第一章地球基本特征1

第一章地球的基本知识§1.

地球的形态特征及物理性质§2.

地球的外部圈层

§3.

促进地壳演变的地质作用地球在宇宙中的位置小卫星宇宙银河系十亿多个河外星系太阳系1300多颗恒星地球月球七大行星和若干小行星小卫星宇宙地球在宇宙中的位置

形态：

赤道半径

6378.26km

两极半径

6356.86km

平均半径

6371.11km

面积：

5.1×108km2

最高点：

8844.43M

珠峰

最低点：

-11034M

马里亚纳海沟

海陆分布：海71%

陆29%

(一）、大陆地形高原：海拔>500——600米，表面平坦或一定起伏的广阔地区近期上升地区，如青藏高原平原：海拔>200米，表面平坦高差<50米如：黄淮海平原

丘陵：海拔>500米，高差<200米，如：江淮丘陵

盆地：

四周高中部低，如：四川盆地我国大陆地势明显呈三级台阶式排列（二）海底地形

三大单元：大陆边缘、大洋盆地、洋中脊大陆边缘大洋盆地大陆边缘洋中脊

1、大陆边缘：大陆架、大陆坡、大陆基、海沟、岛弧大陆架：近陆浅水海底平原，地势平坦，坡度<0.1°

一般指水深<200米的水域大陆坡：大陆架外缘的倾斜部分，平均坡度4.3

平均宽度28KM，常见横切大陆坡的海底峡谷。大陆基：比较平坦的地区，大面积覆盖了堆积物海沟与岛弧：一系列岛屿，无论岛屿本身形态还是把它们连接起来都成弧形，称为岛弧，在岛弧靠大洋一侧，常发育几乎平行的巨形凹地，深约6000米，称海沟

岛弧与海沟总是平行伴生的大陆边缘类型：

被动性大陆边缘（大西洋型大陆边缘）［无海沟］

大陆大陆架大陆坡大陆基洋盆

主动性大陆边缘（太平洋型大陆边缘）［有海沟］安弟斯型：大陆大陆边缘山脉大陆架和大陆海沟洋盆

日本海型：大陆边缘海岛弧海沟洋盆主动性大陆边缘被动性大陆边缘主动大陆边缘，被动大陆边缘，唯一区别就是前者有俯冲带，后者无。这两种边缘都是形容大陆与海的边界，被动大陆边缘后期发展就会形成主动大陆边缘，如现在大西洋和陆地相交就是被动大陆边缘，太平洋则是主动大陆边缘。俯冲带分两种B式俯冲和A式俯冲，前者指海沟，后者指陆陆碰撞。①安第斯型大陆边缘，又称山弧—海沟型，在南美最典型。洋块俯冲到陆块下方，形成海沟，陆块受到冲击形成海岸山脉，即山弧；②岛弧型大陆边缘，即岛弧—海沟型，在西太平洋最典型，如日本岛弧—海沟等，特点是在冲击形成岛弧、俯冲形成海沟后，在岛弧后方，还会有弧后盆地，以日本为例，就是日本海。２．大洋盆地：

海洋的主体部分，水深4000～6000米，平坦坡度<1/1000。

３．

洋中脊：屹立于大洋底部的巨大“山脉”延伸于各大洋绵延的洋脊§2.固体地球的内部构造和物理性质

二、地球的物理性质

（二）地球的温度

（三）地球的磁性

（四）地球的弹和塑性

（一）地球的重力一、内部构造

地球内部圈层的划分

根据地震波传播速度的突然变化，先后发现地球内部存在着7个显著的地震波速不连续界面。其中最主要的不连续界面有2个，称一级界面，分别为：

名称圈层代号底界深度Kｍ密度物态地壳A332.6-3.0固态岩石

地幔

上地幔B60

250

C4003．32—5.7

下地幔D2898

地核外E

液态过渡F

9.7-13（16）固态内G

63７1

４７７１５１５０塑性软流圈固态莫霍洛维奇界面（简称莫霍面）1909年克罗地亚学者莫霍洛维奇(A.Mohoroviche）发现在莫霍面上下，纵波速度从7.0km/s迅速增加到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。莫霍面之上称为地壳;之下称为地幔古登堡界面

1914年由美籍德裔学者古登堡

（B.Gutenberg）

发现．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到突然消失．此界面位于地下2885km深度。此界面之上到莫霍面称为地幔。此界面之下到地心，称为地核。地壳地核地幔莫氏界面古登堡界面从地表到地心

另外在上地幔内部（即Ｂ层内），还存在一个地震波的低速层，其深度一般在地表之下60km－250km之间。这表明此处岩石强度较低，可能局部熔融。低速层的上下并没有明显的界面，地震波速表现为渐变的特征．软流圈以上,包括地壳和上地幔顶部,称为软流圈岩石圈

地球的圈层划分外§2.固体地球的内部构造和物理性质二、地球的物理性质

（二）地球的温度

（三）地球的磁性

（四）地球的弹和塑性

（一）地球的重力（一）地球的重力重力

地球自转引起的离心力和地球引力的合力为地球的重力。

重力的大小即其强度，一般用重力加速度来表述，单位为伽(Ga)（1伽=1cm/s2=103毫加。在国际单位制(IS)中，为m/s2，这是为了纪念世界上第一位测定重力加速度的物理学家伽利略而命名的。重力作用方向示意图地球的离心力相对引力来说是非常微弱的其最大值不超过引力的1/288因此重力的方向仍大致指向地心。

重力的大小还要受到离心力的影响，在赤道上，离心力最大；向两极去，随纬度的升高而减少，南北极上的离心力等于零，同一物体的重量，赤道上比在两极要轻1/290(地球赤道部分凸出，就是因为离心力的作用)。

在地球表面又是另外一种状况：重力要受到地势高低的影响，在珠穆朗玛峰顶，到地心的距离比华北平原要多8000多米。引力自然要小一点。现已计算出地表不同纬度上的理论重力值，赤道重力值一般为978.03伽，两极为983.22伽，两者相差5.19伽。地表重力值，随纬度增加而增大，随地表高度的增加而减小。

重力异常

当实测重力值与理论计算的重力值不一致时，称重力异常。利用重力异常可判断地下密度的变化，指导找矿。正异常：G实测

>G理论

密度大

如：Fe、Ｃu、Ｐb等金属矿床负异常：G实测<G理论

密度小

如：煤、石油、盐类等矿床重力区域异常

北大西洋重力异常南印度洋重力异常§2.固体地球的物理性质和内部构造

一、地球的物理性质

（一）地球的重力

（三）地球的磁性

（四）地球的弹和塑性

（二）地球的温度（二）地球的温度内部温度的变化：

地球温度是不均匀的总体上是从地表向地内逐渐增高的。

外热层（变温层）——地表外层，温度来源于太阳。其中地表向下1～1.5M每日昼夜温度变化；

10～20M每年四季温度变化

常温层（恒温层）——变温层下界处，温度终年不变大约为年平均温度。

内热层（增温层）——温度来源于地球内部（放射性蜕变）。随深度增加，地温升高。增温率（地温梯度）——每深度增加100米，增加的地温值。单位：℃；一般地区为3℃

增温级——每地温增加1℃增加的深度。单位：米；一般地区为33米。增温率与增温级两者互为倒数。地内增温增温层内描述温度的增加：世界上不同地区，地温梯度都不相同，地球表层的平均地温梯度为３℃．海底的地温梯度一般为４－８℃，大陆为0.9－５℃．大陆的地温梯度一般来说是显著低于海底的．如果都用上述地表附近的地温梯度来推算地球深部的温度,则地壳底部将为900℃,核幔边界将达86,000℃,到地心将高达192,100℃。

按照这种推算，则地球内部必定早该熔融或化为气体状态。但这种推测与在地球内部的主体部分，横波可以传播的事实不符（横波只能在固体内传播）．在莫霍面附近温度约在400～900℃

在岩石圈底面约在1100℃左右地幔内的温度大致在1000～3500℃之间地核的温度在4000～5000℃之间。

地球内部温度比较公认的推算结果为：地热流值：

单位时间内由地内向外通过岩石单位截面积放出的热量。与岩石的热导率有关，与地内温度有关。地表有一些地热异常区（地热流值高），如火山地区、温泉、海底某些地区，这与一定的地壳活动、地质构造有关，将深处地热代到地表。地热来源：

放射性元素蜕变热，内部重力（位能）转化为热能。

§2.固体地球的内部构造和物理性质

一、地球的物理性质

（一）地球的重力

（四）地球的弹和塑性

（二）地球的温度（三）地球的磁性（三）地球的磁场地磁场：地球周围存在的磁场。磁轴与地球自转轴的夹角现在约为11.5度，1980年实测的磁北极位于北纬78.2度、西经102.9度（加拿大北部），磁南极位于南纬65.5度，东经139.4度（南极洲）。长期观测证实，地磁极围绕地理极附近有着缓慢的漂移。指南鱼地磁场三要素:▲磁场强度▲

磁偏角▲

磁倾角磁场强度为某地磁感应强度大小的绝对值，一个具有方向（磁力线方向）和大小的矢量磁两极附近磁感应强度最大（约为60T）

磁赤道附近磁感应强度最小（约为30T）北磁场强度F水平分量H垂直分量Z地球的磁场强度矢量磁偏角磁力线在水平面上的投影与地理正北方向之间形成的夹角，磁子午线与地理子午线之间的夹角。磁偏角的大小和方向各地不同。如果磁力线方向在正北方向以东称为东偏，在正北方向以西称为西偏。我国东部地区磁偏角为西偏，甘肃酒泉以西地区为东偏。地球表面磁倾角为零度的各点的连线称为地磁赤道；

由地磁赤道到地磁北极，磁倾角由0°逐渐变为+90°

由地磁赤道到地磁南极，磁倾角由0°逐渐变为-90°

北半球磁倾角为正值

南半球磁倾角为负值磁倾角地磁倾角磁针北端与水平投影的交角。约定以磁针北端向下为正值，向上为负值。北磁倾角磁场强度F水平分量H垂直分量Z

地球的磁场强度矢量与磁倾角

地球磁场

地球

磁场的组成基本磁场变化磁场磁异常是地壳浅部具有磁性的岩石或矿石所引起的局部磁场，它也叠加在基本磁场之上。磁异常

一地的磁异常可以首先通过对实测磁场强度，然后再减去基本磁场的正常值来求得。如所得值为正值称正异常，为负值称负异常。

地壳内含铁较多的岩石和富含铁族元素(Fe、Ti、Cr等)的矿体常可引起正磁异常。而膏盐矿床，石油、天然气储层，富水地层或富水的岩石破碎带则常引起负磁异常。

磁法勘探地磁勘测地磁勘测地磁勘测地磁极的变化

地磁南、北极位置的变化

长期缓慢漂移（偏离迁移）：现代地磁南北极与地理南北极交角11.5°,并非绝对不变，长期观测证实，近代地磁极有向西漂移的现象，速度是极其缓慢的。

周期性倒转（翻转）：

大量的古地磁资料表明，地磁的