地球的圈层结构ppt课件

.第一，二章地球的圈结构，2，本章的重点：地球的基本圈及其特点和划分依据是五建华教材第二章，第二节。3，主要内容，I，固体地球内部结构的研究方法ii，地球内部线圈结构的划分3，地壳4，地幔5，核-地幔边界和地核6，岩石圈。4，地球内部结构主要通过地震波和大地震对地球自由振动的观察和研究来确定。研究地球结构的地震点称为结构地震学。一、固体地球内部结构的研究方法，一。结构地震法，5，地震波是地震源向地球介质传播的弹性波，是机械运动的传播。地震报可以用来建立地震学研究，分为两类：自然波(地震、火山)和人工报源(爆炸、气枪信号、冲击等)。地震波类型：体波和面波。体波可以传播到地球内部的三维空间。面波只能在地球表面或岩石层界面的二维空间内传播。一、固体地球内部结构的研究方法，一。结构地震法，6，切波可分为3360P波和s波，它们通过地球以不同的方式传播。P波也称为纵波、压缩波或一次至二次波，是由地球内部物质的压缩引起的。特征：粒子位移与传播方向一致。传播速度快，最先到达震中。也可以扩散到固体，也可以扩散到液体。使地面上下震动，破坏。S波也称为剪切波、剪切波、扭曲波或二次波。特征：粒子置换方向与传播方向垂直。传播速度慢。只在固体中扩散。它使地面前后、左右抖动、破坏；地震波的传播速度取决于介质的弹性和密度。地震波的地球传播速度一般随深度增加。I .固体地球内部结构的研究方法，1 .结构地震法，7，面波，纵波(p)，横波(s)，I，固体地球内部结构的研究方法，1。结构地震法，体波，8，根据从地面接收的体波，可以求出地震射线的传播路径和穿透深度，以及介质在每个深度的速度。地震波的速度结构可以反映地球的内部介质结构(右图)。一、固体地球内部结构的研究方法，一。结构地震法，地震，9，利用地震观测资料信息反演地质体内部三维结构的方法。接收传播到地面体的地震波的移动时间和波形，进行分析计算，提取地质信息，利用计算机图像重建技术再现地球内部的三维速度结构。I .固体地球内部结构研究方法，2 .地震断层扫描，wolf net，自然，1997，子午线卵，epsl，2001。10，通过这种方法得到的地球内部高速区域，相当于较冷、较硬的物质区域，例如大陆盾和旧的海洋盆。与热或部分熔化的软物质区域(如山脊)相对应的低速区域。目前，水平分辨率增加到了数百公里，垂直分辨率增加到了接近曲面的几十公里。一、固体地球内部结构的研究方法，二。地震断层扫描，子午线卵，epsl，2001。11，3。人工地震测深方法通常用于研究地壳和上地幔结构。人工地震测深是以爆炸物和爆炸物以外的来源为来源，产生地震波进行测量的。地震震源、震源深度、地震发生时间预先确定，分辨率高，常用于探索一个区域或一个剖面地壳-上部地幔的微观结构。有关海洋地壳结构的很多数据是用这种方法得到的。4.物质特性和地震关系比较法地球内部物质的物理性质和化学组成都与地震波速度有关。根据地球内地震波的速度结构，还可以求出密度和弹性参数等深度分布。第一，固体地球内部结构的研究方法，12，5。人造卫星根据人工地球卫星轨道参数的变化，可以求出与地球内部密度分布有关的地球位置波函数展开系数。通过这些系数，可以计算大地水准面相对参考椭球面的起伏和大地水准面上长波自由空气的异常。根据大地水准面的起伏和长波自由空气异常，可以反转地球内部的密度分布及其相关的地球内部结构。6.通过钻探和观测暴露的岩石研究地壳的直接方法。今天地球钻探的深度为13公里；超过。由于地壳上升而侵蚀暴露出来的岩石原来的形成深度没有超过25公里。I .固体地球内部结构的研究方法，13，主要内容，一，固体地球内部结构的研究方法2，地球内部线圈结构的划分3，地壳4，地幔5，核-地幔边界和地核6，岩石圈。14，2，地球内部线圈结构的划分，地球由大气层、水权、生物圈、固体地球等四个基本圆圈组成。在讨论地球变化等问题时，固体地球方面以岩石圈为主。本课程主要讨论岩石圈的结构和动力学。15，1909年，莫霍罗夫斯基根据地震初期的波动计算，在地下几十公里的深度，物质的波速为6.2 7.6公里/秒，以下是8.0 8.2公里/秒的横截面。后来，这个横截面被称为模糊面或m接口，它在世界各地很普遍。模糊面上的圆圈称为地壳。古腾堡在1914年大约2900公里的深度，波波速度为13.64公里/秒，波波速度为7.11公里/秒，波波速度骤降到7.9公里/秒，s波突然消失了。稍后，此剖面称为古腾堡面或g面，古腾堡面下面的部分称为地核，模糊面和古腾堡面之间的部分称为地幔。第二，地球内部线圈结构的分割，16，1936年，莱曼根据通过地核的地震纵波，首先提出地核内部存在一个分段，然后再把原子核分为原子核和外核。后来，古腾堡(1959年)和杰弗里斯(杰弗里，1962年)证实了莱曼的假设，发现内核的半径在1200至1250公里之间。内部和外部核心边界的深度约为5100km。外核不能传播s波，核可以传播s波，根据地球的潮汐和地球的自由振动推断地球的刚度，外核是液体，核是固体。第二，地球内部线圈结构的分割，17，青铜(Bullen博伦，1963，1975)根据地球内部地震波的速度分布，把固体地球划分为七层。地壳是a层。地幔是b、c、d三层。外核是e层。内外核的过渡区域是f层。内核是g层。后来，他根据新信息将D层分为D 和D 层(表2-1)。这种分割方案至今仍被广泛引用。第二，18，表2-1青铜的地球内部分层，上地幔，下地幔，VP梯度正常，Vs为0，2，地球内部线圈结构的分裂，19，地球内部结构和物质成分的设计图有上地幔两种不同。一个仅包含b区域，另一个包含b和c，另一个包含b和c，另一个包含b和c的两个区域，即，d，20，地球内部结构和地震波速度的变化，p波是纵波，A层是地壳。b、c、d层是地幔(b上地幔、c地幔过渡层、d下地幔)；e，f，g层被称为地核(e外核，f内核，g核)，第二，地球内部卷层结构的分裂，21，1914年，美国地质学家巴雷根据地壳平衡理论，推测地球深处存在一个小平流层，把上面的固体部分称为岩石圈。1926年，古腾堡发现，当当地冲击波经过100-200公里深度时，p波速度从8.1-8.5公里/秒下降到7.2-7.8公里/秒。地球表面到低层部分称为岩石圈，包括地壳和上层地幔的顶部。其下的低速层称为对流层。这个分层概念被广泛接受，成为板块构造论的立论基础之一。地球内部的卷层另一个划分是岩石圈、软流圈、中间圈和地核。中间圈是指软流圈底部核-地幔边界的地幔部分。有些学者把地壳和上层地幔称为救生员。，2、地球内部线圈结构的分割，22、固体地球的线圈结构，2、地球内部线圈结构的分割。23，2，地球内部线圈结构的分割，24，2，地球内部线圈结构的分割，25，2，地球内部线圈结构的分割，26，地球内部结构和物质构成图的地幔分为两种方法。一是包含B区、B和c两个区域的另一种研究方法，即、d .27、主要内容，一是固体地球内部结构的研究方法，二是地球内部盘柜结构的划分3、地壳4、地幔5、28，地球内部结构和物质组成图的上部地幔可以分为两种方法。一个是b区，另一个是b区和c区，两个区地壳的厚度和组成很不均匀。最明显的差异是大陆地壳和海洋地壳之间。一般分为上下两部分：上层称为硅或花岗岩，主要由沉积岩、花岗岩或变质岩组成，厚度从0到40公里，地震波在花岗岩中的传播速度类似。下部称为硅酸镁或玄武岩层，主要由基石等变质岩组成，厚度5-30公里，地震波在这一层保持与基石相似的传播速度。三、地壳、根据30，3.2地壳的类型、地壳的组成、结构和厚度的差异，分为大陆型地壳和大洋型地壳两类。平均来说，大陆地壳比海地壳厚，年龄大，密度小。这两种地壳在化学成分和矿物成分方面截然不同。海洋皮和陆地皮之间的地壳也可以分为一种叫转移地壳的方法。有些学者把地壳分为四种基本类型：大陆型地壳、大洋型地壳、次(亚)海洋地壳和次(亚)大陆型地壳。三、地壳、31，3.2地壳的类型，(1)海洋地壳(海洋地壳)分布在水深超过3000米的海洋盆地下。厚度小，只有5-10公里，平均7公里，最薄的地方不到5公里。海洋贝壳在沉积层正下方是玄武岩层(Vp=6.46.9km/s)，没有硅。平均成分与山脊产生的低钾玄武岩的成分相似。可分为三层：一层：未统一的海洋沉积层，厚度0-1公里，平均0.3公里；第二层：枕头玄武岩和基岩组，厚度0.7-2.0公里，平均1.7公里；三层：由辉长岩和蛇纹岩化超镁铁岩组成，厚度4.9公里。iii，地壳。32，3.2地壳的类型，(2)大陆地壳(大陆地壳连续地壳)分布在被大陆和海水复盖的大陆架和大陆斜坡下面。厚度，一般30至50公里，平均40公里，最长80公里。根据地壳的结构、成分和厚度差异，陆地外壳一般是花岗岩、硅和铝层(厚10-20公里Vp=6.2km公里/秒Vs=3.6km公里/秒)，底部是玄武岩或硅层(厚15-15公里)根据地壳岩石的化学成分和实验岩石学数据，地壳的上层结构大致上类似花岗岩的闪石岩或石英的闪石岩。下层成分类似于颗粒-榴辉岩相变质基本岩石。大陆地壳的平均成分与中性火成岩(安山岩)的平均成分相似。3，地壳，33，3.2地壳的类型，不同结构单元的大陆下地壳结构，3，地壳，34，大陆地壳和海洋地壳的主要区别：两种地壳的厚度不同，海洋壳缺少硅铝层。大陆地壳和海洋地壳之间以大陆斜坡为界，而不是以不稳定的海岸线为界。(3)过渡地壳大陆边界的岛弧、边缘、内陆盆地和部分海洋岛屿，表示沉积层和地壳上、玄武岩质下、过渡地壳15-30公里的地壳厚度。三、地壳、35，3.2地壳的类型，大陆地壳，海洋地壳，3，地壳，过渡地壳，36，3.3地壳的岩石学分层，地壳的结构非常复杂，有明显的侧向变化。同一地壳层的地震波速度和厚度因地区和构造单位而异。大多数外壳都经历了过多的碰撞、裂纹、热量、冷却和其他作用，很难概括为简单的双层模型。虽然如此，许多有关地壳结构的文献仍然使用上地壳、下地壳，甚至中地壳这个术语。地壳的分层结构主要取决于地震波速度的深度增加所发生的变化，以及多个速度不连续界面的存在。这种分层结构模型不是来自对构成地壳的物质组成的直接观察。除了科学的深钻取样外，还可以通过对表面部分暴露的深地壳剖面和岩体的直接观察，获得构成地壳的物质组成的信息。三、地壳、37，通过岩石地球化学和岩石-结构研究，地壳的岩石学垂直分层可以分为：上地壳：未变质表皮岩下的绿色片岩岩石；中地壳：主要是富含铝、局部混合岩石学和花岗岩的角闪岩相岩石。下地壳：包含长影片麻岩和多个入侵者的颗粒岩相。地壳物质结构的基本特征：石英含量降低，长石含量降低。根据一般地热梯度(30c/km)，上述地层面的大致深度为5km、15km、25km左右。3.3地壳的岩石学分层，3，地壳。38，3.3地壳的岩石学分层，3，地壳，研究实例：根据华北裸露的地壳岩石的研究，标记出不同的变形相，形成地壳的岩石学分层，如右图所示。39，3.4研究案例地质剖面揭示的地壳结构(了解)，1985-1990年，国际岩石圈委员会(ICL)根据板块结构和地壳要领的指导，根据地球物理、地球化学、地质结构数据相结合的原理进行了综合编辑，结果显示中国的11个(tengiwen)1991年以来，中国在GGT项目的影响下，又进行了几次局部GGT剖面研究。GGT是根据全球多个国家的统一计划和要求执行的，因此可以轻松比较全球多个地区的岩石圈结构。以中国的亚东-恩格尔木和前苏联的B-2地质横断面为例，介绍地质大断面的地壳结构。三、地壳、40，(1)亚东-恩格尔树地质科本节南印度恒河平原，北-中国柴达木盆地，全长1400公里，是世界上最先进的喜马拉雅造山带，横跨青藏高原。根据地震波速度结构特征(图1-11)，亚东-恩格尔树剖面的岩石圈，可以根据地震波速度变化和可能的物质构成，将地壳分为上、中、下三层(乌孔干等，1991)。青藏高原的内部地壳一般厚模糊面的深度约为60 80公里。从断面来看(图1-11)，中间地壳厚度大，南北两端薄。iii，地壳，3.4研究案例地质剖面中揭示的地壳结构。41，(1)上地壳主要由中生代到古生代的沉积盖层、远古系浅变质岩、太古系深变质岩、酸性花岗岩等组成。上地壳岩层的速度变化较大，一般为5.30 6.20公里