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1、第三章 地球構(gòu)造 3-1 地球的圈層構(gòu)造 3-2 大地構(gòu)造學(xué)說 3-3 火山與地震,地球的外部構(gòu)造： 大氣圈、水圈、生物圈。,地球的內(nèi)圈層部構(gòu)造： 地殼、地幔、地核。,3-1 地球的內(nèi)部圈層構(gòu)造,三、 地殼的演變,,一、地球的內(nèi)部構(gòu)造,二、 地殼運動,,地殼 地幔 地核,,概念 地質(zhì)構(gòu)造及其地貌表現(xiàn),地質(zhì)年代的概念 地殼演化簡史和古地理概貌,,地球內(nèi)部的主要物理性質(zhì) 密度：從地表到地心，密度逐漸增大，在33km、2885km以及其他深度，密度突然增高。 壓力：靜巖壓力，即壓強隨深度增加壓力不斷增加； 33km處為1200Mpa，2885處為135200Mpa，地心處可達3

2、61700Mpa。 溫度：變溫層（外熱層）地表受太陽影響，溫度呈四季、晝夜周期變化的表層。 常溫層外熱層之下，地溫常年保持不變的地方。,地球內(nèi)部的主要物理性質(zhì) 地震波： 縱波質(zhì)點振動方向與傳播方向相同，速度快，任何物質(zhì)均可通過，又稱P波； 橫波質(zhì)點振動方向與傳播方向垂直，速度慢，不能通過液態(tài)介質(zhì)，又稱S波； 33km處，P波、S波的速度突然增加； 2885km處，P波、 S波的速度下降，S波降至0； 5155km處，S波從0變?yōu)?.46km/s。, 3.1 地球的圈層構(gòu)造,一、 地球的內(nèi)部構(gòu)造 （一）內(nèi)部圈層劃分 根據(jù)地球內(nèi)部波速 和密度的分異可將地球 內(nèi)部分成3個一級圈層

3、地殼、地幔、地核。 2個一級界面。,,核,核,地震波速度與地球內(nèi)部構(gòu)造,1、地殼(crust) 033km， 大陸型地殼（SiAl層）以花崗巖為代表； 大洋型地殼（SiMg層）以玄武巖為代表。,2、地幔（mantle） 332885km。 上地幔（33650km）， 上部為固態(tài)（3360km）； （上地幔上部固態(tài)與地殼組成巖石圈） 中部為部分熔融狀態(tài)（60250km，巖漿發(fā)源地） （中部低速層（部分熔融狀態(tài)）為軟流圈） 下部為固態(tài)（250650km）。 下地幔也為固態(tài)（6502885km）。,3、地核（core） 外核（28854170km），液態(tài)地核； 過渡層（4170

4、5155km），固液態(tài)過渡帶； 內(nèi)核（51556371km），固態(tài)地核。,莫霍面 前南斯拉夫?qū)W者莫霍洛維奇（1909年）首先發(fā)現(xiàn)地殼與地幔的不連續(xù)面，平均深度為33km。 古登堡面（Gutenberg discontinuity） 美國地球物理學(xué)家古登堡（1914年）首先發(fā) 現(xiàn)地幔與地核的分界面，平均深度為2885km。,（二） 內(nèi)部圈層的物質(zhì)組成 1、地殼 由固態(tài)巖石組成，沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖。 2、地幔 上地幔由相當(dāng)于基性巖（橄欖巖）物質(zhì)組成，其主要礦物為橄欖石、輝石和石榴子石，被稱為地幔巖，與石隕石相似。 上地幔中部存在的軟流圈是巖漿的重要發(fā)源地。 下地幔與上地幔物質(zhì)成分

5、相比，鐵的含量相對增加。 3、地核 其成分與鐵隕石相近，主要為鐵、鎳物質(zhì)，其次有少量硅、硫等輕元素組成的合金。,,二、 地殼運動 （一）地殼（構(gòu)造）運動概述 地殼運動主要是指地球內(nèi)力引起的巖石圈的變形、變位及洋底的增生和消亡的地質(zhì)作用。 （又稱構(gòu)造運動） 目前人們把晚第三紀(jì)以來發(fā)生的構(gòu)造運動，叫新構(gòu)造運動；把有人類歷史以來發(fā)生的新構(gòu)造運動，稱為現(xiàn)代構(gòu)造運動。,,,（二）地殼（構(gòu)造）運動的基本特征 （1）構(gòu)造運動具有方向性構(gòu)造運動包括水平運動和垂直運動兩種。 水平運動（造山運動） 表現(xiàn)為巖石圈的水平擠壓、拉伸或平移甚至是旋轉(zhuǎn)，使巖層發(fā)生褶皺和斷裂，甚至形成巨大的褶皺山系

6、或巨大的地塹和裂谷。,,,,,,,,,,,,,褶皺1,褶 皺,,垂直運動（造陸運動）表現(xiàn)為大面積的上升和下降運動，形成大 型的隆起和拗陷，引起海侵和海退。一般說來，垂直運動易于識別，但垂直運 動比水平運動緩慢。 在同一地區(qū)的不同時間內(nèi)，上升運動和下 降運動常常交替進行。 垂直運動總是此起彼落。,（2）構(gòu)造運動的速度和幅度的非均勻性構(gòu)造運動有快有慢，但多數(shù)是長期緩慢的運動，如 喜馬拉雅山四千萬年前是一片汪洋，今日卻成了世界屋脊。第三紀(jì)以來，每年平均上升0.05cm。從18621932年的70年間，平均每年上升1.82cm，近些年來上升速度還在增加。 大洋中脊以每年24cm的速度向兩側(cè)移動。,

7、構(gòu)造運動的幅度（指位移量），隨時間和地點而變化。 運動的幅度與運動的方向和速度有關(guān)。不論垂直運動還是水平運動，只要運動方向不變，時間愈長運動幅度愈大，同一時間內(nèi)，速度愈快，運動幅度愈大。,如 喜馬拉雅山開始上升以來，幅度已超過10000m。 江漢平原地區(qū)據(jù)那里的上第三系和第四系沉積物厚度計算，卻下降了1000m左右。 如果構(gòu)造運動在一定的時間間隔內(nèi)，運動方向頻繁變化，時而上升時而下降，或者作往復(fù)水平運動，那么地質(zhì)歷史記錄反映運動幅度不大。 因此構(gòu)造運動的幅度大小，直接反映著一個地區(qū)地殼的活動性。,,在大陸內(nèi)部，垂直 運動可以通過大地水準(zhǔn) 測量來發(fā)現(xiàn)。 在海邊可以利用各 種標(biāo)志來驗證。

8、如 意大利那不勒斯灣 海岸波簇里奧城神廟前 的三根大理石柱，就因 地殼的升降一渡沒入海 中，人們就根據(jù)海生動 物在柱上的鉆孔痕跡來 判斷地殼升降的幅度。,（三）構(gòu)造運動的地質(zhì)證據(jù)（地層表現(xiàn)） 地質(zhì)證據(jù) 是通過沉積物或沉積巖的厚度、巖相變化、 褶皺和斷裂以及 地層接觸關(guān)系 等來了解構(gòu)造運動的狀況。,（1）巖相及厚度變化 巖相是指沉積巖生成時的自然環(huán)境、物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及所含生物的特征在巖石上的總體表現(xiàn)。比如說， 地殼上升，沉積物的粒度變粗，厚度變小，甚至沒有沉積物，而使地表遭受風(fēng)化剝蝕（海退）； 地殼下降，沉積物的粒度變細，厚度加大（海進）； 如果地殼運

9、動活動頻繁，交替出現(xiàn)，自然沉積物的粗細就復(fù)雜多變。反之，如果地殼運動相對穩(wěn)定，沉積物就趨于簡單化。,總之， 沉積巖的巖相變化，意味著地殼運動的方向、速度變化； 沉積巖的厚度變化卻反映了升降運動的幅度。,如果同一種沉積巖在淺海中沉積，當(dāng)沉積的厚度超過淺海深度，若超過愈多，說明地殼下降幅度愈大。反之，如果同一種沉積巖沉積很薄，甚至產(chǎn)生缺失，這就說明該地區(qū)相對上升的幅度很大，也意味著該地區(qū)已露出水面（如圖）。,（2）褶皺和斷層 褶皺和斷層是構(gòu)造運動的直接表現(xiàn)。 一般升降運動引起的褶皺，從形態(tài)上看常常是一些大型的寬緩的隆起和拗陷。 產(chǎn)生的斷層主要是引張引起的正斷層或高角度的逆斷層。如汾渭地塹

10、、萊茵地塹、東非裂谷和大洋中脊等。,由水平運動造成的構(gòu)造形跡，大多數(shù)比較清楚。強烈的擠壓總是和緊密的褶皺、逆掩斷層以及斷層面呈波狀的輾掩斷層相聯(lián)系。 由于褶皺、輾掩而使地殼縮短變形、甚至重復(fù)。當(dāng)重復(fù)地層遭受長期風(fēng)化后，有時會形成飛來峰或構(gòu)造窗。,（3）地層的接觸關(guān)系 地層的接觸關(guān)系很重要，因為它是構(gòu)造運動的集中表現(xiàn)。 三種常見的地層的接觸關(guān)系形式： 整合 指兩套地層時代連續(xù)，巖層之間產(chǎn)狀一致，互相平行，這說明它們在沉積時，其間沒有發(fā)生間斷現(xiàn)象。盡管有過升降運動的交替，但沉積物沒有停止過。,平行不整合又叫假整合 指兩套地層重疊，產(chǎn)狀基本一致，但時 代不連續(xù)，其間缺失某些時代的沉積物（或

11、 地層）。這種接觸關(guān)系說明其間發(fā)生過升降運動，而且變?yōu)殛懙卦馐芮治g，使兩套地層之間出現(xiàn)凹凸不平的侵蝕面，這個面叫不整合面。缺失的地層時代，就是地殼上升的時期（圖8-4A）。,角度不整合指兩套地層的接觸既不相互平行，地層時代又不連續(xù)，其間有地層缺失（沉積物發(fā)生過間斷），這說明在第二套地層形成以前，曾發(fā)生過水平擠壓運動和上升運動，使上下兩套地層間成交角接觸（圖8-4B）。,平行不整合的形成過程是：陸地下降接受沉積上升遭受剝蝕再下降接受新沉積； 角度不整合的形成過程是：陸地下降接受沉積經(jīng)水平擠壓（巖層褶皺斷裂），上升遭受剝蝕再下降接受新沉積。,,圖8-4 平行不整合和角度不整合的形成過程示意圖 O

12、奧陶系 S志留系 D泥盆系 C石炭系 箭頭指示構(gòu)造運動方向,（四）地質(zhì)構(gòu)造及其地貌表現(xiàn)： （1）水平構(gòu)造 在地殼垂直運動的影響下未經(jīng)褶皺變動仍保持水平或近似水平的形狀。,（2）傾斜構(gòu)造 經(jīng)構(gòu)造變動后巖層層面與水平面有一定夾角的形狀。,（3）褶皺構(gòu)造 彎曲的巖層。,（4）斷裂構(gòu)造 巖石受應(yīng)力作用發(fā)生變形，當(dāng)應(yīng)力超過一定強度時，巖石就會發(fā)生破裂，甚至沿破裂面發(fā)生錯動，使巖層的連續(xù)性、完整性受到破壞者，稱為斷裂構(gòu)造。 基本類型：節(jié)理、劈理、斷層等。,三、 地殼的演變 對地質(zhì)科學(xué)來說，巖石是時間的記錄。 根據(jù)巖石由下而上的關(guān)系，地球歷史上的各個事件都可以記錄在巖石上，均可以排列在年代順

13、序中。 一般巖石中多含有放射性元素，利用放射性同位素在衰變過程中不受環(huán)境干擾且穩(wěn)定的特點，作為準(zhǔn)確的計時鐘“放射性時鐘”測定巖石或礦物的形成年代。,此外，埋藏在巖層中的生物化石，構(gòu)成一種特殊的時鐘“生物時鐘”。據(jù)此可以確定地球歷史中同時發(fā)生的事件。地質(zhì)學(xué)家就是用這些方法來確定各地地質(zhì)事件所發(fā)生的時間。然后按它們的先后次序劃分成適用的地質(zhì)年代單位，編制成“地質(zhì)年代表”并以此對地球歷史作系統(tǒng)研究。,（一）相對地質(zhì)年代的確定 相對年代把各個地質(zhì)歷史時期形成 的巖石以及包含在巖石中的生物組合，按先后順序確定下來，展示出巖石的新老關(guān)系。 相對年代只能說明各地質(zhì)事件發(fā)生的早晚，而沒有絕對的數(shù)量關(guān)系。

14、確定相對年代，主要是根據(jù)巖層的疊復(fù)原理、生物群的演化規(guī)律和地質(zhì)體（巖層、巖體、巖脈等）之間的切割關(guān)系這三個主要方面進行的。,（二）地質(zhì)年代的同位素測定 在地質(zhì)歷史中，幾乎有長達39億年的時間是被不含生物化石的變質(zhì)巖、巖漿巖所占據(jù)，因此需要用其它的方法來測定這些古老巖石的時代。,同位素年齡的測定放射性同位素的衰變有不受環(huán)境干擾和非常穩(wěn)定的特點，是一種準(zhǔn)確的天然測時鐘。 用放射性同位素的衰變來計算礦物和巖石的年齡，就叫同位素年齡測定（絕對年齡測定）。,3-2 大地構(gòu)造學(xué)說,,一、板塊構(gòu)造學(xué)說,二、地槽地臺說,,大陸漂移說 海底擴張說 板塊構(gòu)造說,,,一、板塊構(gòu)造學(xué)說：,1、大陸漂移學(xué)說 早在公

15、元1620年，英國人培根就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在地球儀上，南美洲東岸同非洲西岸可以很完美地銜接在一起。 到了1912年，德國科學(xué)家魏格納根據(jù)大洋岸彎曲形狀的某些相似性，提出了大陸漂移的假說。 經(jīng)過數(shù)十年后，大量的研究表明，大陸的確是漂移的。,人們根據(jù)地質(zhì)、古地磁、古氣候及古生物地理等方面的研究，重塑了古代時期大陸與大洋的分布。,2.4億年前的泛大陸。泛大陸又叫聯(lián)合古大陸，是兩億年來大陸漂移的起點，泛大陸北面陸，它包括北美、歐洲和亞洲；南面叫岡瓦納古陸，包括南極洲、非洲、南美洲、澳大利亞和印度、阿拉伯半島。,,2、海底擴張說 海底擴張說是海底地殼生長和運動擴張的一種學(xué)說，是對大陸漂移說的進一步發(fā)展。

16、 縱貫大洋底部的洋中脊，是形成新洋底的地方；地幔物質(zhì)上升涌出，冷凝形成新的洋底，并推動先形成的洋底向兩側(cè)對稱地擴張； 海底與大陸結(jié)合部的海溝，是洋底滅亡的場所。,3、板塊構(gòu)造說 地球表層是由一些板塊合并而成。這些板塊就像浮在海面的冰山，在熔融的地幔巖漿上漂浮運動。 板塊構(gòu)造是這些堅硬的巖石板塊以及它們的運動體系。 地球表層主要有六個基本板塊，板塊堅如磐石，其內(nèi)部是穩(wěn)定的，地殼處于比較寧靜之中，而板塊之間的交界處是地殼運動激烈的地帶，經(jīng)常發(fā)生火山噴發(fā)、地震、巖層的擠壓褶皺及斷裂。,六大板塊： 太平洋板塊 亞歐板塊 美洲板塊 非洲板塊 大洋洲（印度）板塊 南極板塊 其中太

17、平洋板塊完全由大洋巖石圈組成， 大西洋由洋中央海底山脈分開，一半屬于亞歐板塊和非洲板塊，一半屬于美洲板塊。 印度洋，也由人字形的海底山脈分開，使印度洋洋底分別屬于非洲板塊、印度板塊和南極板塊。,板塊為什么會運動，它的動力來自何處？ 主要是地幔深處的熱對流作用。 高溫熔融狀的地核 外圍的地幔加溫 近地核的巖層也熔化了。 但地幔下部的導(dǎo)熱性不佳，地核的熱量無法有效的散發(fā)出去，使熱量積聚，致使地幔逐漸升高溫度，地幔物質(zhì)成為塑性狀態(tài)，形成對流形式的運動。,,,地幔的熱對流在洋中脊處上升 沿著海底水平運動 至大洋邊緣的海溝島弧帶，隨著水平長距離運動而冷卻 沿海溝帶下

18、沉 又回到高溫的地幔層中消失。 漂浮在地幔上面的板塊也被帶動做水平運動。 故地幔的熱對流是帶動板塊運動的傳送帶。,,,,,板塊從大洋中脊兩側(cè)各自做分離的運動。 運動的板塊最終會相遇，相互碰撞。 當(dāng)大洋板塊與大陸板塊相碰撞，大洋板塊密度大而重，就插到大陸板塊之下，在碰撞向下插入處就形成大洋邊緣的深海溝。,當(dāng)兩個大陸板塊相碰撞，則互相擠壓，使兩個板塊的接觸帶擠壓變形，形成巨大的山系，如喜馬拉雅山系就是歐亞板塊與印度板塊擠壓而形成的。 因此，大洋底部的運動，形成大洋邊緣島弧海溝復(fù)雜的地貌，也構(gòu)成大陸上巨大的山系，板塊構(gòu)造控制了整個地球的地表形態(tài)。,二、 地槽地臺說 基本論點：地殼

19、運動主要受垂直運動控制，地殼的此起彼降造成振蕩運動，水平運動是派生或次要的。 驅(qū)動力是地球物質(zhì)的重力分異作用。 物質(zhì)上升造成隆起，下降造成凹陷。 地槽區(qū)地殼活動強烈，構(gòu)造復(fù)雜，在地表呈長條狀分布；升降速度快，幅度大，接受巨厚沉積，具有復(fù)雜的巖相變化，褶皺、巖漿活動強烈。,,地臺與地槽有著根本性質(zhì)的差別。 地殼活動穩(wěn)定，升降速度、幅度較小大，構(gòu)造運動和巖漿活動較弱。,,地臺與地槽有著根本性質(zhì)的差別，分別代表了地殼的穩(wěn)定區(qū)和活動帶。 在兩者的轉(zhuǎn)化關(guān)系上出現(xiàn)了兩種絕然不同的觀點。 “泛地槽”論者認為地球形成初期全球皆為地槽，地槽變成褶皺帶后發(fā)展成地臺，沿這個地臺的邊緣鑲邊式地貼上新的褶皺帶，使地臺面積不斷擴大。 “泛地臺”說則認為地殼形成的初始階段有一個全球性的原始古地臺，因深大斷裂作用而破裂，沿深大斷裂發(fā)育成地槽。,,思考題,（三）回答問題 1、簡述地球內(nèi)部各圈劃分的主要依據(jù)。 2、簡述地球內(nèi)部各界面及各圈層的主要特征。 3、如何用放射性同位素測定年齡？其原理是什么？ 4、怎樣確定地質(zhì)年齡？各方法有何特點？ 5、簡述地質(zhì)年代表及各地質(zhì)時代的主要特征。 6、全球地震分布的規(guī)律是什么？為什么？ 7、為什么說我國是一個多地震的國家？,（四）畫示意圖說明地球一級圈層和界面。,