讲03 地球-2详解.ppt

第二节 地球的物理性质 一、地球的密度、重力和压力 1.地球的密度 根据万有引力定律，可得出地球的质量，同时根据已知的地球体积，可得出地球的平均密度（5.517克/cm3）。野外常见的岩石的密度通常为2.5-3克/ cm3 ，地球内部的物质密度应远远大于其平均密度。 通过地球物理和实验岩石学方法研究发现，地球内部的密度存在数个不连续界面； 0-670公里存在三个小台阶。 670公里处密度由3.99g/cm3突变到4.39g/cm3 cm3 2891公里处密度由5.57g/cm3突变到9.90g/cm3 5150公里处密度由12.17g/cm3突变到12.76g/cm3 地心处的密度为13.09g/cm3 。 第二节 地球的物理性质 2.地球的重力 1）重力的定义：地球的重力是指地心的引力与地球自转产生的合力。 地球表面重力值的变化：固体地球表面的重力随着高度的增加而减小，随着纬度的增加而加大。 地球内部重力值的变化：从地面向下，重力值逐渐增加，至2891公里处达最大值，2891-地心，重力值急剧减小，地心处为零。见图2-7B。 重力异常的概念 ： 理论值：以大地水准面为标准，计算的地球表面各处的重力值。 实测值：实际测量的重力值。 实测值经高度和密度校正后与理论值不符的现象称重力异常。 当矫正后的实测值大于理论值时称正异常，反之称负异常。正异常区表示地下存在高密度物质，负异常区则为低密度物质。 第二节 地球的物理性质 3.地球内部的压力 所谓地球内部的压力是指地球内部的静压力，它取决于深度、上覆物质的平均密度和平均重力。地球内部的压力变化见表P14-C 。 二、地球的温度 火山喷出的 灼熔岩流 以及温泉的喷出，均告诉人们；底下深处具有巨大的热源。 一）地热的来源： 1）放射形元素的衰变能（地热主要来源）。2）化学反应能。3）重力能。4）地球旋转能。5）结晶能等。 第二节 地球的物理性质 二）地面热流 地球内部的热量通过岩浆活动、断裂构造、岩石传导等形式船递到地面，由于地壳构造状态的不同，传递到地面的热量 也不同，为了反映地面传递热量的大小，我们用地面热流来表示。 所谓地面热流是指单位时间、单位面积地面放出的热量，热流单位为HFU，1HFU=1微卡/（㎝2·秒）＝41.87毫瓦／㎡。不同地区的地面热流值见P15表2-1 三）地下的温度 从地表至地下深处，温度的变化分为三种类型： 1.变温层：接近地表，深度平均约为15米，其热量主要来至于太阳的辐射能。该层的温度随昼夜、季节的变化而变化。 2.恒温层：变温层下温度常年不变的地带，热量来自于地球内部地热。该层的温度与当地的年平均气温相等，通常两极较深，赤道较浅。 3.增温层：恒温层以下温度随深度的增加而增高，热量来自于地球内部。为了反映该层的温度变化特征，我们常用地温梯度（C/100M）、地温级（M/C ）来表示。处于不同地壳构造状态下的地区，其地温梯度或地温级不同。 第二节 地球的物理性质 三、地球的磁性和电性 一）地球的磁性 地球是一个磁化的球体，具有一定的磁性，地球磁力线分布的范围称为地球的磁场。 由于地磁极常发生缓慢的位移并与地理极不在同一位置，因而我们用下列要素来表示地球磁场的特征： 1）磁力线与方位；2）磁倾角；3）磁偏角；4）磁场强度。 其它：磁场各要素的变化规律。地磁异常现象与磁法勘探 二）地球的电性 地球具有微弱的自然电流—大地电流其平均值约为2A/公里2，两极地区较大。在地质上可利用岩石的电阻率进行电法勘探。 四、地球的放射性 地球内部分布的放射性元素使地球具有放射性，放射性元素在衰变过程中还放出一定的热量，成为地热的主要来源。在实际工作中我们可以利用放射性元素的衰变原理进行同位素测年，找矿等。 第二节 地球的物理性质 五、地球的弹性和塑性 一）表现形式 地震波在地球内部传播，表明地球具有弹性，日月引力作用造成地球发生固体潮（7-15厘米）也表明地球具有弹性。地球的自转，因离心力作用造成地球成为一椭球体，表明地球具有塑性。 二）地震波的基本概念 地震波按传播方式分为体波和面波。体波是指在介质内传递的波（研究重点），面波是指在介质表面传递的波。体波分为横波（S波）与纵波（P波） 横波：质点的震动方向与波的运动方向垂直。