由w.shigong.com水利工程劇帔制陬的叙緲请勿转载作为盈利用途! 密切的一个圈层。地球形成之初,当大气圈和水圈以原始状态出现时,地球上还 是个没有生命的世界,原始地壳、大气和水为生命的出现提供了先决条件。早期 大气的甲烷一氨一水一氕混合的模型非常利于有机物的生成,生成的动力是太 阳紫外线照射、大气中的电击雷鸣、地下熔岩的喷溢等。从简单有机物转化为生 命物质,原始海洋是重要的一环。大气中的有机物随降水进入海洋,陆地上的有 机物和无机盐随地表径流也进入海洋,它们在温度稳定适中、营养物质丰富的海 水中频繁接触,简单有机物逐渐发展成多分子的有机物,并且逐渐演变成能够不 断自我更新、自我再生的生命物质。 原始生命在水中形成,同时也必须在水中发展。原始生命一旦形成,紫外线 又会对其生命活动产生严重伤害,因此,海水无疑是生命发展的最好保护地。绿 色植物的出现,为生命登土大陆创造了前提条件。绿色植物的光合作用,产生出 游离的氧,氧逐渐积累,在大气中形成臭氧层在臭氧层的保护下,绿色植物慢慢 上到了陆地,并开始了其陆上演化,从陆生孢子植物到裸子植物,再到被子植物 动物界也相应地依次出现了两栖动物爬行动物和哺乳动物,形成了不断发展演 变的生物圈。 (三)地质历史 地壳自形成之日起就处在不断运动和演变之中,在各个地质历史阶段,既 有岩石、矿物和生物的形成与发生发展,也有它们的被破坏和淘汰,不同地质 时期形成的岩石地层,总会留下当时形成环境的印记,“记录”着地壳发展的 历史 放射性同位素测量法可以测定一些地层(如岩浆岩和变质岩生成的绝对年 龄,但地表出露的大部分岩石是沉积岩,组成沉积岩的矿物颗粒可能是由非常老 的岩石风化分离出来,前被搬运到沉积的地方,因而大部分沉积岩的年龄无法用 放射性方法来测定。但在一个未受扰动的沉积岩系中,每一层都是在其下的岩 层之后形成的,这一沉积岩的叠加作用,可以使我们明确地层的相对新老关系。 这种方法称为地层学方法。 同时,沉积岩中通常保存有古生物化石。生物的发展随时间经历了从简单 到复杂,从低级到高级的不可逆过程,不同的地质历史有不同的生物种属。老 地层中含有简单而低级的化石,新地层中含有复杂而高级的化石。根据地层中 所含化石可以建立地层层序和确定地质年代。这种方法称为古生物学方法。 用这些方法按先后顺序确定下来展示岩石的新老关系,称为地层的相对年 代。相对年代的名称和划分单位国际上有统一规定,分别为宙、代、纪、世,每个 时代单位都有相应的地层单位,分别称为宇、系、统。 通过对全球各个地区地层剖面的划分与对比,以及对各种岩石同位素年龄 测定,编制成地质年代表(表1-3-1),显示出地球的演化史
由www3shuigong.com水利工网灰制的地共参考,请勿转载作为盈利用途! 表1-3-1地质年代表2 相对时代 生物发展阶段 符 主要构造运动 距今年数 号(×10a) 宙代纪 动物界植物界 中国 西欧 第四纪Q 人类时代 喜马拉雅运动阿尔卑斯运动 生新第三纪 代 26-·乳动物被子榷物 时代 时代 老第三纪 E 燕山运动 白垩纪K 138 生铢罗纪| 爬行动物裸子植物 印支运动 代 时代时代 华力西运动华力西运动 三迭纪 或海西运动)《或海西运动 二迭纪 上 两粞动物 275 陆生孢子 时代 集|石炭纪 C 植物时代 代 泥盆纪{D 里东运 鱼类时代 加里东运动 385 半陆生孢子 志留纪 下 植物时代 古 435海生无脊 全|奥陶纪1O 椎动物时 代 代 武纪 海生藻类 c00 时代 到县运动 元魔旦纪 低级原始 动物 古 1500? 吕梁运动 豳|代 原始茵藻类时代 生前震且纪 五台运动 宙古代 基本上无生命 地球最初发限阶段
由w.shigong.com水利工程网陣榯作她考,请勿转载作为盈酎用途! 第四节地球的结构 地球的内部结构 地球是个略扁的球体,其赤道半径为6378km,极半径比赤道半径小 m。根据牛顿万有引力定律和牛顿第二运动定律可求得地球的质量,其值 为5976×102g,除以地球的体积(1.0817×10cm3),得到地球的平均密度为 552gcm3s而地球表面岩石的平均密度为28g(cm3,因此,可以看出地球不是 一个均质体,其中心密度应比地表岩石的密度大得多。 般认为,地球在形成之初是个冷的、接近均质的球体,在其收缩演化过程 中,内部能量积累,温度不断升高,物质出现可塑性,在不停地自转中发生重力分 异,而出现同心圖层结构。地球内部更为详细的信息可从对地展波的研究中获 得 当地震或人工爆炸发生时,部分能量以弹性波的形式传向四方。在地球 内部传播的叫体波沿地球表面传播的叫面波。研究地球内部结构主要靠体波 来进行。体波分为纵波和横波,两种波的性质不同,所传递的介质信息也不同 纵波(P)传播时,介质质点的震动方向与波的传播方向一致,因而通过的性 能强,可通过固体、液体和气体,速度比横波快一倍。 横波(S)传播时,介质震动的方向与波的传播方向相垂直,只能通过固体, 而不能通过液体和气体。 另外,介质的状态相同(如均是固体),若密度或弹性特征出现差异,波的传 播速度也会发生变化。 地球物理学家通过研究大量地震波的传播方向和速度,发现地震波速主要 在地球径向上的变化明显,而且地球各处在大致相同的深度上都有较明显的变 化c地震波速度变化明显的深度,反映出该深度上下的地球物质在成分上或物 态上有改变或两者都有改变,这个深度可作为上下两种物质的分界面,称为不连 续面或界面。 地球内部有两个波速变化最明显的界面,第一个界面深度很不一致,在大陆 区较深,最深可达60km以上,在大洋区较浅,最浅不足5km,这个界面称莫霍 面;第二个界面深度在2898km(约2900km),称古登堡面。这两个界面把地球 内部分为三大圈层,即地壳、地幔和地核。再根据次一级的界面把地幔分为上地 幔和下地幔把地核分为外核和内核等(图1-4-1)。 公之南一
由wweshuigong.com水利程刺隊俐铕她取供参考,请勿转载作为盈利用途! 核 152 kr 5am 图1-4-1地球的内部圈层 (一)地壳 地壳由固体岩石构成,厚度变化很大,大洋地壳较薄,平均为6km,最厚约 8km,最薄处不足5km;大陆地壳较厚,平均35km,最厚处可达70km。整个地 壳平均厚度约16km,只有地球半径的1/400,体积只有地球体积的0.3% 地壳中有个次一级界面叫康拉德面(这个界面并不到处都存在),把地壳分 为上下两层。上层叫硅铝层,平均厚度10km,主要成分是硅(73%),铝(13%), 密度2.7gm3。这一层并不连续,只有大陆才有,大洋底峡失。下层叫硅镁层 主要成分是硅(49%)铁和镁(18%)铝(16%),密度3.1g/cm3。这一层连续分 布,大陆下和大洋底都有,局部地区有缺失。 (二)地幔 地幔介于莫霍面和古登堡面之间,厚度2800多千米,平均密度为 45g/cm3,占地球总体积的834%,总质量的2/3。根据对地球密度、地震性质 以及与陨石的类比研究,推测地幔是由铁镁硅酸盐岩石或橄榄岩组成的。根据 地震波波速变化情况,以1000km激增带为界面,把地幔分为上下两层。 上地幔厚度900多千米,平均密度35gm3。一般认为其成分是超基性 岩,主要是橄榄石、辉石和石榴子石的混合物。上地幔地震波波速较复杂,表明 其物质状况是多变的。特别是60~250km之间,地震波波速减小,叫做低速带 其中以100-150km范围内波速最小。低速带的顶界和底界不很确定。一般认 为在低速带以上的岩石仍是固体的结晶岩,而低速带内温度增高,接近岩石熔 点,但并未熔化使岩石的塑性和活动性增强。在低速带里有些区域不传播横 波,表明已热到熔点以上而形成液态区,由于低速带离地壳很近,这些液态区就
由水利工程网犀勾揶作匙赧猎範考,请勿转载作为盈用途! 成为岩浆作用的发源地。 由于低速带塑性较大,给其上的固体岩石的活动和各种地壳运动创造了条 件,因此地质构造学中把低速带叫做软流圈或深流圈,把其上的上地幔部分和固 体的地壳部分合称为岩石圈。 下地幔从1000km到2898km深度,厚1900km,平均密度5.1g/cm3,成分 比较均匀,物质结构没有变化,只是铁的分量更多些。 三)地核 地核以古登堡面与地幔分界厚度3473km,占地球总体积的163%,总质 量的13。根据地震波波速的变化,以4640km和5155km两个次一级界面为分 界,可以分为外核、过渡层和内核。 外核厚度1742km,平均密度约10.5gcm3,由于纵波波速急剧降低,横波 不能通过,证明其物质是液态。 过渡层厚度只有515km,这一层波速变化复杂,尚未有一致结论,但已测到 波速不大的横波,是液态向固态过渡的象征。 内核厚度1216km,平均密度129g(cm3左右。横波和纵波都有,已证实是 纵波穿人内核时转换成横波,穿出内核时又转换成纵波。因此内核肯定是固体。 地核的成分根据与陨石对比,相当于铁陨石的成分,主要是铁和镍,外核除 铁镍外还混有一些轻元素,如硫或硅。 二、地球的外部结构(海陆分布 (一)地球表面 地球表面基本上可以分为陆地与海洋两大部分。陆地面积为1.495× 108km2,占地球表面积的292%;海洋面积为3.61×108km2,占地球表面积的 70.8%。海陆面积之比为2.5:1 陆地和海洋在地球表面的分布极不均匀陆地多集中于北半球,占全球陆地 总面积的67.5%,而南半球陆地面积仅占全球陆地总面积的32.5% 海陆分布的对现象也是一种很有意思的事实。如以四个古老大陆(北欧 的芬诺斯堪的纳维亚、北美的加拿大和北亚的安加拉和南极)为顶角构成一个四 面体,则其所对应面分别为太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋。实际上,地球大陆 上任一点的对瞰点,95%以上可能是海洋。这种海陆对疏分布是一种随机性的 表现。海陆分布形式对南北半球的洋流和气候有很大影响 地球表面高低起伏,最高处是我国与尼泊尔接壤的珠穆朗玛峰,海拔 8848.13m,最深处是太平洋中的马里亚纳海沟,在海平面以下11033m,最大 高差近20km。陆地平均高度为086km,海洋平均深度为39km 为了形象地表示各种高度和深度的对比关系,可以根据陆地等高线和海洋 ~…--