地壳、地幔、地核是怎样的
地球内部结构是指地球内部的分层结构。今天探测器可以遨游太阳系外层空间，但对人类脚下的地球内部却鞭长莫及。目前世界上最深的钻孔也不过12公里，连地壳都没有穿透。科学家只能通过研究地震波、地磁波和火山爆发来提示地球内部的秘密。一般认为地球内部有三个同心球层：地核、地幔和地壳。
地壳是地球的表面层，也是人类生存和从事各种生产活动的场所。地壳实际上是由多组断裂的，很多大小不等的块体组成的，它的外部呈现出高低起伏的形态，因而地壳的厚度并不均匀：大陆下的地壳平均厚度约35公里，我国青藏高原的地壳厚度达65公里以上；海洋下的地壳厚度仅约5～10公里；整个地壳的平均厚度约15公里，这与地球平均半径6371公里相比，仅是薄薄的一层。
地壳上层为花岗岩层，主要由硅－铝氧化物构成；下层为玄武岩层，主要由硅－镁氧化物构成。理论上认为过地壳内的温度和压力随深度增加，每深入100
米温度升高1℃。近年的钻探结果表明，在深达3公里以上时，每深入100米温度升高2.5℃，到11公里深处温度已达200℃。
目前所知地壳岩石的年龄绝大多数小于20多亿年，即使是最古老的石头丹麦格陵兰的岩石也只有39亿年；而天文学家考证地球大约已有46亿年的历史，这说明地球壳层的岩石并非地球的原始壳层，是以后由地球内部的物质通过火山活动和造山活动构成的。
地壳下面是地球的中间层，叫做“地幔”，厚度约2865公里，主要由致密的造岩物质构成，这是地球内部体积最大、质量最大的一层。地幔又可分成上地幔和下地幔两层。一般认为上地幔顶部存在一个软流层，推测是由于放射元素大量集中，蜕变放热，将岩石熔融后造成的，可能是岩浆的发源地。下地幔温度、压力和密度均增大，物质呈可塑性固态。
地幔下面是地核，地核的平均厚度约3400公里。地核还可分为外地核、过渡层和内地核三层，外地核厚度约2080公里，物质大致成液态，可流动；过渡层的厚度约140公里；内地核是一个半径为1250公里的球心，物质大概是固态的，主要由铁、镍等金属元素构成。地核的温度和压力都很高，估计温度在5000℃以上，压力达1.32亿千帕以上，密度为每立方厘米13克
美国一些科学家用实验方法推算出地幔与核交界处的温度为3500℃以上，外核与内核交界处温度为6300℃，核心温度约6600℃。
地壳的结构与物质组成 2 地壳的结构与物质组成 2(1 地壳元素组合与矿物形成 (1)地壳元素组成和分类 地壳元素丰度的总特征可大致归纳如下:地壳中已发现的化学元素有92种，即元素周期表中1至92号元素。地壳中不同元素的含量差别很大， -16含量最高的元素氧(47,)与含量最低的氡(10)差1017倍。含量最高的三个元素氧、硅、铝的总量占地壳元素总量的84.6,。若加上含量大于1,的元素铁、钙、钠、钾、镁，总和达98,，剩余的84个元素重量的百分含量之和仅为2,。总体上，元素的原子丰度随元素的原子序数增大而降低，偶数原子序数的元素比相邻的奇数原子序数的元素丰度值高。惰性元素丰度偏低。 按化学计量比计算，地壳中阴离子的总数大大低于阳离子总数，阳离子与阴离子结合能力的大小和倾向性决定了元素的地球化学行为。地壳中元素的地球化学行为与元素的化学和晶体化学性质有关，也与地壳中元素的丰度和物理化学条件有关。 元素的地球化学分类方案较多，以下从地壳化学组成的角度出发，结合元素的地球化学行为将地壳中元素的丰度分为主量元素、微量元素、硫(硒、碲)和卤族元素、金属成矿元素、亲生物元素和亲气元素、放射性元素。 主量元素: 主量元素有时也称为常量元素，是指那些在岩石中(?地壳中)含量大于1,(或0.1,)的元素，在地壳中大于1,的8种元素都是主量元素，除氧以外的7种元素在地壳中都以阳离子形式存在，它们与氧结合形成的氧化物(或氧的化合物)，是构成三大类岩石的主体，因此又常被称为造岩元素。
地壳中重量百分比最大的10个元素的顺序是:O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg,Ti,H，若按元素的原子克拉克值(原子个数)，则原子个数最多的元素 是:O,Si,H,Al,Na,Mg,Ca,Fe,K,Ti。Ti、H在地壳中的重量百分比虽不足1,，但在各大类岩石中频繁出现，也常被称为造岩元素。 上述地壳中含量最高的十种元素，在各类岩石化学组成中都占重要地位。虽然不同类型岩石的矿物成分有差异，但主要矿物都是氧化物和含氧盐，尤其是各种类型的硅酸盐，因此可将整个地壳看成一个硅酸盐矿物集合体。 岩浆岩是地壳中分布最广的岩石大类，从酸性岩直到超基性岩，主要矿物都是硅酸盐。不同的是，超基性岩和基性岩主要由镁、铁(钙)的硅酸盐组成，中、酸性岩主要由钾、钠的铝硅酸盐和氧化物组成。大陆地壳中上部中酸性岩石占主导地位，下部中基性岩为主体。大洋地壳以基性岩石为主。因此地球科学家常称地壳为硅酸盐岩壳。也有的学者将以中酸性岩为主的部分称为硅铝质地壳，将以基性岩为主的部分称为硅镁质地壳。 由此可知，地壳中主量元素的种类(化学成分)决定了地壳中天然化合物(矿物)的类型。主要矿物种类及组合关系决定了其集合体(岩石)的分类。而地壳中主要岩石类型决定了地壳的基本面貌。 微量元素: 在地壳(岩石)中含量低于0.1,的元素，一般来说不易形成自己的独立矿物，多以类质同象的形式存在于其他元素组成的矿物中，这样的元 ,，属主要元素，在素被称为微量元素。比如钾、钠的克拉克值都是2.5 自然界可形成多种独立矿物。与钾、钠同属第一主族的铷、铯，由于在地壳中的含量低，在各种地质体中的浓度亦低，难以形成自己的独立矿物，主要呈分散状态存在于钾、钠的矿物中。 硫(硒、碲)和卤族元素:
哪些办法了解地球内部的结构和物质组成？ 现代地球科学在地球的内部结构和物质组成上已经具有比较统一的认识那就是地球的内部结构主要分为：地壳，地幔（上地幔和下地幔），地核（内核和外核）。地球内部的结构组成可以说只能通过测量地震波速来获得！！ 至于说到了解某些局部的结构组成，我们大致可以归纳一下： 1，陨石法。（陨石是落到地球上的行星碎块） 由于太阳系的各类行星都是在宇宙大爆炸经过演化而形成的，地球是高度演化的星球，所以我们可以通过其他没有经过高度演化的行星陨石来判定原始地球的结构和物质组成，也就是相当于我们现在地球的地幔和地核物质组成，也就是一些高Fe，Mg的基性和超基性矿物。2，深海钻探。 由于海洋的地壳相对于较薄，所以我们可以通过钻探的方法来获取地壳的物质组成，但是由于现在的钻探技术最深的也不过一二十千米，且地球地壳极不均匀，所以我们通过钻探的方法只能获得比较局限的地壳组成。 3，重力异常，磁异常法。 由于地球的内部物质及其密度的不均一性，我们可以通过地球的磁异常方法来测出，但是这种方法也只是局限于地壳深度，且只能说明地球的不均一性而不能了解地球地壳的元素化学组成，现在的地质找矿经常用到这一方法。 4，火山岩中的深部地壳包裹体研究法。 陈老师 这种方法一下很难说清楚，总之就是“通过对玄武质火山岩的地幔岩石包体来获得地幔物质的元素化学物质组成特征”。 5，地热。 陈老师，您说的地热泉水可以反映出一定的内部岩浆熔融，但是地热仅仅存在于岩石圈，对于深部地球研究很难提供证据。 6，遥感。 遥感的方法只适合地形地貌的第四系研究，对探究地球的内部结构没有较大功能。 综合上述我们可以归纳： 地震波速测量——可以了解整个地球内部的结构组成。 陨石法，火山岩包体法——可以反映深部原始地幔和地核的特征。 钻探，重力，磁异常——可以了解浅部地壳的结构组成。 而地热和遥感提供的证据不明显。 陈老师，由于我的知识有限，也只能给您提供这些信息，有什么不对的地方还请陈老师批评指正。
浙教版科学七上3.3.1组成地壳的岩石 教学目标：知道岩石的类型。 教学重点：掌握不同种类的岩石。 教学难点：理解集中常见的岩石；岩石的应用。 教学过程： 引入：不论是城市中雄伟的建筑，还是风景如画的黄山，我们都可以看到各种各样的岩石。地壳是由岩石组成的，你能认识不同种类的岩石吗？岩石是构成地貌，形成土塘的物质基础，也为人类提供了各种矿产资源。 一岩石的类型 1岩石圈 地壳+上地幔顶部，也就是软流层（位于上地幔）以上部分，由岩石组成。岩石圈不包含软流层（可提问）。岩石圈包括地壳和上地幔顶部。岩石圈厚度不一，大陆较厚，海洋较薄，但海洋部分的岩石圈并不缺失，缺失的只是硅铝层。//岩石圈的主要物质成分由表及里，铁镁成分增多。全球岩石圈不是一块整体，而是被一些构造带分割成许多板块。 2矿物：由地质作用形成的天然单质或化合物。它们具有相对固定的化学组成，呈固态者还具有确定的内部结构；它们在一定的物理化学条件范围内稳定，是组成岩石和矿石的基本单元。 3岩石：岩石是构成地貌、形成土壤的物质基础。岩石是组成岩石圈的基本单位。是固态矿物或矿物的混合物。其中海面下的岩石称为礁、暗礁及暗沙，是由一种或多种矿物组成的，具有一定结构构造的集合体，也有少数包含有生物的遗骸或遗迹（即化石）。 4岩石的类型：复杂多样。 通过根据岩石的成因把岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三种类型。 ⑴岩浆岩。如花岗岩、玄武岩、流纹岩、安山岩。 *岩浆：由软流层喷出的熔融物。高温、液态。 #成因：由岩浆喷出地表或侵入地壳冷却凝固后形成的。分为侵入岩和喷出岩两类。是岩浆喷发后形成，属于地球的内力作用。 *注意。只有岩浆能形成岩浆岩。变质岩能形成新的岩浆。不能说各类岩石都能形成岩浆岩。 #特点：有明显的矿物晶体颗粒和气孔，或柱状结构。 #有明显气孔的岩石在成因分类中属于岩浆岩中的喷出岩（喷出岩有气孔、疏松；侵入岩无孔隙、致密）。分析：因为岩浆岩是岩浆喷出地表后，在温度、压力骤然降低的条件下冷却凝固形成的，造成溶解在岩浆中的挥发性成分以气体形式大量逸出，形成气孔状构造。 *玄武岩最主要的特征是有气孔构造。由火山喷发冷凝而形成的玄武岩多气孔构造。 #岩浆岩形成气孔的原因：含有大量气体的岩浆在喷出地表后，气体大量逸出，在岩石中残留气孔。如玄武岩是喷出岩。 #有用成分举例：花岗岩是坚固、美观的建筑材料；多种金属矿是工业生产的原料。 ⑵沉积岩。常见的沉积岩有砾岩、砂岩、页岩和石灰岩等。 #成因：是地表的碎屑物一层层堆积、压实、固化形成的。各类岩石都能形成沉积岩。是地球外力作用形成。 #特点：由于沉积岩的生成是一层一层地沉积下来的，所以常能明显地看出层次，叫做层理构造。有明显的层状结构特征（但不能说都是层状分布）或化石，这是区别于其他岩石的主要特征，有些可以看到明显的砂粒或砾石，有化石存在。具有层理构造和常含有化石（有的含砂粒）是沉积岩的两个重要特征。 #有用成分举例：石灰岩是建筑材料和化工原料，钾盐是化工原料；煤、石油是当前世界最重要的能源。 #化石存在于沉积岩中。沉积岩中一般含有化石。砾石层形成年代很晚，不可能形成化石。 *贮煤地层的岩石类型一般是沉积岩。煤、石油、天然气是三大化石（矿物）燃料。 #沉积岩从下到上的顺序是砾岩砂岩页岩。 ⑶变质岩。如大理岩、板岩、片麻岩。 #成因：地壳中已生成的岩石，在岩浆活动、地壳运动产生的高温、高压条件下，原来岩石的成分和结构发生变化而形成的新岩石。如大理岩是石灰岩变质而成。（石灰岩能变质成大理岩）板岩是页岩变质而成（板岩是由页岩受挤压变质而成的）。石英岩是由砂岩变质而来的。各类岩石都能形成变质岩。是地球内力作用形成。 #特点：常有片状结构。
2020届高三地理复习讲解：地壳、地幔、地核考点分析 一、最新考纲 地球的圈层结构及各圈层的主要特点。 二、考纲解读 识记地球的圈层结构及特点。 三、思维导图 四、例题剖析 读下图，组成该山体岩石的矿物直接来自() A．地表B．地壳上部 C．地壳下部D．地幔 答案D 解析根据景观图片中山体的形态和火山喷发的景象可以判断出该山体属于火山，其岩石为岩浆岩，是由来自上地幔上部软流层的岩浆喷出地表冷却凝固形成的。因此，组成该山体岩石的矿物直接来自地幔。 五、知识讲解 依据地震波在地球内部传播速度的变化，地球固体表面以下可划分为地壳、地幔、地核三个圈层。具体分析如下图所示：
2011年3月11日,日本发生里氏9.0级地震,震中位于日本本州岛仙台港以东130千米的海域,震源深度10千米,地震引发最高达10米的大海啸,造成严重的人员伤亡。据此完成第1~3题。1．此次地震的震源位于() A.地核 B.上地幔 C.下地幔 D.地壳 2.此次地震首先直接影响的地球外部圈层是() ①水圈②生物圈③大气圈④岩石圈⑤地壳 A.①② B.②③ C.①④ D.④⑤ 3.若地震发生时,震中附近有一艘船,则船上的人的感觉是() A.左右摇晃 B.上下颠簸 C.先左右摇晃,后上下颠簸 D.先上下颠簸,后左右摇晃 4.下图为“地球圈层结构示意图”,下列关于图中各圈层的叙述,正确的是() A.地球外部圈层由A、B、C三部分组成,其中C为生物圈 B.地球内部圈层由E、F、G三部分组成,其中G为地核 C.E、F合为岩石圈 D.各圈层相互联系、相互制约,形成了自然环境 下图为“月壳与月幔地震波速度变化示意图”。据此完成第5~6题。
岩石圈是各种岩石组成的地圈，其上界是地球固态表明，下界位于上地幔B层的软流圈顶面。由于软流圈顶部界面深度变化较大，使得岩石圈厚度的变化也较大。岩石圈是跨越地壳和上地幔的固态地圈，在莫霍面以上为上岩石圈，在莫霍面一下为下岩石圈。 +板块（大纲） 板块构造理论，地球表面是由漂浮在软流圈之上的岩石圈板块镶嵌而成的，全球总共有七大板块（欧亚板块、南极板块、北美板块、南美板块、太平洋板块、非洲板块和澳洲板块）。板块的边缘是由洋脊、俯冲带、转换断层或内陆挤压带等连结起来。板块的面积处于变化中，扩散边界（如洋脊）导致大洋岩石圈生长，聚合边界（如以海沟为标志的俯冲带）则导致大洋岩石圈消减。 +地壳类型（大纲） 1定义：指具有相似地质特征和地球物理特征的地壳区段 2主要划分： 1 地盾地壳稳定部分 2 克拉通地壳稳定部分，有沉积岩 3 古生代造山带代表中等稳定的构造活动条件 4 中生代~新生代造山带具有不稳定构造活动条件 5 大陆裂谷系以断层为边界的谷底 6 火山岛火山成因，与俯冲带无关 7 岛弧以地震和火山作用为特征，与俯冲带有关 8 海沟俯冲带开始的标志 9 大洋盆地地壳稳定部分，有深海沉积物 10 洋脊构造不稳定 11 边缘海盆沉积物来自大陆或岛弧 12 内陆海盆与岛弧无关 +岩浆系列（07考） 1定义：指一系列侵位于地壳之内或喷出于地表之上的一组密切相关的岩浆类型，而岩系往往指具有某些共同化学属性的所有火山岩组成。 2划分：其划分可根据岩石的碱性程度划分为碱性系列、非碱性系列（拉斑玄武岩系列、钙-碱性系列）。 每一岩浆系列中可以形成不同的岩石，它主要取决于原岩的不同程度的部分熔融和岩浆形成之后的晶体、流体的分离作用等。如果在一个系类中同时出现长英质和镁铁质占优势的岩石，则称为双峰系类（双峰模式）。 3三种基本岩浆系列特征 拉斑玄武岩系列一种分布最广、含少量或不含橄榄石的玄武岩 钙-碱性系列火山岩地体中以安山石为主，深层岩地体中以花岗闪长岩占优势，以 及少量的拉斑玄武岩、流纹英安岩（或它们相同成分的侵入岩石）碱性系列一种含橄榄石的玄武岩，相对富碱性元素
电子课文●第四章地壳和地壳的变动 第一节地球的内部圈层 地球内部的结构，无法直接观察。到目前为止，关于地球内部的知识，主要来自对地震波的研究。当地震发生时，地下岩石受强烈冲击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传播。这种弹性波叫地震波。地震波有纵波（P波）和横波（S 波）之分。纵波的传播速度较快，可以通过固体、液体和气体传播；横波的传播速度较慢，只能通过固体传播。纵波和横波的传播速度，都随着所通过物质的性质而变化。 根据地震波的这些特点，人们测知地震波传播速度在地球内部呈有规律的变化。我们可从地球内部地震波曲线图上，看出地震波在一定深度发生突然变化。这种波速发生突然变化的面叫做不连续面。地球内部有两个明显的不连续面：一个在地面下平均33千米处（指大陆部分），在这个不连续面下，纵波和横波的传播速度都明显增加，这个不连续面叫莫霍界面①；另一个在地下2900千米深处，在这里纵波的传播速度突然下降，横波则完全消失，这个面叫做古登堡界面②。 我们用莫霍界面和古登堡界面为界，把地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。 （一）地壳地壳是指地面以下、莫霍界面以上很薄的一层固体外壳。整个地壳的平均厚度约为17千米。大陆部分平均厚度为33千米，高山、高原地区厚度可达60千米～70千米（如青藏高原）；海洋地壳较薄，平均厚度为6千米。地壳主要由各种岩石组成。
（二）地幔这一层介于地壳和地核之间，所以又叫做中间层。地幔在莫霍界面以下到古登堡界面以上，深度从5千米～70千米以下到2 900千米。这一层也能传播横波，所以仍是固态。主要物质成分为铁镁的硅酸盐类。由上而下，其中铁镁含量逐渐增加。从莫霍界面到1000千米深处，叫做上地幔。上地幔上部（地下约60千米～250至400千米）存在一个软流层，一般认为这里可能是岩浆的主要发源地之一。地下1000千米～2900千米深处，叫做下地幔。下地幔的温度、压力和密度均增大，物质状态可能为固体。 地壳和上地幔顶部（软流层以上），是由岩石组成的，合称为岩石圈。 （三）地核从古登堡界面到地球核心，为地核。地下2 900千米～5 000千米深处，叫做外核，外核的物质接近液体，横波不能通过。5 000千米以下的深部为内核，则为固态。地核部分的温度很高，压力和密度很大。地核的物质成分据推测以铁、镍为主，并含少量较轻元素。 问题和练习 1．地球内部有哪几个圈层？ 2．为什么能用地震波来探测地球内部的构造？利用地球内部地震波传播曲线图来加以解释。 第二节地壳的结构和物质组成 地壳的结构地壳是由许多化学元素组成的。据地球化学分析表明，地壳中有90多种自然存在的化学元素，其中氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等8
[dìmàn] 地幔 地幔（Mantle）：地质学专业术语，是指地壳下面是地球的中间层，厚度约2865公里，主要由致密的造岩物质构成，这是地球内部体积最大、质量最大的一层。地幔又可分成上地幔和下地幔两层。上地幔上部存在一个地震波传播速度减慢的层，一般又称为软流层，推测是由于放射性元素量集中，蜕变放热，使岩石高温软化，并局部熔融造成的，很可能是岩浆的发源地。软流层以上的地幔是岩石圈的组成部分。下地幔温度、压力和密度均增大，物质呈可塑性固态。 最新新闻 史上首次！地壳地幔边界将被打穿中美等参与2015-12-20 22:56 来自美国、英国、中国等12个国家30名科学家参加的这次大洋钻探活动，准备在西南印度洋中脊一处名为“亚特兰蒂斯浅滩”的地方，在人类历史上首次打穿地壳与地幔的边界。整个钻探计划分3个航次，本次开展的是首次钻探。...详情 内容来自 中文名地幔外文名Mantle 学科地球厚度2865公里 目录 1 形成原因 2 主要构造 3 成分 ?岩石 ?元素 4 探测方法 5 研究成果 ?地幔端元 ?地幔弦动 形成原因 在距今46亿（？）年前，在太阳系外的宇宙空间，由铁镍物质组成的地核俘获宇宙高温熔融物质和少量塑性物质、固态物质、气体和液体，在地核外形成高温熔融物质巨厚层。 地核与高温熔融物质间形成内过渡层。 地球外表温度降低，熔融物质凝固，形成地球最原始的外壳。 外壳与高温熔融物质间形成外过渡层。高温熔融物质形成液态层。 在这一地质时期，地球形成分层结构，由内向外：地核、内过渡层、液态层、外过渡层、外壳。 在地球表面，由于熔融物质凝固和收缩，形成张裂、沟谷、高山。由于宇宙天体撞击，在地表形成大坑洼地。 主要构造 上地幔顶部存在一个地震波传播速度加快的层（莫霍面），岩石圈（岩石圈指地壳和上层地幔顶部）以下称为软流层（Asthenosphere），推测软流层是由于放射性元素大量集中，蜕变放热，使岩石高温软化，并局部熔融造成的，很可能是岩浆（Magma）的发源地。软流层以上的地幔是岩石圈的组成部分。下地幔温度、压力和密度均增大，物质呈可塑性固态。厚度约有2900公里。 美国一些科学家用实验方法推算出地幔与地核交界处的温度为3500℃以上，外核与内核交界处温度为6300℃，核心温度约6600℃。地幔的组成除了少数由深源岩浆岩（玄武岩、富
第八章地壳运动与地质构造 §1 概念 大家已有了岩石的概念：岩浆、沉积岩、变质岩，它们是不同的地质作用下形成的，岩浆岩中的侵入岩应地下形成，地表看不见。但现在大量突出地表，甚至形成高山，如五台山等由侵入岩或其变质岩组成；沉积岩，原始应水平沉积，地表大量倾斜、弯曲、断开。这些说明地壳上岩石发生运动，发生机械运动。 一、地壳运动（构造运动）——地壳的机械运动。 引起运动的原因，将在本章最后一节讲述 运动的结果为岩石变形、变位 岩石变形——地壳中岩石变改了原有的空间位置和形态。 地质构造——岩石变形的产物包括褶皱、断裂两大类。 二、岩石变形的力学原理：（岩土力学中细讲，简单地说） 同样，岩石在受构造运动（地壳运动）力的作用下，亦会发生类似的变形。 由于弹性变形不被保留，对地质构造无意义。 岩石的变形状态与岩石性质有关（成份、结构）与岩石所处的环境有关。 地表常温、常压下：页岩、泥岩、粘土岩（细、软）———塑性变形。
粗砂岩、石灰岩————脆性大，断裂。 地下高温、高压下：各类岩石都具有一定塑性（柔性）均可发生塑性变形。 这就是为什么我们在野外能够看到砾岩、灰岩、石英砂岩等通常认为脆性很大的岩层同样有褶皱弯曲现象。 §2.褶皱和断裂 我们讲了褶皱和断裂是由于岩石的运动改变了原有空间位置和形态。 一、岩层空间位置的测定 地质上以岩层的产状来描述其空间位置，包括岩层的走向、倾向、倾角。称产状三要素。 （一）产状三要素： １．走向：走向线———岩层面同任意水平面的交线（岩层层面上的任意一条水平线）。 注意：我们强调了两端所指的方向，因此走向的方位角有２个，相差1800 2. 倾向 最大倾斜线———岩层面上与走向线垂上的向下延伸的线。 倾向———最大倾斜线的水平投影所指的方向，以方位角表示。倾向只有一个方向，且与走向垂直。 走向= 倾向+ 90° ３．倾角：岩层面与水平面之间的夹角。 最大倾斜线与其在水平面上投影线之间的夹角。0°—90°变化。 （二）产状的表示：走向/倾向<倾角125°/ NE <65° S29°/ NW <18° 倾向<倾角35°< 65°
“大陆地壳演化与早期板块构造”重大项目指南 早期大陆的形成演化及其构造机制一直是固体地球科学的基础与前沿科学主题，对于深入认识太阳系类地行星和地球的起源与发展、理解现代地球过程、预知地球未来的演变都有重要意义。板块构造是随着地球壳幔体系的演化和大陆地壳的生长，逐渐发展、建立、成熟起来的。大约在2.7-2.5 Ga前随着全球一批成规模的稳定大陆地壳的出现，标志着全球构造开始了从热构造体制向垂向-横向运动的构造体制转化，开启了地球系统的一系列重要事件和演变，包括固体圈层的形成与耦合，水与大气圈层的确立，大氧化事件与生命活动，大规模沉积作用包括多次冰期事件和多期次巨量硅铁建造的沉积等。到了2.0-1.8 Ga，构造岩浆活动又重新活跃了起来，全球短时间内出现了众多线型造山带，出现了地质历史上第一个超大陆，标志着早期板块构造开始支配全球。由此可见，2.7-1.8 Ga是地球历史上的关键演化期，该时期不仅塑造了现代板块构造出现之前的全球构造格局，直接控制了超大陆的聚合与裂解等，甚至对于之后地球中年期及现代板块构造体制出现，也起到了奠基性的作用。 由于早前寒武纪地质记录的复杂性、大部分克拉通地质记录不完整性、加之数据资料和研究覆盖程度不足，许多重大科学问题仍然亟待深入研究。当前更加需要围绕早期板块构造及其动力学机制这一核心科学问题，进一步阐明早期板块构造不同于现代板块构造的特殊性，深入探究其作用过程和机制，提出和完善元古代早期板块构造理论，为发展板块构造理论提供依据。 一、科学目标 揭示地球由最初的热构造体制向早期板块构造体制转变的岩石圈状态、地质基础、主要表现、基本过程、重要环节、及其地球动力学机理；建立早期板块构造的造山模式，准确刻画其构造-岩浆-沉积-变质作用的特殊性及相互关系；阐明早期板块构造的基本特征及其与现代板块构造的根本差异，发展板块构造理论，丰富前寒武纪地质学的学科内涵，培育新的学科生长点，引领本领域前沿研究。 二、研究内容 （一）大陆地壳生长-稳定化与早期板块构造的启动。 研究2.7-2.5 Ga花岗-绿岩地体岩浆作用的性质和成因；解剖该时代高级片麻岩地体，确定其成因及其与更古老地壳的发展和继承关系；在与全球2.7 -2.5 Ga典型花岗-绿岩地体和高级片麻岩地体的对比中，揭示早期板块构造开始阶段的壳-幔相互作用特征。研究从-2.5 Ga 开始出现的幔源和壳源碱性岩浆岩类的成因。研究该时代麻粒岩相变质作用的类型、PT轨迹及其随时代的变化，探讨2.5 Ga前后的克拉通化与麻粒岩相变质作用的构造意义。 （二）早期板块构造的变质-岩浆作用特征与动力学机制。 研究古元古代高压-高温-超高温麻粒岩的变质作用类型、时空分布、相互关系，进一步揭示它们与中级变质作用的联系，揭示不同类型麻粒岩变质作用记录的造山作用性质和过程，及其与现代板块构造变质作用的异同。研究同期幔源和壳源岩浆侵入活动和火山活动，确定岩浆活动的性质、成因、活动范围及其与高压-高温-超高温变质作用的关系，特别关注
第0章绪论 1.大地构造学:地质学的分支学科之一，研究大陆、大洋或某一大尺度区域地壳或岩石圈的组成、结构和演化历史的一门学科，目的是了解海洋、大陆、山脉及盆地的成因和发展过程，认识地壳和岩石圈的演化规律。在地球科学中，它明显的具有上层建筑性质。 1)．隆起说：其主要论点是：地球内部的岩浆上升侵入到山体的中央部分，使岩层从中央向边缘倾执并挤压成褶皱和断裂。它的出发点是：垂直运动是基本的，水平运动是派生的。后因它不能解释褶皱带的特点和褶皱并非由岩浆侵入造成等缺陷而被摒弃。 2)．收缩说：地球由于冷却而收缩引起地壳侧向水平挤压的假说，是在1852年由法国的博蒙特(Elie de Beaumont，1798—1874)提出的。后来休斯(Suess, E., 1831—1914)在收缩说中加进了关于地壳可分成刚性地段和柔性地段的概念，认为地壳结构是不均一的，在地球普遍压缩过程中，刚性地段揉挤和压缩柔性地段形成褶皱山系。 3)．地槽－地台学说：在收缩说的基础上美国的霍尔(HalI, J., 1811—1898)和丹纳(Dana, J. D., 1813—1895)创立了地槽理论。认为地槽是地壳上的巨大拗陷，是在水平挤压力影响下产生的，拗陷被沉积物补偿充填，而以后的压力就把这些沉积物挤压成褶曲。 2.大地构造学的特点 大尺度：研究的对象庞大，而且不均一。 大科学跨度：（地球物理；地球化学；地外事件等）涉及学科多, 涉及资料量大，综合性强。 大思维：Suess-地球面貌（6卷）------大地构造学之父，全球见识Stille(二战) 全球观“地球科学观”。3.大地构造学的研究内容 ?壳幔结构及其动力学机制；岩石圈的变形、变位；岩石圈的演化；造山带和各种地质体的形成背景。 4.研究方法的综合性和多样性。 地质学：主要通过地质手段研究深部的地质表现及其发展规律。 地球物理学：主要根据地震、重力、地磁和地热资料研究壳、幔的内部结构。 地球化学：主要研究壳幔的物质成分、地球内部物质交换等地质作用。 5.大地构造学的研究意义 地球观的建立：全球观，运动观，空间观，时间观；地球科学逻辑思维方法；对其他学科的指导；为人类提供可靠的矿产资源；防治、减轻自然灾害等。 第 1 章地球的层圈结构 一、地球层圈的划分 地球由地核、地幔和地壳组成。 1、地壳:指莫霍面以上由固体岩石组成的地球最外部圈层。 地壳平均厚为18km，大洋区平均厚7km，且均匀（洋壳）。大陆区地壳变 化于20km-80km方向，平均厚33km。 1)、地壳的基本特征 厚度: 平均33km，陆壳最厚达80km（青藏），洋壳平均7km。 组成: 陆壳为三大岩类，洋壳主要为玄武岩。密度2.6 - 2.9，主要由硅酸盐矿物组成。 构造: 陆壳复杂（存在褶皱和断裂）, 洋壳简单（无褶皱）。 年龄：陆壳老（最老44-45亿年）洋壳新（最老2亿年）。 传统认为陆壳中部较普遍存在一个次一级界面（称康拉德面），据此将地壳分为上、下地壳，上地壳均厚15km，硅铝层或花岗质壳；下地壳均厚18km，硅镁层或玄武质壳。 2) 洋壳： 目前根据大洋钻探洋壳一般分三层：沉积层: Vp ≈ 2.2km/s 玄武岩层：Vp≈5.2km/s 辉绿、辉长岩组成的席状岩墙杂岩：Vp ≈6.7km/s 洋壳厚度~7km，洋脊洋岛变化在15~20km 2. 莫霍面两种意义上的莫霍面： （1）岩石学莫霍面：辉长岩与橄榄岩之间的界面，或者是角闪岩、中性高压变粒岩与橄榄岩、榴辉岩之间的界面。存在化学不连续面与相转换面之争。 （2）地震莫霍面（壳—幔之间的地震波速不连续面）： 正常地壳P波速≤7km/s；其下的波速8.0±0.2km/s；过渡带（地震莫霍面）P波速6.8～7.8 km/s。 岩石学莫霍面与地震波速莫霍面两者可能不一致。
中 国 科 学(D 辑) 第29卷 第3期SCIE NCE I N CHI NA(Series D) 1999年6月 中国东部地壳的结构和组成3 高 山 骆庭川 张本仁 张宏飞 韩吟文 赵志丹 (中国地质大学地球科学学院,武汉430074) Hartmut K ern (M ineraqlogisch2Petrographisches Institut,Universit t K iel,Olshausenstrasse40,24098K iel,G ermany) 摘要 根据已发表的12条地学大断面和6条折射地震剖面资料,获得了中国除塔 里木以外9个大的构造单元的地壳结构.在中国东部华北克拉通、秦岭造山带和扬 子克拉通950000km2范围内采集了11451件岩石样品.由这些样品组合而成了905 件组合样品.对这些组合样品分析了63种元素和组分的含量.根据分析结果,结合 所建立的各构造单元地壳结构、对区域典型深部样品高温高压下岩石物理性质的实 验研究以及对出露地壳剖面和下地壳包体的综合研究成果,获得了中国东部地壳各 结构层元素丰度.结果表明,除塔里木和秦岭造山带外,中国各构造单元地壳结构可 分为上地壳、中地壳、下地壳上部和下地壳下部4层.其中,下地壳和地壳整体V p波 速较全球大陆地壳相应平均值低012～0.5km/s.中国东部下地壳整体平均地震波 速与中性麻粒岩一致,其SiO2含量约为58%.这种中性下地壳成分特征与目前普遍 认为的基性下地壳模型明显不同.中国东部地壳整体成分亦比现有大陆地壳成分估 值的演化程度高,其特征为SiO2=64%,具明显负Eu异常(Eu/Eu3=0180),相对亏损 Sr和过渡金属元素,La/Nd(3.0)比值近于岛孤岩浆岩,计算出的μ值(238U/204Pb)约 为5,以下相容性相近的元素对比值与原始地幔的比值相同或接近:Zr/H f=37,Nb/ T a=17.5,Ba/Th=87,K/Pb=0.12×104,Rb/Cs=25,Ba/Rb=8.94,Sn/Sm=0.31, Se/Cd=1.64,La/As=10.3,Ce/Sb=271,Pb/Bi=57,Rb/T1=177,Er/Ag=52,Cu/ Au=3.2×104,Sm/M o=7.5,Nd/W=40,C1/Li=10.8,F/Nd=21.9和La/B=1.8. 关键词 大陆地壳结构 大陆地壳组成 大陆地壳化学成分 中国东部 大陆地壳化学成分及其时空变化是认识地壳形成、演化以及定量研究地球动力学过程的地球化学前提.自地球化学学科诞生以来,这一直是地球化学家们努力解决的基本地球化学问题之一,如Clarke和Washington以及G oldschmidt的开创性工作.然而这一问题迄今并未得到很好解决.研究的难点和存在的问题主要为:(1)如何确定通常难以直接观测的深部地壳,特别是下地壳的组成,这是需要解决的首要难题;(2)由于缺少大面积区域岩石地球化学 1998207215收稿 3国家自然科学基金(批准号:49625305,49573183,49673184,49794043)、国家教委基金、原地质矿产部基金(批准号: 8505014)、原地质矿产部壳幔体系组成、物质交换及动力学开放研究实验室基金以及德国洪堡基金项目联合资助
地球的内部圈层结构 地球内部圈层由外向里分为地壳、地幔和地核。地壳与地幔的分界面为莫霍界面，地 幔与地核的分界面为古登堡界面。 1、地壳 地壳是地球固体地表构造的最外圈层，整个地壳平均厚度约17千米，其中大陆地壳 厚度较大，平均约为39-41千米。高山、高原地区地壳更厚，最高可达70千米；平原、 盆地地壳相对较薄。大洋地壳则远比大陆地壳薄，厚度只有几千米。 2、莫霍面 1910年莫霍洛维奇提出地球有内外层之分。他指的内外层就是我们所说的地幔和地壳。而地壳与地幔的分界面也就被称之为莫霍洛维奇不连续面（莫霍面）。 在莫霍面上，地震波的纵波和横波传播速度增加明显，弹性和密度随深度逐渐增加， 地幔物质密度、硬度大于地壳。此面以上物质平均化学组成与玄武岩相似，密度约 2.9×10^3kg/m^3；此面以下物质平均化学组成与橄榄岩相近，密度约 3.1－ 3.3×10^3kg/m^3。莫霍面温度为400-1000/℃ 3、地幔 地幔介于莫霍面和古登堡面之间，厚度在2800km以上，平均密度为4.59/cm3，积约 占地球体积的82.26%，地幔的质量约占地球总质量的67.0%，在很大程度上影响了地球物 质的总组成。地幔的横向变化比较均匀，根据地震波速度的变化以1000km激增带为界面 雷波蒂面，进一步划分出上地幔和下地幔两个次一级圈层。 4、古登堡界面 古登堡界面，又名古腾堡界面。根据地震波波速变化而划分，是地幔与地核的分界面。地震波传播时，除了在地球内部深度约33千米处波速有一个显著的变化（此处称为莫霍 界面，是地壳与地幔的分界线）之外，在深度约为2900千米处，地震波传播状态也会发 生明显的改变，此处便被称为古登堡界面。地幔位于莫霍界面与古登堡界面之间。 由于地球外核为液态，在地幔中的地震波S波（S波即横波，横波只能在固体中传播）不能穿过此界面在外核中传播。P波（指纵波）曲线在此界面处的速度也急剧减低。 5、地核
中国区域大地构造学复习提纲 大地构造研究的主要方法（历史分析法及其内容） (１)历史－构造分析法—是以各种地质、地球物理和地球化学等资料为基础，按地史发展顺序，探讨不同阶段大地构造发展的特点，着重研究和比较地壳、地幔各部分构造的发生、发展和转化，找出它们之间的共同性和差异性，阐明它们的运动规律。包括：地层－沉积特征分析．岩浆活动分析．构造作用分析．变质作用分析．成矿作用分析．地球物理分析 (２)力学分析法（3）历史比较法（4）构造比较法(5) 其它方法 地壳类型及其特征（大陆型地壳、大洋型地壳） 大陆地壳（上地壳，A ）：主要由富硅铝的硅酸盐矿物组成，常称硅铝层；多分 1 布在大陆区。 大洋地壳（下地壳A ）：主要由富硅镁的硅酸盐矿物组成，常称硅镁层；比重 2 较大，密度一般为2.9-3.0g/cm3；主要分布在洋底或大陆地壳的下部。 岩石圈速度结构的概念 地震波传播速度取决于地球介质的弹性和密度，波速结构是当前研究地球内部结构的最优方法。 大陆壳速度分层（上地壳vp＝5.9－6.3 km/s；中地壳vp=6.4－6.7 km/s；下地壳vp=6.8－7.6km/s） Vp、Vs的含义及其在地球分层结构研究中的作用 纵波（P波）：振动方向与传播方向平行；通过介质的体积变化即挤压和拉伸传播；速度快，最先被接收到（Primary wave）；振幅小；在固、液、气态介质中均可传播。
横波（S波）：振动方向与传播方向垂直；通过介质的形态变化传播，又称作剪切波；速度较慢(Secondary wave)；振幅大；只在固体中传播 地球分层结构研究中的作用 按弹性波传播特点，在均质体中Vp、Vs会随深度增加而缓慢均匀加快。实际情况为：Vp、Vs在地球内某些深度上出现急剧升高或降低。地球物理学上把地震波在某些深度上出现急剧升高或降低界面称为不连续面。 壳内低速层的概念及其形成原因（含水及与岩石破碎有关；与壳内局部熔融有关是指地壳内存在的地震波速度低于正常梯度的高导低速层目前认为；上地壳（15km以上）低速层与含水和岩石破碎有关下地壳（15－20km以下）低速层与局部熔融有关 Moho面在不同构造区的差别（形态、埋深、清晰度、波速等） 稳定区（地盾、地台等古老地壳）活动带（洋脊、大陆裂谷、年轻造山带） 形态平缓、起伏小复杂、起伏大 埋深大陆稳定区平均30－38km；变化极大。年青造山带深达70km，形成幔凹（山根） 大洋稳定区平均11km 洋脊（几km）、大陆裂谷埋深小，形成幔枕（反山根） 清晰度是清晰的界面模糊不清的过渡界面 波速差别无Pn异常层：Pn＞7.9km/s 出现Pn异常层：Pn＜7.9km/s Sn有效通过Sn无效传播 壳幔速度结构不均匀性的表现
地壳、地幔、地核是怎样的 地球内部结构是指地球内部的分层结构。今天探测器可以遨游太阳系外层空间，但对人类脚下的地球内部却鞭长莫及。目前世界上最深的钻孔也不过12公里，连地壳都没有穿透。科学家只能通过研究地震波、地磁波和火山爆发来提示地球内部的秘密。一般认为地球内部有三个同心球层：地核、地幔和地壳。 地壳是地球的表面层，也是人类生存和从事各种生产活动的场所。地壳实际上是由多组断裂的，很多大小不等的块体组成的，它的外部呈现出高低起伏的形态，因而地壳的厚度并不均匀：大陆下的地壳平均厚度约35公里，我国青藏高原的地壳厚度达65公里以上；海洋下的地壳厚度仅约5～10公里；整个地壳的平均厚度约15公里，这与地球平均半径6371公里相比，仅是薄薄的一层。 地壳上层为花岗岩层，主要由硅－铝氧化物构成；下层为玄武岩层，主要由硅－镁氧化物构成。理论上认为过地壳内的温度和压力随深度增加，每深入100 米温度升高1℃。近年的钻探结果表明，在深达3公里以上时，每深入100米温度升高2.5℃，到11公里深处温度已达200℃。 目前所知地壳岩石的年龄绝大多数小于20多亿年，即使是最古老的石头丹麦格陵兰的岩石也只有39亿年；而天文学家考证地球大约已有46亿年的历史，这说明地球壳层的岩石并非地球的原始壳层，是以后由地球内部的物质通过火山活动和造山活动构成的。 地壳下面是地球的中间层，叫做“地幔”，厚度约2865公里，主要由致密的造岩物质构成，这是地球内部体积最大、质量最大的一层。地幔又可分成上地幔和下地幔两层。一般认为上地幔顶部存在一个软流层，推测是由于放射元素大量集中，蜕变放热，将岩石熔融后造成的，可能是岩浆的发源地。下地幔温度、压力和密度均增大，物质呈可塑性固态。 地幔下面是地核，地核的平均厚度约3400公里。地核还可分为外地核、过渡层和内地核三层，外地核厚度约2080公里，物质大致成液态，可流动；过渡层的厚度约140公里；内地核是一个半径为1250公里的球心，物质大概是固态的，主要由铁、镍等金属元素构成。地核的温度和压力都很高，估计温度在5000℃以上，压力达1.32亿千帕以上，密度为每立方厘米13克 美国一些科学家用实验方法推算出地幔与核交界处的温度为3500℃以上，外核与内核交界处温度为6300℃，核心温度约6600℃。
岩石的家园—岩石圈 顾名思义，岩石圈是由岩石组成的，包括地壳和上地幔顶部。 我们要理解岩石圈的概念，首先要了解什么是地壳和上地幔？进 而了解岩石在地壳和上地幔中是如何分布的？ 大家知道地球是一个半径有6370多公里的椭球体，它从表 面向地心可以分为地壳、地幔和地核三部分。地壳是地球的最表 层，由于地球表面有陆地和海洋，因此，又有大陆地壳和大洋地 壳之分。大陆地壳一般厚度为33-35公里，最厚地区大约为50-70 公里。我国青藏高原是世界上地壳厚度最大的地区之一，平均厚度可以达到70公里。 大陆地壳通常分为三层，由三种不同成分的岩石组成。最上面是沉积岩层，向下依次是花岗岩层和玄武岩层；大洋壳的厚度很小，平均仅为6-8公里；大洋地壳最上面是很薄的海底沉积物，向下是玄武岩，在海底形成的玄武岩由于海水的作用，岩石被塑造成一个接一个排列的“枕头”，地质学家把这种玄武岩叫做“枕状熔岩”，这是在大陆玄武岩中见不到的一种地质现象。深海钻探和地震研究发现，洋壳玄武岩下面还发育有岩墙状的辉长岩和辉绿岩，以及由超镁铁质岩石蚀变形成的蛇纹岩。 从大陆地壳和大洋地壳的结构可以看出，遍布于地壳中的岩石在分布上具有一定规律性。洋壳和陆壳在岩石组成上最明显的区别在于大洋地壳中至今没有发现花岗岩层，而在大陆地壳中花岗岩体却有大面积的分布。在我们对地壳的结构有了大概的了解之后，人们自然会问：地幔又是由什么岩石组成的呢？它们和地壳中的岩石又有什么不同？在地球结构中，地幔厚约2800公里，分为上地幔和下地幔两部分。上地幔主要由橄榄岩类组成，下地幔是由密度高的铁镁氧化物组成。 根据地球物理测量的研究成果，上地幔顶部主要是由镁铁质和超镁铁质成分的岩石组成的，只是橄榄岩类岩石比地壳中的硅铝质和硅镁质岩石的比重要大。由于地壳和上地幔顶部都是由岩石组成的，所以，地质学家们把它们统称为岩石圈。岩石圈厚度不均一，通常认为在大洋中脊处岩石圈厚度接近于零，到大陆下部大约100-150公里处，岩石圈厚度和地球的半径比较起来，只是薄薄的一层，几乎可以忽略不计。 早在1926年，地震学家古德宝就发现在坚硬的岩石圈下边存在着一个低速带，这个低速带相当于软流圈，深度大约在100-250公里。实际上，软流圈并不软。从计算和模拟实验表明，在软流圈中，只有大约0.5%的局部地区发生了熔化。但是，因为岩石圈刚性较大，相比之下，软流圈就多少带有一点塑性和流动性。 1910年，德国气象学家A.魏格纳提出了大陆漂移学说。到本世纪六十年代，板块构造学说问世。这个学说的实质是岩石圈板块运动学，连续的地震活动带把岩石圈分裂分割成若干大小不同的板块在软流圈上漂移。实际上，不仅大陆板块在漂移，大洋板块也在漂移。科学家们在古气候、古生物、古地磁和深海钻探等很多方面找到了大陆飘移的证据。 岩石圈板块运动与岩石的形成和演化有非常密切的关系。例如，岩浆岩带和变质岩带常分布在板块边缘，而且，板块的类型不同，岩石组合也随之变化；全球现代活火山也主要分