石油工程-地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)1地球概述

地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)緒論

一、地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象、內(nèi)容

地質(zhì)學(xué)——是指研究地球（目前特別是研究地殼）的一門自然科學(xué)。

地球科學(xué)——是指一切與地球有關(guān)的科學(xué)的總稱。除地質(zhì)學(xué)以外，涉及地球科學(xué)的還有地理學(xué)、生物學(xué)、氣象學(xué)、天文學(xué)等，地質(zhì)學(xué)著重研究地下，地理學(xué)著重研究地表，生物學(xué)著重研究地表有機(jī)界，氣象學(xué)著重研究地球的大氣圈，天文學(xué)著重研究天體并從天體的角度研究地球及地球的起源。

（一）研究對(duì)象

研究對(duì)象：地球，包括地殼、地幔和地核。目前，地殼和地幔的上部——巖石圈。（二）研究?jī)?nèi)容

1、地球的物質(zhì)組成、分布特征、形成過(guò)程及演化規(guī)律；2、地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，地表形態(tài)及其發(fā)展變化的規(guī)律性；3、地球的形成演化歷史；4、礦產(chǎn)資源、能源、水資源；5、地質(zhì)災(zāi)害。地學(xué)研究具有重要的實(shí)際意義和重要的理論意義（三）地質(zhì)學(xué)的分支學(xué)科

1．研究地球物質(zhì)組成及其變化規(guī)律：礦物學(xué)、巖石學(xué)、地球化學(xué)、結(jié)晶學(xué)等；

2．研究地球結(jié)構(gòu)，地殼運(yùn)動(dòng)及地表形態(tài)形成發(fā)展變化規(guī)律：構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、大地構(gòu)造學(xué)等；

3．研究地球形成歷史演變規(guī)律性：地史學(xué)，地層學(xué)，古生物學(xué)：

4．研究各種礦產(chǎn)形成分布規(guī)律及對(duì)其調(diào)查勘探的理論和方法：礦床學(xué)，石油天然氣地質(zhì)學(xué)，水文地質(zhì)學(xué)，找礦勘探地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)等；

5．研究防范災(zāi)害，保護(hù)環(huán)境及利用環(huán)境方面內(nèi)容：地震地質(zhì)學(xué)、環(huán)境地質(zhì)學(xué)及旅游地質(zhì)學(xué)。廣泛性：地球的周長(zhǎng)超過(guò)4萬(wàn)km，表面積超過(guò)5億km2微觀性：地質(zhì)學(xué)要研究礦物晶體結(jié)構(gòu)等。二、地質(zhì)學(xué)的特點(diǎn)及研究方法

（一）

研究對(duì)象的特點(diǎn)（l）空間的廣泛性與微觀性（2）整體性與分異性（或差異性）地球是一個(gè)有機(jī)的整體，也是一個(gè)非均質(zhì)體。奧陶系亮甲山組厚層灰?guī)r火山爆發(fā)（3）時(shí)間的漫長(zhǎng)性與瞬間性（4）自然過(guò)程的復(fù)雜性與有序性地球演化至今經(jīng)歷了復(fù)雜的過(guò)程：物理變化、化學(xué)變化；地表常溫、常壓狀態(tài)下的作用過(guò)程，也有地下深處高溫、高壓狀態(tài)下的作用過(guò)程各種自然過(guò)程受地區(qū)性條件的影響而具有地區(qū)的差異性。但是，這些復(fù)雜的自然過(guò)程并不是雜亂無(wú)章的，它們都具有其發(fā)生、發(fā)展的條件和過(guò)程，都具有一定的規(guī)律可循，這正是地球科學(xué)工作的重要研究任務(wù)。三葉蟲古生代海生無(wú)脊椎動(dòng)物中國(guó)北方中上寒武統(tǒng)亞洲下寒武統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化石皇冠蟲中國(guó)北方中志留統(tǒng)火山噴發(fā)特殊方法：野外調(diào)查與“將今論古”的思維方法。（二）地質(zhì)學(xué)的研究方法

野外調(diào)查、儀器觀測(cè)、大地測(cè)量、航空、航天和遙感技術(shù)、實(shí)驗(yàn)室分析、測(cè)試與科學(xué)實(shí)驗(yàn)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用、綜合分析等“將今論古”思維方法

它是指用現(xiàn)在觀察到的自然規(guī)律去解釋地史所發(fā)生的同類過(guò)程的一種歷史比較的方法。三、地質(zhì)學(xué)研究的工作程序

（l）資料收集根據(jù)研究課題需要，盡可能詳盡地收集各種數(shù)據(jù)、樣品和其它資料（包括野外調(diào)查、儀器觀測(cè)、已有的各種資料和成果等）。（2）歸納、綜合和推論對(duì)所收集的資料進(jìn)行加工整理、歸納、綜合，并作出符合客觀實(shí)際的推論。（3）推論的驗(yàn)證通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐或科學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)或檢驗(yàn)推論是否正確，并在實(shí)踐的過(guò)程中不斷地修正錯(cuò)誤，提高認(rèn)識(shí)，總結(jié)規(guī)律。

四、本課程的性質(zhì)、內(nèi)容、重要性和學(xué)習(xí)方法性質(zhì)：基礎(chǔ)性；內(nèi)容：地球概述、地質(zhì)作用、礦物、巖漿巖與變質(zhì)巖、沉積巖、沉積相、古生物、地層、地質(zhì)構(gòu)造。重要性：石油與天然氣儲(chǔ)存于深埋地下的巖石孔隙、裂隙之中，油氣藏作為含有油氣的地質(zhì)體是將來(lái)主要的研究對(duì)象等。學(xué)習(xí)方法：1、培養(yǎng)興趣.2、想象與推測(cè);3、理解與記憶;4、會(huì)看圖作圖;主要參考書1.《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》，陸可政等編，1996年。2.《普通地質(zhì)學(xué)》，徐成彥、趙不憶主編，1988年。3.《地球科學(xué)概論》，呂洪波主編。第一章地球概述我國(guó)古代（公元9年）以前，“天圓如張蓋，地方如棋局”

——天圓地方說(shuō)。東漢張衡（78－139）：“渾天”說(shuō)，“天如蛋殼，地如蛋黃”

——球形1672年，法國(guó)天文學(xué)家“里舍”認(rèn)為：地球是扁的橢球體。牛頓：地球是旋轉(zhuǎn)橢球體。衛(wèi)星上天后，據(jù)衛(wèi)星軌道分析測(cè)算，地球形狀為：扁率不大的三軸橢球體。棕色的非洲和沙特阿拉伯第一節(jié)地球的表面特征一、地球的形狀和大小

大地水準(zhǔn)面——是指平均海平面通過(guò)大陸延伸所形成的光滑連續(xù)的封閉曲面。

地球的形狀和大小即指大地水準(zhǔn)面的形狀和大小。

國(guó)際大地測(cè)量和地球物理協(xié)會(huì)于1975年公布了修訂的地球參數(shù)如下：

赤道半徑（a）

6378.140km

兩極半徑（c）

6356.755km平均半徑（R）

6371.004km扁平率以(a-c/a)1／298.257赤道周長(zhǎng)

40075.36km子午線周長(zhǎng)39940.670km表面積

510070100km2體積

1083157900000km3平均密度：5.52克/立方厘米地球的實(shí)際形狀：南北兩半并不對(duì)稱，北極凸出約10m，南極凹進(jìn)約30m。

地球的外形是其內(nèi)部特征的反映：

第一，地球接近于旋轉(zhuǎn)橢球體，說(shuō)明地球具有一定的塑性，是地球自轉(zhuǎn)離心力作用的結(jié)果。第二，地球的實(shí)際外形與旋轉(zhuǎn)橢球體并不完全重合，說(shuō)明地球內(nèi)部物質(zhì)是不均勻的。

二、固體地球表面的形態(tài)特征

地球表面高低不平，以平均海平面為界，分為海洋和大陸兩大地理單元。（其中65%的陸地分布在北半球——稱陸半球；35%分布于南半球——稱水半球。）1.海洋：總面積3.61×108km2，占地表面積的70.8％，平均深度-3729m，最深處是西太平洋的馬里亞納海溝（-11034m）。2.大陸：面積1.495×108km2，占地表面積29.2％；平均海拔高度為875m，最高的珠穆朗瑪峰，其海拔高度為：8844.43m(2005.10.9公布)3.地球表面，高低不平——兩個(gè)臺(tái)階，有海洋、陸地、高山等。大陸上最具特色的地形——高山峽谷地貌（一）大陸地表形態(tài)大陸地表形態(tài)1.山地：海拔500米以上，相對(duì)高差200米以上。

山脈：呈線狀延伸的山地。

山系：在成因上有聯(lián)系的若干相鄰的山脈的綜合體(如:天山山系)。

最為壯觀的山系：相對(duì)高差3000－5000米。

——阿爾卑斯-喜馬拉雅山系

——環(huán)太平洋山系

名稱海拔高度切割深度舉例極高山高山中山低山〉5000米5000—3500米3500—1000米1000—500米〉1000米1000—500米500—200米200米±喜馬拉雅山脈主體昆侖山脈等主體秦嶺、大巴山脈主體中、高山的較低部分2.丘陵：海拔500以下，相對(duì)高差小于200米。如：川中丘陵、東南沿海丘陵。特點(diǎn)：頂部渾圓、坡度平緩、坡角不明顯。3.平原：指面積廣闊、地勢(shì)平坦或略有起伏、海拔高程在600米以下的地區(qū)。如低平原：<200米，華北平原高平原：200-600米，成都平原世界上最大的平原：亞馬拉遜平原，560104km2

高原：——是指海拔高度〉600米，表面平坦或起伏較小的地區(qū)。最高的高原：青藏高原，平均海拔4000米以上，面積約250萬(wàn)平方公里，最大的高原：巴西高原（南美洲），海拔750米，500多萬(wàn)km25、盆地：——周圍是山地或高原，中央凹下且較平坦。我國(guó)最大的內(nèi)陸盆地：塔里木盆地，面積50104km2

6．洼地和裂谷：洼地：高程在海平面以下的地區(qū)。艾丁湖——中國(guó)最低的湖泊，湖面低于海平面１５４米。裂谷：大陸上由構(gòu)造斷裂控制的規(guī)模巨大的線狀洼地。延伸達(dá)數(shù)千公里，寬數(shù)十公里，兩壁或一側(cè)為斷崖。東非大裂谷：全長(zhǎng)6500公里，有一系列峽谷和湖泊組成。（二）海底表面形態(tài)海底面積約占地表面積的71％，海底地形或洋底地形與陸地地形類似，有比大陸更廣闊平坦的平原，也有更險(xiǎn)峻、宏偉的山脈和陡深的峽谷，但形態(tài)相對(duì)簡(jiǎn)單。1．洋脊和海嶺一般海底的山脈叫海嶺。貫穿洋盆，呈線狀延伸幾千公里的海嶺。洋隆：頂部中央裂谷不明，地震和地殼運(yùn)動(dòng)較弱。洋脊：呈線狀延伸、頂部有中央裂谷，常發(fā)生地震和地殼運(yùn)動(dòng)。（1）大洋中脊常高出海底約1-3公里，頂部水深2-3公里，有些露出水面成為島嶼，如冰島。寬度不一，可達(dá)3-4千公里，總面積占海底總面積的32.8%；(2)據(jù)觀察，某些中央裂谷正緩慢溢出高溫的類似巖漿的物質(zhì)，含多種金屬元素；大西洋洋脊（3）大西洋和印度洋的洋中脊的軸部，常發(fā)育巨大的中央裂谷，深1-2公里，寬度13-48公里；（4）洋中脊常被一系列與軸斜交或垂直的斷裂錯(cuò)開：如大西洋洋脊錯(cuò)開達(dá)300-500公里。東太平洋洋隆東太平洋洋脊的中央裂谷不明顯，兩側(cè)斜坡較平緩，地震活動(dòng)和地殼運(yùn)動(dòng)較弱，稱為洋隆。

2.大洋盆地

——位于大陸邊緣于大洋中脊之間的較平坦地帶。是地球表面的最大洼地，占海洋面積的45%。水深4000-5000米，平均3700米；其中分布有海山、海嶺、深海丘陵、海底平原、深海盆地等地貌類型。，有較厚沉積物；3．島弧與海溝島弧——延伸距離很長(zhǎng)呈弧形展布的火山列島。常發(fā)育于大陸架的邊緣。海溝——島弧靠大洋一側(cè)的海底巨型凹槽（深度超過(guò)6公里，全球海溝近30條）。世界上最深的海溝：馬里亞納海溝，深度11034米，寬度一般小于100公里，延伸達(dá)數(shù)千公里。4.大陸邊緣

——大陸與大洋盆地之間的過(guò)渡地帶，占海底面積的22.3%。大西洋型大陸邊緣（1）大陸架：或陸棚，指大陸周圍較平坦的淺水海域，是大陸在水下的自然延伸部分，從低潮線開始直到海底坡度顯著增大處為止。最早由H.R米爾（1887年）提出和使用。特征：地勢(shì)平坦，坡度<0.3°，平均0.1°

水深平均133米，一般<200米，從30（北美東海岸）-550米（北冰洋巴倫支海），

平均寬度：75公里，北冰洋巴倫支海1300公里，日本列島大陸架，僅4-8公里，有的地區(qū)完全消失（拉丁美洲西海岸）。

資源：豐富的水產(chǎn)和礦產(chǎn)，豐富的油氣資源及未來(lái)資源開發(fā)區(qū)。

我國(guó)海域：渤海黃海東海南海平均水深：18447655

大陸架寬：全大陸架560278公里（2）大陸坡：指大陸架外緣坡度變陡的部分

特征：

坡度較大，平均4.25°，最陡35-45°（最陡：位于斯里蘭卡附近珊瑚礁岸外側(cè)）

水深：200-3000米，一般不超過(guò)2000米；

寬度：平均28公里，從20-100公里不等；

特征：有許多兩岸陡峭、高差大（數(shù)百—數(shù)千米）的海底峽谷。

資源：大陸坡下部存在巨厚的沉積，

含豐富的有機(jī)質(zhì)，可能形成豐富的石油和天然氣等；

成因：多數(shù)人認(rèn)為系濁流成因。（3)大陸基：是指大陸坡與大洋盆地之間的緩傾斜坡地。

特征：坡度小，5′-35′；

水深：2000-5000米；

寬度：可達(dá)1000公里；

分布：主要分布于大西洋和印度洋，太平洋不甚發(fā)育。是濁流和滑塌作用在陸坡坡麓堆積而形成的平坦地形；

資源：有厚層沉積物，富含有機(jī)質(zhì)，具備油氣生成的條件，其中含砂層是儲(chǔ)集油氣的理想場(chǎng)所。第二節(jié)地球的主要物理性質(zhì)包括：密度、壓力、重力、溫度、磁性及彈塑性等一、地球的密度地球平均密度：5.52g/cm3實(shí)測(cè)：地表的平均密度為2.7g/cm3，海水的密度為1.028g/cm3，

——推測(cè)，地內(nèi)必有密度更大的物質(zhì)。根據(jù)地震波在地內(nèi)的傳播速度推斷：地內(nèi)33公里：3.32g/cm3，2885公里：由5.6g/cm3——9.98g/cm3，6371公里：12.51g/cm3密度g/cm32000400060000壓力（105×MPa）二、壓力：靜壓力——由上覆物質(zhì)重量引起。地內(nèi)壓力隨深度的增加而逐漸增加。計(jì)算證明：在地殼部分：深度增加1公里，壓力增加

27MPa

；

地面：0.1MPa（1個(gè)大氣壓）

33公里（莫霍面）：604MPa

（巖石在此壓力下會(huì)變軟）

2885公里（古登堡面）：15萬(wàn)MPa

地心：36萬(wàn)MPa（約360萬(wàn)大氣壓）2000400060000壓力（105×MPa）密度g/cm3三、地球的重力1、重力概念：2、地面重力的變化：

隨緯度的增加而增加，隨海拔高度的增加而減少。地表：重力兩極最大（9.832177m/s2)，赤道最?。?.780318m/s2)。3、重力異常正常值或理論值：把地球看作表面光滑的均質(zhì)體，以海平面為準(zhǔn)計(jì)算出的重力值。重力校正：把重力值校正到相當(dāng)于海平面高度時(shí)的重力值的這一工作。重力異常：是指校正后實(shí)測(cè)值與計(jì)算值不一致的現(xiàn)象。

重力正異常——實(shí)測(cè)值大于理論值，重力負(fù)異?！獙?shí)測(cè)值小于理論值4、重力勘探：通過(guò)尋找地殼中局部重力異常區(qū)的方法來(lái)指導(dǎo)找礦，并可幫助查明地下的地質(zhì)構(gòu)造，這一工作方法稱為重力勘探。5、地球內(nèi)部的重力變化重力隨深度的變化：0-2885公里，隨深度增加而增加；

地面：9.81m/s2——2885公里：10.69m/s2，

2885公里以下，重力值開始下降——地心：0四、地球的磁性1、地磁場(chǎng)：——指地球周圍空間存在的磁場(chǎng)。地磁場(chǎng)南北極與地理南北極位置相近，但并不重合，且在不斷變化（由地內(nèi)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)引起）。

1961年，磁北極位于北緯75°54‘，西經(jīng)101°，磁南極位于南緯70°

，東經(jīng)148°

1970年，磁北極位于北緯76°，西經(jīng)101°磁南極位于南緯66°

，東經(jīng)140°地理子午線：地磁子午線：通過(guò)地磁兩極的磁力線。指南針：指地磁南北極。2、地磁三要素

磁偏角——地理子午線與地磁子午線的交角。（指北針偏地理北方的東側(cè)，叫東偏角，符號(hào)“+”，反之為“-”。我國(guó)大部分為西偏，甘肅酒泉以西為東偏）磁傾角——磁力線與水平面的交角。（緯度越高，傾角越大，在磁極上為直角，赤道處為零。南半球—北針上傾為負(fù)，北半球—下傾為正）

地磁場(chǎng)強(qiáng)度：地球上某一點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。北極0.68個(gè)奧斯特，南極0.58個(gè)奧斯特，赤道0.31個(gè)奧斯特3、地磁異常：正常值：把地磁場(chǎng)看成均勻的磁化球體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)。地磁異常：實(shí)際觀測(cè)的地磁場(chǎng)與正常值不一致，稱為磁異常。

實(shí)測(cè)值>正常值，為正異常，磁性較強(qiáng)。實(shí)測(cè)值<正常值，為負(fù)異常，磁性較弱。4、磁法勘探：利用地磁異常來(lái)尋找具有磁性的礦床和了解地下地質(zhì)構(gòu)造情況的方法。5、古地磁：指地質(zhì)歷史時(shí)期的磁場(chǎng)。

五、地?zé)釗?jù)估計(jì)，地球表面每年通過(guò)熱傳導(dǎo)輻射到空間的熱量為：2×1020×4.184J,相當(dāng)于現(xiàn)代人類消耗的總能量的10倍以上。地球內(nèi)部的總熱量估計(jì)為地球全部煤炭?jī)?chǔ)量的1.7×108倍。1、地?zé)幔褐傅厍騼?nèi)部的熱能。如火山、溫泉等。2、地?zé)醽?lái)源：地球內(nèi)部放射性物質(zhì)蛻變產(chǎn)生的熱；次為重力能和地球自身旋轉(zhuǎn)能、太陽(yáng)輻射能。馬榮火山——菲律賓3、由表及里，可分為三層:外熱層——其地溫受太陽(yáng)輻射熱的影響。向下溫度降低。常溫層——其地溫等于或略高于當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟?。?nèi)熱層——常溫層以下的溫度層。隨深度增加而增加。4、地溫梯度：每向下加深100米所升高的溫度叫地溫梯度。（與油氣的生成有密切關(guān)系）。5、熱流：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的熱量。大洋區(qū)高于大陸區(qū)，大洋中海嶺高，海溝低。6、地?zé)岙惓＃簾崃髦递^大的地區(qū)或地溫梯度明顯大于平均地溫梯度的地區(qū)。7、地?zé)峥碧剑洪_發(fā)及利用熱流值年齡騰沖火山地?zé)岬厍蚓邚椥?，表現(xiàn)為：地震波、固體潮。

具塑性表現(xiàn)在：地球的形狀、赤道的突起、巖石的褶皺。

巖層的彎曲六、地球的彈塑性分界面地震勘探：依據(jù)地震波在地下傳播速度的變化信息，探測(cè)地下不同物質(zhì)的分界面，從而了解地下深處的地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)，并可用于研究地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，這種工作方法即地震勘探。一、地球的外部圈層

是指包圍著固體地球表層的組成部分，分為：大氣圈、水圈、生物圈。外圈是一切生命活動(dòng)必不可少的環(huán)境要素，也是外動(dòng)力地質(zhì)作用的動(dòng)力來(lái)源。

第三節(jié)地球的結(jié)構(gòu)1、大氣的組成

主要由氮(78.9%)、氧(20.94%)、氬(0.93%)、二氧化碳、水以及微量惰性氣體組成。（一）大氣圈大氣圈:是因地球引力而聚集在地表周圍的氣體圈層?？傎|(zhì)量:約為5136萬(wàn)億噸，其中99％集中在100km以內(nèi)，其中又有一半集中在10km范圍內(nèi)。大氣圈的厚度:幾萬(wàn)公里以上,沒(méi)有明顯的上界。2、大氣圈的結(jié)構(gòu)：對(duì)流層——平均厚11-13公里，該層大氣占70-75%，幾乎包括全部的水氣、塵埃，氣溫隨高度遞減，具上下對(duì)流運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生風(fēng)、雪、云、雨等天氣現(xiàn)象，對(duì)人類影響最顯著。平流層——對(duì)流層頂至35-55公里，該層質(zhì)量占總質(zhì)量的20%，水平運(yùn)動(dòng)為主，含多層臭氧層。不含水蒸氣和塵埃。中間層：平流層頂至85公里。無(wú)臭氧，氣溫隨高度增大而下降，至頂界-83~-113oC。暖層：中間層頂至800公里，空氣稀薄，質(zhì)量占0.5%.，溫度再次升高.散逸層：800公里以上，空氣極為稀薄,溫度升高，大氣圈與星際空間的過(guò)渡帶。（二）水圈水圈：是指由地球表層水體所構(gòu)成的連續(xù)圈層。

分布類型水量（104cm3)比例（%）

海洋13700097.31陸地表面水河流0.120.0001淡水湖12.50.0092咸水湖10.40.0077冰川2.922.15地下水土壤6.70.0049淺層地下水4200.31深層地下水4140.305

大氣水(云和水汽)1.30.001總計(jì)140781100地球上水的分布水的循環(huán)動(dòng)力主要來(lái)自太陽(yáng)輻射能和重力能（三）生物圈

——生物圈是地球表層生命物質(zhì)（包括動(dòng)物、植物和徽生物）及其生命活動(dòng)的地帶組成的圈層。生物在地球上分布很廣，但大量的生物主要集中在地表和水圈中，特別是陽(yáng)光、空氣充足和溫暖潮濕的地區(qū)。動(dòng)物150萬(wàn)種，植物50萬(wàn)種。

大洋中脊深處的奇異生物二、地球內(nèi)圈及其主要特征內(nèi)圈——地球內(nèi)部物質(zhì)分布的圈層。

目前所掌握的對(duì)地球內(nèi)圈的直接觀測(cè)資料是較少的，因?yàn)榈厍蛏献钌畹你@井才12.5km（蘇聯(lián)地質(zhì)學(xué)家于１９７９年７月開始在蘇聯(lián)北部境內(nèi)的科拉半島鉆挖的一口地質(zhì)勘探井）

，因風(fēng)化剝蝕而出露在地表的巖石，其原來(lái)的形成深度最多也不超過(guò)25km，即使是火山噴溢出來(lái)的巖漿，最深也只能帶出地下幾十到200km左右的物質(zhì)。這些與地球的半徑6371km相比，是微不足道的。因此：（一）地球內(nèi)部圈層劃分的依據(jù)主要依據(jù)：地震波波速的變化密度、波速與地表物質(zhì)對(duì)比；通過(guò)高壓、高溫模擬實(shí)驗(yàn)；來(lái)自地下深處的物質(zhì)的研究；

縱波或橫波在傳播途中遇到不同物質(zhì)的分界面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生折射和反射。地震波在地球內(nèi)部傳播時(shí)，產(chǎn)生縱波（P波）和橫波（S波）不連續(xù)面——地震波速度變化明顯的深度，反映該深度上下的地球物質(zhì)在成分上或物態(tài)上有變化，或兩者都有變化，這個(gè)深度可作為上下兩種物質(zhì)的分界面，稱為波速不連續(xù)面。地震波波速隨深度而遞增，但其中存在著兩個(gè)明顯的一級(jí)波速不連續(xù)界面、一個(gè)低速帶以及若干個(gè)次級(jí)波速不連續(xù)界面。分界面1.莫霍面（南斯拉夫，莫霍洛維契奇，1909）：

大陸上平均深度33km。地震波穿過(guò)該界面時(shí)，波速突然增大，VP由6~7km/s突增8.0km/s。為地殼、地幔分界。

2.古登堡面（美國(guó)，古登堡，1914）：

深度2898km，地震波穿過(guò)該面，波速突降，

VP由13.3km/s降8.1km/s，無(wú)橫波通過(guò)，屬幔、核分界。

3、低速帶—60--250公里之間。地震波波速降低。劃分結(jié)果：地殼地幔地核（二）內(nèi)部圈層的特征1、地殼：上為地表，下為莫霍面，呈固態(tài)，平均厚約16公里，占地球半徑的1/400，質(zhì)量占0.4%。大陸平均33km，最厚70km；大洋平均6km，一般4~9km。地殼的結(jié)構(gòu)：上層——硅鋁層：密度2.65g/cm3,VP：5.6~6.0km/s,

近于花崗巖。僅分布于大陸；下層——硅鎂層：密度2.9g/cm3

，VP：6.6~7.6km/s，近于玄武巖。分布于全球。大陸地殼和大洋地殼對(duì)比表內(nèi)容大陸地殼大洋地殼比例

面積的40%占地殼總體積的79%

質(zhì)量的63%

面積的60%占地殼總體積的21%

質(zhì)量的37%平均厚度33公里6公里平均密度2.7g/cm33.0g/cm3成分沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖均有，二氧化硅含量大于60%，鎂的含量低，為3.1%，鐵的總含量高幾乎全有火山巖組成，二氧化硅含量小于50%，鎂和低價(jià)鐵的含量高，鐵的總含量低巖石時(shí)代各地質(zhì)時(shí)期形成的巖石都有，最老的巖石年齡可達(dá)38億年巖石年齡較新，大都是在近5千萬(wàn)年形成的，最老不超過(guò)2億年地質(zhì)作用和地質(zhì)構(gòu)造巖石受強(qiáng)烈的擠壓，形成褶皺、斷裂，區(qū)域變質(zhì)作用普遍主要以火山作用為主，沒(méi)區(qū)域變質(zhì)作用，張性大斷裂發(fā)育重力異常以負(fù)異常為主以正異常為主

（二）地幔

莫霍面與古登堡面之間，厚2860km，質(zhì)量占67.8%，平均密度4.53g/cm3

，波速在650km突增，分上、下地幔。低速帶上地?！裘?650公里，平均密度3.58g/cm3，主要由含鐵鎂較多的硅酸鹽礦物組成，其上部存在一個(gè)軟流層（60年代發(fā)現(xiàn)，地震波波速降低，物質(zhì)呈液態(tài)，部分熔融）。

軟流層—指地震波波速降低的地帶物質(zhì)部分熔融，塑性增大。

在100-150公里范圍內(nèi)降低最明顯。

巖石圈—軟流圈以上的地幔上部和地殼稱為巖石圈。下地?！卣鸩úㄋ僭黾虞^慢，平均密度5.1g／cm3，化學(xué)成分與上地幔相同，鐵的含量稍增。因壓力增大，形成晶體結(jié)構(gòu)更緊密的高密度礦物（三）地核——古登堡面至地心的部分。厚度約3473km，質(zhì)量占31.3%，成分與鐵隕石相當(dāng)。根據(jù)波速變化（4640km、5155km）又分為外核、過(guò)渡層、內(nèi)核。

一、地殼的化學(xué)組成

地殼是由元素組成的。1924年，美國(guó)學(xué)者克拉克和華盛頓最早提出比較完整的地殼化學(xué)元素平均含量表，即地殼元素的豐度值。他們以世界各地5159個(gè)各類巖漿巖的化學(xué)分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計(jì)算各種成分的平均值以代表地殼的平均化學(xué)成分。地殼元素的平均重量百分比稱為——克拉克值

第四節(jié)地殼的物質(zhì)組成1、克拉克值——地殼中元素的重量百分比。地殼中主要元素的克拉克值氧O46.95鈉Na2.78硅Si27.88鉀Ka2.58鋁Al8.13鎂Mg2.06鐵Fe5.17鈦Ti0.26鈣Ca3.65氫H0.142、豐度——地質(zhì)體中化學(xué)元素的含量，單位為百萬(wàn)分之一。

3、除自然元素外，大部分元素在地殼中形成各種化合物，其中以氧化物最常見。SiO259.14Na2O3.84