地质地貌学第一章地球的基本知识.ppt

《地质地貌学第一章地球的基本知识.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地质地貌学第一章地球的基本知识.ppt（120页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、REVIEW,地质学的研究对象地貌学的研究对象内外营力力量来源，表现形式和作用趋势内外营力之间的关系地貌变化发展受构造运动、外营力作用和时间三因素的影响。,环境原生环境问题次生环境问题,地球的宇宙背景,太阳系,以太阳为中心所构成的天体系统称为太阳系。目前所知，它是由太阳和8个大行星及其卫星、成千上万个小行星、少数彗星以及流星体和星际物质组成的。若将彗星轨道计算在内，则太阳系的直径可达6-8万个天文单位，即9-12万亿公里。,八大行星是太阳系的主要成员，由近到远依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星；按大小从大到小是木星、土星、天王星、海王星、地球、金星、火星和水星。按行星的物

2、理化学特征明显分为两类：水星、金星、地球和火星具有距离太阳近、表面温度高、质量小、体积小、密度大、自传速度慢、卫星少，统称为类地行星；木星、土星、天王星、海王星具有距离太阳远、表面温度低、质量大、体积大、密度小自传速度快、卫星多等特点，统称为类木行星。,河外星系 600多个如银河系的星系合称河外星系。总星系 河外星系构成总星系。,地球是广袤宇宙中正在运动和演变的一颗星体，在太阳系中以一个确定的轨道绕太阳旋转，而太阳系又在银河系一个旋臂的内侧绕银心运动。可以说，宇宙是一个永不停息的运动系统，而地球的运动与演化是这个运动系统的重要组成部分，它与太阳系和银河系乃至整个宇宙的运动与演化有着极为密切的联

3、系。因此，要正确认识地球，就必须对宇宙和天体有一定了解。,地球的基本知识,地球的形状,利用人造地球卫星的精确观测、计算，发现地球形状实际上是一个扁率（即地球长短半径之差与长半径之比）不大的近似三轴椭球体。其南半球比理想椭球体表面略低，南极向内凹约30m；北半球略向外凸，北极约外凸10m；赤道面呈椭圆形，长轴指向东经160、西经20，长、短轴差430m。梨形的不规则体,地球的大小,赤道半径（a）6378.140 km两极半径（c）6356.779 km平均半径（a2c）1/3 6371.012 km 扁 率（d=(a-c)/c）1/298.275赤道周长 40074.24 km子午线周长 400

4、08.08 km表 面 积 5.1007108 km2体 积 1.08321012 km3 质 量（M）5.97421024 kg平均密度：5.517g/cm3万有引力常数（G）6.67210-4 m3kg-1s-2第十六届国际大地测量和地球物理协会 建议采用的数值。最高点：8844.43m 珠穆朗玛峰 最低点：-11033m 马里亚纳海沟海陆分布：海 71%，陆 29%,世界最高的珠穆朗玛峰,陆地上最低的比海平面低395米的卢特湖区域，是世界上地势“最低的地方”巴勒斯坦和约旦的领土交界地区海底最低是马里亚那海沟 位于太平洋的西部。北纬11 20.9，东经14211.5，位于亚洲大陆和澳大利亚

5、间，全长2550千米，平均宽70千米，大部分水深在8000米以上。最大水深在斐查兹海渊,为11034米，是地球的最深点。,地球的物理特征,地球的物理特征 地球固体外壳以内的重力、地磁、地热等用仪器测得的地球物理数据。,由于技术发展水平所限，目前还不具备直接观察地球内部的手段。对地球深处的认识，主要靠地球物理的工作成果。通过对固体地球的重力、密度、压力、弹性、地热、地磁、放射性等物理性质变化规律的研究，以推测地球内部的物质成分、温度、压力状态等及其变化规律，并以此作为了解和划分地球内部圈层构造的依据。,地球的重力 地球的温度 地球的磁性 地球的弹性和塑性 地球的密度和压力,地球的重力 地球某处所

6、受地心引力和该处的地球自转引起的离心力的合力。,重力方向 根据FGm/R2，Cm2r可知：地心引力以赤道最小，两极最大，而离心力以赤道最大，两极为零，离心力相对地心引力是很小的，即便在离心力最大的赤道上，离心力也只不过是该处地心引力的1/289。可见离心力只在很小程度上使重力小于地心引力，而重力方向仍大致指向地球的质量中心。,重力分布特点,重力值随纬度增加而增大，随地表高度的增加而减小。同一物体的重量，在赤道上要比在两极轻1/290。,重力的强度一般用重力加速度表示。重力性质的应用 正常重力值 假定地球为一光滑的均质体，地球上的重力将随纬度增加而加大。根据重力与纬度的关系，从理论上计算出地球表

7、面各地的重力值，称为正常重力值。重力异常 实测重力值与正常重力值不相符合而产生偏差，这种偏差称为重力异常。,利用重力异常可判断地下物质密度的变化，以此来指导寻找矿物。正异常 G实测G 理论 密度大 铁、铜、铅等金属矿床 负异常 G实测G 理论 密度小 煤、石油、盐类等矿床,地球的重力 地球的温度 地球的磁性 地球的弹性和塑性 地球的密度和压力,地球的温度 热量来源：太阳的辐射热、地球内部放射性 元素蜕变所产生的热能。温度变化：地球温度是不均匀的，但总体上 是从地表向地心逐渐增高。,外热层（变温层）地球外层，热量来源于太阳。温度随时间、纬度高低和海陆分布情况而有所差异。昼夜变化、四季变化和多年周

8、期变化等，日变化速度较快而幅度较小，年变化速度较慢而幅度较大。日变化影响深度为1-1.5m，年变化影响深度为10-20m。,常温层 变温层下界，地表以下15-30m，温度终年 不变，温度为年平均温度。,内热层（增温层）热量来源于地球内部放射性元素蜕变所产生的热量，增温是有规律的，温度随深度增加而有规律的升高。,地温增温规律描述的参数 地热梯度（地热增温率）每向下加深100m温度增高的数值。单位为/100m；地热增温级 地温每增加1增加的深度单位为m/。注意：地热增温的规律只适用地壳部分或岩石圈。,热量来源：放射性元素的衰变而产生，此外构造运动的机械能、化学能、重力能和地球旋转能等转化而来的。释

9、放途径：火山互动、热水运动、构造运动等，主要表现在从地球深部向表面的的热传导，称为热流或大地热流。,地球温度的应用 地热异常区 某地地热增温率大于该地区的平均值，则 这一地区叫地热异常区。火山地区、温泉、地震区，与一定的地壳 运动和地质活动有关,地热资源与健康 低温区温泉，矿物质溶解量低，但某个或某些有益元素可能很高，可作为矿泉水开发；高温区泉水，矿物质溶解度高，某个或某些元素可达到矿产开发。热污染 溶解的物质可能产生污染，如氡,地球的重力 地球的温度 地球的磁性 地球的弹性和塑性 地球的密度和压力,地球的磁性 地球是一个磁性物体，地球周围存在着磁场，称地磁场。,磁偏角 地磁子午线与地理子午线

10、的夹角。,磁倾角 磁针与水平面的夹角。由于磁针的空间位置与磁力线完全重合，而磁力线只有在地磁赤道上才与水平面平行。由此向南向北都与水平面在垂直方向上有一夹角，即磁倾角。,磁场强度 单位磁极在地球上某一点所受的磁力大小。地磁三要素 磁偏角 磁倾角 磁场强度,地磁性质的应用 地磁异常 根据地磁三要素在地球上的分布规律，计算出某地地磁三要素的正常值，实测数值与正常值不一致的现象叫地磁异常。某地地磁异常可以通过实测磁场强度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。,利用地磁异常勘测磁性矿床和地质构造情况。地壳内含铁较多的岩石和富含铁族（Fe，Ti、Cr）等的矿体常可引起正异常

11、；而膏岩矿床、石油、天然气储层，富水地层或富水的岩石破碎带常引起负异常。,地磁与健康 磁场强度,地球的重力 地球的温度 地球的磁性 地球的弹性和塑性 地球的密度和压力,地球的弹性和塑性 弹性的表现 传播地震波 固体潮，地表的固体岩石在日月引力作用下有交替的涨落现象，幅度约7-8cm。塑性的表现 地球自转引起赤道半径加大而成为椭 球岩层的褶皱，蠕变等,地球的重力 地球的温度 地球的磁性 地球的弹性和塑性 地球的密度和压力,地球密度地球平均密度：5.516g/cm3地表岩石平均密度：地心密度：13地球内部密度随深度递增，在984km、2898km和5125km处做跳跃式增加，表明地球内部物质是不均

12、匀的。,地球压力 地球内部压力随深度增加而逐渐增高，每增加1km，压力增加27.5MPa。自地表到33km（莫霍面）随深度增加匀均增加；从33km到984km很快从9000105Pa增加到38.2109Pa；然后随深度增加又缓慢增加，在2898km（古登堡面）处增加到136109Pa；最后向着地心缓慢低增加，地心压力可达360109Pa,地球的圈层结构,地球的结构是指地球的组成物质在空间分布和彼此间的关系。按地球物质组成及性质的不同，从地球外部到内部，分为大气圈、水圈、生物圈、地壳、地幔、地核。,地球的外部圈层,大气圈物质组成总质量：51018kg密 度：1.23 10-3g/cm3主要成分：

13、按质量 按体积氮 78.09%75.51%氧 20.9%23.15%氩 0.93%1.28%其它 0.04%0.06%,大气圈分层的依据 物质组成 温度变化 电荷 大气运动 对流层、平流层、电离层、散逸层,对流层 厚 度：平均厚度10-12km，赤道16-18km，两极地区7-9km。质 量：约占大气圈质量的75%气 温：温度随高度的升高而降低，大气降温 率是6/km，对流层顶温度约为-83。大气运动：因地面受热不均，具有强烈的对流运动 气象现象：风、霜、雨、雪、雹、雾等,平流层 高 度：从对流层顶到50km的高空 质 量：几乎占大气圈质量的25%气 温：从下向上升温，到平流层的顶部气温 升高

14、到0。大气运动：水平运动为主 成 分：几乎不含水汽、尘埃，存有数层臭氧层 气象现象：无气象现象,电离层 高度：从平流层至800km高空 质量：占大气层总质量的0.5%中间层 从平流层至 85km，随高度增加而降温，空气运动以垂直为主，不强烈，80km处白天出现一个电离层 暖 层 中间层至800km处，空气密度小至声音都难于传播，温度随高度升高而升高，空气处于高度电离状态，能反射无线电波，出现极光现象。,散逸层（外层）高度：800km高度以上的大气层，特点：离地面远，受地球引力场约束微弱，一 些高速运动的空气质点就能散逸到星际 空间 地球大气层向宇宙空间的过渡区域。,水 圈 存在形态：固体、液体

15、和气体 存在场所：大气、地面、和地壳内 地球上各种水体的总储量1.37109km3,水的循环：蒸发-降水-径流,循环的水能进行各种地质作用，是地表最重要的地质动力，是地貌最好的雕塑师。,生物圈 地球上生物所生存和活动的范围，在大气圈10km至地壳表层下约3km范围内。生物的出现在水圈、大气圈出现后，大量动物出现在7-8亿年。外动力因素中比较活跃的因素，一方面自身作为动力参与，另一方面间接改变环境中CO2、O2含量影响外动力作用。物质的循环、富集，地表岩石的破坏等,智慧圈（人类圈，技术圈，文化圈）人类及由人类所创造的人工物质环境。通过自己的生物功能影响自然 通过自己的智慧有意识、有目的地去影 响

16、自然。影响范围宽广,各圈层的相互作用,（2）大气圈对水圈和生物圈的作用 水圈运动和循环的媒介和重要动力 生物生存和发展的必要条件,地球内部圈层,地震波（弹性波）体波 在物体内部传播 纵波的速度快、领先，又称P波 横波滞后，速度慢 又称为S波 面波 在介质的表面传播 对固体地球表面破坏最强。各种弹性波的传播速度不同。,地球内部圈层,35km,6km,2900km,35km,地壳厚度（深度）在大洋地区和大陆地区不同。大陆区 陆壳 厚20-70km，平均35km 大洋区 洋壳 厚5-10km，平均7km,物质组成 上 层 硅铝岩（花岗岩），硅（73%），铝（13%），密度为2.7g/cm3 下 层

17、硅镁岩（玄武岩），硅（49%），镁（18%），铝（16%）,密度2.9 g/cm3 构造运动、岩浆活动、变质作用等地质现象，地质学研究的主要对象。,地壳的物质组成,化学元素有108种，在地壳中发现的有92种。化学元素在各个宇宙体和地球的化学系统（如地球、大气圈、水圈、岩石圈）中的平均含量称为丰度。19世纪末，美国化学家克拉克根据采集的5159个岩石、矿物、土壤、天然水样品的分析数据，于1889年首次发表了地壳50种元素的平均含量，开创了地球化学研究的先河。,克拉克值研究表明，地壳中元素分布有如下规律：不同元素的克拉克值相差悬殊。O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K等8种元素（称为八大元素

18、）占地壳总重量的99.2%以上，其余的88多种元素不足1%地壳元素的克拉克值大致随其原子序数的增加而递减地壳中偶数元素的分布量高于奇数元素，且序数相邻的元素之间偶数元素的分布量一般高于奇数元素地壳元素在时间和空间上的分配存在不均匀性。某些元素在某个地质历史时期的某些地带相对富集,克拉克最早测定地壳种各元素的平均含量。氧（47%）、硅（29%）、铁（4.65%）铝（8.05%）、钙（2.95%）、钠（2.50%）、钾（2.50%）、镁（1.37%）,地 幔 地壳往下至2900km深度之间。地 核 从2900km以下至地心。,地壳的表面形态,地壳表面显著的特点是海洋和陆地的区别.海洋 3.62亿k

19、m2,占地球表面积的70.9%陆地 1.48亿km2,占地球表面积的29.1%,陆地主要地貌类型,山地（mountain）海拔较高，地形起伏较大的地区。高度一般高出当地平原500米以上，比高（即相对高度）大于300米的地区。,5000,高原 海拔较高，海拔大于500-600m，相对高度较小的，面积较大、表面平坦或有较小起伏的广阔地区。世界上最大的高原是非洲高原，世界上最高的高原是我国的青藏高原。此外我国还有规模很大的内蒙古高原、云贵高原和黄土高原。,平原 海拔小于200m，表面宽广平坦、切割微弱、略有起伏并与高地毗连或为高地围限的平地。落差小于50m。三大平原：东北平原，华北平原，长江中下游平

20、原,丘陵 海拔500m以下，相对高度一般不超过200m的起伏不大，坡度和缓，顶部浑圆，连续分布的圆丘状地貌集群。相对高度小于100m者为低丘陵，100200m者为高丘陵。,盆地 陆地上四周高中间低的盆状地形。新疆塔里木盆地是我国最大的内陆盆地；新疆吐鲁番盆地最低出低于海平面154m，是世界最低的内陆盆地。靠北的吐鲁番盆地，靠西的塔里木盆地，靠南的四川盆地，靠中的柴达木盆地,洋底地形,地质作用,地壳是地球的最外圈层，也是人类影响最频繁的部分，自形成以来其表面形态、内部结构和物质成分无时无刻不在变化和发展，这些变化和发展有的速度快而强烈，易为人们察觉，如地震、火山喷发等；有的十分缓慢不易被发现，如

21、山脉的上升、海底的扩张等。促使这些变化，发展的动力，都是自然动力，这些过程就是地质作用过程.,地质作用 地质学上把引起地壳物质组成、地表形态、和地球内部构造发生改变的作用，称为地质作用。地质营力 使地壳发生变化的力量，称为地质营力。,地质作用的类型,内（动）力地质作用（内生动力，内动力，内营力）能量来源于地球本身，地球自转产生的旋转能，重力作用形成的重力能，放射性元素蜕变产生的热能 促使地壳物质成分、地壳内部构造，地表形态发生变化 表现 地壳运动、岩浆运动 变质作用和地震,外（动）力地质作用（外生动力，外动力，外营力）来源于地球以外的能源 太阳能和日月引力能 表现 岩石的风化作用，流水、风、地下水、冰川、海洋、湖泊等外力的剥蚀作用、沉积作用和硬结成岩作用。,复习 地球的物理性质 地球的圈层划分 地壳的物质组成 地质作用及类型,