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地质学基础 第一章 地 球 地球的基本参数 地球的主要物理性质 地球的圈层构造 地球表面的地形 第一节 地球的基本参数 极半经为 6 356.8km 赤道半经为6 378.2km 平均半经为6 371km 扁率为 1 / 298 赤道一带稍微凸出，南北半球也不对称，加上表面凹凸不平，地球是一个不规则的旋转椭球体 基本上仍是一个圆球 第二节 地球的主要物理性质 一、地球的密度 二、地球的压力 三、地球的重力 四、地球的磁场 五、地球的温度 六、地球的弹塑性 一、地球的密度 地球的平均密度：5.516g/cm3 地表岩石平均密度: 2.7g/cm3 地心的密度: 13g/cm3 二、地球的压力 地球内部压力是随深度加大而逐渐增高的。深度每增加１km，压力增加27.5 MPa（1 MPa＝1兆帕斯卡＝１０６N / m２）。深部随着岩石密度的加大，静岩压力增加得更快些。静岩压力在莫霍面附近约1200 MPa，古登堡面附近约135,200 MPa，地心处可达361,700 Mpa，相当于360万个大气压力。 三、地球的重力 三、地球的重力 三、地球的重力 四、地球的磁场 四、地球的磁场 四、地球的磁场 五、地球的温度 六、地球的弹塑性 第三节 地球的圈层构造 一、地球内部圈层及其主要特征 二、地球外部圈层及其主要特征 三、地球系统 一、地球内部圈层及其主要特征 （一）如何确定地球内部结构 地震波的反射和折射 研究发现地球内部存在多重界面，因界面上下物质组成的差异，地震波会发生折射和反射。地质学家正是通过对天然地震波的记录来探索深部地球的，往往需要全球地震台的联网合作。目前已经积累了大量的地震数据，对地球内部结构有了较为明晰的认识。 （二）不连续界面 根据地震波在地球内部的传播速度及其变化情况，发现有7个显著的地震波速不连续界面，其中有2个最明显、最重要的地震波速变化的界面。 1、莫霍面：地震波穿越时，波速突然增大，纵波由6~7km/s突增至8.0km/s。该界面是前南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇于1909年发现的，是地壳和地幔的分界面，其深度在大陆上平均为33km左右，在大洋底则为11~12km。 2、古登堡面 是美国地球物理学家古登堡于1914年提出来的，其深度为2898km，地震波穿越该面时，波速突然降低，其中纵波速度由13.3km/s突降为8.1km/s；横波速度降为零，表明不能穿越，据此可以判断古登堡面以下的地核的部分物质是液态的，是地幔和地核的分界面。 除莫霍面和古登堡面外，地球内部还有一些次一级的地震界面，它们是进一步划分二级或三级圈层的依据。 地球内部结构与地震波速的变化 地球内部分层和地球物理特性 （三）地球内部圈层的特征 1、地壳（crust） （1）地壳的厚度特征 是固体地球内圈最外的一个圈层，由各种岩石组成，下界面为莫霍面。 地壳的厚度在各地是不均匀的，在大陆区的平均厚度为33km，最厚可达70~80km；在大洋区则较薄，一般为4~9km，平均为6km。整个地壳的平均厚度为16km，为地球半径的1/400，体积为地球体积的0.77%，质量占地球质量的0.39%。 全球地壳厚度等值线图 中国地壳厚度等值线图 （2）地壳的结构（分层）特征 地壳结构示意图 （3）大陆地壳和大洋地壳对比 2、地幔（mantle） 位于莫霍面以下，古登堡面之上；介于地壳和地核之间的一个圈层，又叫中间层，即B、C、D层。厚度约2860km，占地球半径的44%，体积为地球的83.3%，质量为地球的67.8%，平均密度约4.5g/cm3。地震波速在984km深度上突然增大，以此为界，将地幔分为上地幔（B、C层）和下地幔（D层） 上地幔：密度在3.3g/cm3以上，平均为3.5g/cm3。据分析，该层物质成分基本上相当于含铁、镁很高的超基性岩。 下地幔：密度平均为5.1g/cm3。物质成分与上地幔基本相似，因压力增大，形成了一些晶体结构更紧密的高密度矿物，因此，下地幔是由超基性岩的超高压相矿物组成。 3、岩石圈和软流圈 4、地核（core） 是古登堡面以下直到地心的地球中心的球状体。半径约3473km，它占地球总体积的16.3%，总质量的32%. 根据与陨石资料的对比，一般认为地核的成分相当于铁陨石，即含铁量80%，含镍量为5~20%。 根据地震波速度的变化情况，以4640km和5155km两个深度为界，将地核分为外核、过渡层和内核三个