海洋地质 第二章

1、第一章绪论第二章地球和海洋第三章地壳第四章大陆漂移，海底扩张和板构造第五章海洋地质作用第六章海岸带的现代过程第七章河口和三角洲第八章大陆边缘及其地质构造第九章深海堆积第十章古海洋学第十一章海洋矿物资源，海洋地质学，第二章地球和海洋第一节，地球的主要物理性质第二节， 地球外部包围层第三节，地球内部包围层第四节，海洋的概念和类型，第一节地球的主要物理性质，地球的形状和大小的大地水准面：平均海面及其面向大陆下扩展的理论连续面。 地球的基本参数是，极半经为6 356.8km赤道半经为6 378.2km平均半经为6 371km的扁平率稍突出到1/298赤道附近，南北半球也不对称，表面凹凸不均匀，地球是不

2、规则的旋转椭圆体，基本上是球，是宇宙中可见的地球、地球的主要物理性质， 地球密度二，地球压力三，地球重力四，地球磁场五，地球温度六，地球弹塑性，一，地球密度，地球平均密度： 5.516g/cm3地表岩石的平均密度： 2.7g/cm3，二，地球压力，地球内部压力随着深度的增大每深度增加1公里，压力就增加27.5 MPa (1mp a=1百万帕斯卡=106N/m2 )。 深部随着岩石密度的增大，静岩压力增加得更快。 静岩压力在莫霍面附近约1200MPa，在古滕贝格面附近约135、1200MPa，地底部达到360、1200MPa，相当于360万个大气压。 地表、地底、三、地球重力、r、d、f、p、r

3、、地球重力地球自转引起的离心力和地球引力的合力。 p=fdf=mgmd=r，R2，(g为万有引力常数，为角速度)离心力相对小，赤道上也只有万有引力的1/289，所以重力大致等于万有引力，方向也大致指向地底。 为了便于比较，重力(重力加速度g) g=GM/R2 (单位用Gal) 1 Gal=1cm/s2，三，地球重力、重力在地表的变化重力随纬度的增加而增加，随海拔的增加而减少。 台阶每增减1m，重力差为0.3083mGal .如果以地球为均质体，则可以以海面为基准计算各纬度的标准重力值。 g=987.032 (1.3 * 10-3 * sin 2- 5.9 * 10-6 * sin 22) g是

4、重力(伽马)，是纬度、重力在地球内部的变化影响重力大小的不是地球整体的质量，主要是深度以下的质量。 由于地壳和地幔的密度比较小，从地表到地下2900km的地幔界面，重力几乎随着深度的增加而增加，但有波动。 在核地幔界面，重力值极大(约1069)，进一步深入的话，各方向的引力取得平衡，重力值逐渐减少为零。 重力的变化，三，地球的重力，实际测定的重力值和理论重力值的差，被称为重力异常。 重力值理论实测重力值异常时，重力值10km是地球的重要组成部分，是指与固体地球有关，共同进化形成丰富多彩的地球，一、大气球、大气球：由于地球引力聚集在地表周围的气圈。 大气层中的气体主要集中在距离地表18km以上的

5、范围，上面的气体会变得极其稀薄。 主要成分为氮，78.09%； 氧气，20.94%； 氩，0.93%； 其他，0.04%。 (按体积计算)。 地表以上分为对流层、平流层、中间层、暖层、扩散层(散逸层)五个二次层。 对流层：平均厚度12km，含有很多水蒸气和尘埃。 表现强对流。 风、霜、雨、雪、雹、雾等天气现象都发生在这一层。 平流层：从对流层山顶到地表55km以上的范围。 大气进行水平运动。 几乎不含有水蒸气和尘埃，没有天气现象。 中间层：从平流层山顶到地表在85公里以上的范围。大气在进行对流运动。 存在电离层，反射电波。 暖层：从中间层的山顶到地表在800公里以上的范围。 内部存在多个电离层

6、，也称为电离层，强反射电波。 扩散层：从暖层的顶部到外层的空间。 物质多以原子、离子的状态存在。 地球物质向宇宙空间扩散的部位。二、水圈、水圈：指地球表层由水体构成的连续圈。 那个物质状态有固、液、气三种状态。 水体的形式有河、湖、海、冰川(盖)水蒸气、地下水等，形成了包围地球的完整包围层。 地表被液体水体直接复盖的区域占地面积的三分之四。 在太阳能、重力的作用下，使水圈的水体旋转并再次运动，形成水循环。 使水循环的方法是海与大陆之间的循环。地表和地下的循环生物体和周围空间的循环水圈和大气圈的循环。 海水97.41%淡水2.59%、水圈的循环、三、生物圈、生物圈：是指地球表层由生物及其活动地带

7、构成的连续圈。 生物从高等到低等，从动物到植物，以及细菌和微生物等生活在地球表面一定范围的陆地、水体、土壤和空气中，构成了基本连续的包围层。 现在已知的生物约有200万种。 生物的进化发展受自然环境的进化支配，通过地质历史时代的生物化石的研究可以了解地质进化的历史。 对第三节、地球的内部包围层、地球的外部包围层，一般可以用直接观察的方法进行研究。 但是，用直接的方法研究地球的内部构造很难，目前最深的挖掘也只达到了地下12km。 地震波在地球内部传播时，有两个明显的波速突界面，这两个地球内部界面分别称为“莫霍罗面”和“古滕贝格面”，地球内部可分为三个级圈层：地壳、地幔、地核根据二次界面，再分为六

8、个级圈层大洋地壳，大陆地壳，1957年，美国地质学家沃尔特芒克提出了野心勃勃的计划。 这个计划的核心内容非常简单，那就是挖一口井挖整个地壳。 因为这口井一直位于莫霍界面地壳和地幔的界面，所以这个计划被称为“莫霍计划”。 地球科学界梦想的理想是穿过地壳，进入地幔，揭开地球内部的神秘。 但是，人的“入地”的手臂远不如“天”，大陆的地壳平均厚度为33km，大洋地壳平均厚度为7km，但迄今为止陆地上最深的挖掘也不过是12km。 地壳在高山下最厚，在深海下最薄，想穿过地壳当然选择深海。 1961年，美国决心在东太平洋3000米以上的海底挖掘地壳，但技术的困难和惊人的消耗迫使他们“浅味辄止”。 此后几十年

9、，人类在大洋基岩中经历了4口超过千米的深井，井的深度最大达到1800m米，离7000m米的地壳厚度还相当远。 因此，在现阶段研究地球内部结构及其物质状态，只能依靠几种间接方法，其中最重要的方法是分析研究地震波。 地震发生的地震波通过地球内部返回地面，因此被地震仪接收，可以进行研究。 地震波在地球内部的传播情况是理解地球内部结构的科学依据。 地震：地壳快速摇晃的现象，是地壳作用的表现。 地震波：体波：纵波(p波):振动方向与传播方向一致，传播速度快，可在固体、液体、气体中传播。 横波(s波):振动的方向与传播方向垂直，传播速度慢，只能在固体中传播。 面波：只在地球表面传播。地球的内部包围层、地球

10、的内部包围层的区分1 .根据：体波(纵波和横波)在地球内部传播时，当传播介质(构成地球的物质)的条件变化时，其传播速度和传播方向也发生变化，发生折射和反射现象。 2、两个重要的不连续界面均质面(简称均质面):地壳和地幔界面特征： p波速度急剧上升(7.08.1km/s )，s波速度急剧增加(4.24.4km/s )。 命名：由发现者克罗地亚学者A. Mohorovicic命名。 古滕贝格面：地幔和地核界面特征： p波急剧下降(13.67.98km/s )，横波突然消失(7.23km/s)。 命名：以发现这个接口的美国薮德系学者B. Gutenberg命名。 3 .内部各圈层：地壳、地幔、地核、

11、地球的内部圈层、根据地震波的研究，在深度60300km的范围内，厚度约100km的地震波低速层被称为软流圈。 岩石圈：地壳和地幔最上部的固体部分的总称，或软流圈上的固体岩石部分。 图、软流圈和岩石圈的性质软流圈：地球外圈和内圈之间的过渡圈层，有明显的地震波低速层，位于地面以下的平均深度约150km处。 软流圈的深度各地不同，厚度不同。 洋壳下的软流圈的厚度比陆壳的软流圈大。 软流圈的顶、底不是平坦的面，而是逐渐迁移的轮廓不清楚的层带。 软流圈的岩石部分处于熔融或塑性状态，在小的剪切力作用下会变形，只要有很小的力就会引起物质的流动。 在上地幔出现低速层(相当于软流圈)，1种物质组成不同的2高温3

12、岩石部分熔融，由此产生的实验室内的高温高压实验结果和理论计算可以认为是低速层与上地幔的深度相应的物质部分熔融的缘故。 形成软地板的可能性，温度上升有助于物质的熔化，压力上升使物质的熔点上升。 在地球表层由温度深度引起的增加比由压力深度引起的增加快，达到一定深度后，温度上升到地幔物质的固相线的温度，地幔物质开始溶解，深部地温梯度减少，温度上升慢，压力增加的效果超过温度上升的效果，达到某一深度软流圈上界：在相应的压力下，组成物质的熔融温度等温面的深度。 软流圈下界：地幔温度低于固相线温度，地幔物质处于固体的深度。 岩石圈的厚度地域大，厚度不同。 岩石圈的厚度和年龄是一定的规律：最年轻的地壳下岩石圈

13、最薄，最老的地壳下岩石圈最厚。 在海洋中，洋壳的年龄越大，其海洋岩石圈的厚度就越大。 洋壳和陆壳碰撞时，为什么洋壳难以变形，陆壳容易变形形成山脉？ 1岩石圈上部地壳比其下部地幔顶部的岩石物质软，因此地壳容易变形，地壳下部的岩石圈部分，岩石的刚性系数随着深度的增大而增加，使板具有刚性。 2岩石圈的刚性随温度变化，在一定的温度条件下岩石成分为花岗岩和玄武岩的陆壳，强度比岩石圈的橄榄岩小。 由于洋壳薄，橄榄岩浅，温度低，这种靠近表层的冷橄榄岩，海洋岩石圈的强度能阻止结构变形的发生。 大陆的地壳很厚，陆壳下面的岩层温度比洋壳的地面高，所以大陆的岩层比海的相当部分的强度弱。 岩石圈和软流圈的确认为以活动

14、论和板块构造为中心的新全球构造说提供了必要的前提。 从这个意义上来说，岩石圈是参与地表构造变形和构造变动的地球壳。 岩石圈和软流圈的概念是现代活动论的基础，也是古典大陆漂移方式的根本存在。 全球结构，逆冲，右旋，压迫型断层地震。地震发生结构是龙门山构造带的中央裂带，在压力的作用下，从西南向东北逆进运动的这次地震是单方面破裂的地震，从西南向东北移动，馀震向东北扩展，基金胡卡板俯冲进入喀斯特俯冲带引起喀斯特山脉的火山活动， 1989年10月17日，加利福尼亚的旧金山(旧金山)罗马Prieta地震使Marina地区的建筑物倒塌，地壳：在莫霍面上用固体岩石形成的硬壳。 占地球整体体积的1.55%、质量

15、的0.8%，其厚度的变化在5-70 km之间。 其中大陆地区厚度大，平均约33km的大洋地区厚度小，平均约7 km的整体平均厚度约16km。 地壳物质的密度一般为2.6-2.9g/cm3。 大陆地区和大洋地区的地壳结构明显不同的大陆地壳大洋地壳平均厚度为33KM，平均厚度为7KM的厚度变化大(高山峡谷)厚度变化小，而且由下两层构成的上地壳薄或薄的硅铝层(花冈质层) 主要由硅镁层构成的话，硅镁层(玄武质层)有时会有薄的硅铝层，洋壳不是单一的均质体，而是呈细长的带状，被裂带分隔。 洋壳就像具有四种不同物质的蛋糕，上层是枕状玄武岩，它是岩浆从深度位置喷出形成的中间层是叠状岩浆复合体，由混乱的岩脉构成

16、，把岩浆带到地表的第三层是辉长岩，它在深岩浆室中的高压状态下慢慢结晶硅含量高的辉长岩从玄武质岩浆中固着，聚集在洋壳低的位置。 地幔：从地壳以下到古滕堡面(2891KM )之间的圈层。 其厚度约为2850km。 平均密度为4.5g/cm3。 根据二次界面分为上地幔和下地幔。 上地幔：从莫霍面到地下1000km，平均密度为3.5g/cm3，成分主要是铁镁质多的超基性岩(二辉橄榄岩)。 在上地幔的上部100-350km存在着由柔性物质构成的圈层，被称为软流圈(地震波的低速带)。 这个软流圈上的固体岩石圈层被称为岩石圈。 下地幔：地下1000km到古滕堡面之间，平均密度增大到5.1g/cm3，成分为铁

17、镁质的超基性岩，但铁质含量增加。 (也有看法认为主要由铁、镍的氧化物和硫化物组成)。 在张家口地区露出的玄武岩中含有很多地幔橄榄岩捕获体，地核：古滕贝格面以下的地底球体。 半径是3480km公里。 地核的密度达到9.9812.5g/cm3。 其成分以铁镍物质为主，根据其状态分为外核和内核。 外核：液体的成分除铁镍外，还可能有碳、硅、硫的过渡层：固体和液态之间的核：其成分是铁镍物质。 组成：主要由铁、镍构成，也称为铁、镍芯，外核中有s、Si等轻元素。 其成分的判断主要取决于地球物理和来自天外的陨石的成分。 第四节，海洋的概念和类型，(一)海及其分类接近大陆，位于大洋边缘的水体称为海。 面积小，水深相对浅(一般在3000 m以内)。 海只占海总面积的11%，根据其形态，可以把海分为内陆海、边缘海、陆间海三种。 1 .内陆海进入大陆内部的