第一章地球概论
本章主要内容
第一节地球概述
介绍地球在太阳系中的位置，地球的形状大小及地球物理特征、圈层结构等基本特点
第二节地质作用
介绍地质作用的概念及作用类型
第三节地球的年龄及地质年代
地球年龄、地质年代的概念、地质年代的单位和地质年表
第一节地球概述
?地球的位置
?地球的基本参数
?地球的主要物理性质
?地球的圈层构造
?地球表面的地形
图片1-1 地球在宇宙中的位置
图片1-2 人造卫星拍摄的地球图片
一地球在太阳系中的位置
（一）、太阳系(solar system)
太阳系是以太阳为中心的一个天体系统。它包括了质量和体积最大的太阳，居于整个体系的中央，能自己发光和辐射热能。围绕着太阳的是九大行星，由内往外是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星等，以及位于火星和木星间的小行星和轨道不同于其他行星
的彗星，也包括某些行星所拥有的为数不多的卫星，所有这些行星均围绕着太阳转动称公转，同时各自又在作自转。但它们自己都不能发光，只能反射太阳光。相对于太阳来说，所有行星的体积和质量都是很小很小的。太阳的体积为地球的130万倍，质量为地球的33.3万倍，密度为地球的l／4。
太阳系行星从内向外为：水金地火木土天海
PS：2006年8月24日国际天文学联合会将传统九大行星之一的冥王星视为非行星，而将其列入“矮行星”
图片1-3 太阳系
（二）、地球的形状与大小
一般所说的地球形状与大小是指地球外壳及其表面水体的轮廓，从卫星拍摄的地球影像来看，地球为一球形体。
图片1-4 地球
概略地说，地球是一个旋转的三轴椭球体，或近似的扁球体，其表面起伏不平，人们以大地水准面(平均海平面)来理想地圈出一个完整的球体，作为地球形态的几何图形。
1975年第十六届国际大地测量和地球物理学会(IUGG)决定采用的数据如下：
地球形状基本参数
赤道半径：6378.137km 表面积：5.1007*108km2
两极半径：6356.779km 体积：1.0832*1012km3
平均半径：6371.012km 赤道周长：40075.24km
最高点：8848.13M （8844.43）最低点：-11033M（马里亚纳海沟）
海陆分布：海71％陆29％
根据以上参数绘制的地球实测形状类似于一个略扁的梨形（三轴椭球体）。
1.南半球比理想椭球体表面略低，南极向内凹约30km ,北半球略向外凸，北极向外凸出
10km;
2.赤道面呈椭圆形，长轴较短轴长430km;
3.极半径要比赤道半径短20km左右;
图片1-5 大地水准面与扁球面
二地球的主要物理性质
?地球的密度
?地球的压力
?地球的重力
?地球的磁场
?地球的温度（地热）
?地球的弹塑性
?地球的电性
地球的主要物理性质指地表以下的整个固体地球内部所具有的密度、压力、重力、磁性、温度(地热)、电性、弹塑性、放射性等物理特性。研究地球物理性质是人们探索地球奥秘，了解地球内部动力活动的要求和结果。这是一个探索了很久但仍待深入的领域，研究方法除了直接通过深部地震资料和其它地球物理资料和表层探测之外，还可以通过高温高压实验和陨石等外星球物质的比较行星地质学的方法来推断和佐证。
（一）密度
依据万有引力定律，可以推算出地球的质量是5.98×1027g，再根据体积就可以算出地球整体
的平均密度p=5.52g／cm3。而地球表层岩石的密度是可以直接测得的，其平均值为2.7g／cm3,地球内部密度更大。
迄今为止地球深处的物质密度仍然不能直接测得，而是通过对地震波的研究来计算的，因为地震波传播的速度与物质密度密切相关。不同学者所给出的地球深处的密度资料是不完全相同的，但基本特征是相似的,其中，布伦(K，E，Bullen)于1970年给出的地球内部密度分布模式如下表。
图片1-6 地球内部温度随深度变化
由表可见，地球内部物质的密度变化是有一定规律的，其总趋势是向深处增大，由地表的2.6g ／cm3，可增至地心的13.0g／cm3，甚至更大。这说明地球内部物质处于高密集状态，或者说有高密度的物质存在，或者是处于高压条件下，很可能两个因素都有影响。
图片1-7 （书P28表2-4 详见密度）地球内部圈层和物理数据
（二）压力
地球内部物质从总体上说是处于高压状态的，岩石的重量是引起内部物质承压的主要原因。从表可以看出，压力是随深度递增的，地表岩石处于1个大气压(101325Pa)(1.01325×106dyn ／cm2)下，到了地球中心则可高达3.64×1012dyn/cm2)，相近于350万大气压(图) ，压力的作用可能导致地球深处物质存在状态的变化，也是引起地球某些内动力活动的原因之一。
图片1-8
压力随深度的增加率：
?0-35km：压力较均匀地增大到1×109Pa，平均增加率为28·5×106Pa/km
?35-2878km：压力从104atm增大到150×109Pa ，平均增加率为52×106Pa/km
?2878-6371km：压力从150×109Pa增大到370×109Pa ，平均增加率为63.4×106Pa/km
（三） 重力
地球任何一点上的物质所受的重力是地球的万有引力和地球自转产生的惯性离心力的合力。因为离心力相对很小，只约等于万有引力的1／289，所以重力基本上就是引力，其方向也基本上指向地心。
图片1-9 图片1-10
（1）重力的本质来源是地球的引力；
（2）重力是一个表观的概念，是物体随地球一起转动时受到地球的视在的引力；
（3）重力等于物体受地球的引力和随地球绕轴转动所需向心力的矢量差。
重力在地球不同纬度和深度变化是比较复杂的：
? 地球表面的重力随纬度的增大而增大，根据计算和实测，在赤道海平面上的重力值为：978.07318cm/s2 ,在两极海平面上的重力值为： 983.2177cm/s2 ,后者比前者增加0.53%。而中纬度则逐渐过渡。这种变化是有一定规律的。国际上通常采用1967年提出的国际重力公式来计算：
g=978.0318(1+0.0053024sin2ψ－0.0000058sin2ψ)
?ω2
220cos R m R Mm G G -== 为物体所在地纬度为地球自转速度?ω； ? 另外重力还随海拔增大而减小，每升高1km , 重力值减小0.31cm/s2，减少量约为0.32%。 重力在地球内部的变化
影响重力大小的不是整个地球的总质量，而主要是所在深度以下的质量。
由于地壳与地幔的密度都比较小，从地表到地下2900km 的核幔界面，重力大体上是随深度增加而略有增加，但有波动。在核幔界面上，重力值达到极大(约1069伽)，再往深处去,各个方向上的引力趋向平衡,重力值逐渐减少，直至变小为零。
图片1-11
书P28表2-4 详见重力
重力异常
实际测得的重力值与理论重力值之间的差值，称重力异常。
当实测重力值> 理论重力值,称正异常
当实测重力值< 理论重力值,称负异常
在埋藏有密度较小物质（如石油、煤、盐等非金属矿产）的地区，常显示负异常；而埋藏有密度大物质（如铁、铜、铅、锌等金属矿产）的地区，就显示正异常。所以人们就可以通过重力测量，来圈定重力异常的区域，寻找那些引起重力异常的非金属和金属矿产。这就是地质勘查中常用的重力探勘方法。
图片1-12 中国布格重力异常图
（四）磁性——地磁
?人类很早就认识到了地磁这种地球物理现象。中国人对磁石能吸铁认识得最早，约在公元前5世纪成书的《山海经》中，已有磁石及其产地的记载。
?在中国的战国时期，即公元前5世纪至公元前3世纪前后，出现了用磁石制成能指示方向的司南。
?到北宋时期(960～1127)，对世界文明影响极大的指南针发明出来了。开始这指南针不是针，而是一条用铁片制成的“小鱼”。
图片1-13 指南鱼
1．地磁场：地球是一个巨大的磁性体，在它的周围空间形成了一个具一定范围的由强到弱的磁场。地磁场的两极在地理的南北极附近，但不是正南北，地磁轴与地球自转轴斜交所成的
夹角现在约为11.5o
1980年实测的磁北极位于北纬78.2度、西经102.9度（加拿大北部），磁南极位于南纬65.5度，东经139.4度（南极洲）(见书P19表1-1）
图片1-14 地球的磁场图片1-15
2．地磁三要素
磁偏角指南针所表示的方向正是磁力线在水平面上的投影，它与地理正北方向之间的夹角，称为磁偏角。即磁子午线与地理子午线之间的夹角。
磁偏角的大小和方向各地不同。如果磁力线方向在正北方向以东称为东编，在正北方向以西称为西偏。
我国东部地区磁偏角为西偏，甘肃酒泉以西地区为东偏。
磁倾角指向南北的磁力线与地表的水平面之间，一般也是斜交的，在使用指南针时，表现为磁针一端的下垂及另一端的翘起。这个磁针北端与水平面的交角被称为磁倾角；通常以磁针北端向下为正值，向上为负值。
图片1-16 磁倾角图解
磁感应强度地磁场中磁力作用的方向，可以通过磁偏角、磁倾角来表现，但不能表示磁力作用的大小。某一地点磁力大小的绝对值，用磁感应强度来表示。这必须用磁力仪来测定，一般以特斯拉作为计量单位。在地磁两极附近，磁感应的强度最大，可达60微特斯拉左右；在地磁赤道附近最小，约为30微特斯拉左右。
图片1-17 地球的磁场强度矢量
3．磁异常
磁异常是地壳浅部具有磁性的岩石或矿石所引起的局部磁场，它也叠加在基本磁场之上。一个
地点的磁异常可以首先通过对实测磁场强度进行变化磁场的校正，然后再减去基本磁场的正常值来求得。
?地壳内含铁较多的岩石和富含铁族元素(Fe、Ti、Cr等)的矿体常可引起正磁异常。
?而膏盐矿床，石油、天然气储层，富水地层或富水的岩石破碎带则常引起负磁异常。
?因此，利用这种局部的磁异常可以了解地下的地质情况，也可用此方法进行找矿、勘探工作。4．地球历史上的磁场
1895年居里先生(P．Curie，1859—1906)才揭开了磁场之谜。他发现一些磁性材料在温度升高到一定程度的时候就会失去磁性，在温度降低到一定程度的时候，又会重新获得磁性。这个使物质失去或获得磁性的温度临界点，被命名为居里点。不同的物质各有自己的居里点。
图片1-18 磁性才来的磁性特征与居里点
?地壳岩石的居里点：温度一般为500—600℃，地壳内达到此温度的深度一般在20～30千米(近代火山活动或喷泉地区，居里点深度常仅为5千米左右)。因而，只有在地表附近的岩石，才可以在地磁场的作用下，获得永久的磁性。
剩余磁性：在地质时期中，地表附近的岩石(处在居里点温度之下)都被当时的古地磁场所永久磁化，岩石中的这种磁性就称为剩余磁性。
古地磁：
?地磁极是围绕地理极附近作小幅度周期性迁移的；
?从数千年以上的时间尺度来看，地磁极的平均位置可以看成与地理极基本上重合。根据这一原理，可以把地质历史时期的古地磁极近似地当作古地理极。
?磁倾角与古地理纬度换算公式：tgΦ=1／2tgI (式中I为磁倾角，Φ为地理纬度)
?这样，岩石在形成时期所产生的剩余磁化方向就可以用来大致确定古经线方向，用古磁
倾角就可确定当时所处的古纬度。
例如，对我国华北与华南岩石样品进行古地磁测定，发现它们在5.5亿～4亿年时的古纬度都在赤道附近，后来才逐渐向北运移，到达现在的北纬20－40度的位置。
5．地磁场翻转
在测定岩石的剩余磁场时，发现相当一些岩石的磁化方向与现在的地磁场方向相反，地磁场发生了180度的改变，原来的磁北极转变为磁南极，磁南极则变成了磁北极；这种现象被称为地磁极翻转或地磁场翻转。
?20世纪40年代开始，由于军事上的需要对海底磁场进行了系统的观测，发现以大洋脊为中心，两侧对称地交替分布着正磁极性(磁极与现代的一致)与反磁极性(磁极与现代相反)的两类岩石；离扩张中心越远，岩石年龄越老——板块构造理论重要依据。
图片1-19 海底地磁极翻转与海底扩张
图片1-20 500万年来地磁极翻转、玄武岩流的磁性特征与地磁年代表
6．地磁场的成因
?最早成因假说：地球中心的大磁铁产生出磁场。
?但是居里先生的发现，使这个似乎完美的假说受到了挑战。因为使岩石获得或丧失磁性的居里点温度一般为500—600 ℃，而在岩石圈以下，温度已超过1000 ℃，因此地球的中心不应该有磁性。
图片1-14 地球的磁场
?地磁翻转假说：
90年代以来，用数值模拟的方法，假设地球内核比液态外核转得快(例如每500年多转1圈)，经过几千年就可形成相对稳定的地磁场，而在一定时期之后其极性又可以翻转。
?1996年，宋晓东与里查兹通过对地震波的系统研究，提出内核比地幔每年转快1.1°的结论。图片1-21
（五）温度——地热
火山喷发、温泉和矿井随深度而增温等现象表明地球内部储有很大的热能，可以说地球是一个巨大的热库。调查研究发现，自地面向地下深处，地热增温现象是不均匀的。
地面以下按温度状况可分为三层：
变温层（0-30m ）：温度主要来自太阳的热辐射引起的增温。地表不同纬度上不同季节中受到太阳辐射的角度不同，接受的热量也不同，在地表形成了一个温度变化的薄的圈层。
?变温层温度随季节、昼夜的变化而变化，日变化影响深度较小，一般仅1—1.5m，年变化影响深度可达20—30m。
常温层(20—40m): 该层地温=当地年平均温度，且常年保持不变。
?增温层常温层之下，地温随深度增大而逐渐增加。
?大陆地区：常温层以下至30km深处，大致每加深30m，地温增高1℃。
?大洋底：至15km深处，大致每加深15m，地温增高1 ℃。
深度每增加l00m所升高的温度，称地温梯度，其单位是℃／l00m，平均3 ℃／l00m 。
地温梯度在各地是有差异的，例如在我国华北平原的地温梯度为2—3℃/l00m，大庆地区为5℃/l00m。
在地下深处，由于受压力和密度等因素的影响，地温的增加趋于缓慢。通过多种间接方法测算，地下
l00km：温度约1300℃1000km：温度约2000℃
2900km：温度约2700℃地心：高于3200℃
图片1-22 地内温度变化曲线
地热流值：地球内部热能是以传导、对流和辐射的方式向低温处传播的，即由地内流向地表，单位时间内通过单位面积的热量称为地热流值，地热流值单位HFU（每cm2/s的地热流值），全球平均地热流值为1.47HFU
图片1-23 各种地质构造单元的热流值
地球内部热能的来源
地球内部热能的来源问题尚无完善的结论
?一般认为由岩石中放射性元素的衰变释放出热是地热的主要热源。据我国地质学家侯德封等的计算，这种热能可能达2.14×1021J/a。
?其次，地球本身的重力作用也可以转化出大量热能，产生的总热量接近于放射热能。
?此外，地球自转动能和地球物质不断进行的化学作用等都可以产生大量热能。
图片1-24 各类岩石放射性元素含量和热产率(参见书P21表2-2)
（六）地球的弹性和塑性
地球的弹性：
?海水在日月引力的作用下发生潮汐现象。实际上这种现象也会出现在固体地球表层。用精密仪器可以观测到固体地球表层的潮汐现象，地面升降幅度可达7—15cm，这就是固体潮。?固体潮表明，固体地球具有弹性。
?地球能传播地震波(弹性波) 因为地震波是弹性波，也表明地球具有弹性。
地球的塑性：
?地球在其自转的作用下成为一个旋转椭球体，也表明地球并不是完全的刚体。
?岩层在应力的作用下引起岩石发生弯曲而不破裂等，形成褶皱，这些都说明地球具有塑性。
固体地球的弹性和塑性特点都是相对的：
在施力速度快、作用时间短的条件下，地球表现类似刚性体，岩层会产生弹性变形或破裂；?在施力缓慢持续作用时间漫长的条件下(应变速率)，地球则可表现出明显的塑性特征，如形成复杂的褶皱。
地球具有弹性和塑性是地球内部物质能发生变形、运动和位移的主要原因。
（七）地球的电性
固体地球内部的电性主要取决于地内物质的电导率和磁导率。因地壳中的电导率与岩石成分、空隙度以及充填在孔隙中的水的矿化度等有关。
高层大气电离对地面的感生电场；在大雷雨时的放电（电位差最大可达100伏/米）现象；地内岩体的温差电流；大面积的地磁场感应电流等。这些可形成大地电流，其电流密度平均约为2安培/公里2。
利用大地电磁场的分布及频率的变化，可以研究地球内部高导电层的分布及深度。地电异常常反映可能有矿体或地质构造存在。即所谓的电法勘探，是地球物理勘探方法之一。
三地球的圈层构造
?地球的内部圈层
?地球的外部圈层
（一）地球的内部圈层
研究地球物质和结构仅靠地球表面的岩石和矿物是远远不够的，必须研究地球深部。
现状：最深的矿洞约2km，最深的钻井为12km，该深度和地球半径6371km相比较，仅是其1/600，因此对于地球内部的认识，不能依靠地表研究，
方法：主要通过地球物理特别是地震波的传播情况确定地球内部结构构造和物质状态。
地震波
地震波是一种弹性波，可以分为体波、面波和自由震动等类型，体波又可以分为纵波（P波）和横波(S波)。
纵波：可以在固态，液态和气态的介质中传播
横波：仅能在固态介质中传播
同一固态介质中，纵波的传播速度为横波的1.73倍。（同同介质中纵波速度更快）
穿过地球的地震波的传播特点
图片1-25
K表示穿过外核；J表示穿过内核；C表示地球界面的反射
?地震波按传播方式分为体波和面波。体波(body wave)是在地球内部沿三维方向传播的，可分为纵波和横波。质点的振动方向与地震波传播方向—致的称纵波(p波)；质点的振动方向与地震波传播方向垂直的称横波(s波)。
?在同—介质中，纵波的速度为横波的1.73倍，当纵波或横波传播到两种不同介质的界面时会发生波速的变化，并会发生反射和折射，部分可转化为另一种波继续传播(图1—23)。
?除上述两种波相互转化外，也有部分体波转化为沿界面或地球表面呈二维方向传播的面波(surface wave)
穿过地球的地震波的传播特点
图片1-26
地震波速的快慢与介质的密度和弹性关系：
式中Vp为纵波速度，Vs为横波速度，ρ为介质密度，K为介质的体变模量；u为切变模量．地震发生之后，分布在广大地域上的许多地震台站将先后接受到不同的地震波，经过复杂的计算，可得出地下不同深度的波速，进而反演地下物质状态。
纵波和横波波速变化得出的地球内部结构示意图
图片1-27 地球构造示意图
图片1-28 P波和S波得速度分布及地球内部结构示意图
图片1-29
图片1-30 地震波在地球内部传播速度
图片1-31 地球内部圈层和物理数据
地震波研究发现，地球内部物质是不均一的
?无论纵波和横波在地球内部传播时都具有几个明显的波速突然变化处，即出现几个不连续位置或分界处，反映出地球内部物质或存在状态有明显变化。
1）大约在2900km深度上，有一个巨大变化处，表现为横波中断不再传播，纵波波速也有急速变化；此界面称古登堡界面(Gutenbeng discontinuity)；
2）另一处波速突变处在30～60km(平均为33km)深度处，称莫霍面(Mohorovicic discontintiity)。
据此把地球由表面向中心分成三大圈层地壳地幔地核
图片1-32 图片1-33
地球的圈层划分
图片1-34 地球的圈层划分
（二）地球内部各圈层特征
1．地核(core)
是古登堡面以下至地心的一个球体部分，其质量占地球总质量的31.3%，半径约为3480km。还可以依据次级界面划分为：
外核和内核乃至过渡层。
外核：2885-4170km
过度核：4170-5155km
内核：5155-6371km
图片1-35
地核状态：地震波研究表明，横波不能通过外核可见外核物质应处于液态，而内核和过渡层均可以测得横波，说明它们都处于固态。
地核成分：地核物质的密度为9.98-12.51g／cm3，相当于铁陨石成分，主要由铁镍组成，也称铁镍核心。
2．地幔(mantle)
莫霍面（33km）以下至古登堡面之间的一个巨厚圈层，厚度约2850km左右，体积占地球总体积的67.8%，依据次级界面，大致以1000km处为界，可以再划分出上地幔和下地幔。
图片1-31 地球内部圈层和物理数据
上地幔上部
成分相当于石陨石成分，主要由含铁镁较多的硅酸盐和辉石、橄榄石等组成。
上地幔下部
一般认为其成分与上地幔上部无多大变化，但矿物在晶体结构上发生了变化，导致密度增大，使矿物可能分解成简单氧化物，如MgO、FeO、SiO2等所组成的“高压型”矿物。可能是导致上覆岩石圈发生构造运动的主因和发源地。
值得指出的是：上地幔上部近100km～350km(低速层或软流圈)，主要表现为塑性，具—定的流动性，也可能有局部熔融的物质，推测共温度可能达到700～1300℃，一般认为是岩浆发源区。但总的说这一圈的运动性流动性是大。
下地幔的物质密度可达到5．1g／cm3。多数学者认为它与上地幔下部含铁较高的硅酸盐类成分差别不大；只可能是在更高压力下使物质密度更大，体积更缩小。目前对它的了解实际上还很少。
3．地壳(crust)
?它是莫霍面以上的固体地球的最上层，也是岩石圈的上部圈层。
?其总厚度不大，(大陆)陆壳平均厚为33km，洋壳平均厚5－7km。
?占地球总体积的1.55%，总质量的0.8%，是一个脆弱而薄的外壳，平均密度为2.6-2.9g／cm3，由坚硬岩石所组成。
?按次级界面(康拉德界面)可进一步把地壳划分成上地壳和下地壳。
图片1-36
上地壳：大洋有时不存在
下地壳：大洋主要组成，但很薄
1）大陆地壳
大陆地壳是大陆及大陆架部分的地壳，按照成分可分为上部为硅铝层和下部为硅镁层，具双层结构。
图片1-37
硅铝层的P波波速为6.0—6.2km／s；密度为2.6—2.7g／cm3；一般厚15—20km，物质组成与大陆出露的花岗岩层成分近似，故又称为“花岗岩层” 。
康拉德面(Conrad面或C界面) ，在许多地区并没有明显的C界面。（大陆超深钻）
硅镁层的P波波速为6.4—7.8km／s；密度为3.3g／cm3；厚度为15—20km。物质组成则可能与玄武岩成分相当，故称为“玄武岩层” 。
图片1-38 我国大陆部分的地壳厚度等厚度图（参见书P31图2-11）
图片1-39 青藏高原及邻区莫霍面深度
2）大洋地壳
?大洋地壳简称洋壳，它与大陆地壳有明显差异。其厚度较薄，平均仅5—7km，一般缺乏硅铝层，即不具有地壳的双层结构，以大洋盆地为典型。
?洋壳的岩石一般较年青，最老的岩石形成于2亿年前，大部分岩石则是1亿年以来形成的。?除东太平洋部分洋底外，大部分洋壳岩层很少发生变形。
从其组成物质上看，大洋地壳一般可分为三层：
1)最上面一层是未固结的沉积物，部分洋底(如洋脊)缺此层，其厚度为0—2km，V P=2.0km
／s，密度为2.2g／cm3；
2)中间层基本为玄武岩，其厚度变化较大，自0.5至2.0km不等，V P= 5.1km／s，密
度为2.55—2.65g／cm3 ；
3)最下面是以“玄武岩层”为主体，其波速V P= 6.8km／s、密度为2.86—3g／cm3 ，相当
于基性岩，一般认为是已变质的玄武岩或辉长岩。
组成差异厚度差异变形差异时代差异
图片1-40 由大陆到大洋的地壳剖面示意图
大陆与大洋地壳的差异
4 岩石圈与软流圈
岩石圈和软流圈的划分主要是依据岩石的物质状态来确定的
1）岩石圈
?包括整个地壳及软流圈以上的固体上地幔的部分
?厚度在50～100km以上，平均厚度75km
?属脆性的坚硬岩石层，相对于下面的软流圈来说是一种具刚性的物质层。
?地表所见的各种地形和构造现象都发生于此层中。
图片1-41 岩石圈与软流圈
图片1-42
2）软流圈
?是位于岩石圈这个固体层圈下的一个柔性层；厚度在100-350km之间
?因为物态处于高压高温条件下，是一种柔性可塑状态，受力后容易发生流动，相对于上覆石圈来说是个软弱层。—般认为最软弱部分大约在200km深的地方。
?软流圈中有局部熔融或暂时性熔融区存在，是岩浆发源地。
?在地震波的波速上软流圈表现为低速带。
岩石圈与软流圈的界线也不是截然分开的，很可能是过渡状态。
（三）地球的外部圈层
在固体地球球体之外三个大的圈层：即大气圈、水圈和生物圈，统称为地球的外部圈层。它们是与固体地球相伴而生的，是地球的重要组成部分，又是三个休戚相关但组成和特征都截然不同的三个圈层。
1．大气圈(atmosphere)
概念与范围：
?由大气组成的环绕地球的最外面的一个圈层，称为大气圈。
?下界：水、土壤及某些岩石中也含有少量空气，但其深度一般不超过4公里。
?上界：大气圈没有明显的上界，在赤道上方40000km高空仍有大气存在的痕迹。
?由于地球引力作用，绝大部分大气集中在从地面到100km高度范围内，l00km以上空气极为稀薄。
图片1-43
大气圈的物质成分：
以氮和氧为主，约占大气圈总质量的98．6％
?氮占78.09％
?氧占20.95％
?氩(占1.28％)
?二氧化碳(占0.05％)
?水蒸气(占0.006—1.7％)
图片1-44
组成与高度变化：
?从0-l00km的高空：为各种气体成分大致均匀混合的空气层，但在20—35km高空臭氧(O3)相当集中。
?100—500km高空：以氧的成分为主，但气体分子电离为正离子和自由电子。
?500－1000km：主要为氦离子
?1000km以上：主要为氢离子
蓝色的天空
这是由于大气中的一些非常细小物质成分，如气体、粉尘等，它们的直径较阳光的波长小得多，因此，蓝色的散射较之于其他任何一种颜色能更多地被选择散射。这种散射称瑞利散射。
流星
流星就是陨石穿过大气层时，由于其速度太快，与大气摩擦产生热使陨石燃烧起来。
否则我们的地球也与月球一样“千疮百孔”
大气圈分层
根据大气的运动状态随高度不同变化特点，将大气圈划分为对流层、平流层、中间层、热层和外大气层（散逸层）。与地质作用关系密切的为对流层。
图片1-45 大气圈温度、压力、随高度的分布与进一步的分层
图片1-46 理想状态下的全球风带
2 水圈(hydrosphere)
概念：地球表面约有四分之三的面积为海洋、湖泊、沼泽、河流、冰川等水体所占据，地面以下的土壤和岩石中或多或少地充填着地下水，它们构成一个连续而不规则的圈层，称为水圈。
图片1-47 地球上各种水体的储量
绪论 (1)水文地质学的研究任务是什么? 本课程是煤及煤层气工程专业/岩土工程专业的专业基础课，主要任务是为后续的专业课奠定有关现代水文地质学的基本概念、基本原理。通过该课程的学习，学生能够正确理解水文地质学的基本概念、基本原理，在此基础上能够初步掌握解决工程/煤田水文地质问题的分析方法与思路。 (2)地下水的主要功能包括哪些? >>宝贵的资源①理想的供水水源②重要的矿水资源③良好的景观资源 >>敏感的环境因子地下水是极其重要的环境因子。地下水的变化往往会打破原有的环境平衡状态，使环境发生变化。 (人类活动主要通过三种方式干扰地下水，造成一系列不良后果(图14-1)： ①过量开发与排除地下水→地下水位下降→地表径流衰减、沼泽湿地消失、土地沙化、海(咸) 水入侵等； ②过量补充地下水→地下水位升高→土地的次生盐渍化、次生沼泽化； ③地下水位下降导致的粘土压密释水释放有害离子、化肥农药的不适当使用、废弃物的无序排 放──地下水恶化、污染； ④地下水位的变动会破坏其与周围岩土构成的统一的力学平衡，而产生某种效应──地面沉降 与地裂缝、岩溶塌陷、地下洞室垮塌或突水、滑坡、岩崩、水库诱发地震、渗透变形。) >>活跃的地质营力地下水的主要作用是传递应力、传输热量和化学组分、侵蚀(化学溶蚀、机械磨蚀和冲蚀)等。 >>重要的信息载体由于地下水是应力传递者，同时又是在流动，所以地下水水位，水量，水温，水化学等的变化或异常可以提供埋藏在地下的许多信息，如找矿、地震预报、地质演变。(3)试分析我国地下水分区的特点，并探讨分区的自然背景。 略。
第一章地球上的水及其循环 (1)试比较水文循环与地质循环。 水文循环与地质循环是很不相同的自然界水循环： >>水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O分子态水的转换、更替较快；水文循环对地球的气候、水资源、生态环境等影响显着，与人类的生存环境有直接的密切联系；水文循环是水文学与水文地质学研究的重点。 >>水的地质循环发生于地球浅层圈与深层圈之间，常伴有水分子的分解和合成，转换速度缓慢。研究水的地质循环，对深入了解水的起源、水在各种地质作用过程乃至地球演化过程中的作用，具有重要意义。 (水文循环特点──速度快、途径短、转化迅速。 内因──固、液、气三相可相互转化。 动力条件──太阳辐射和重力的共同作用。 形式──蒸发、径流、降水。) (2)试述我国水资源的特点，并分析其对水文地质工作需求的影响。 我国水资源具有以下特点： (1)降水偏少，年总降水量比全球平均降水量少22%； (2)人均水资源量偏低； (3)空间分布不均匀，东部丰富，西部贫乏； (4)季节及年际变化大，旱涝灾害频繁； (5)水质污染比较严重。 合理有效地利用及保护水资源，是中国具有战略意义的头等大事。 (3)地球上水的循环按其循环途径长短、循环速度的快慢以及涉及层圈的范围，可分为水文循
七年级上册第一章《地球和地图》 第一节地球和地球仪教学设计 【教学目标】 知识与技能 1 掌握地球形状和大小的基本知识，学会提出证据说明地球是一个球体。学会用平均半径赤道周长和表面积描述地球的大小. 2 通过阅读人类对地球形状的认识过程示意图和地球大小示意图，培养学生读图，用图的技能和综合分析问题的能力及数据处理能力。 3 了解地球仪的结构及作用，知道经线，纬线的特点，掌握纬度与经度，南北半球，东西半球的划分。熟练地利用经纬网确定某一地点的位置。 4 帮助学生建立纬线与经线的空间观念，培养学生观察，比较地理事物的能力；通过动手制作地球仪，培养学生的动手实践能力。 过程与方法 创设问题情景，让学生自主探究，合作讨论。理解地球的形状和大小，形成纬线与经线的空间观念。学会表达和交流。 情感.态度和价值观 1、使学生受到科学观的教育。 2、通过对地球形状认识过程的学习，使学生了解人类对事物的认识是一个不断发展的过程，培养学生认真学习，主动探索科学奥秘的志趣，激发学生团结协作的意识。 【教学重点】 1、让学生了解人类认识地球形状的过程，提出证据说明地球是个球体。 2、运用平均半径，赤道周长和表面积等数据描述地球的大小。 3、掌握纬度与经度的划分，东西半球的划分，运用经纬网确定地球上某一点的地理位置。 【教学方法】 小组合作学习 问题解决式教学启发式教学 【学法指导】 1利用生活经验，跨学科知识，上网查找资料等途径来学习地理。 2.运用地理资料数据描述地理事物，学会通过观察，比较等方式认识地理事物的特征。 3.学会用简洁的语言表述地理事物，学会合作学习，增强互动能力。 【教学过程】 第一课时“认识地球的形状和大小” 【导入新课】 白天的太阳，十五夜晚的月亮让我们能清楚看到太阳、月亮的形状——圆形。但是，我们世代赖以生存的地球到底是什么样子呢？我们自己却看不见。站在地球表面，我们无法看到地球的整体面貌，那么古人又是如何了解地球是一个巨大的球体的呢？今天的我们，是否能在自然界中找到证明地球是球体的证据呢？ ［讲授新课］ 1.地球的形状 首先请学生描述地球的形状，并组织学生开展小组探究活动，寻找生活中能证明地球是球体的证据。 活动1、探究实验：参照图1.3做一个小实验，体验在球面上看船的情景，把自己的体验记录下来。请到过海边的同学交流一下亲身体验。再做一个对比小实验：把纸船在桌子上推移，平视纸船，看到情况又是怎样?请学生记录观察体验。 活动2，观察图1.4，根据月食照中推测一下地球的形状。 第1页共7页
《水文地质学基础》能力拓展练习 班级： 学号： ：
一、阅读以下材料，分别说明A、B两区的气候类型并比较两种气候类型对地下水的影响。 （1）A区处于黄土高原地带，气候变化显著，属温带大陆季风气候气候。年平均气温9.9℃，最高气温35℃，最低气温-19.8℃。年降水量分配极不均匀，多集中在六、七、八三个月，多年平均降水量为567.2mm，最大年降水量767.4mm（2003年），最小年降水量385.4mm（2004年）。最大年蒸发量2346.4mm，最大冻土深度61cm。全年风向夏季多东南风，冬季多西北风。 （2）B区为温带季风区海洋～大陆性气候气候，四季分明。据气象站1959年1月到1998年11月的观测资料： 年平均气温13.5℃，月平均最高气温34.3℃(1957年7月)，日最高气温41.6℃(1960年6月21日)，月平均最低气温-9.8℃(1963年1月)，日最低气温-19.4℃(1964年2月18日)，多年来最低平均气温月为1月，平均气温-2℃，平均最高气温月为7月，平均29℃。 年平均降雨量677.17mm，年最大降雨量为1186.0mm(1964年)，年最小降雨量为347.90mm(1988年)，日最大降雨量177.1mm(1965年7月9日)，降雨多集中于每年的7、8月份。一般春季雨量少，时有春早。年平均蒸发量1728.27mm，年最大蒸发量2228.2mm(1960年)，年最低蒸发量1493.0mm(1984年)。春夏两季多东及东南风，冬季多西北风，最大风力8级，平均风速为2.3m／s。历年最大积雪厚度0.15m，最大冻土深度0.3lm。 说明：本题通过实际材料向学生说明气候因素对地下水的影响。 本题主要从降水量、蒸发量等要素说B区比A区降水量丰富，蒸发量小，更有利于地下水形成。 本题中A区实际是山西省潞安矿区，B区实际是山东省济宁矿区。
《水文地质学基础》 试题库及参考答案目录 第一章地球上的水及其循环··1 第二章岩石中的空隙与水分··4 第三章地下水的赋存··9 第四章地下水运动的基本规律··15 第五章毛细现象与包气带水的运动··20 第六章地下水的化学成分及其形成作用··22 第七章地下水的补给与排泄··29 第八章地下水系统··35 第九章地下水的动态与均衡··37 第十章孔隙水··40 第十一章裂隙水··42 第十二章岩溶水··45 第十三章地下水资源··48 第十四章地下水与环境··49
第一章地球上的水及其循环 一、名词解释： 1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。 2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。 3．矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水。4．自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。5．水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。 6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 7．大循环：海洋与大陆之间的水分交换。 8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。 9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。 10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。 11．饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。
12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。 13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。 14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。 14．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。 15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。 16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。 17．分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。 18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。 19．径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。 20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。 21．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。 22．径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。 二、填空 1．水文地质学是研究地下水的科学。它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。 2．地下水的功能主要包括：资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。3．自然界的水循环分为水文循环和地质循环。 4．水文循环分为大循环和小循环。 5．水循环是在太阳辐射和重力作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。
第一章地球与地图 第1课时地球的基本知识（教学案） 【教学目标】 1．了解地球的形状和大小。 2．掌握经线和纬线及其特点，经度和纬度，经纬网及其意义。 3.能够熟练判断东、西经度，南、北纬度，东、西半球。 4．了解地方时的含义及其早晚。 5．了解区时的划分和区时的规定。 6．能进行时间（地方时和区时）的换算。 【知识梳理】 1．地球的形状和大小 (1)地球是一个两极、赤道的椭球体。 （2）地球的平均半径约6371千米；赤道周长约千米。 2．地球仪：地球的模型，是正球体，与地球的实际形状误差很小。 3．经线和经度 (1)经线：①概念：连接南北两极的大圆弧线，又称子午线。②特点：都是半个大圆；长度都；都指示方向；都相交于两极。 (2)经度：①规定经过英国伦敦格林尼治天文台原址的那条经线为0o经线，又称本初子午线。 ②经度的划分：以0o经线为起点，向东为东经度，向西为西经度，各划分180o。③经度大小的分布规律：东经度向东递增，西经度向西递增。④习惯上的东西半球划分：20oW和160oE构成的经线圈为界，20oW向东到160oE为半球、20oW向西到160oE为半球。 4．纬线和纬度 (1)纬线：①概念：与地轴垂直并且环绕地球一周的圆圈。②特点：都是圆圈(两极为点)；长度不等，从向南北两极递减；都指示方向；都相互平行。 (2)纬度：①规定为0o纬线。②纬度的划分：以赤道为起点，向南为南纬度，向北为北纬度，各划分90o。③纬度大小的分布规律：北纬度向递增，南纬度相反。④南、北半球的划分：以赤道为界。⑤高、中、低纬度的划分：以南、北纬30 o和60 o为界。 5．经纬网 所有经线和纬线垂直相交构成经纬网。地表某点的经度和纬度合称地理坐标，它能准确确定地球表面任何一点的位置。 6．时区与日界线 (1)地方时：因经度而异的时刻，越往东边时间越；经度每隔15o，地方时相差1小时。 (2)区时：①规定：每个时区都以其线的地方时作为全区统一使用的时间标准，又称标准时。②换算：两地相隔几个时区，就相差几个小时；向东加，向西减。 (3)北京时间：我国采用北京所在的区的区时(即其中央经线120oE的地方时)作为全国统一使用的标准时间。 （4）日界线：原则上以180o经线作为国际日期变更线，从西（东12区）向东（西12区）
第一章地球上的水及其循环 一、名词解释: 1.水文地质学:水文地质学是研究地下水的科学。它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害,为人类服务。 2.地下水:地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。 3.矿水:含有某些特殊组分,具有某些特殊性质,因而具有一定医疗与保健作用的地下水。 4.自然界的水循环:自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。 ５.水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。 6．地质循环:地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 ７.大循环:海洋与大陆之间的水分交换。 8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。 ９.绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。 10.相对湿度:绝对湿度和饱和水汽含量之比。 １1．饱和差：某一温度下,饱和水汽含量与绝对湿度之差。 １2．露点:空气中水汽达到饱和时的气温。 1３.蒸发:在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。 １4.降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。1４．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。 15.水系:汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。 1６．水系的流域:一个水系的全部集水区域。 17．分水岭:相邻两个流域之间地形最高点的连线。 18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。 19．径流总量:某一时间段内，通过河流某一断面的水量。 ２0.径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。 ２1．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。 ２2.径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。 二、填空 １．水文地质学是研究地下水的科学。它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。 2．地下水的功能主要包括:资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。 3.自然界的水循环分为水文循环和地质循环。 4．水文循环分为大循环和小循环。 5．水循环是在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 6.水循环是在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 7．主要气象要素有气温、气压、湿度、蒸发、降水。 8.在水文学中常用流量、径流总量、径流深度、径流模数和径流系数等特征值说明地表径流。 三、判断题 １．地下水是水资源的一部分。 ( √ ) 2．海洋或大陆内部的水分交换称为大循环。 ( ×） 3．地下水中富集某些盐类与元素时，便成为有工业价值的工业矿水。 ( √ ) ４.水文循环是发生于大气水和地表水之间的水循环。（× ) ５.水通过不断循环转化而水质得以净化。（√） 6．水通过不断循环水量得以更新再生。 ( √ ) 7.水文循环和地质循环均是Ｈ2O分子态水的转换。 ( ×） 8.降水、蒸发与大气的物理状态密切相关。（√） 9.蒸发是指在1０0℃时水由液态变为气态进入大气的过程。（× ) １0.蒸发速度或强度与饱和差成正比。 ( √） 四、简答题 １．水文地质学的发展大体可划分为哪三个时期？ 185６年以前的萌芽时期,１８56年至本世纪中叶的奠基时期，本世纪中叶至今的发展时期。 2．水文地质学已形成了若干分支学科，属于基础性的学科分支有哪些? 水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、水文地质调查方法、区域水文地质学。 3．水文循环与地质循环的区别?
工程地质学概论 1、工程地质学的主要研究任务是什么 ①阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利的和不利的因素；②论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定量的评价，作出确切的结论； ③选择地质条件优良的建筑场址，并根据场址的地质条件合理配置各个建筑物； ④研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，并提出对地质环境合理利用和保护的建议；⑤根据建筑场址的具体地质条件，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求；⑥为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。 2、什么是工程地质条件？ 工程地质条件指的是工程建筑有关的地质因素的综合。地质因素包括岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面。 3、什么是工程地质问题？ 工程地质问题指的是工程地质条件与建筑物之间所存在的矛盾或问题。 4、工程地质学的研究方法有哪些？ 工程地质学的研究方与它的研究内容相适应的，主要有自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟试验法和工程地质类比法。四种研究方法各有特点，应互为补充，综合应用。其中自然历史分析法是最重要和最根本的研究方法，是其它研究方法的基础。 5、不良地质现象：对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象。它泛指地球外动力作用为主引起的各种地质现象，如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、土洞、河流冲刷以及渗透变形等，它们既影响场地稳定性，也对地基基础、边坡工程、地下洞室等具体工程的安全、经济和正常使用不利。 1、活断层的定义： 活断层指目前正在活动着的断层或近期有过活动且不久的将来可能会重新发生活动的断层（即潜在活断层）。 美国原子能委员会（USNRC）： （1）在3.5万年内有过一次或多次活动的断层 （2）与其他活动断层有联系的断层 （3）沿该断裂发生过蠕动或微震活动 活断层的类型：按照位移方向与水平面的关系： （1）正断型活断层 差异升降活动为它的断陷盆地边缘。下降盘分支断层多见，形成地堑式的正断层组合。 （2）逆断型活断层 多分布于板块碰撞挤压带。上盘变形带大，出现多分支断层。 （3）走滑型活断层 常分布于大陆内部的地块之间的接触部位，水平错动量大，断层带宽度不
《水文地质学基础》习题库 [第1章] (1)一个地区的年降水量，是用什么表示的，包括哪些组成部分？ 答：以 雨量计降雨量，以某一地区某一时期的降水总量平铺于地面得到的水层高度mm 数表示。 (2)某山区的地表水系如下图所示，由分水岭圈闭的流域面积为24 km 2, 在8月份观测到出山口A 点的平均流量为8.0?104 m 3/d ，而8月份这个地区的总降水量是700 mm 。试求出该流域8月份的径流深度和径流系数，并思考以下问题：为什么径流系数小于1.0；A 点的平均流量中是否包括地下径流。 解：Q= 8.0?104m3/d , F=24km2, X=700mm (3)空气湿度和风速如何影响蒸发量？ 答：水面蒸发的速度和量取决于气温、气压、湿度、风速等因素。主要决定于气温和饱和差（饱和差＝饱和水汽的含量－绝对湿度）饱和差愈大，蒸发速度也愈大。风速是影响水面蒸发的另一重要因素。 (4)地球上水的循环包括水文循环和地质循环，它们有哪些区别？水循环的大气过程属于其中哪一种？ 答：水文循环与地质循环是很不相同的自然界水循环。水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O 分子态水的转换，通常更替较快。水文循环对地球的气候、水资源、生态环境等影响显著，与人类的生存环境有直接的密切联系。水的地质循环常发生于地球深部层圈水与表层圈水之间，常伴有水分子的分解和合成，转换速度缓慢。 (4)地下径流与地表径流的特征有哪些不同点？ 答：径流可分为地表径流和地下径流，两者具有密切联系，并经常相互转化。 降落到地表的水通过下渗环节，对降水进行地表与地下径流的分配。 (5)沙漠地区降雨量很少，但是也能发现大量的地下水或者泉水，为什么？(P14) 答：它们或者是从周围高山冰雪融水获得补充，实际仍是固他体降水的转化补给；或者是在长期地质历史时期积聚起来的，是多年水文循环的积累。 [第2章] (1) 对比以下概念： 空隙和孔隙；孔隙度和孔隙比；孔隙和裂隙； (2) 在一个孔隙度为30%的砾石堆积体中，充填了孔隙度为60%的粉质粘土，试估算该堆积体的实际孔隙度。 (3) 请对以下陈述作出辨析： A. 地层介质的固体颗粒越粗大，孔隙度就越大； A 分 水 岭 mm 103.3102431108.010F QT Y 3-43-=???=?=15.0700 3.103≈==X Y a
《水文地质学基础》 试题库及参考答案 目录 第一章地球上的水及其循环 (1) 第二章岩石中的空隙与水分···········································4服 第三章地下水的赋存..................................................9暗室逢第四章地下水运动的基本规律.........................................15收复失第五章毛细现象与包气带水的运动. (20) 第六章地下水的化学成分及其形成作用 (22) 第七章地下水的补给与排泄...........................................29QWDD 第八章地下水系统 (35) 第九章地下水的动态与均衡 (37) 第十章孔隙水.......................................................40是多少第十一章裂隙水.....................................................42三分法第十二章岩溶水.....................................................45we福娃第十三章地下水资源. (48) 第十四章地下水与环境 (49)
第二章岩石中的空隙与水分 一、名词解释 1．岩石空隙：地下岩土中的空间。 2．孔隙：松散岩石中，颗粒或颗粒集合体之间的空隙。 3．孔隙度：松散岩石中，某一体积岩石中孔隙所占的体积。 4．裂隙：各种应力作用下，岩石破裂变形产生的空隙。 5．裂隙率：裂隙体积与包括裂隙在内的岩石体积的比值。 6．岩溶率：溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值。 7．溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。 8．结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水。 9．重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。 10．毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。 11．支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面沿孔隙上升形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持。 12．悬挂毛细水：由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水。 13．容水度：岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值。 14．重量含水量：松散岩石孔隙中所含水的重量与干燥岩石重量的比值。 15．体积含水量：松散岩石孔隙中所含水的体积与包括孔隙在内的岩石体积的比值。16．饱和含水量：孔隙充分饱水时的含水量。 17．饱和差：饱和含水量与实际含水量之间的差值。 18．饱和度：实际含水量与饱和含水量之比。 19．孔角毛细水：在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保持的水。 20．给水度：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释出的水的体积。 21．持水度：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量。
第一章地球与海洋 §1—1 地球的基础知识 一、地球的宇宙环境 宇宙：宇宙是由各种形态的天体和电磁波等物质组成的 宇宙范围：半径约150亿光年 宇宙中的星系：约有10亿个星系 小星系有几万颗恒星，大星系有上千亿颗恒星 太阳所在的星系叫做银河系 天体系统：天体常常聚集成一个个天体群或集团，通称为天体系统。 天体系统的级别：地球与月球、人造卫星等组成较低级的地-月系统 太阳与地球及其他行星组成较高一级的太阳系 太阳的质量占太阳系总质量的99.8% 太阳周围的星体：八大行星（水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星），50颗卫星，2000多颗小行星以及600多颗彗星 类地行星：水星、金星、地球和火星。体积较小、密度较大、卫星较少，表层为固体，重元素较多 类木行星：木星、土星、天王星和海王星。体积大、密度小、卫星较多，无固体表面，轻元素较多。 太阳系的范围：太阳系以冥王星轨道为边界，直径为118×108km，太阳发出的光需要5.5小时才能穿出太阳系。 地球自转：地球绕通过地心的地轴的旋转称为自转，地球自转会产生天体的周日视运动，产生地转偏向力或科氏力。 地球公转：a. 地球环绕地球与太阳公共质心的运动 b. 地球环绕地月公共质心的运动
二、地球的形状和大小 1．地球的形状 地球是个旋转椭球体，赤道半径较长，两极半径较短 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。 地球赤道处是一个椭圆，长轴比短轴约长430m, 长轴指向西径200、东径1600。 北半球较细、较长，南半球较粗、较短。是一个不规则的扁球体 地球的南北半径并不互相对称，地球的几何中心也并不在赤道平面上 北极比椭球面高出14m,南极比椭球面凹进24m 赤道至45°N间向内凹进， 赤道至60°S间向外凸出 2．地球的大小 赤道半径a为6378.160km; 极半径b为 6356.755km; 地球扁平率a b a 为 0.0033529 ; 赤道周长为40075.24km; 子午线周长为40008.08km; 表面面积为510 070 100平方公 里(约五亿平方公里); 地球体积:1 083 l57 900 000立 方公里(约一万亿立方公里)。 三、地球的外部圈层 1.大气圈 包围着地球的气体，厚度有几万千米，总质量约5 136×lO8t。 大气圈无明确的上界。大气有明显的可压缩性 2.水圈 水圈是地球表层的水体，占地球总质量的0.024%。陆上江河湖沼的水直接、或通过水汽、或通过地下水与海洋相通。所以地球上的水体构成了包围地球的完整圈层——水圈。 3.生物圈 生物圈是地球上生物(包括动物、植物和微生物)生存和活动的范围。 磁层和大气层将对生命有害的高能辐射和带电离子阻挡或吸
中国地质大学硕士生入学考试初试科目及参考书目 199 MBA联考综合能力：2008年工商管理硕士联考大纲，机械工业出版社，2008 211英语：新视野大学英语读写教程（1-3），郑树棠，外语教学与研究出版社 212俄语：走向俄罗斯，王四海，中国广播电视出版社，2003 213日语：新编日语（1-4），周平，上海外语教育出版社，2000 214德语：大学德语（1-2），张书良，高等教育出版社，2001，修订版 215法语：公共法语（上、下），吴贤良、王美华，上海外语教育出版社，1997，修订版 299 MBA联考英语:在职攻读硕士学位全国联考英语考试大纲，科学技术文献出版社，2005 610 高等数学：高等数学、线性代数，同济大学应用数学系主编，高等教育出版社 611自然地理学：自然地理学，伍光和等，高等教育出版社，2000，第三版 614普通地质学：普通地质学简明教程，杨伦等，中国地质大学出版社，1998 619土地资源学：土地资源学，王秋兵等,中国农业出版社,2003 622工艺美术史：中国工艺美术史，姜松荣，湖南美术出版社，2004 623工业设计史：工业设计史，何人可，北京理工大学出版社，2005 世界工业设计史，陈鸿俊，湖南美术出版社，2002 626综合知识：行政法与行政诉讼法(面向21世纪课程教材),姜明安主编,高等教育出版社，2005 民法（面向21世纪课程教材），魏振瀛主编，北京大学出版社，2005 经济法基础理论，漆多俊主编，武汉大学出版社，2005 630社会学理论与方法：社会学导论，风笑天，华中科技大学出版社，1997，各版均可 631公共政策：公共政策，严强、王强，南京大学出版社，2002，第一版 632综合英语：新编英语教程（5-7），李观仪，上海外语教育出版社，2003，修订版 633俄语综合：大学俄语（东方5—6），北京外国语大学、莫斯科普希金俄语学院，外语教学与研究出版社，1998，第一版 634数学分析：数学分析讲义（上、下册），刘玉琏，高等教育出版社，2003，第四版 635教育学：教育学基础，全国十二所重点师范大学联合编写，教育科学出版社，2002 636海洋科学导论：海洋科学导论，冯士笮、李凤岐等，高等教育出版社，1999 637普通物理：大学物理，张三慧主编，清华大学出版社，2000，第二版 638哲学基础：辩证唯物主义和历史唯物主义原理，李秀林等主编，李淮春等修订，中国人民大学出版社, 2004，第五版 639专业综合（含民法学、西方法律思想史）： 民法学：民法（面向21世纪课程教材），魏振瀛，北京大学出版社，2005 西方法律思想史：西方法律思想史（21世纪法学规划教材），严存生，法律出版社，2004 640马克思主义基本原理：马克思主义基本原理概论，陶德麟、石云霞主编，武汉大学出版社， 2006 641体育学专业基础综合：体育概论，体育院校通用教材，人民体育出版社，2005 运动生理学，体育院校通用教材，人民体育出版社，2002 教育学，王道俊、王汉澜，人民教育出版社，1999 642传播学理论与方法：传播学教程，郭庆光，中国人民大学出版社，1999，第一版 643艺术学基础理论：艺术概论，王宏建，文化艺术出版社，2000 美学原理，王旭晓，上海人民出版社，2001 645生物化学：生物化学，王镜岩，高等教育出版社， 2002，第三版 646材料晶体学：结晶学及矿物学，赵珊茸等，高等教育出版社，2002 647无机化学:无机化学,大连理工大学无机化学教研室, 高等教育出版社,2006，第五版
1.自然界的水循环分为水文循环与地质循环。 2.水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。水文循环的速度较快，途径较短，转换交替比较迅速。 3.地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 4.海洋与大陆之间的水分交换为大循环。海洋或大陆内部的水分交换称为小循环。 5.表征大气状态的物理量和物理现象，统称气象要素，包括：气温、气压、空气湿度、降水、蒸发、风等 6.简述水文循环的驱动力及其基本循环过程？ 水文循环的驱动力是太阳辐射和重力。 由海洋和陆地表面的水蒸发成为水汽进入大气圈，水汽随气流飘移。在适宜的条件下，重新凝结成液态或固态降落，降落的水分，一部分汇集江河湖泊形成地表水，另一部分渗入土壤岩石，成为地下水。地表水蒸发为水汽，返回大气圈；有的渗入地下，成为地下水；其余部分流入海洋。地下水直接蒸发或通过植物间接返回大气圈，部分形成地下径流。地下径流或直接流入海洋，或在转化为地表水，然后再返回海洋。 7.影响水面蒸发的因素有哪些? 如何影响？ 影响因素有：气温、气压、湿度和风速。主要取决于气温和绝对湿度。温愈高，绝对湿度愈低，蒸发愈强烈，反之，蒸发愈弱。气压是通过气压差的大小影响空气对流而影响蒸发的，气压差和风速愈大，蒸发就强烈，反之，蒸发愈弱 8.自然界水循环的意义？ 水通过不断循环转化使水质得以净化；水通过不断循环水量得以更新再生；维持生命繁衍与人类社会发展；维持生态平衡。 9. 孔隙度是指某一体积岩石中孔隙体积所占的比例 孔隙度的大小主要取决于分选程度及颗粒排列情况，另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度。对于粘性土，结构及次生孔隙常是影响孔隙度的重要因素。
水文地质学名词解释 水文地质学：是研究地下水的科学。它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。 水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。 地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 溶滤作用：在水与岩土相互作用下，岩土中一部分物质转入地下水中，这就是溶滤作用。 浓缩作用：由于蒸发作用只排走水分，盐分仍保留在余下的地下水中，随着时间延续，地下水溶液逐渐浓缩，矿化度不断增大的作用。 脱碳酸作用：地下水中CO2的溶解度随温度升高或压力降低而减小，一部分CO2便成为游离CO2从水中逸出，这便是脱碳酸作用。 脱硫酸作用：在还原环境中，当有有机质存在时，脱硫酸细菌能使硫酸根离子还原为硫化氢的作用。 阳离子交换吸附作用：一定条件下，颗粒将吸附地下水中某些阳离子，而将其原来吸附的部分阳离子转为地下水中的组分，这便是阳离子交替吸附作用。 混合作用：成分不同的两种水汇合在一起，形成化学成分与原来两者都不相同的地下水，这便是混合作用。给水度：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释出的水的体积。 持水度：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量。 层流在岩层空隙中流动时，水的质点作有秩序的、互不混杂的流动 紊流在岩层空隙中流动时，水的质点作无秩序地、互相混杂的流动。 稳定流：水在渗流场内运动，各个运动要素（水位、流速、流向）不随时间改变。 非稳定流水在渗流场中运动，各个运动要素随时间变化的水流运动 贮水系数（S）：测压水位下降（或上升）一个单位深度，单位水平面积含水层释出（或储存）的水体积。地下水均衡：某一时间段内某一地段内地下水水量（盐量、热量、能量）的收支状况。 正均衡：某一均衡区，在一定均衡期内，地下水水量（或盐量、热量）的收入大于支出，表现为地下水储存量（或盐储量、热储量）增加。 负均衡：某一均衡区，在一定均衡期内，地下水水量（或盐量、热量）的支出大于收入，表现为地下水的储存量（或盐储量、热储量）减少。 地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。 水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。 绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。 径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。 分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。 径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。径流模数：单位流域面积上平均产生的流量. 径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。 孔隙：松散岩石中，颗粒或颗粒集合体之间的空隙。 孔隙度：松散岩石中，某一体积岩石中孔隙所占的体积。 有效孔隙隙度：重力水流动的孔隙体积与岩石体积之比。 结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水。 重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。 毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。 支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面沿孔隙上升形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持。 孔角毛细水：在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保持的水。 悬挂毛细水：由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水。 有效应力：实际作用于砂层骨架上的应力。 含水层：能够透过并给出相当数量水的岩层。 隔水层不能透过与给出水，或者透过与给出的水量微不足道的岩层 弱透水层：指那些渗透性相当差的岩层。 潜水：饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水。 潜水等水位线图：潜水位相等的各点的连线构成的图件。 承压水：充满于两个隔水层之间的含水层中的水。 隔水顶板：承压含水层上部的隔水层。 隔水底板：承压含水层下部的隔水层。 承压含水层厚度：隔水顶底板之间的距离。 等水压线图某一承压含水层测压水位相等的各点的连线构成的图件。 上层滞水：当包气带存在局部隔水层时，局部隔水层上积聚的具有自由水面的重力水。
高二地理复习学案配套练习1 第一章地球基础知识－经纬网和时间计算随堂检测 班级 姓名 一、单项选择题 1、在下面的ABCD 四幅图中，哪一幅的p 点位置同时符合在东半球，在北半球，属于低纬地区，在我国境内四个条件（ ） 2、下列四地所代表的实地面积最大的是（ ） 如图1-3，完成3— 5 题 3、A 点在B 点的什么方向（ ） A 、正东 B 、西北 C 、正西 D 、东南 4、如果一架飞机从A 地飞往B 地，最近的飞行的方向为（ ） A 、一直向东 B 、一直向西 C 、先向西北，再向西南 D 、一直向东南 5、如果AB 所在的纬度为60度，则纬线段AB 的长度为（ ） A 、5000km B 、10000km C 、2500km D 、3000km 若不考虑地形起伏，某人从赤道出发，依次朝正东、正南、正西、正北走100千米。据此回答6—7题： 6、最后此人位于：( ) A 、出发点 B 、出发点以西 C 、出发点西北 D 、出发点以东 7、此人所经过的路线，经度、纬度的跨度正确的表述是：（ ） A 、至少跨过一个经度和一个纬度 B 、没有跨过一个经度和一个纬度 C 、跨过一个经度，但没有跨过一个纬度 D 、跨过一个经度和纬度 8、甲地（0°，90° E ）、乙地（60°N ，90°E ）、丙地（0°，40°E ）、丁地（60°S ，40°W ）与本初子午线的距离最近的是（ ） A 、甲 B 、乙 C 、丙 D 、丁 A B N 30° 40° 40° 50° 10° 20° 10° 0° 105° 115° 90° 80° 45° 35° 0° 10° A B C D 10° 20°30° 120°130°140° 10°20°30° 110°100°90° 10° 20°30°20°10° 30°30°20°10° 100°110°120° A B C D P P P P 图1-3
校重点建设课程 《水文地质学基础》试题库及参考答案 水文地质学基础课程组 石家庄经济学院 前 言 水文地质学基础是我校水文与水资源工程和环境工程专 业的专业基础课，本课程主要阐叙了以下几方面内容：自然 界水的存在形式和循环过程；地下水的赋存空间、存在形式 和水理性质；地下水的分类以及各种类型地下水的特征；地 下水的运动规律；地下水的化学成份及形成作用；地下水的 补给、径流、排泄和地下水系统；地下水的动态与均衡地下 水资源分类和特征；地下水与环境的关系等。该课程全面介 绍了现代水文地质学的基本概念与原理，为后续课程的学习 奠定基础。 水文地质学基础试题库不仅用于考核学生的学习情况， 而且对学生的学习内容、学习方法有一定的引导作用。因此， 水文地质学基础试题库内容紧紧围绕教学大纲要求，并考虑 了以下几点：第一，以基本概念和基本理论为主；第二，正 确地理解水文地质概念，避免死板地套用；第三，地下水与 环境有着密切联系，必须结合具体的自然地理地质条件，用 系统观点考察众多因素对地下水的综合影响；第四，不能满 足于字面上的理解，而应勤于思索，弄清实质。 本次水文地质学基础试题库的修订，是在1997年第一 次建库的基础上进行的，对原库的部分试题作了调整，本试 题库选题涉及书内全部内容，因此，覆盖面宽。同时，考虑 到教学的重点和难点，在重点章节和重点内容上题量偏重。 全库共有试题576题。为综合考察学生对基本概念和基本理 论的掌握情况，以及对课本内容的理解和综合能力，共包含 五种题型，分别为：名词解释、填空题、判断题、简答题和 论述题。 由于编者水平有限，错误之处在所难免，敬请读者批评 指正。 编 者 2003年12月 目 录 第一章 地球上的水及其循环···········································1 第二章 岩石中的空隙与水分···········································3 第三章 地下水的赋存·················································6 第四章 地下水运动的基本规律·········································9 第五章 毛细现象与包气带水的运动·····································11 第六章 地下水的化学成分及其形成作用·································13 第七章 地下水的补给与排泄···········································17 第八章 地下水系统···················································19 第九章 地下水的动态与均衡···········································20 第十章 孔隙水·······················································22 第十一章 裂隙 水·····················································23 第十二章 岩溶水·····················································24 第十三章 地下水资源·················································26 第十四章 地下水与环境···············································27 第一章 地球上的水及其循环 一、名词解释： 1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。 2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。 3．矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水 。 4．自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。 5．水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。 6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 7．大循环：海洋与大陆之间的水分交换。 8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。 9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。 10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。 11．饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。 12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。 13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。 14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。 14．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流 动的水流。 15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地 表径流系统。 16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。 17．分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。 18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。 19．径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。 20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。 21．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上 整个流域面积上所得到的平均水层厚度。 22．径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量 的比值。 二、填空 1．水文地质学是研究 地下水 的科学。它研究 岩石圈 、 水圈 、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。 2．地下水的功能主要包括：资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或 信息载体。 3．自然界的水循环分为 水文 循环和 地质 循环。 4．水文循环分为 大 循环和 小 循环。 5．水循环是在 太阳辐射 和 重力 作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 6．水循环是在太阳辐射和重力作用下，以 蒸发 、 降水 和 径流 等方式周而复始进行的。 7．主要气象要素有 气温、气压、湿度、蒸发、降水 。 8．在水文学中常用 流量、径流总量、径流深度、径流模数和径流系数等特征值说明地表径流。