地质学基础-地球概述古登堡面

第三节地球的结构一、地球外圈及其主要特征（一）大气圈（二）水圈（三）生物圈二、地球内圈及其主要特征（一）地壳（二）地幔（三）地核1一、地球外圈及其主要特征大气圈是包围着地球外部的气体。（一）大气圈对流层：平流层：中间层暖层散逸层2地球表面四分之三以上的面积被海洋、冰层、湖泊、沼泽、河流中的水体覆盖。地面以下的土壤和岩石缝隙中也充填着大量的地下水，它们共同构成一个连续而不规则的圈层，称为水圈。海水—97.2％，大陆水体—2.8％（冰川—78.6％，其余为地下水，江、河、湖泊及其它形式的水）。（二）水圈3分布类型水量（104cm3)比例（%）海洋13700097.31陆地表面水河流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浅层地下水4200.31深层地下水4140.305大气水(云和水汽)1.30.001总计140781100地球上水的分布4水的循环动力主要来自太阳辐射能和重力能5生物圈是地球表层生命物质（包括动物、植物和徽生物）组成的一个封闭圈层。生物圈的总质量约为114800亿吨，其分布范围上可达大气圈内的10km的高空中，深可到地表以下3km深处和深海底部。所以，生物圈和其它两个外圈的界线并不是截然分开的。生物在地球上分布虽然很广，但大量的生物主要集中在地表和水圈中，特殊是阳光、空气足够和温煦潮湿的地区。

（三）生物圈生物地质作用6地球内圈就是地球内部物质分布的圈层。目前所驾驭的对地球内圈的干脆观测资料是较少的，因为地球上最深的钻井才12.5km，因风化剥蚀而出露在地表的岩石，其原来的形成深度最多也不超过25km，即使是火山喷溢出来的岩浆，最深也只能带出地下几十到200km左右的物质。这些与地球的半径6371km相比，是微乎其微的。因此，对地球内部圈层结构，特殊是对地球深部结构的相识主要来自于一些间接资料，特殊是物探方面的资料，依据地震波在地球内部的传播形式和传播速度的变更状况，可推想出内部物质成分、物质状态、分布的深度范围、各圈层物质的密度、重力和承受的压力等各项参数。二、地球内圈及其主要特征7地球内部圈层的划分有两个一级成分不连续面，即莫霍面和古登堡面，它们将地球分为三大部分，即地壳、地幔和地核。

地壳（A）是指地球最外的一圈，即在地面以下至莫霍面以上的地球表层。

地幔（B、C、D）地幔可分三层：上地幔（B）、过渡带（C）和下地幔（D）。

地核（E、F、G）包括外核、过渡层、内核三部分。8地球内部结构与地震波速的变更9莫霍洛维奇面（简称莫霍面）最先由克罗地亚学者莫霍洛维奇(A.Mohoroviche,1857-1936)于1909年发觉在莫霍面上下，纵波速度从7.0km/s快速增加到8.1km/s左右；横波速度则从4.2km/s增加到4.4km/s左右．莫霍面出现的深度，全球平均为33km,在大洋之下平均仅为7km。后来，人们就把莫霍面之上称为地壳，莫霍面之下到古登堡面之间称为地幔。10古登堡面1914年由美籍德裔学者古登堡（B.Gutenberg,1889-1960）发觉的．在此不连续面上下，纵波速度由13.6km/s突然降低为7.98km/s；横波速度从7.23km/s到突然消逝．此界面位于地下2885km深度。此界面之下到地心，称为地核。11地球内部有两个主要的地震波速变更界面：1.莫霍面（南斯拉夫，莫霍洛维契奇，1909）：大陆上平均深度33km。地震波穿过该界面时，波速突然增大，VP由6~7km/s突增8.0km/s。地壳、地幔分界。2.古登堡面（美国，古登堡，1914）：深2898km，地震波穿过该面，波速突降，VP由13.3km/s降8.1km/s，无横波通过，属幔、核分界。1213上自地表，下至莫霍面，大陆平均33km，最厚70km；大洋一般4~8km，平均6km。上地壳：密度2.65g/cm3,VP5.6~6.0km/s,

近于花岗岩。下地壳：密度2.965g/cm3

VP6.8km/s。近于玄武岩。（一）地壳1415大陆地壳和大洋地壳对比表内容大陆地壳大洋地壳比例面积的40%占地壳总体积的79%质量的63%面积的60%占地壳总体积的21%质量的37%平均厚度33公里6公里平均密度2.7g/cm33.0g/cm3成分沉积岩、岩浆岩和变质岩均有，二氧化硅含量大于60%，镁的含量低，为3.1%，铁的总含量高几乎全有火山岩组成，二氧化硅含量小于50%，镁和低价铁的含量高，铁的总含量低岩石时代各地质时期形成的岩石都有，最老的岩石年龄可达38亿年岩石年龄较新，大都是在近5千万年形成的，最老不超过2亿年地质作用和地质构造岩石受强烈的挤压，形成褶皱、断裂，区域变质作用普遍主要以火山作用为主，没区域变质作用，张性大断裂发育重力异常以负异常为主以正异常为主1617莫霍面与古登堡面之间，厚2860km，平均密度4.5g/cm3，波速在984（650km）突增，分成上、下地幔。上地幔—平均密度3.5g/cm3，成分高铁镁的超基性岩。下地幔—平均密度5.1g／cm3，成分仍是高铁镁的超基性岩，但因压力增大，形成晶体结构更紧密的高密度矿物。（二）地幔18在100～150km波速降低最明显，横波在此带基本不能通过，说明该带的物质可能局部呈熔融状态，整体呈塑性状态。所以构造地质学中称该地震波速降低的低速带为软流圈。并把其上的由固体岩石组成的上地幔的一部分和地壳合称为岩石圈。19古登堡面至地心，半径347