自然环境演化与社会环境 发展的物质支撑
自然环境演化与社会环境 发展的物质支撑 岩石圈
岩石圈的结构、特征及其 在人地系统中的作用 岩石圈的物质组成 内力作用下的地壳构造运动 外力作用下的岩石物质运动 人为活动对岩石圈动态的影响 岩石圈表层的可持续开发利用途径
岩石圈的结构、特征及其 在人地系统中的作用 岩石圈的物质组成 内力作用下的地壳构造运动 外力作用下的岩石物质运动 人为活动对岩石圈动态的影响 岩石圈表层的可持续开发利用途径
第一节岩石圈的结构、特征 及其在人地系统中的作用 岩石圈是人地复合系统的有机组成部分,它既是固体地球 的外壳,又是地表环境系统的重要物质基础,同时,还 是外力与内力持续交互作用的场所。 岩石圈一般是指由地壳和上地幔顶部坚硬岩石所组成的地 球圈层之一,厚度约70~100km。 岩石圈的结构 岩石圈是各种类型的岩石组成,是一个力学性质基本一致 的刚性整体。 垂直结构上,包括全部地壳和上地幔顶部的橄榄岩层。 水平结构上,地壳层包括大陆地壳和大洋地壳;地幔层也 在横向的各种构造环境中具有明显的不均一性结构
第一节 岩石圈的结构、特征 及其在人地系统中的作用 岩石圈是人地复合系统的有机组成部分，它既是固体地球 的外壳，又是地表环境系统的重要物质基础，同时，还 是外力与内力持续交互作用的场所。 岩石圈一般是指由地壳和上地幔顶部坚硬岩石所组成的地 球圈层之一，厚度约70～100km。 一、岩石圈的结构 岩石圈是各种类型的岩石组成，是一个力学性质基本一致 的刚性整体。 垂直结构上，包括全部地壳和上地幔顶部的橄榄岩层。 水平结构上，地壳层包括大陆地壳和大洋地壳；地幔层也 在横向的各种构造环境中具有明显的不均一性结构
从人为活动对岩石圈的影响来看,目前人类能直接涉及的 岩石圈深度约为5km,最深的钻探取样深度尚不超过 13km。 从岩石圈对人类的作用看,人类生存与发展的环境是位于 地壳上部的地球表层系统,但地幔的组成、结构、状态 以及在地幔中进行的各种作用对人类环境有重要作用。 人类从地壳中获取的多种资源、能源直接或间接源自地幔; 地幔中的岩浆活动、构造运动既可能飛成有用矿产、有利 于发展的地貌,也可能带来地质灾害,尤其是上地幔与 地壳之间持续进行的物质与能量交换,是地表环境形成 的重要驱动力
从人为活动对岩石圈的影响来看，目前人类能直接涉及的 岩石圈深度约为5km，最深的钻探取样深度尚不超过 13km。 从岩石圈对人类的作用看，人类生存与发展的环境是位于 地壳上部的地球表层系统，但地幔的组成、结构、状态 以及在地幔中进行的各种作用对人类环境有重要作用。 人类从地壳中获取的多种资源、能源直接或间接源自地幔； 地幔中的岩浆活动、构造运动既可能形成有用矿产、有利 于发展的地貌，也可能带来地质灾害，尤其是上地幔与 地壳之间持续进行的物质与能量交换，是地表环境形成 的重要驱动力
、地球系统中岩石圈的特征 (-)内力与外力交互作用的层面 作用于岩石圈的地质引力,因能的来源不同,可以分为 内力作用与外力作用。 内能:地内热能、重力能、地球旋转能、化学能和结晶能 外能:太阳辐射能、日月潮汐能 内力作用与外力作用是相对独立,又相互依存的对立统一 体,二者的结合是促使地球演化、更新的动力。地表岩 石组成及地貌特征的时空分布格局是内力与外力共同作 用的结果。 (二)地球表层系统的重要物质基础 地理壳(景观壳):在地球表层系统中,岩石圈与大气圈 水圈、生物圈等其他自然圈层紧密交错,它们之间存在 着极为多样的非线性相互作用,整合形成复杂的自然的 综合体,并且从赤道道极地覆盖整个地球,构成地理壳
二、地球系统中岩石圈的特征 （一）内力与外力交互作用的层面 作用于岩石圈的地质引力，因能的来源不同，可以分为 内力作用与外力作用。 内能：地内热能、重力能、地球旋转能、化学能和结晶能 外能：太阳辐射能、日月潮汐能 内力作用与外力作用是相对独立，又相互依存的对立统一 体，二者的结合是促使地球演化、更新的动力。地表岩 石组成及地貌特征的时空分布格局是内力与外力共同作 用的结果。 （二）地球表层系统的重要物质基础 地理壳（景观壳）：在地球表层系统中，岩石圈与大气圈、 水圈、生物圈等其他自然圈层紧密交错，它们之间存在 着极为多样的非线性相互作用，整合形成复杂的自然的 综合体，并且从赤道道极地覆盖整个地球，构成地理壳
E、岩石圈在人类生存与发展中的作用 类别 岩石圈的作用 资源提供一定种类、含量与质量的矿物资源,并且以岩石圈为 作用 基础,形成可再生地下水资源以及土地资源 .岩石圈中动力学过程的时空格局,尤其是有明显构造活 动的地球动力带的分布与动态,通过对海陆分布格局、重 地球要地貌形态分布的影响,对环境特征的形成产生影响。 动力学具有灾害性的地质过程发展状况与趋势对生物与人类生 作用存安全产生影响 3岩石圈中应力不稳定度的时空格局及其在受扰动后, 回到动力学平衡态的能力,对人类环境演变等产生影响 1地球物理场的时空格局对人类活动具有影响 地球2地球物理场异常带与可能致病带的分布与动态对生物体 物理与人体健康具有一定效应 作用3与地球物理场应力强度相联系的岩石圈自调节能力以及 对进入其中的宇宙能流及地球深部能流的聚集与改变能力 与环境的稳定度、环境对人类的适宜性有密切关联
三、岩石圈在人类生存与发展中的作用 类别 岩石圈的作用 资源 作用 提供一定种类、含量与质量的矿物资源，并且以岩石圈为 基础，形成可再生地下水资源以及土地资源 1.岩石圈中动力学过程的时空格局，尤其是有明显构造活 动的地球动力带的分布与动态，通过对海陆分布格局、重 要地貌形态分布的影响，对环境特征的形成产生影响。 2.具有灾害性的地质过程发展状况与趋势对生物与人类生 存安全产生影响 3.岩石圈中应力不稳定度的时空格局及其在受扰动后， 回到动力学平衡态的能力，对人类环境演变等产生影响 地球 动力学 作用 地球 物理 作用 1.地球物理场的时空格局对人类活动具有影响 2.地球物理场异常带与可能致病带的分布与动态对生物体 与人体健康具有一定效应。 3.与地球物理场应力强度相联系的岩石圈自调节能力以及 对进入其中的宇宙能流及地球深部能流的聚集与改变能力， 与环境的稳定度、环境对人类的适宜性有密切关联
1地球化学场的非均质性,尤其是重要生命元素(或 有毒有害元素)及其化合物在一定空间范围内的严重 地球缺失或过度集中对人体健康影响显 化学2若石圈中元素及其化合物的水迁移、气迁移、生物 作用迁移能力,尤其是它们进入人体与生物体中的能力, 影响环境要素与人体中元素分布与分配。 3岩石圈表层特征对进入环境的化学组分的分散性 能和自净能力产生影响
地球 化学 作用 1.地球化学场的非均质性，尤其是重要生命元素（或 有毒有害元素）及其化合物在一定空间范围内的严重 缺失或过度集中，对人体健康影响显著。 2.岩石圈中元素及其化合物的水迁移、气迁移、生物 迁移能力，尤其是它们进入人体与生物体中的能力， 影响环境要素与人体中元素分布与分配。 3.岩石圈表层特征对进入环境的化学组分的分散性 能和自净能力产生影响
第二节岩石圈的物质组成 构成岩石圈的基本单位是不同类型的岩石,这一圈层的基 本状态决定于主要岩石类型的组合。组成岩石的基本成 分是矿物,即由各种化学元素组成的化合物或单质,它 们具有相对固定的化学成分和物理性质。 岩石的物质组成可以分为化学元素、矿物、岩石三个不同 层次进行研究。 ◆化学元素组成:地壳中含有化学元素周期表中所列的绝大 部分元素,而其中0、Si、A、Fe、Ca、Na、K、Mg等8 种主要元素占98%以上,其他元素共占1%-2% 矿物组成:组成岩石主要成份的矿物,称造岩矿物 最常见的造岩矿物有下列几种:长石、石英、云母 角闪石、辉石、橄榄石。它们也是组成岩石圈的主 要矿物
第二节 岩石圈的物质组成 构成岩石圈的基本单位是不同类型的岩石，这一圈层的基 本状态决定于主要岩石类型的组合。组成岩石的基本成 分是矿物，即由各种化学元素组成的化合物或单质，它 们具有相对固定的化学成分和物理性质。 岩石的物质组成可以分为化学元素、矿物、岩石三个不同 层次进行研究。 化学元素组成：地壳中含有化学元素周期表中所列的绝大 部分元素，而其中O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等8 种主要元素占98％以上，其他元素共占1%－2％。 • 矿物组成：组成岩石主要成份的矿物，称造岩矿物， 最常见的造岩矿物有下列几种：长石、石英、云母、 角闪石、辉石、橄榄石 。它们也是组成岩石圈的主 要矿物
、地壳的化学元素 1固体地球及地壳的元素重量百分比 100% Other 1% Other c Aluminum 1. 1% Sodium 2.1% Calcium 1. 1% Potassium 2 3% 固体地球中主 Suttur 1 9% Calcium 2.4%6 Nickel 2 4% Magnesum 49 Magnesum 要的元素和地 13% Iron 6% 克中含有的绝 Aluminum 8% Siticon 15% 大多数相似 但固体地球中 铁的含量占有 很大的比例。 50 Oxygen 30 Oxygen 46% 2 10 固体地球 地壳
固体地球 地 壳 1.固体地球及地壳的元素重量百分比 固体地球中主 要的元素和地 壳中含有的绝 大多数相似， 但固体地球中 铁的含量占有 很大的比例。 一、地壳的化学元素
2岩石圈的元素组成 地壳中含有周期表中的绝大部分元素,其中o、Si、A、Fe、 ca、Na、K、Mg等8种主要元素占98%以上,其他元素共 占1‰-2%。化学元素在地壳中平均含量称克拉克值。地壳中 化学元素的平均含量相差极为悬殊。氧几乎占有一半,硅约 占1/4,铝约占1/13。 对于整个岩石圈的原子组成来说,氧占604%,硅占 20.5%,铝占62%,氢占2.9%,钠占2.49%,铁、钙、镁 和钾分别占19%、188%、177%和137%,其他元素含量 事华厦1%。 定义:化学元素在任何宇宙或地球化学系统中(如地球、 大气圈、水圈、岩石圈)的平均含量 广义的地壳中元素丰度可以分为:绝对丰度( Abosulute abundance)和相对丰度( Relative abundance) 狭义的地壳中元素丰度仅指绝对丰度
地壳中含有周期表中的绝大部分元素，其中O、Si、Al、Fe、 Ca、Na、K、Mg等8种主要元素占98％以上，其他元素共 占1%-2％。化学元素在地壳中平均含量称克拉克值。地壳中 化学元素的平均含量相差极为悬殊。氧几乎占有一半，硅约 占1/4，铝约占1/13。 对于整个岩石圈的原子组成来说，氧占60.4%，硅占 20.5%，铝占6.2%，氢占2.9%，钠占2.49%，铁、钙、镁 和钾分别占1.9%、1.88%、1.77%和1.37%，其他元素含量 都小于1%。 2.岩石圈的元素组成 3.丰度： 定义：化学元素在任何宇宙或地球化学系统中（如地球、 大气圈、水圈、岩石圈）的平均含量。 广义的地壳中元素丰度可以分为：绝对丰度（Abosulute abundance)和相对丰度(Relative abundance) 狭义的地壳中元素丰度仅指绝对丰度
