第一章矿物与岩石 第一节地壳运动与地质作用 地球的构造 1.地球的形状和大小 经卫星测定,地球是一个“梨状体”,其南极内凹、北极外凸 地球的赤道半径R=637816Km,极半径R=6356755Km;扁平率为 1/29825;表面积为51×108km2;体积为10820×1012km3;质量约 为5.98×1021吨。从卫星上观察,地球是一个蓝色的球体 图11卫星拍为地球照片
第一章 矿物与岩石 第一节 地壳运动与地质作用 一、地球的构造 1． 地球的形状和大小 经卫星测定，地球是一个“梨状体”，其南极内凹、北极外凸。 地球的赤道半径R=6378.16 Km，极半径R=6356.755Km；扁平率为 1/298.25；表面积为51×108km2；体积为1.0820×1012km3；质量约 为5.98×1021吨。从卫星上观察，地球是一个蓝色的球体。 图1-1 卫星拍摄的地球照片
图1-1卫星拍摄的地球照片
图1-1 卫星拍摄的地球照片
2.地球的层圈构造 按组成地球物质的形态不同可将地球划分为外圈层和内圈层,其 外圈层包括大气圈和水圈(生物圈);而其内圈层包括地壳、地 幔和地核 地球大气圈的厚度大约有两三千公里。大气的成分复杂,但主要 由氮气和氧气组成,总质量约为5000多亿吨,其中氮气约占空气 总容积的78%,氧气约占21%。地球的大气圈按距离地球表面由 近至远被依次划分为对流层(厚约16~18km)、平流层(到约 50km高空)、中间层(到约85km高空)、热层(到约500km 800km高空)和散逸层。风霜雨雪、云雾冰雹等变化多端的大气 现象都发生在对流层内 地球的水是由地球诞生初期弥漫在大气层中的水蒸气慢慢凝结形 成的,总水量约14亿km3。水圈主要由海洋构成,海洋的面积约 占地球表面积的71%,海洋水约占地球总水量的973%。陆地水以 冰川水为主,分布在高山和两极地区,其余的陆地水分布在湖泊、 江河、沼泽和地壳岩土体的空隙中。地球上动物、植物和微生物 所存在和活动的空间又称为生物圈
2.地球的层圈构造 ⚫ 按组成地球物质的形态不同可将地球划分为外圈层和内圈层，其 外圈层包括大气圈和水圈（生物圈）；而其内圈层包括地壳、地 幔和地核。 ⚫ 地球大气圈的厚度大约有两三千公里。大气的成分复杂，但主要 由氮气和氧气组成，总质量约为5000多亿吨，其中氮气约占空气 总容积的78%，氧气约占21%。地球的大气圈按距离地球表面由 近至远被依次划分为对流层（厚约16～18km）、平流层（到约 50km高空）、中间层（到约85km高空）、热层（到约500km～ 800km高空）和散逸层。风霜雨雪、云雾冰雹等变化多端的大气 现象都发生在对流层内。 ⚫ 地球的水是由地球诞生初期弥漫在大气层中的水蒸气慢慢凝结形 成的，总水量约14亿km3。水圈主要由海洋构成，海洋的面积约 占地球表面积的71%，海洋水约占地球总水量的97.3%。陆地水以 冰川水为主，分布在高山和两极地区，其余的陆地水分布在湖泊、 江河、沼泽和地壳岩土体的空隙中。地球上动物、植物和微生物 所存在和活动的空间又称为生物圈
约占地球体积的0.5%。地壳由坚硬的岩层和岩层风化后所形成的土 层组成。组成地壳的物质主要是地球中比较轻的硅镁和硅铝等物质。 地壳的上层为硅镁层,密度g/cm3,下层为硅铝层,密度g/cm。地壳 的下表面是莫霍(Moho)面,地震波在该处发生突变,该面以首先 发现其存在的南斯拉夫地球物理学家命名。地壳最薄处约1.6km(在 海底海沟沟底处),海底部分厚约6~10km,而其最厚处则约70km。 地球形成至今约有45~46亿年的历史,其地壳部分则是后来才形成 的。按地壳中所含的放射性元素的衰减规律,目前测得的地壳年龄 约为38亿年。人类的工程活动目前仍限制在地壳的范围之内 ●图1-2地球的层圈结构示意图
地壳是地球内层圈中的最外层，是地球内圈层最外部的一层薄壳， 约占地球体积的0.5%。地壳由坚硬的岩层和岩层风化后所形成的土 层组成。组成地壳的物质主要是地球中比较轻的硅镁和硅铝等物质。 地壳的上层为硅镁层，密度g/cm3 ，下层为硅铝层，密度g/cm3。地壳 的下表面是莫霍（Moho）面，地震波在该处发生突变，该面以首先 发现其存在的南斯拉夫地球物理学家命名。地壳最薄处约1.6km(在 海底海沟沟底处)，海底部分厚约6～10 km，而其最厚处则约70km。 地球形成至今约有45～46亿年的历史，其地壳部分则是后来才形成 的。按地壳中所含的放射性元素的衰减规律，目前测得的地壳年龄 约为38亿年。人类的工程活动目前仍限制在地壳的范围之内。 ⚫ 图1-2 地球的层圈结构示意图
1800 生 大气 水 活 动 地 290o 地核 尽 632 图1-2地球的层圈结构示意图
图1-2 地球的层圈结构示意图
●地幔自莫霍面以下至深度约2900km的范围,约占地球体积的 83.3%,其上层主要由橄榄质超基性岩石组成,是高温熔融的岩 浆发源地,也称软流层。地幔的下层为地表下约1000~2900km的 范围,除硅酸盐外,该层中金属氧化物和硫化物的含量显着增加, 物质比重也明显增大,物质呈固 ●地幔以下为地核,被分为外地核、过度层和内地核三层。地表以 下2900~4642km的范围为外地核,主要由熔融状态的铁、镍混 物及少量Si、S等轻元素组成,平均密度约10.5gcm3。内地核厚约 216km,主要成分是铁、镍等重金属,平均密度约129gcm3,物 质呈固体状态。位于外、内核之间的过渡层厚约515km,物质状 态从液态过渡到固态。地核的总质量约占整个地球质量的315%, 体积占162%。 按照地质学中的板块构造学说,地壳并非是一个整体,而是由若 干块相互独立的巨大构造单元“拼凑”而成。这些巨大的构造单 元被一些构造活动带和转换断层分割开来,彼此之间又分别以不 同的速度向不同的方向在地幔软流层上缓慢漂移。这样的巨大构 造单元也被称为板块。目前认为,对全球构造的基本格局起主导 作用的有六大板块,它们分别是:太平洋板块、欧亚板块、美洲 板块、非洲板块、大洋洲板块和南极洲板块
⚫ 地幔自莫霍面以下至深度约2900km的范围，约占地球体积的 83.3%，其上层主要由橄榄质超基性岩石组成，是高温熔融的岩 浆发源地，也称软流层。地幔的下层为地表下约 1000～2900km的 范围，除硅酸盐外，该层中金属氧化物和硫化物的含量显着增加， 物质比重也明显增大，物质呈固态。 ⚫ 地幔以下为地核，被分为外地核、过度层和内地核三层。地表以 下2900～4642km的范围为外地核，主要由熔融状态的铁、镍混合 物及少量Si、S等轻元素组成，平均密度约10.5g/cm3。内地核厚约 1216km，主要成分是铁、镍等重金属，平均密度约12.9g/cm3 ，物 质呈固体状态。位于外、内核之间的过渡层厚约515km，物质状 态从液态过渡到固态。地核的总质量约占整个地球质量的31.5%， 体积占16.2%。 ⚫ 按照地质学中的板块构造学说，地壳并非是一个整体，而是由若 干块相互独立的巨大构造单元“拼凑”而成。这些巨大的构造单 元被一些构造活动带和转换断层分割开来，彼此之间又分别以不 同的速度向不同的方向在地幔软流层上缓慢漂移。这样的巨大构 造单元也被称为板块。目前认为，对全球构造的基本格局起主导 作用的有六大板块，它们分别是：太平洋板块、欧亚板块、美洲 板块、非洲板块、大洋洲板块和南极洲板块
●二、地质作用 ●如前所述,地壳只是地球内圈层最外面的一层极薄的薄壳。在地 球形成至今的漫长地质演变历史中,随着地球的转动和内、外圈 层物质的运动,地表的形态、地壳的物质以及地层的形态都在不 断发生变化。这种变化一直发生,永不静止。 ●导致地壳物质成份及地表形状、岩层结构、构造发生变化的一切 自然作用都称为地质作用。这些作用有些进行得剧烈而又迅速, 较易为人们所觉察;但在更多的情况下,则进行得非常缓慢,很 难为人们直接觉察。这些作用虽然进行得十分缓慢,但其作用痕 迹却随处可见。图1-3a为广州附近七星岗海蚀地貌示意;图1-3b 为意大利那不勒斯湾古庙海蚀岩柱示意。它们是海陆变迁、地壳 运动留下了有力的证据。按地质作用力的来源不同,可将地质作 用划分为内力地质作用和外力地质作用 图1-3a广州附近七星岗海蚀阶地示意 图1-3b意大利那不勒斯湾古庙海蚀岩柱示意
⚫ 二、地质作用 ⚫ 如前所述，地壳只是地球内圈层最外面的一层极薄的薄壳。在地 球形成至今的漫长地质演变历史中，随着地球的转动和内、外圈 层物质的运动，地表的形态、地壳的物质以及地层的形态都在不 断发生变化。这种变化一直发生，永不静止。 ⚫ 导致地壳物质成份及地表形状、岩层结构、构造发生变化的一切 自然作用都称为地质作用。这些作用有些进行得剧烈而又迅速， 较易为人们所觉察；但在更多的情况下，则进行得非常缓慢，很 难为人们直接觉察。这些作用虽然进行得十分缓慢，但其作用痕 迹却随处可见。图1-3a为广州附近七星岗海蚀地貌示意；图1-3b 为意大利那不勒斯湾古庙海蚀岩柱示意。它们是海陆变迁、地壳 运动留下了有力的证据。按地质作用力的来源不同，可将地质作 用划分为内力地质作用和外力地质作用。 图1-3a 广州附近七星岗海蚀阶地示意 图1-3b 意大利那不勒斯湾古庙海蚀岩柱示意
浪蚀崖壁 珠江冲积平原浪蚀阶地刻體 倾向北35东 图1-3a广州附近七星岗海蚀阶地示意 图1-3b意大利那不勒斯湾古庙海蚀岩柱示意
图1-3a 广州附近七星岗海蚀阶地示意 图1-3b 意大利那不勒斯湾古庙海蚀岩柱示意
内力地质作用 由地球的旋转能和地球中的放射性物质在其衰减过程中释放出的 热能所引起的地质作用称为内力地质作用。大多数的地震以及岩 浆活动、地壳运动和变质作用等都属内力地质作用现象 外力地质作用 由太阳的辐射能和地球的重力位能(包括其它星体的引力作用) 所引起的地质作用称为外力地质作用。常见的外力作用现象有气 温的变化、雨、雪、风、地面汇流、河流、湖泊、海洋作用、生 物作用以及重力作用等等。 ●3.地质循环 ●如果我们对前述各内力地质作用及外力地质作用现象进行归类可 将其划分为:风化剥蚀、搬运沉积、变质作用以及构造运动四种 类型。这四种类型的地质作用在地壳上构成了一个巧妙的循环过 程 图1-4地质循环示意图
⚫ 1． 内力地质作用 ⚫ 由地球的旋转能和地球中的放射性物质在其衰减过程中释放出的 热能所引起的地质作用称为内力地质作用。大多数的地震以及岩 浆活动、地壳运动和变质作用等都属内力地质作用现象。 ⚫ 2． 外力地质作用 ⚫ 由太阳的辐射能和地球的重力位能（包括其它星体的引力作用） 所引起的地质作用称为外力地质作用。常见的外力作用现象有气 温的变化、雨、雪、风、地面汇流、河流、湖泊、海洋作用、生 物作用以及重力作用等等。 ⚫ 3． 地质循环 ⚫ 如果我们对前述各内力地质作用及外力地质作用现象进行归类可 将其划分为：风化剥蚀、搬运沉积、变质作用以及构造运动四种 类型。这四种类型的地质作用在地壳上构成了一个巧妙的循环过 程： ⚫ 图1-4 地质循环示意图
风化剥蚀 构造运动 搬运积 变质作用 图1-4质吓示意图 风化剥蚀使暴露于地壳表面的岩石破碎剥落,破碎剥落的岩 石碎屑物质被一定的外力地质作用搬运后在一定的地质环境 中沉积下来,当这些沉积下来的岩石碎屑物质埋入地下一定 深处,就会在高温高压作用下变质成岩,变质成岩的岩体在 构造运动作用下一旦暴露于地壳表面又会重新被风化剥蚀, 进入下一个循环过程,我们称其为地质循环
⚫ 风化剥蚀使暴露于地壳表面的岩石破碎剥落，破碎剥落的岩 石碎屑物质被一定的外力地质作用搬运后在一定的地质环境 中沉积下来，当这些沉积下来的岩石碎屑物质埋入地下一定 深处，就会在高温高压作用下变质成岩，变质成岩的岩体在 构造运动作用下一旦暴露于地壳表面又会重新被风化剥蚀， 进入下一个循环过程，我们称其为地质循环