地質(zhì)歷史時期生物化石的研究就可以知道地質(zhì)演化的歷史。生物圈：是指地球表層由生物及其活動地帶所構(gòu)成的連續(xù)圈層。生物11三、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）、地球的磁場五）、地球的溫度六）、地球的彈塑性三、地球的主要物理性質(zhì)一）、地球的密度12一）、地球的密度地球的平均密度：5.516g/cm3地表巖石平均密:2.7g/cm3地心的密度:13g/cm3一）、地球的密度地球的平均密度：5.516g/cm313二）、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27.5MPa（1MPa＝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1200MPa，古登堡面附近約135,200MPa，地心處可達361,700Mpa，相當(dāng)于360萬個大氣壓力。

地表地心二）、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14三）、地球的重力rdFPR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=GMmd=rωR2(G為萬有引力常數(shù)，ω為角速度)因為離心力相對很小，即使在赤道也只有萬有引力的1/289，所以重力基本上就等于萬有引力，方向也基本上指向地心。為了便于比較，通常用單位質(zhì)量所受的引力來表示重力（重力加速度g）

g=GM/R2(單位用伽Gal)1Gal=1cm/s2三）、地球的重力rdFPR地球的重力地球自轉(zhuǎn)引起的離心力15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，以海平面為基準可計算出不同緯度的標準重力值。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地球的總質(zhì)量，而主要是所在深度以下的質(zhì)量。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。在核幔界面上，重力值達到極大(約1069伽)，再往深處去,各個方向上的引力趨向平衡,重力值逐漸減少，直至變小為零。重力的變化重力在地表的變化重力在地球內(nèi)部的變化重力的變化16實際測得的重力值與理論重力值之間的差值，稱重力異常。當(dāng)實測重力值>理論重力值,稱正異常當(dāng)實測重力值<理論重力值,稱負異常在埋藏有密度較小物質(zhì)（如石油、煤、鹽等非金屬礦產(chǎn)）的地區(qū)，常顯示負異常；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重力測量，來圈定重力異常的區(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實際測得的重力值與理論重力值之間的差值，稱重力異常。重17四）、地球的磁場它有兩個磁極，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年實測的磁北極位于北緯78.2度、西經(jīng)102.9度（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：地球周圍存在的磁場地磁軸地理軸四）、地球的磁場它有兩個磁極，其磁北極位于地理北極附近18地磁三要素：磁場強度、磁偏角、磁傾角磁場強度：為某地點單位面積上磁力大小的絕對值。它是一個具有方向（磁力線方向）和大小的矢量，一般在磁兩極附近磁感應(yīng)強度大（約為60T（微特拉斯））；在磁赤道附近最?。s為30T）。磁偏角：磁力線在水平面上的投影與地理正北方向之間形成的夾角。即，磁子午線與地理子午線之間的夾角。磁偏角的大小各處都不相同。在北半球，如果磁力線方向偏向正北方向以東稱為東偏，偏向正北方向以西稱為西偏。我國東部地區(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，向上為負值。地球表面磁傾角為零度的各點的連線稱為地磁赤道；地磁三要素：磁場強度、磁偏角、磁傾角磁場強度：為某地點單位面19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°。磁傾角的變化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)?9020五）、地球的溫度地溫人們可以火山和溫泉意識到地下深處是熱的，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所升高的溫度稱為地?zé)嵩鰷芈驶虻販靥荻取＿@是由于地球內(nèi)部熱量通過向上熱傳導(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說是顯著低于海底的．五）、地球的溫度地溫人們可以火山和溫泉意識到地下深處是熱的21六）、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，因為地震波是彈性波。地表的固體巖石在日、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)象稱為固體潮。也說明固體地球具有彈性。地球也具有塑性，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，這些都說明地球具有塑性。六）、地球的彈塑性22四、地球的內(nèi)部圈層

地震波在地球內(nèi)部傳播時，有兩個明顯的波速突界面，這兩個地球內(nèi)部界面分別稱為：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Ⅰ級圈層：地殼、地幔、地核根據(jù)次級界面，還可將進一步分為六個Ⅱ級圈層。大洋地殼大陸地殼四、地球的內(nèi)部圈層

地震波在地球內(nèi)部傳播時，有兩個明23地殼

是莫霍面以上的地球表層。其厚度變化在5-70km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7km；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巨厚圈層。其厚度約2850km。平均密度為4.5g/cm3。根據(jù)次級界面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存在一個由柔性物質(zhì)組成的圈層稱為軟流圈（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球體。半徑為3480km。地核的密度達9.98～12.5g/cm3。其成分以鐵鎳物質(zhì)為主．根據(jù)其狀態(tài)可分為外核和內(nèi)核。外核：物態(tài)為液態(tài)，其成分除鐵鎳外，可能還有碳、硅和硫；內(nèi)核：物態(tài)為固態(tài)，其成分為鐵鎳物質(zhì)。莫霍面古登堡面地殼是莫霍面以上的地球表層。其厚度變化在5-70km之間24地質(zhì)學(xué)概論教師：孫舒東地質(zhì)學(xué)概論教師：孫舒東第一章地球概況提綱1地球的形狀和大小2地球的外部圈層結(jié)構(gòu)3固體地球的主要物理性質(zhì)5本章小結(jié)4地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)第一章地球概況1地球的形狀和大小2地球的外部圈層結(jié)26一、地球的形狀和大小兩極半經(jīng)為6356.755km赤道半經(jīng)為6378.140km平均半經(jīng)為6371.004km扁率為1/298.253表面積

510064472km2體積

10832*108km3赤道一帶稍微凸出，南北半球也不對稱，加上表面凹凸不平，地球是一個不規(guī)則的旋轉(zhuǎn)橢球體基本上仍是一個圓球一、地球的形狀和大小兩極半經(jīng)為6356.755km27人造衛(wèi)星拍攝的地球照片人造衛(wèi)星拍攝的地球照片28地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置29二、地球的外部圈層結(jié)構(gòu)包圍著固體地球的大氣層構(gòu)成大氣圈生物及其生命活動地帶所構(gòu)成的連續(xù)圈層生物圈地球表面四分之三以上面積被水體覆蓋水圈二、地球的外部圈層結(jié)構(gòu)包圍著大氣圈生物及生物圈地球表面水圈301、大氣圈：是指因地球的引力而聚集在地表周圍的氣體圈層。由地表往上可分為五個次級圈層：對流層、平流層、中間層、暖層、擴散層（散逸層）。對流層：平均厚度12km，含大量水蒸氣和塵埃。表現(xiàn)為強烈的對流。風(fēng)、霜、雨、雪、雹、霧等氣象現(xiàn)象均發(fā)生于此層。平流層：從對流層頂?shù)降乇硪陨?5km的范圍。大氣呈水平運動。幾乎不含水蒸氣、塵埃，無天氣現(xiàn)象。中間層：從平流層頂?shù)降乇硪陨?5km的范圍。大氣呈對流運動。存在電離層，可反射無線電波。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，也稱電離層，強烈反射無線電波。擴散層：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)向宇宙空間擴散的部位。1、大氣圈：是指因地球的引力而聚集在地表周圍的氣體圈層。由地31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

二氧化碳大氣圈的物質(zhì)組成0.05%23.1%1.28%75.5%大氣322、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。在太陽能、重力的作用下，使得水圈中的水體周而復(fù)始的運動，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)；生物體與周圍空間的循環(huán)；水圈與大氣圈間的循環(huán)。2、水圈：是指地球表層由水體構(gòu)成的連續(xù)圈層。33水圈海水97.41%淡水2.59%水圈海水97.41%34生物圈：是指地球表層由生物及其活動地帶所構(gòu)成的連續(xù)圈層。生物從高等到低等，從動物到植物，乃至細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)成了一個基本連續(xù)的圈層。目前已知的生物有近兩百萬個種。生物的演化發(fā)展受控于自然環(huán)境的演化，通過地質(zhì)歷史時期生物化石的研究就可以知道地質(zhì)演化的歷史。生物圈：是指地球表層由生物及其活動地帶所構(gòu)成的連續(xù)圈層。生物35三、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）、地球的磁場五）、地球的溫度六）、地球的彈塑性三、地球的主要物理性質(zhì)一）、地球的密度36一）、地球的密度地球的平均密度：5.516g/cm3地表巖石平均密:2.7g/cm3地心的密度:13g/cm3一）、地球的密度地球的平均密度：5.516g/cm337二）、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27.5MPa（1MPa＝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1200MPa，古登堡面附近約135,200MPa，地心處可達361,700Mpa，相當(dāng)于360萬個大氣壓力。

地表地心二）、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38三）、地球的重力rdFPR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=GMmd=rωR2(G為萬有引力常數(shù)，ω為角速度)因為離心力相對很小，即使在赤道也只有萬有引力的1/289，所以重力基本上就等于萬有引力，方向也基本上指向地心。為了便于比較，通常用單位質(zhì)量所受的引力來表示重力（重力加速度g）

g=GM/R2(單位用伽Gal)1Gal=1cm/s2三）、地球的重力rdFPR地球的重力地球自轉(zhuǎn)引起的離心力39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，以海平面為基準可計算出不同緯度的標準重力值。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地球的總質(zhì)量，而主要是所在深度以下的質(zhì)量。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。在核幔界面上，重力值達到極大(約1069伽)，再往深處去,各個方向上的引力趨向平衡,重力值逐漸減少，直至變小為零。重力的變化重力在地表的變化重力在地球內(nèi)部的變化重力的變化40實際測得的重力值與理論重力值之間的差值，稱重力異常。當(dāng)實測重力值>理論重力值,稱正異常當(dāng)實測重力值<理論重力值,稱負異常在埋藏有密度較小物質(zhì)（如石油、煤、鹽等非金屬礦產(chǎn)）的地區(qū)，常顯示負異常；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重力測量，來圈定重力異常的區(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實際測得的重力值與理論重力值之間的差值，稱重力異常。重41四）、地球的磁場它有兩個磁極，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年實測的磁北極位于北緯78.2度、西經(jīng)102.9度（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：地球周圍存在的磁場地磁軸地理軸四）、地球的磁場它有兩個磁極，其磁北極位于地理北極附近42地磁三要素：磁場強度、磁偏角、磁傾角磁場強度：為某地點單位面積上磁力大小的絕對值。它是一個具有方向（磁力線方向）和大小的矢量，一般在磁兩極附近磁感應(yīng)強度大（約為60T（微特拉斯））；在磁赤道附近最?。s為30T）。磁偏角：磁力線在水平面上的投影與地理正北方向之間形成的夾角。即，磁子午線與地理子午線之間的夾角。磁偏角的大小各處都不相同。在北半球，如果磁力線方向偏向正北方向以東稱為東偏，偏向正北方向以西稱為西偏。我國東部地區(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，向上為負值。地球表面磁傾角為零度的各點的連線稱為地磁赤道；地磁三要素：磁場強度、磁偏角、磁傾角磁場強度：為某地點單位面43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°。磁傾角的變化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)?9044五）、地球的溫度地溫人們可以火山和溫泉意識到地下深處是熱的，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所升高的溫度稱為地?zé)嵩鰷芈驶虻販靥荻?。這是由于地球內(nèi)部熱量通過向上熱傳導(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說是顯著低于海底的．五）、地球的溫度地溫人們可以火山和溫泉意識到地下深處是熱的45六）、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，因為地震波是