地球探测与信息技术基础(二).ppt

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1、第二章地球探测基础概念2.1地球层圈的特征（0）地球形态?结构?圈层?StoryofourdynamicplanetPlateTectonics:anewviewtowardstheEarthStoryofourdynamicplanetEarthrise-asseenfromApollo8inlunarorbit-Christmas1968:Image:NASA2.1地球层圈的特征（0）2.1.1地球内部结构及物质组成一、地球内部圈层结构多年来对地球内部的研究，在全球范围内已积累了丰富的资料，根据地震波速度的变异，地

2、球内部分为地壳、上下地幔和内外地核等几个大的圈层，自外向内有：壳幔界面上下地幔之间的过渡层幔核界面内外核边界2.1地球层圈的特征（1）“BigApple”2.1地球层圈的特征（2）层状Earth地球内部结构岩石圈的变化2.1地球层圈的特征（3）2.1地球层圈的特征（5）2.1地球层圈的特征（7）多年来对地球内部的研究表明，根据地震波速度的变异，地球内部分为地壳、上下地幔和内外地核等几个大的圈层。(1)壳幔边界在地壳下面30-60km深度处，P波速度从6-7km/s，跳到8km/s以上，它是地壳与地幔的分界面，这个界面是

3、南斯拉大地震学家莫霍洛维奇(Mohorovicic)在1909年研究阿尔卑斯地区的区域地震P波震相时发现的，因此，这个界面又称为莫霍间断面(通常用Moho或M表示)。(2)上下地幔的过渡层从1956年开始澳大利亚地震学家布伦(Bullen)对地幔做了进一步地分层的研究，认为地幔由上地幔、过渡层（速度变化不均匀）和下地幔(速度变化均匀)组成。2.1地球层圈的特征（8）(3)幔核边界在地幔内部，速度随深度而增加，在大约2900km处，P波速度突然从13km/s下降到8km/s左右，在地球内部出现第二大间断面。这是美国的地震

4、学家古登堡(Gutenberg)于1914年通过大量天然地震震相分析首先提出的，该界面又称为古登堡界面。(4)内外核边界从2900km以下进入地核，P波速度逐渐回升，S波速度因不能通过而恒为零，直到大约5300km深处．S波才出现，P波速度也呈现明显跳跃，成为地球内部的第三大间断面。从而可见，外核物质为液态，内核物质则为固态。这是丹麦地震学家莱曼(Lehmann)女士在1936年首先发现的，并记为L面。2.1地球层圈的特征（9）上述地球分层，即主要简单的划分，从本世纪开始至50年代已大体确定，而且习惯上采用A-G字母广

5、以命名：A(地壳)，B(上地幔)，C(过渡层)，D(下地幔)，E(外核)，F间断面，G(内核)。最近30年来，对地球结构的认识逐步深入，目前在横向变化、非弹性和各向异性诸方面的研究不断深化，故地球模型逐渐发展和完善。在地球分层模型的发展过程中，曾先后出现佐普列兹盖格模型，杰弗里斯模型，古登堡(Gutenberg)模型，布伦(Bullen)模型，安德森—哈特模型以及初步地球参考模型(PREM)。这些模型彼此有联系，也有—些区别，其中布伦模型和初步地球参考模型，使用较广。2.1地球层圈的特征（10）2.1地球层圈的特征（1

6、1）二、地球内部物质组成关于地球的元素丰度，上地壳、水圈、大气圈的成分可以直接观测，困难的是下地壳、地幔，尤其是下地幔和地核。为解决这一问题，克拉克(F．w．Clarke，1921)等应用陨石类比法；华盛顿(H．5．Washington，1925)、梅森(Mason，1966)应用地球模型和陨石类比法；我国黎彤(1976)应用地球物理类比法研究地球的化学成分和元素丰度。他们的研究虽然有些差别，但其结果有共同特征，即地球主要元素丰度顺序为铁、氧、镁、锡、镍、硫、钙、铝、钴、钠地球的化学组成特点是：氧和硫(主要阴离子)原子

7、丰度远小于全部金属阳离子的原子丰度之和，因而地球能有多余的Fe、Ni进入地核；并且地球有一些元素表现为亲氧性，成为造岩元素，另一些元素表现为亲硫性，成为金属成矿元素。2.1地球层圈的特征（12）2.1.2地质作用与地质演化大陆漂移与板块构造板块构造与地壳运动地壳运动类型造山运动造陆运动构造变形褶皱断裂岩浆作用变质作用沉积作用地质年代与生物演化继续2.1地球层圈的特征（13）一、大陆漂移与板块构造1.大陆漂移说大陆大规模地漂移，早已是具有直观能力的人们思索的问题，1620年法国的Bacon就在地图上对大西洋两岸相似的部分

8、作了标记。奥地利地质学家修斯（1909）把南半球大陆拼在一起，并推测存在一个冈瓦纳大陆(Gondwanaland)。最为系统地提出大陆漂移观点的是德国青年气象学家魏格纳(A．Wegener，1912，1915)，他根据古生物化石、岩石特征和地质构造的相似性提出大西洋两岸曾是一个大陆，随后收集了大量证据，推测3亿年前曾经存在一个全球