知名大学地质学与工程地质地球与地壳

徐文杰E-mail:wenjiexu@清华大学水利系第1章地球与地壳第1章地球与地壳太阳系的构成地球的形成与演化地球的基本性质岩石圈板块构造地质作用本章内容水星金星地球火星木星土星天王星海王星冥王星类地行星类木行星太阳谷神星卡戎齐娜1.太阳系的构成太阳系的构成地球的形成与演化地球的基本性质岩石圈板块构造地质作用本章内容（加拿大魁北克省）地球上发现的最古老岩石年龄为42.8亿年（2008.9.26日公布）具推测地球的年龄为46亿年（星际物质聚集成地球）2.地球的形成与演化—地球的年龄大气圈水圈生物圈地核地幔地壳2.地球的形成与演化—地球的圈层构造均质体，温度较低原始地球46亿年40亿年地壳、地幔、地核圈层结构初步形成收缩放热、放射性元素放射热重力分异约2000°C部分熔融2.地球的形成与演化—内部圈层形成演化很薄的地壳被水覆盖，大量陨石撞击、挥发散发。原始地壳大量海底岩浆喷发、堆积、露出水面-陆核。陆核形成35亿年15亿年2.5亿年25亿年陆核边缘扩大形成面积较大的稳定的地块。地盾形成岩浆活动主要在褶皱带，受构造运动影响。大陆阶段古大陆分裂,板块形成。大陆－海洋2.地球的形成与演化—地壳的演化生物圈水圈大气圈原始地壳形成期（35亿年），广泛的火山活动（喷发），大量气体喷出形成原始大气圈（Ｈ２Ｏ、ＣＯ２、ＣＯ、ＮＨ３、ＣＨ４）。2.地球的形成与演化—外部圈层演化生物圈水圈大气圈现今大气圈结构：厚度在几万米以上，渐渐过渡到宇宙气体，其3/4集中在地表10km范围内。底层大气的成份：N2(78%)；O2(21%)；CO2等。2.地球的形成与演化—外部圈层演化生物圈水圈大气圈原始大气圈中Ｈ２Ｏ（汽）冷凝降到原始地壳上，形成原始水圈。2.地球的形成与演化—外部圈层演化生物圈水圈大气圈2.地球的形成与演化—外部圈层演化地球各大圈层并不是孤立存在的，而是相互影响相互作用的。2.地球的形成与演化—各圈层的相互作用太阳系的构成地球的形成与演化地球的基本性质岩石圈板块构造地质作用本章内容地球基本性质圈层构造地壳均衡形状重力3.地球的基本性质近似“梨形”？3.地球的基本性质—地球的形状6378.14km6356.76km地球的大地水准面剔除地球扁率并放大1000倍的三维透视图北极外凸18.9m；南极外凹25.8m。3.地球的基本性质—地球的形状3.地球的基本性质—地球的形状地球是一个两极稍扁，赤道略鼓的不规则椭球体。3.地球的基本性质—地球的形状地球的大地水准面等值线云图（剔除地球扁率并放大1000倍的三维透视图）3.地球的基本性质—地球的形状上地幔下地俯幔内核外核（执液态）地壳地幔1000km5000km岩石圈软流圈古登堡界面（2900km）莫霍界面地核3.地球的榆基本性榆质—地球逐圈层剑构造软流圈撤是上地星幔中十决分重要瞒的圈层兆，也是国玄武岩直岩浆主谷要来源陆壳（平均绪厚度35俭km）洋壳（5-可10盛km）上地蚀幔上砖部软流圈莫霍界面岩石圈上地幔栽下部3.地球距的基厦本性墨质—地球圈饥层构造重力

引力离心力G=mg

理论计算值g=978.049×(1+6.00528895sin2θ-0.00002462sin4θ）cm/s2θ-纬度地球两极：gp=983.22cm/s2；地球赤道：ge=978.04cm/s2FcG3.地球的迟基本性薪质—地球重烛力重力观察值与理论计算值之间的偏差重力异常测点高度地形中间层密度深部物质布格校正布格重力异常布格贿重力晕异常女，常肯常反美映了翠地壳棍的厚项度和班莫霍赌界面存的起栏伏。准一般肾来讲均大范剩围的布格重联力负异善常的地方短，通常地壳悼厚度源增大；小四区域顷的布翻格重虹力异刑常，福可能尝是由悉于岩护石密诱度造阵成的挺。3.地球的尼基本性腐质—地球倦重力htt德p:/陈/ww辉w.c什sr.小ute拦xas条.ed阴u/g触rac肥e/p责ubl被ica牙tio幸ns/盐fac桂t_s薯hee黑t/3沾.ht凭ml3.地球胀的基菌本性讨质—地球赔重力3.地球的圆基本性烟质—地球告重力北美的地壳厚度（等值线以千米计）地壳厚度变化规律地势低的地方地壳薄；地势高的地方地壳厚。3.地球的晓基本性安质—地壳缓均衡在地幔衰的某貌一深锹度上胃，上绝覆岩群石对豪地幔普的压玩力处售处相亚等，尺处于念一种谁均衡状态雨，这破种现厘象称依为地壳恳均衡。3.地球的极基本性女质—地壳均访衡太阳跟系构与成地球的己形成与先演化地球身的基攻本性袭质岩石售圈板唤块构造地质苍作轮用本章内容板块构造学说海底扩张学说大陆漂移学说4.岩石圈部板块构姜造地球上所有大陆在中生代（约2.3亿年）以前曾经是统一的巨大陆块﹐称之为泛大陆；中生代开始﹐泛大陆分裂并漂移﹐逐渐达到现在的位置。4.岩石俩圈板仿块构店造—大陆倾漂移槐说生物化石

冰川遗迹造山带与地层学大陆边刻缘形态4.岩石均圈板梳块构气造—大陆漂枕移说（证据）生物化石

冰川遗迹造山带与地层学大陆边蚁缘形态4.岩石邮圈板批块构仰造—大陆漂爱移说（证据）生物化石

冰川遗迹造山带与地层学大陆条边缘尝形态加里东褶皱山系阿巴拉契亚山脉4.岩石圈回板块构贝造—大陆剃漂移某说（证据）生物化石

冰川遗迹造山带与地层学大陆边终缘形态据古冰川沉积物和冰川擦痕等证据，目前位于热带、温带地区的南美、南非、印度和澳大利亚等地都分布着大片古冰川遗迹，而北半球找到的却是热带植物化石。4.岩石圈厚板块构艘造—大陆但漂移怪说（证据）生物化石

冰川遗迹造山带与地层学大陆黑边缘佣形态舌羊齿水龙兽中龙4.岩石穷圈板糖块构劝造—大陆漂乌移说（证据）生物化石

冰川遗迹造山带与地层学大陆边涛缘形态4.岩石圈秩板块构尚造—大陆伍漂移着说（证据）1930年魏格纳在格陵兰探险遇难身亡，大陆漂移说也被打入了冷宫。直到20世纪60年代，大陆漂移终于在大洋深处找到了答案，使得大陆漂移说再度复活起来，并且成为海底扩张说和板块学说的奠基石。证据铁证如山……动力？自转立离极印力？潮汐糊摩擦力？4.岩石猎圈板三块构峡造—大陆袋漂移轮说（牵缺陷撕）1960-1962年美国的赫斯（Hess）和迪茨（Dietz）提出，认为：地幔物质在大洋中脊处涌出，向两侧扩散，在海沟处俯冲消亡；海底在不断运动，洋壳在不断更新；海底扩张的驱动力是地幔对流。4.岩石圈谎板块构动造—海底课扩张猪说转换断层磁异常条带洋壳年龄海底非地形19歇18年，德猾国科学荷家利用蛇超声波印回声测残深仪发窝现大西良洋中央舌明显变畜浅，宽貌度竟有1千多区千米芒。4.岩石宇圈板吨块构喇造—海底刻扩张劝说（野证据竭）转换断层磁异常条带洋壳年龄海底地灶形海底陡存在轧着海跳岭（啊大洋行中脊吩或裂谷）、海沟沿（俯恭冲带抓）和大洋盆地。4.岩石狠圈板菌块构灾造—海底扩长张说（染证据）转换断层磁异常条带洋壳年龄海底偷地形全球洋壳年龄海底由玄武室岩及呼沉积肆物年愈龄从墓大洋袍中脊融向海形沟方耕向逐魂渐变随老。4.岩石册圈板治块构播造—海底扩赌张说（宗证据）转换断层磁异常条带洋壳年龄海底进地形太平洋洋底地形太平洋洋底年龄4.岩石档圈板担块构搁造—海底扩恳张说（貌证据）转换断层磁异常条带洋壳年龄海底地糊形据古地严磁学研旨究，地足磁南、挺北极曾饱发生过杜周期性夏倒转。油人们据训此制定涝了地质欣时期的涂正反极蛾向年代堡表。4.岩石圈赶板块构貌造—海底斑扩张邪说（雄证据尸）转换断层磁异常条带洋壳年龄海底地低形洋中腥脊两黎侧通派常显吩示出腰清晰袭的磁持异常仪条带夫，且六正、踪蝶负相恐间，治两侧跌呈平填行对鹅称排于列。磁异常条旺带如实弦记录了荣磁极倒雹转过程贸，同时阵演绎了敲洋中脊扩不断向厅两侧扩宏张的历合史。4.岩石钢圈板宜块构幼造—海底姑扩张恭说（奇证据霉）转换断层磁异常条带洋壳年龄海底地相形4.岩石纺圈板燥块构寇造—海底星扩张暮说（扫证据术）转换断层磁异常条带洋壳年龄海底守地形转换渗断层:横切洋中风脊、示平行怕排列露的断裂搂带。转换断框层将洋中脊妖错开的轿水平距羊离可达滚数百至克上千千谊米，这循是地壳大规腿模水平舒运动休又一缴有力阴的证据。4.岩石汁圈板并块构去造—海底嘉扩张济说（折证据赔）19茧68年法国阀的勒皮丛雄与麦跨肯齐等烘人提出珠的一种任“新大递陆漂移们说”。探板块学欺说认为鼠：地球的滤刚性岩桌石圈是须由若干巨大的块体（板块鉴）构筐成，打它们驾在软流圈厚上曾发摔生并还皂在继续扑发生大骗规模水瓶平运动，并在搁各个板块之苗间发生相互武作用得；正对是这种相互作作用，从根本上兼控制了话各种内河、外地持质作用横的发生妹和发展蜂。4.岩石盾圈板剧块构映造—板块厚构造密学说太平洋板块欧亚止大陆板块北美洲板块南六极毯洲走板下块南美秧洲板巷块非洲板己块欧亚大震陆板块印度板块澳洲板块纳斯卡板块科克斯板块菲律宾海板块阿拉伯板块加勒比海板块4.岩石摆圈板砍块构血造—板块构消造学说全球板块运动速率及方向4.岩石圈隐板块构坚造—板块筹构造撞学说4.岩石圈购板块构陡造—板块丹构造赏学说软流圈板块边界类型离散边界(板块增生)汇聚边界（板块消亡）转换边界板块碍边界倚处存果在着板块引间强烈往的相互千作用，是地躁球上旋最活画跃的地带，斯是火山、地震肤活动凳活跃钉带。4.岩石北圈板石块构究造—板块构促造学说板块碰撞边界形式4.岩石圈蚊板块构古造—板块构陈造学说洋壳－陆壳碰撞洋壳－洋壳碰撞陆壳－陆壳碰撞4.岩石侵圈板钓块构皆造—中国板喷块构造(李强，等.2012)4.岩石圈速板块构柿造—中国板斜块构造4.岩石圈巡寿板块构壮造—中国墙板块瞧构造4.岩石樱圈板貌块构诱造—中国均板块危构造4.岩石约圈板帐块构罪造—中国板功块构造PaulTapponnier的模拟实验，印度地块向北挤压过程中东南亚地块逃逸构造示意图(A：东南亚地块；B：华南地块)4.岩石圈按板块构胸造—中国板夕块构造梁光河，201炎3.4.岩石潮圈板程块构仪造—中国板愿块构造梁光河，201胶3.4.岩石圈苏板块构莲造—中国板颗块构造梁光河，20投13旦.4.岩石翅圈板较块构醋造—中国滩板块毁构造梁光河，20部13穷.太阳系鸽构成地球