速带塑性较大,为上部固态岩石的活动创造了有利的条件,因此,构造地质学中将低速带 称为软流层,其上由固态岩石组成的地壳和上地慢的B层合称岩石圈。 下地幔(D层)密度较高,达5.18g/cm3以上,深度从984~-2900km,地震波速度增加 较慢,可以认为是压力增加而成分均匀的缘故,其物质成分一般认为仍是以铁镁硅酸盐矿 物为主,其化学成分与上地幔无明显差别 3.地核 自古登堡面以下至地球的中心部分为地核。其厚度为3473km,占地球体积的163 占总质量的/3,一般认为其物质成分为铁镍核心。根据地震波速变化,可将地核分为外核、 过渡层、内核三层:外核E层),平均密度约10.58g/cm3,厚度1742km。由于纵波速度急 剧降低,横波不能通过,证明外核是液态物质,温度超过了岩石的熔点。过渡层(F层)厚度 只有515km,波速变化复杂.并测到速度不大的横波,可能是液态向固态过度的一个圈层 内核(G层)厚1216km,平均密度12.9g/cm3。测得纵波与横波,从地面接收到的横波是由纵 波转换形成的,因此,肯定内核是固体 二、地球外圈的划分及其主要特征 (-)地球外圈的划分 地球外圈层是指包围地球表层的地球组成部分。根据其物理性质和状态的差异可分为 大气圈、水圈和生物圈,它们包围着地球,各自形成连续完整的外圈层。地球外圈的形成 是地球长期演化的结果。大气圈和水圈的形成先于生物圈,而后才开始有生命的滋生和生 物界的发展,而生物圈的形成又对大气、水及地球表层的演变产生巨大的影响。由于地壳 的运动,给地球外圈层增添了许多来自地球内部的物质成分;而外圈又在太阳能的作用下 对地球表层的面貌不断进行改造。许多重要矿产如煤、石油、岩盐、石膏和大部分的铁 铝等等的形成都这一过程密切相关。 〓)地球外圈的主要特征 1.大气圈 大气圈由包围在地球最外部的气体组成。厚达几万千米,总质量约为53×1018kg,约 为地球总质量的百万分之一。由于受地心引力作用,地球表面大气最稠密,几乎全部大气 集中在距地面100km以内的高度范围,并且其中3/4又集中在10km的高度范围内。因此, 接近地面的大气密度最大,向外,大气密度逐渐稀薄,最后过渡为星际气体,因而大气圈 的上界没有明显的界限。接近地表的大气压力也最大,随高度的增加大气压力减小。海平 面平均气压约为1.013MPa,至20km高度,大气压力约为地面压力的l/10。大气温度随高 度的增加而呈不规则的变化。在距地面约l0km高度内,温度随高度增加而下降;在10~ 50km高度内,温度则随高度的增加而增高:在50~80km高度内,温度又随高度的增加而 降低,最低可达一100℃,在80~500km高度内,温度又随高度增加而增高:500km高度以 外为等温。大气的成分随高度的不同也发生变化。100km以下的大气即通常所谓的空气, 主要有18种气体混合而成,主要成分为氮和氧。其中CO2、O3、H2O等次要成分对地质 作用有较大意义。低层大气中除气体外,还含有数量不定的大气微粒,包括液体和固体粒 子,其来源有陆地的岩石、矿物。土壤的尘粒,海洋的盐粒和生物的孢子、花粉等。它们 虽然在含量百分比上没有多大意义,但大气中的水汽可借助它们凝结成雾、云、雨、雪 形成各种天气现象。因此,大气微粒对地表的气象变化起重要作用
10 速带塑性较大，为上部固态岩石的活动创造了有利的条件，因此，构造地质学中将低速带 称为软流层，其上由固态岩石组成的地壳和上地慢的 B'层合称岩石圈。 下地幔(D 层)密度较高，达 5.18g／cm3 以上，深度从 984～2900km，地震波速度增加 较慢，可以认为是压力增加而成分均匀的缘故，其物质成分一般认为仍是以铁镁硅酸盐矿 物为主，其化学成分与上地幔无明显差别。 3．地核 自古登堡面以下至地球的中心部分为地核。其厚度为 3473km，占地球体积的 16.3％， 占总质量的 l/3，一般认为其物质成分为铁镍核心。根据地震波速变化，可将地核分为外核、 过渡层、内核三层： 外核(E 层)，平均密度约 10.58g/cm3，厚度 1742km。由于纵波速度急 剧降低，横波不能通过，证明外核是液态物质，温度超过了岩石的熔点。过渡层(F 层)厚度 只有 515km，波速变化复杂．并测到速度不大的横波，可能是液态向固态过度的一个圈层。 内核(G 层)厚 1216km，平均密度 12.9g/cm3。测得纵波与横波，从地面接收到的横波是由纵 波转换形成的，因此，肯定内核是固体。 二、地球外圈的划分及其主要特征 (一)地球外圈的划分 地球外圈层是指包围地球表层的地球组成部分。根据其物理性质和状态的差异可分为 大气圈、水圈和生物圈，它们包围着地球，各自形成连续完整的外圈层。地球外圈的形成 是地球长期演化的结果。大气圈和水圈的形成先于生物圈，而后才开始有生命的滋生和生 物界的发展，而生物圈的形成又对大气、水及地球表层的演变产生巨大的影响。由于地壳 的运动，给地球外圈层增添了许多来自地球内部的物质成分；而外圈又在太阳能的作用下 对地球表层的面貌不断进行改造。许多重要矿产如煤、石油、岩盐、石膏和大部分的铁、 铝等等的形成都这一过程密切相关。 (二)地球外圈的主要特征 1．大气圈 大气圈由包围在地球最外部的气体组成。厚达几万千米，总质量约为 5.3×1018kg，约 为地球总质量的百万分之一。由于受地心引力作用，地球表面大气最稠密，几乎全部大气 集中在距地面 100km 以内的高度范围，并且其中 3/4 又集中在 10km 的高度范围内。因此， 接近地面的大气密度最大，向外，大气密度逐渐稀薄，最后过渡为星际气体，因而大气圈 的上界没有明显的界限。接近地表的大气压力也最大，随高度的增加大气压力减小。海平 面平均气压约为 1.013MPa，至 20km 高度，大气压力约为地面压力的 l/10。大气温度随高 度的增加而呈不规则的变化。在距地面约 10km 高度内，温度随高度增加而下降；在 10～ 50km 高度内，温度则随高度的增加而增高；在 50～80km 高度内，温度又随高度的增加而 降低，最低可达－100℃，在 80~500km 高度内，温度又随高度增加而增高；500km 高度以 外为等温。大气的成分随高度的不同也发生变化。100km 以下的大气即通常所谓的空气， 主要有 18 种气体混合而成，主要成分为氮和氧。其中 CO2、O3、H2O 等次要成分对地质 作用有较大意义。低层大气中除气体外，还含有数量不定的大气微粒，包括液体和固体粒 子，其来源有陆地的岩石、矿物。土壤的尘粒，海洋的盐粒和生物的孢子、花粉等。它们 虽然在含量百分比上没有多大意义，但大气中的水汽可借助它们凝结成雾、云、雨、雪， 形成各种天气现象。因此，大气微粒对地表的气象变化起重要作用
2.水圈 地球表面的3/4面积是被海洋所覆盖着,一些高山和极地上发育着冰川和冰盖,陆地 上分布着大大小小的河流、湖泊和沼泽,近地表的岩石的孔隙和裂隙中还有地下水在环流, 它们构成了围绕地球表面的连续水圈。地表上存在着水圈这一特点,是地球与太阳系其它 行星的主要区别。据估计,水圈质量为15×1018吨(15亿km3),仅占地球质量的0.024% 975%的水集中在海洋,极地的冰盖和高山上的冰川占水量的1.9%,其余为分布在陆地上 的各种水体一一河流、湖泊、沼泽及地下水量(表1-3)。 表1-3地球上各类型水量估计 地表上的水体,从太阳辐射中获得能量,依靠其能量平衡而每时每刻在运动着。“水 往低处流”地面流水(河流、溪沟等)、地下水、冰川都具有向低处流动的特点;地下水及 冰川的融水不断补给河流及湖泊;河流和地下水最终要汇聚到海洋中去(只有少数在特殊条 件下密封贮存的地下水,及部份内陆湖泊除外)。地表水及海洋因太阳辐射,水份不断蒸发 而进入大气圈,大气圈中的水蒸汽,上升至一定高度后,气团遇冷空气而凝聚成云,并以 雨、雪、雹的形式降落,不断补给地面水体及地下水,这就构成水圈的大循环。 3.生物圈 生物圈是指生物分布和生命活动的地带,它也构成连续的圈层。生物主要生活和分布 在陆地的表面和水体的上层。但是,在地表以下的土壤和岩石的裂隙内,深层海水甚至深 海底,以及大气层中部有生物生存,上至10km的高空,下至地面以下3km的深度都有生 物活动的痕迹。 自地球上出现生物以来,它们便不断改变着地壳的物质成分和结构状态。据估计,生 物圈中的各种有机体的总量约为1148万亿吨,为地球总质量的10万分之一。尽管生物在 数量上并不多,但却在引起地壳发生演变的地质作用中起着不可忽视的作用。例如,生物 在它的新陈代谢活动中,可以把一些分散的元素富集,甚至能沉积形成矿产(部分铁矿、磷 矿的形成与此有关);生物还可以积聚大气圈中的大量碳,堆积后便可形成煤、石油等可燃 性矿产(也称为化石燃料):生物还参加了地表岩石的破坏过程,也是塑造地表的各种动力 之一。因此,研究地质作用过程中,生物也是推动地壳发展的有利因素之 第三节地球的物理性质
11 2．水圈 地球表面的 3/4 面积是被海洋所覆盖着，一些高山和极地上发育着冰川和冰盖，陆地 上分布着大大小小的河流、湖泊和沼泽，近地表的岩石的孔隙和裂隙中还有地下水在环流， 它们构成了围绕地球表面的连续水圈。地表上存在着水圈这一特点，是地球与太阳系其它 行星的主要区别。据估计，水圈质量为 1.5×1018 吨(15 亿 km3 )，仅占地球质量的 0.024%。 97.5%的水集中在海洋，极地的冰盖和高山上的冰川占水量的 1.9%，其余为分布在陆地上 的各种水体一—河流、湖泊、沼泽及地下水量(表 1-3)。 表 1-3 地球上各类型水量估计 地表上的水体，从太阳辐射中获得能量，依靠其能量平衡而每时每刻在运动着。“水 往低处流”地面流水(河流、溪沟等)、地下水、冰川都具有向低处流动的特点；地下水及 冰川的融水不断补给河流及湖泊；河流和地下水最终要汇聚到海洋中去(只有少数在特殊条 件下密封贮存的地下水，及部份内陆湖泊除外)。地表水及海洋因太阳辐射，水份不断蒸发 而进入大气圈，大气圈中的水蒸汽，上升至一定高度后，气团遇冷空气而凝聚成云，并以 雨、雪、雹的形式降落，不断补给地面水体及地下水，这就构成水圈的大循环。 3．生物圈 生物圈是指生物分布和生命活动的地带，它也构成连续的圈层。生物主要生活和分布 在陆地的表面和水体的上层。但是，在地表以下的土壤和岩石的裂隙内，深层海水甚至深 海底，以及大气层中部有生物生存，上至 10kｍ的高空，下至地面以下 3km 的深度都有生 物活动的痕迹。 自地球上出现生物以来，它们便不断改变着地壳的物质成分和结构状态。据估计，生 物圈中的各种有机体的总量约为 11.48 万亿吨，为地球总质量的 10 万分之一。尽管生物在 数量上并不多，但却在引起地壳发生演变的地质作用中起着不可忽视的作用。例如，生物 在它的新陈代谢活动中，可以把一些分散的元素富集，甚至能沉积形成矿产(部分铁矿、磷 矿的形成与此有关)；生物还可以积聚大气圈中的大量碳，堆积后便可形成煤、石油等可燃 性矿产(也称为化石燃料)；生物还参加了地表岩石的破坏过程，也是塑造地表的各种动力 之一。因此，研究地质作用过程中，生物也是推动地壳发展的有利因素之一。 第三节 地球的物理性质
地球的物理性质包括地球的密度、压力、重力、地磁、地热等。地球的物理性质从不 同角度反映了地球内部的物质组成、状态和结构,了解地球的物理性质可以更好为寻找和 开发矿产资源服务 、密度 地球的平均密度为552g/cm3,但实测地表岩石的平均密度为27-28g/cm3,地球表 面的71%分布着海水,其密度(4℃)为1.003gcm3。说明地球内部物质应具有比地表更大 的密度。根据地震波进度变化的结果也证实了这一点。地球内部密度变化的计算结果表明 总趋势是随深度增加而增大,但呈不均匀的阶梯状。在大约400km、650km、9O0km、2900km 和4640km处均有明显的变化,其中2900km处变化最大,至地心密度达最大值13g/m3。 密度的这些变化反映了地球内部物质成分和状态的变化 二、压力 地球内部压力是由上覆地球物质质量产生的静压力和地球运动产生的动压力共同组 成。静压力大小与地球内部物质的密度及该处的重力有关,地球内部静压力的变化随深度 增加而增大,大致为一圆滑曲线(图1-7)地壳的平均密度约2.75gm,深度每增加1000m, 压力增加27.5MPa。深部随着岩石密度的加大,静压力增加得更快些,静压力在莫霍面附 近约为1200MPa,在古屯堡面附近约为135200MPa,地心处可达361700MPa。动压力通常 以水平力为主,具有方向性,并可以在一些地段特别集中。在煤矿生产中对地压的研究有 助于解决巷道的维护、煤及瓦斯突出的预测等矿井开采过程中经常遇到的实际问题 图1-7地球的物理性质变化曲线 三、重力 重力是垂直地球表面使物体向下的一种天然作用力,它是由地心引力和地球自转而产 生的惯性离心力的合力(图1-8)。地心引力与距离成反比,因此,地表的地心引力以赤道最 小,两极最大:离心力与地球自转的线速度成正比,故地表以赤道处的离心力最大,两段 最小。离心力相对地心引力来说是相当小的,以赤道来看,也不过只有该处地心引力的 1/289,因此,重力方向仍大致指向地心。地球重力作用的空间称为地球重力场。地表上某 点的重力场强度相当于该点的重力加速度,由于地心引力随纬度变化,故地表(以大地 水准面为准)重力分布以赤道地区最小,为9.78m/s2;两极最大,为9.83m/s2;平均为 9.80m2。两极比赤道地区重力增加0.53%重力除与地理纬度有关外,还受地表地形起 伏及地球内部物质的密度及其分布状态的影响。 图1-8重力与地心引力和离心力关系示意图 一地球自转轴:R一纬度圆半径:g-重力:P一离心力:F一地心引力
12 地球的物理性质包括地球的密度、压力、重力、地磁、地热等。地球的物理性质从不 同角度反映了地球内部的物质组成、状态和结构，了解地球的物理性质可以更好为寻找和 开发矿产资源服务。 一、密度 地球的平均密度为 5.52g／cm3，但实测地表岩石的平均密度为 2.7~2.8g/cm3，地球表 面的７１％分布着海水，其密度(４℃)为 1.003g/cm3。说明地球内部物质应具有比地表更大 的密度。根据地震波进度变化的结果也证实了这一点。地球内部密度变化的计算结果表明 总趋势是随深度增加而增大，但呈不均匀的阶梯状。在大约 400km、650km、900km、2900km 和 4640kｍ处均有明显的变化，其中 2900km 处变化最大，至地心密度达最大值 13g/cm3。 密度的这些变化反映了地球内部物质成分和状态的变化。 二、压力 地球内部压力是由上覆地球物质质量产生的静压力和地球运动产生的动压力共同组 成。静压力大小与地球内部物质的密度及该处的重力有关，地球内部静压力的变化随深度 增加而增大，大致为一圆滑曲线(图 1-7)。地壳的平均密度约 2.75g/cm3，深度每增加 1000m， 压力增加 27.5MPa。深部随着岩石密度的加大，静压力增加得更快些，静压力在莫霍面附 近约为 1200MPa，在古屯堡面附近约为 135200MPa，地心处可达 361700MPa。动压力通常 以水平力为主，具有方向性，并可以在一些地段特别集中。在煤矿生产中对地压的研究有 助于解决巷道的维护、煤及瓦斯突出的预测等矿井开采过程中经常遇到的实际问题。 图 1-7 地球的物理性质变化曲线 三、重力 重力是垂直地球表面使物体向下的一种天然作用力，它是由地心引力和地球自转而产 生的惯性离心力的合力(图 1-8)。地心引力与距离成反比，因此，地表的地心引力以赤道最 小，两极最大；离心力与地球自转的线速度成正比，故地表以赤道处的离心力最大，两 段 最小。离心力相对地心引力来说是相当小的，以赤道来看，也不过只有该处地心引力的 1/289，因此，重力方向仍大致指向地心。地球重力作用的空间称为地球重力场。地表上某 一点的重力场强度相当于该点的重力加速度， 由于地心引力随纬度变化，故地表(以大地 水准面为准)重力分布以赤道地区最小，为 9.78m/ｓ2；两极最大，为 9.83m/s2；平均为 9.80m/s2。两极比赤道地区重力增加 0.53％。重力除与地理纬度有关外，还受地表地形起 伏及地球内部物质的密度及其分布状态的影响。 图 1-8 重力与地心引力和离心力关系示意图 ZZ—地球自转轴；R—纬度圆半径；g—重力；P—离心力；F—地心引力
地表实际测定的重力值往往与理论值不符,这种现象称重力异常。实测值大于理论值 的,称正异常:实测值小于理论值的,称负异常。造成重力异常的原因一方面是由于测点 不一定都位于平均海平面的高度,这样测点与平均海平面高度之间的物质,以及周围物体 的引力都会影响该点的重力值:另一方面,地壳不同部分物质的密度不同也影响重力值 在地下由密度较大物质如铁、铜、锌、铅等重金属矿物和基性岩等组成的地区,常显示正 异常,而由密度较小的物质如石油、煤、盐类等组成的地区,常显示为负异常。 四、地磁 地磁周围空间存在着一个弱磁场,称地磁场。理论和实践证明,地磁场近似于磁偶极 子的磁场。它有两个磁极,磁北极为磁偶极子的S极,磁南极为磁偶极子的N极。地磁场 的南北两极与地理南北两极不重合(图1-9),磁轴与地球自转轴的夹角为11°4。磁极的位 置随时间的变化而不断变化。1970年地磁北极位于加拿大北部帕里群岛(76°N,101°W), 地磁南极位于南极洲(66°S、140°E)。 图1-9现代地理极与地磁极的关系示意图 由于地磁极和地理极不一致,因此地磁子午线与地理子午线之间有一夹角,这个夹角 称为磁偏角,偏在地理子午线东边的叫东偏角,符号为正:偏在地理子午线西边的叫西偏 角,符号为负。另外还发现磁针只是在地磁赤道地区才保持水平,而在磁南极和磁北极地 区则处于直立状态,在地磁的两磁极与地磁赤道之间的地区则与水平面有一定的夹角, 这个夹角称为磁倾角,以指北针为准,下倾者为正(北半球):上倾者为负(南半球)。磁针的 偏、倾程度实际上反映了磁针在磁场中所受磁力的大小。 地磁极与地理南北极不同,地磁极随时间的变化而变化。1922年至1972年间,磁北 极在纬度上移动了2°,磁南极则移动了4°25。随着磁极的移动,各地地磁要素也在发 生变化,由于这个缘故,国际组织规定,每5年需重编世界地磁图。一般认为,地磁场的 这种变化是由磁轴变化引起的,而磁轴的变化则是地球内深部物质运动引起的。地磁场的 变化有短期变化和长期变化两种,短期变化是由地球外部原因引起的,有日变化、年变化 和突然性变化。日变化的磁偏角变化幅度为几分;年变化可能与电离层及太阳活动的变化 有关;突然性变化表现为几天或几小时的磁场强度大幅度变化,这种突然性变化称为磁暴, 平均每年发生几次,强度可达几个安培每米。磁暴可导致无线电通讯中断,极光出现等, 它与太阳黑子、空间电流等现象有关。长期性变化的原因尚无定论,可能是地核或地慢物 质运动在速度上的差异引起的。 地磁要素长期变化,必须经常测量。通过设在各地的地磁台所测的地磁要素数据,经 校正并消除了地磁的短期和局部变化的影响所得到的磁场值叫正常值。如果在实际测定中 所测的地磁要素值与正常值偏离,称为地磁异常。地磁异常多为地下磁性物质存在局部变 化的标志,可以据此勘测出地下的磁性岩体和矿体,如磁铁矿、镍矿、超基性岩等高磁性 的矿物和岩石,其磁异常值大于正常值而表现为“正异常”;金矿、铜矿、盐矿、石油、花 岗岩等属低磁性或反磁性的矿物和岩石,其异常值小于正常值而表现为“负异常”。 五、地热 地球内部存在着巨大的热能,从火山口喷出炽热的物质、温泉及深井、钻探孔中实测
13 地表实际测定的重力值往往与理论值不符，这种现象称重力异常。实测值大于理论值 的，称正异常；实测值小于理论值的，称负异常。造成重力异常的原因一方面是由于测点 不一定都位于平均海平面的高度，这样测点与平均海平面高度之间的物质，以及周围物体 的引力都会影响该点的重力值；另一方面，地壳不同部分物质的密度不同也影响重力值。 在地下由密度较大物质如铁、铜、锌、铅等重金属矿物和基性岩等组成的地区，常显示正 异常，而由密度较小的物质如石油、煤、盐类等组成的地区，常显示为负异常。 四、地磁 地磁周围空间存在着一个弱磁场，称地磁场。理论和实践证明，地磁场近似于磁偶极 子的磁场。它有两个磁极，磁北极为磁偶极子的 S 极，磁南极为磁偶极子的 N 极。地磁场 的南北两极与地理南北两极不重合(图 1-9)，磁轴与地球自转轴的夹角为 11°4'。磁极的位 置随时间的变化而不断变化。1970 年地磁北极位于加拿大北部帕里群岛(76°N，101°W)， 地磁南极位于南极洲(66°S、140°E)。 图 1-9 现代地理极与地磁极的关系示意图 由于地磁极和地理极不一致，因此地磁子午线与地理子午线之间有一夹角，这个夹角 称为磁偏角，偏在地理子午线东边的叫东偏角，符号为正；偏在地理子午线西边的叫西偏 角，符号为负。另外还发现磁针只是在地磁赤道地区才保持水平，而在磁南极和磁北极地 区则处于直立状态，在地磁的两磁 极与地磁赤道之间的地区则与水平面有一定的夹角， 这个夹角称为磁倾角，以指北针为准，下倾者为正(北半球)；上倾者为负(南半球)。磁针的 偏、倾程度实际上反映了磁针在磁场中所受磁力的大小。 地磁极与地理南北极不同，地磁极随时间的变化而变化。1922 年至 1972 年间，磁北 极在纬度上移动了 2°，磁南极则移动了 4°25'。随着磁极的移动，各地地磁要素也在发 生变化，由于这个缘故，国际组织规定，每 5 年需重编世界地磁图。一般认为，地磁场的 这种变化是由磁轴变化引起的，而磁轴的变化则是地球内深部物质运动引起的。地磁场的 变化有短期变化和长期变化两种，短期变化是由地球外部原因引起的，有日变化、年变化 和突然性变化。日变化的磁偏角变化幅度为几分；年变化可能与电离层及太阳活动的变化 有关；突然性变化表现为几天或几小时的磁场强度大幅度变化，这种突然性变化称为磁暴， 平均每年发生几次，强度可达几个安培每米。磁暴可导致无线电通讯中断，极光出现等， 它与太阳黑子、空间电流等现象有关。长期性变化的原因尚无定论，可能是地核或地慢物 质运动在速度上的差异引起的。 地磁要素长期变化，必须经常测量。通过设在各地的地磁台所测的地磁要素数据，经 校正并消除了地磁的短期和局部变化的影响所得到的磁场值叫正常值。如果在实际测定中 所测的地磁要素值与正常值偏离，称为地磁异常。地磁异常多为地下磁性物质存在局部变 化的标志，可以据此勘测出地下的磁性岩体和矿体，如磁铁矿、镍矿、超基性岩等高磁性 的矿物和岩石，其磁异常值大于正常值而表现为“正异常”；金矿、铜矿、盐矿、石油、花 岗岩等属低磁性或反磁性的矿物和岩石，其异常值小于正常值而表现为“负异常”。 五、地热 地球内部存在着巨大的热能，从火山口喷出炽热的物质、温泉及深井、钻探孔中实测
的数据等事实都可以证明。 地球内部的热来源有二:即太阳辐射能和地内热能 地壳表层的热主要来自太阳的辐射,它是发生在地壳表层的各种自然现象的重要能 源。到达地面的太阳辐射热大部分被辐射回空间,加上岩石的导热率底,仅有约5%的热 量可以传导到地下不同的地方。纬度的不同太阳高度不同,是不同纬度地面上所获的太阳 辐射的热能也不同:同一地点因昼夜和季节的变化,是地壳表层所获得的太阳的辐射热也 随之变化,但这种变化的影响深度并不大,平均为15m 地壳深部的热主要来自地内热能,地内热能是地球内部的放射性元素蜕变时所放出的 热能。以传导、辐射、对流的方式由高温处向低温处传播,并且由地内流向地表。单位时 间内通过单位面积的热量称为地表热流,单位为微卡厘米3·秒(简记HFU),HFU 41.86mW/m2。据目前全球实测的数据,发现地表热流的全球平均值为147±0.79HFU, 乘以地球的表面积将是一个巨大的数字。但大陆或洋底内部不同地区热流值往往有较大差 异。地球上的活动带,如大陆上的裂谷、年轻山脉、大洋中的洋中脊顶部,地表热流值可 达1.76-L9HFU,而且洋底热流值有随着远离大洋中脊而迅速递减的趋势。新生代火山活 动带热流值更高,可达2.16HFU。 由地表向深部地热的特征有所不同,可分为以下三个层 1.变温层(外热层) 变温层位于地球表层,自地表向下约15~30m。其热量主要来自太阳的辐射热能,温 度从地表向下降低,且随纬度高低、海陆分布状况、季节和昼夜的变化而不同。 2.恒温层(常温层) 恒温层是变温层的下部界面(即变温层与增温层的分界面,其温度常年保持不变,大致 相当当地的年平均温度 3.增温层(内热层) 増温层位于恒温层以下,其温度只受地球内部热能的影响,且随深度的増加而逐渐增 高,但增高的速度,各地差别很大。地温随深度而增加的规律,可通过地温梯度和地温级 反映出来。 地温梯度又称地热増温率,它是指深度每下降100m,温度升高的度数,以℃/00m表 示 地温级又称地热増温级,它是指温度毎升高I℃时,所増加的深度值。以℃/1·0m表 第四节地质作用概述 地球自形成到现在,已经经历了漫长而复杂的变化。地球内部的每一个圈层,以及地 壳表面的形态、内部结构和物质成分都是在不断地变化着、运动着的 地壳每时每刻都在变化着。无论地壳是缓慢的变化,或者是迅速地变化,都是地质作
14 的数据等事实都可以证明。 地球内部的热来源有二：即太阳辐射能和地内热能。 地壳表层的热主要来自太阳的辐射，它是发生在地壳表层的各种自然现象的重要能 源。到达地面的太阳辐射热大部分被辐射回空间，加上岩石的导热率底，仅有约 5％的热 量可以传导到地下不同的地方。纬度的不同太阳高度不同，是不同纬度地面上所获的太阳 辐射的热能也不同；同一地点因昼夜和季节的变化，是地壳表层所获得的太阳的辐射热也 随之变化，但这种变化的影响深度并不大，平均为 15m。 地壳深部的热主要来自地内热能，地内热能是地球内部的放射性元素蜕变时所放出的 热能。以传导、辐射、对流的方式由高温处向低温处传播，并且由地内流向地表。单位时 间内通过单位面积的热量称为地表热流，单位为微卡/厘米 3·秒(简记 HFU)，1HFU＝ 41.86mW／m2。据目前全球实测的数据，发现地表热流的全球平均值为 1.47±0.79HFU， 乘以地球的表面积将是一个巨大的数字。但大陆或洋底内部不同地区热流值往往有较大差 异。地球上的活动带，如大陆上的裂谷、年轻山脉、大洋中的洋中脊顶部，地表热流值可 达 1.76~l.9HFU，而且洋底热流值有随着远离大洋中脊而迅速递减的趋势。新生代火山活 动带热流值更高，可达 2.16HFU。 由地表向深部,地热的特征有所不同，可分为以下三个层： 1．变温层(外热层) 变温层位于地球表层，自地表向下约 15~30m。其热量主要来自太阳的辐射热能，温 度从地表向下降低，且随纬度高低、海陆分布状况、季节和昼夜的变化而不同。 2．恒温层(常温层) 恒温层是变温层的下部界面(即变温层与增温层的分界面),其温度常年保持不变，大致 相当当地的年平均温度。 3．增温层(内热层) 增温层位于恒温层以下，其温度只受地球内部热能的影响，且随深度的增加而逐渐增 高，但增高的速度，各地差别很大。地温随深度而增加的规律，可通过地温梯度和地温级 反映出来。 地温梯度又称地热增温率，它是指深度每下降 100m，温度升高的度数，以℃/100m 表 示。 地温级又称地热增温级，它是指温度每升高 1℃时，所增加的深度值。以℃/100m 表 示。 第四节 地质作用概述 地球自形成到现在，已经经历了漫长而复杂的变化。地球内部的每一个圈层，以及地 壳表面的形态、内部结构和物质成分都是在不断地变化着、运动着的。 地壳每时每刻都在变化着。无论地壳是缓慢的变化，或者是迅速地变化，都是地质作