1、1地球科学与资源系地球科学与资源系大地构造学大地构造学2第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质34第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质5第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质6第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质7第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质8地震波由于地球介质的弹性而传播，地震波到达之处地震波由于地球介质的弹性而传播，地震波到达之处介质产生形变。地震波可分为体波和面波两大类，体介质产生形变。地震波可分为体波和面波两大类，体波能在地球内部的三维空间内传播，可分为波能在地球
2、内部的三维空间内传播，可分为P波和波和S波波两类。两类。P波又叫纵波、压缩波或初至波，由地球内部波又叫纵波、压缩波或初至波，由地球内部物质的压缩产生，质点位移与传播方向一致；物质的压缩产生，质点位移与传播方向一致；S波又波又叫横波、剪切波、畸变波或次波、续至波，质点位移叫横波、剪切波、畸变波或次波、续至波，质点位移方向与传播方向垂直。方向与传播方向垂直。P波既能在固体中传播，也能波既能在固体中传播，也能在液体中传播，在液体中传播，S波仅能在固体中传播。地震波的传波仅能在固体中传播。地震波的传播速度取决于介质的弹性与密度之比，在地球内部，播速度取决于介质的弹性与密度之比，在地球内部，岩石的弹性和
3、密度都随深度的增加而增加，但弹性的岩石的弹性和密度都随深度的增加而增加，但弹性的增加比密度的增加更快，所以地震波的速度一般是随增加比密度的增加更快，所以地震波的速度一般是随深度的增加而增加。深度的增加而增加。有关地震波有关地震波9莫霍洛维奇莫霍洛维奇(Andrija Mohorovicic)101909年，莫霍洛维奇年，莫霍洛维奇(Andrija Mohorovicic)在研究欧洲巴尔干地区的地震记录时发现，在研究欧洲巴尔干地区的地震记录时发现，在地下几十在地下几十 km深处深处P波速度从地壳特有的波速度从地壳特有的6.2-7.6 km/s的范围突然增大到上地幔所特的范围突然增大到上地幔所特有
4、的有的8.0-8.2 km/s，S波速度从波速度从3.8 km/s激增激增到到4.4-4.6 km/s。后来观测证实这一间断面。后来观测证实这一间断面不仅在欧洲，而且在全球都普遍存在，所不仅在欧洲，而且在全球都普遍存在，所以把这一间断面称为莫霍洛维奇间断面或以把这一间断面称为莫霍洛维奇间断面或莫霍面或莫霍面或M界面。界面。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质11现代莫霍面的深度变化现代莫霍面的深度变化121914年，古登堡年，古登堡(Gutenberg)发现，从莫霍发现，从莫霍面往下，地震波速继续增大，至面往下，地震波速继续增大，至2885 km深深处处P波速度增至波速
5、度增至13.64 km/s，S波速度增至波速度增至7.11 km/s；自；自2885 km以下，以下，P波速度骤然波速度骤然下降为下降为7.9 km/s、S波突然消失，表明波突然消失，表明2885 km以上为固相，以下为液相。人们把这一以上为固相，以下为液相。人们把这一截然的、明显的分界面称为古登堡面或截然的、明显的分界面称为古登堡面或G面。莫霍面之上的圈层被称为地壳，古登面。莫霍面之上的圈层被称为地壳，古登堡面之下的部分被称为地核，两者之间的堡面之下的部分被称为地核，两者之间的部分被称为地幔。部分被称为地幔。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质131936年，莱曼年，
6、莱曼(Lehmann)根据通过地核的地震纵根据通过地核的地震纵波走时提出，在地核内部存在一个间断面，并将波走时提出，在地核内部存在一个间断面，并将地核分为内核和外核，内核的半径在地核分为内核和外核，内核的半径在12001250 km间，内外核边界的深度约为间，内外核边界的深度约为5100 km。进一步。进一步观测研究表明外核不能传播观测研究表明外核不能传播S波，为液态；而内波，为液态；而内核可以传播核可以传播S波，为固态。波，为固态。布伦根据地球内部地震波的速度分布，将固体布伦根据地球内部地震波的速度分布，将固体地球分为地球分为7层：地壳为层：地壳为A层，地幔为层，地幔为B、C、D三三层，外核
7、为层，外核为E层，内、外核的过渡区为层，内、外核的过渡区为F层，内层，内核为核为G层；后来他又根据新的资料，把层；后来他又根据新的资料，把D层分为层分为D和和D”层。层。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质14地地 层层深度范围深度范围/kmVP和和VS特征特征K.E.Bullen,1975F.Press et al.,1982A地壳地壳033033复杂复杂B上地幔上地幔3341033410梯度正常梯度正常C4101000410660梯度较大梯度较大D下地幔下地幔100027006602885梯度正常梯度正常D270029002885梯度近于零梯度近于零E外核外核290
8、0498028854640VP梯度正常，梯度正常，VS为零为零F过渡区过渡区4980512046405155不详不详G内核内核5120637051556371梯度很小梯度很小1516地幔古登堡面莫霍面上地幔软流圈岩石圈大陆地壳大洋地壳上地幔外核内核岩石圈地幔17第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质18地壳也称地壳也称A层：层：体积和质量均占地球体总体积和体积和质量均占地球体总体积和总质量的总质量的0.5%，上部硅铝层或花岗岩质层主要，上部硅铝层或花岗岩质层主要由沉积岩、花岗岩类和变质岩组成，其厚薄不等，由沉积岩、花岗岩类和变质岩组成，其厚薄不等，在山区有时达在山区有时达
9、40km，平原区一般为，平原区一般为10km，浅海，浅海区显著变薄，大洋洋底缺失，地震波在此层的传区显著变薄，大洋洋底缺失，地震波在此层的传播速度与花岗岩中传播速度近似；下部硅镁层或播速度与花岗岩中传播速度近似；下部硅镁层或玄武岩质层主要由相当于基性岩类的变质岩组成，玄武岩质层主要由相当于基性岩类的变质岩组成，呈连续分布，但厚薄不等，在大陆区厚达呈连续分布，但厚薄不等，在大陆区厚达30km，在深海盆内厚仅在深海盆内厚仅58km，地震波在此层的传播，地震波在此层的传播速度与基性岩类中传播速度近似。速度与基性岩类中传播速度近似。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质19大洋型
10、地壳：大洋型地壳：简称洋壳，一般分布在水深超过简称洋壳，一般分布在水深超过3000 km的洋盆下面，主要由玄武岩类的洋盆下面，主要由玄武岩类(Vp=6.4-6.9km/s)组成，厚度较小，一般组成，厚度较小，一般5-10km，平均厚，平均厚度度7km，太平洋地区最薄，仅，太平洋地区最薄，仅4-7km；地震探测；地震探测和深海钻探成果表明，洋壳由上部枕状熔岩、变和深海钻探成果表明，洋壳由上部枕状熔岩、变质枕状熔岩和岩墙群，以及下部辉长岩和蛇纹岩质枕状熔岩和岩墙群，以及下部辉长岩和蛇纹岩化的超铁镁质岩组成，远洋沉积直接覆盖在枕状化的超铁镁质岩组成，远洋沉积直接覆盖在枕状熔岩之上；全球洋壳年龄没有老
11、于早侏罗世的，熔岩之上；全球洋壳年龄没有老于早侏罗世的，因此它是最近两亿年以来通过海底扩张产生的。因此它是最近两亿年以来通过海底扩张产生的。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质20大陆型地壳：大陆型地壳：简称陆壳，分布在大陆和被简称陆壳，分布在大陆和被海水覆盖的大陆架和大陆坡下面，花岗岩海水覆盖的大陆架和大陆坡下面，花岗岩类类(Vp=6.2km/s)和成分相当于玄武岩的变和成分相当于玄武岩的变质岩质岩(Vp=7.0km/s、Vs=3.8km/s)组成，厚组成，厚度较大，一般度较大，一般30-50km，平均，平均40km，中国，中国青藏高原厚达青藏高原厚达60-80km，
12、西部地区，西部地区50-70km、东南沿海地区为东南沿海地区为20余余km，陆壳的组成和结，陆壳的组成和结构比洋壳复杂得多，并保存了地球演化历构比洋壳复杂得多，并保存了地球演化历史史90%以上的记录。以上的记录。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质21现在大陆地壳的平均化学成分现在大陆地壳的平均化学成分(即克拉克值即克拉克值)差异极大，差异极大，它是由它是由45.2的的O、27.2的的Si、8的的Al、5.8的的Fe、5.06的的Ca、2.77的的Mg、2.32的的Na、1.68的的K、0.68的的Ti、0.14的的H、0.10的的Mn、0.10的的P以以及及0.95的
13、其他一百多种元素所组成。的其他一百多种元素所组成。O和和Si和和Al组成以架状、链状结构为主的铝硅酸盐陆组成以架状、链状结构为主的铝硅酸盐陆壳主体，壳主体，Fe、Mg含量明显较低，分别形成密度显著含量明显较低，分别形成密度显著较低的花岗质和铁镁质岩石，原岩为较低的花岗质和铁镁质岩石，原岩为TTG(Tonalite-Trondhjemite-Granodiorite，英云闪长岩，英云闪长岩-奥长花岗岩奥长花岗岩-花岗闪长岩花岗闪长岩)岩类和麻粒岩为主，它们构成了古大陆岩类和麻粒岩为主，它们构成了古大陆和现代大陆下地壳的主要岩石。和现代大陆下地壳的主要岩石。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球
14、的圈层结构与深部物质22地壳的岩石学垂直分层可概略地分为：地壳的岩石学垂直分层可概略地分为：在在未变质的表壳岩石下面的上地壳由绿片岩未变质的表壳岩石下面的上地壳由绿片岩相岩石组成；相岩石组成；中地壳主要为经过富铝的、中地壳主要为经过富铝的、伴随局部混合岩化及花岗岩化的角闪岩相伴随局部混合岩化及花岗岩化的角闪岩相岩石；岩石；下地壳为含有长英质片麻岩和多种下地壳为含有长英质片麻岩和多种侵入体的麻粒岩相岩石。侵入体的麻粒岩相岩石。地壳物质结构的地壳物质结构的基本特点是，随深度增加石英含量减少、基本特点是，随深度增加石英含量减少、长石含量增多，按照一般地温梯度长石含量增多，按照一般地温梯度(30/km
15、)推算，上述分层界面的大致深度推算，上述分层界面的大致深度为为5 km、15 km、25 km左右。左右。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质23 Q-石英；石英；Ab-钠长石；钠长石；Pl-长石；长石；Bi-云母；云母；Ms-白云母；白云母；Ch-绿泥石；绿泥石；Ep-绿泥石；绿泥石；Sps-锰铝榴石；锰铝榴石；Act-阳起石；阳起石；Alm-铁铝榴石；铁铝榴石；Sep-蛇纹石；蛇纹石；Hb-普通角闪石；普通角闪石；Di-透辉透辉石；石；Px-辉石；辉石；Fo-镁橄榄石镁橄榄石24低速高导层：指地壳中地震波速低、电导率高的部分，其深度低速高导层：指地壳中地震波速低、电
16、导率高的部分，其深度与过去的所谓康氏面相当。低速高导层在分布上表现为一个不与过去的所谓康氏面相当。低速高导层在分布上表现为一个不连续的界面，不像莫霍面那样到处都存在。在地表断裂构造活连续的界面，不像莫霍面那样到处都存在。在地表断裂构造活动性较强的地区和地震活动性较强的地带常发育低速高导层。动性较强的地区和地震活动性较强的地带常发育低速高导层。650100等温面与低速高导层等温面与低速高导层(深度在深度在20 km左右左右)的位置正的位置正好相当。好相当。650100等温面是岩石强度大、发生弹性或脆性等温面是岩石强度大、发生弹性或脆性变形的高速材料与岩石强度小、发生韧性变形的低速材料之间变形的高
17、速材料与岩石强度小、发生韧性变形的低速材料之间的界面，此界面与岩石失去磁性的居里面很接近。此界面附近的界面，此界面与岩石失去磁性的居里面很接近。此界面附近或其上部是浅源地震的震源区，此界面之下的圈层主要发育韧或其上部是浅源地震的震源区，此界面之下的圈层主要发育韧形变形和显著的流变，构造变形的强度显著变弱，很少发生地形变形和显著的流变，构造变形的强度显著变弱，很少发生地震。这个震。这个650100的温度界线，相当于地幔岩石彻底熔融的温度界线，相当于地幔岩石彻底熔融温度的一半左右，是蛇纹岩保持脆性状态的最高温度，也是一温度的一半左右，是蛇纹岩保持脆性状态的最高温度，也是一系列矿物发生相变的温度边界
18、。系列矿物发生相变的温度边界。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质25在在500-700的温度区间，发生的温度区间，发生了了-石英与石英与-石英、斜顽辉石与顽石英、斜顽辉石与顽火辉石的相变，也发生了各种脱水火辉石的相变，也发生了各种脱水作用以及部分熔融。作用以及部分熔融。而在而在中国大陆中国大陆内部内部，650100等温面与低速高等温面与低速高导层导层(深度在深度在20km左右左右)的位置也正的位置也正好相当好相当,而且而且低速高导层低速高导层被认为是被认为是中中国大陆浅源地震的主要分布带。国大陆浅源地震的主要分布带。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与
19、深部物质26中国东部中国东部 与全球一致与全球一致，岩石圈底面温度，岩石圈底面温度1280C,华北、东北华南的深度为华北、东北华南的深度为70-80km 深部有地热异常深部有地热异常大洋型岩石圈大洋型岩石圈 正常的大陆岩石圈正常的大陆岩石圈 陆壳洋幔型陆壳洋幔型岩石圈岩石圈侏罗纪以来东部形成洋陆过渡型侏罗纪以来东部形成洋陆过渡型（陆壳洋幔型）（陆壳洋幔型）岩石圈岩石圈陆壳增厚的陆壳增厚的大陆岩石圈大陆岩石圈 东部岩石圈平均地温梯度东部岩石圈平均地温梯度17-18C 西部仅西部仅10-12C27莫霍面可以是一个厚达数十米的过渡带，既呈现出明莫霍面可以是一个厚达数十米的过渡带，既呈现出明显的构造和
20、岩石的复杂性，又显示出性质和深度上的显的构造和岩石的复杂性，又显示出性质和深度上的强烈侧向变化性。而且在一些地区莫霍面发生突然断强烈侧向变化性。而且在一些地区莫霍面发生突然断错，而在另一些地区莫霍面受构造和岩浆扰动的影响错，而在另一些地区莫霍面受构造和岩浆扰动的影响而发生改造。而发生改造。大洋莫霍面是一个复杂的、互层的、大洋莫霍面是一个复杂的、互层的、03 km厚的结晶质堆积岩过渡带，过渡带覆在上地厚的结晶质堆积岩过渡带，过渡带覆在上地幔残留的橄榄岩之上，顶部主要是镁铁质成分、底部幔残留的橄榄岩之上，顶部主要是镁铁质成分、底部主要是超镁铁质成分。大洋莫霍面是由于上升的地幔主要是超镁铁质成分。大
21、洋莫霍面是由于上升的地幔橄榄岩释压熔融，产生了玄武岩质岩浆。橄榄岩释压熔融，产生了玄武岩质岩浆。大陆莫霍面大陆莫霍面的情况比大洋莫霍面复杂得多，最古老陆壳的情况比大洋莫霍面复杂得多，最古老陆壳(即未遭即未遭受晚期破坏前寒武纪克拉通受晚期破坏前寒武纪克拉通)之下的莫霍面比显生宙之下的莫霍面比显生宙地壳地壳(不包括年轻造山带不包括年轻造山带)之下的莫霍面深得多。之下的莫霍面深得多。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质28上地幔上地幔:B层层(33-410 km)和和C层层(410-660 km)，物质成分除硅、氧外，铁、，物质成分除硅、氧外，铁、镁显著增加，铝退居次位，由类
22、似橄镁显著增加，铝退居次位，由类似橄榄岩的超基性岩组成，平均密度榄岩的超基性岩组成，平均密度3.8 g/cm3，压力约，压力约1.2-1.35GPa，温度为，温度为400-3000，物质状态属固态结晶质，物质状态属固态结晶质，具较大的塑性，地震波的具较大的塑性，地震波的Vp8.lkm/s、Vs4.7km/s。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质29据高温高压实验资料推断，据高温高压实验资料推断，B层以橄层以橄榄石结构的铁镁硅酸盐为主，硅氧四榄石结构的铁镁硅酸盐为主，硅氧四面体以孤岛状分布在金属离子间，也面体以孤岛状分布在金属离子间，也称岛状硅酸盐。称岛状硅酸盐。C层以铁
23、镁硅酸盐变成尖晶石结构为层以铁镁硅酸盐变成尖晶石结构为特征特征，660 km以下地幔的矿物以钙钛以下地幔的矿物以钙钛矿结构铁镁硅酸盐为特征矿结构铁镁硅酸盐为特征。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质30410 km深度的地震波速度不连续界面，深度的地震波速度不连续界面，是一个全球性的速度界面，界面厚度约是一个全球性的速度界面，界面厚度约10 km，分布稳定，是上地幔内最重要的，分布稳定，是上地幔内最重要的物质组成不连续界面；物质组成不连续界面；660 km深度上的地震波速度不连续界面，深度上的地震波速度不连续界面，是是个全球性的地震波速度不连续面，个全球性的地震波速度不
24、连续面，界面厚度约界面厚度约l0 km、深度大约有、深度大约有l00 km的的变化，它既是一个矿物相界面，也是一变化，它既是一个矿物相界面，也是一个化学组分的不连续界面。个化学组分的不连续界面。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质31软流圈或低速层：软流圈或低速层：上地幔上部深度约上地幔上部深度约60250 km范围内，地震波速显著降低，存在一不连范围内，地震波速显著降低，存在一不连续低速带，续低速带，Vp从深从深60km处的处的8.2km/s下降到下降到深深150 km处的处的7.7 km/s，在深，在深250km处又上升处又上升为为8.2 km/s，Vs从相应的从相
25、应的4.6km/s降至降至4.0km/s。在上地幔上部深度在上地幔上部深度60-400km范围内，热量约范围内，热量约(1.l-1.5)1031 J，高于物质在该深度的熔点，高于物质在该深度的熔点，使该层以固体为主并在局部呈熔融或软化状使该层以固体为主并在局部呈熔融或软化状态，一般认为它可能是基性或超基性岩浆的态，一般认为它可能是基性或超基性岩浆的发源地。发源地。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质32软流圈和岩石圈的相对位置大洋地壳大陆地壳岩石圈莫洛霍维奇不连续面 低速带（部分熔融）上地幔软流圈33软流圈的特征：软流圈的特征：深度一般为深度一般为60250 km，各地
26、厚薄不，各地厚薄不一，如在南帕米尔和喀喇昆仑一带，软流圈底板深度可一，如在南帕米尔和喀喇昆仑一带，软流圈底板深度可达达300 km；软流圈的顶、底部不是一个平整的面，而；软流圈的顶、底部不是一个平整的面，而是逐渐过渡的层带，一般在大约是逐渐过渡的层带，一般在大约60 km深处地幔开始由脆深处地幔开始由脆性向塑性过渡，在大于性向塑性过渡，在大于250 km深处物质又变为较坚硬的深处物质又变为较坚硬的状态；岩石处于熔融或塑性状态，很小的应力作用就状态；岩石处于熔融或塑性状态，很小的应力作用就能引起物质的流动，而软流圈物质的流动或对流，就会能引起物质的流动，而软流圈物质的流动或对流，就会带动岩石圈的
27、运动；洋壳下的软流圈比陆壳下的软流带动岩石圈的运动；洋壳下的软流圈比陆壳下的软流圈厚，底板深度为圈厚，底板深度为400 km、厚度约、厚度约350 km；陆壳下面的；陆壳下面的软流圈顶板深度为软流圈顶板深度为100 km、底板为、底板为200250 km、厚度约、厚度约100150 km；软流圈物质的密度比周围地幔的密度小，；软流圈物质的密度比周围地幔的密度小，因此，软流圈轻物质可能在岩石圈薄弱处上涌，引起岩因此，软流圈轻物质可能在岩石圈薄弱处上涌，引起岩石圈的各种岩浆活动和构造运动。石圈的各种岩浆活动和构造运动。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质34下地幔下地幔D层
28、层(670-2885km)：曾称为硫氧化曾称为硫氧化物层，物质成分主要为硅酸盐，此外还有物层，物质成分主要为硅酸盐，此外还有金属氧化物和硫化物，特别是铁、镍显著金属氧化物和硫化物，特别是铁、镍显著增加，主要为镁方铁矿增加，主要为镁方铁矿(Mg，Fe)O，具石，具石盐结构，硅酸盐（盐结构，硅酸盐（Mg，Fe)SiO3具钛铁矿结具钛铁矿结构，它们是下地幔主要的矿物相。平均密构，它们是下地幔主要的矿物相。平均密度度5.7 g/cm3，压力约，压力约135 GPa，温度为，温度为1850-4400，物质状态属固态，化学作用，物质状态属固态，化学作用向深部逐渐减弱，以致很难进行，放射性向深部逐渐减弱，以
29、致很难进行，放射性物质含量很低。物质含量很低。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质35核幔过渡带：核幔过渡带：地幔底部靠近地核的地幔底部靠近地核的200 km或或300 km的层，即的层，即D”层，在化学成分上不同于地幔其余部分，层，在化学成分上不同于地幔其余部分，可能代表地核中分解的物质，或通过地幔沉积而不能可能代表地核中分解的物质，或通过地幔沉积而不能沉入地核的较致密物质。该层质量占地球总质量的沉入地核的较致密物质。该层质量占地球总质量的3%，并具横向不均匀性。长期以来一直将，并具横向不均匀性。长期以来一直将D”层看作层看作是一般的地震波速度低梯度和走时与振幅分散度
30、增加是一般的地震波速度低梯度和走时与振幅分散度增加的区域。的区域。D”层层Vs的变化可达的变化可达5、Vp的变化为的变化为2.5，而且顶部速度随深度增大、下部速度随深度，而且顶部速度随深度增大、下部速度随深度减小，因此减小，因此D”层是地震波速度的间断面，由于热流是层是地震波速度的间断面，由于热流是从金属核从金属核(高热传导区高热传导区)进入下地幔进入下地幔(低热传导区低热传导区)，所，所以以D”层也是地幔的热边界层。层也是地幔的热边界层。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质36373839外核外核E层层(2885-4640km)和和F层层(4640-5155km)：因
31、横：因横波不穿过外核和纵波吸收得很少等，认为外核波不穿过外核和纵波吸收得很少等，认为外核(E层层)为铁、硅和镍组成的熔融体，接近液体，其密度为为铁、硅和镍组成的熔融体，接近液体，其密度为1012 g/cm3；外核表面外核表面(深深4640km)至内核表层至内核表层(深深5155km)之间的圈层称为过渡层之间的圈层称为过渡层(即即F层层)。外核的物质。外核的物质组成为液态的铁、镍和少量的硅、硫等，组成为液态的铁、镍和少量的硅、硫等，Vp=8.1-8.9km/s、Vs=0.00km/s，密度为，密度为5.7-12.0g/cm3，压力，压力为为143-298 GPa，温度为，温度为3700-5500
32、。地核的性质很。地核的性质很接近于纯铁，但是在外核状态下，外核的密度比纯铁接近于纯铁，但是在外核状态下，外核的密度比纯铁约小约小10，温度也比纯铁的熔点低，因此，要求在外，温度也比纯铁的熔点低，因此，要求在外核中掺杂有轻元素。这些掺杂元素应该使压缩波速度核中掺杂有轻元素。这些掺杂元素应该使压缩波速度增加和熔点降低，它们可能是增加和熔点降低，它们可能是Fe-S-O或或Fe-S-Si。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质40内核内核G层层(5155-6371km)：内地核呈固内地核呈固态，横波能传播，物质组成为铁镍合态，横波能传播，物质组成为铁镍合金，金，Vp=11.2-1
33、1.3 km/s、Vs=3.6-3.7 km/s，密度为，密度为12.7-13.0g/cm3，压力为，压力为332-370 GPa，温度为，温度为4720-6000。内。内地核的半径为地核的半径为1216 km，质量约占地球，质量约占地球总质量的总质量的1.7。在内核和外核的边界。在内核和外核的边界上，密度和速度的突变足够大，界面上，密度和速度的突变足够大，界面明显。明显。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质41地球在地球在46亿年的历史中，发生亿年的历史中，发生了一系列不同时间尺度韵律性变了一系列不同时间尺度韵律性变化，可划分出长韵律、中韵律、化，可划分出长韵律、中韵
34、律、短韵律和微韵律四个层次。短韵律和微韵律四个层次。地球构造活动的韵律性地球构造活动的韵律性421-2Ga的韵律：的韵律：由地表岩层记录恢复的地由地表岩层记录恢复的地球演化史显示，地球自形成之后大约每球演化史显示，地球自形成之后大约每1Ga左右经历一次明显的突变：第一个突变左右经历一次明显的突变：第一个突变标志的年限是标志的年限是3.6Ga。老于。老于3.6Ga的岩石以的岩石以基性一超基性岩浆岩为主，无酸性岩，表基性一超基性岩浆岩为主，无酸性岩，表壳岩也很少发现；而在壳岩也很少发现；而在3.6Ga之后，地球上之后，地球上出现了海洋化学岩和斜长岩类的第一个峰出现了海洋化学岩和斜长岩类的第一个峰值
35、，有了叠层石及富钠的最古老的值，有了叠层石及富钠的最古老的“花岗花岗岩岩”等。等。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质431-2Ga的韵律：的韵律：第二个突变标志的年限是第二个突变标志的年限是2.6Ga。老于。老于2.6Ga的岩石以绿岩建造和碧玉铁质的岩石以绿岩建造和碧玉铁质岩建造的交互层占优势，而在此时限之后，这类岩建造的交互层占优势，而在此时限之后，这类建造已退居到南半球的冈瓦纳大陆，北半球的劳建造已退居到南半球的冈瓦纳大陆，北半球的劳亚大陆已很少硅铁沉积。从古元古代开始，白云亚大陆已很少硅铁沉积。从古元古代开始，白云岩增多，大有取代硅铁沉积在海洋化学岩中占统岩增多
36、，大有取代硅铁沉积在海洋化学岩中占统治地位之势；在太古宙末，治地位之势；在太古宙末，“花岗岩花岗岩”开始富钾，开始富钾，但真正的富钾花岗岩出现在距今但真正的富钾花岗岩出现在距今2.6Ga之后至之后至1.6Ga之前。代表稳定地块沉积的石英砂岩和显之前。代表稳定地块沉积的石英砂岩和显示硅铁沉积结束并开始出现叠层石赤铁矿的红层示硅铁沉积结束并开始出现叠层石赤铁矿的红层也在这一阶段内出现。也在这一阶段内出现。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质441-2Ga的韵律：的韵律：第三个突变标志的年限第三个突变标志的年限是是1.6Ga，距今，距今1.6Ga之后，地表出现了大之后，地表出
37、现了大范围的地台盖层沉积，是地壳进入又一发范围的地台盖层沉积，是地壳进入又一发展阶段的标志。硅质条带白云岩取代了上展阶段的标志。硅质条带白云岩取代了上一阶段中占优势的块状白云岩。斜长岩的一阶段中占优势的块状白云岩。斜长岩的第二次峰值也发生在第二次峰值也发生在1.6-1.0Ga之间。第四之间。第四个突变标志的年限是个突变标志的年限是0.6Ga。在此时限之后。在此时限之后才有典型的普通花岗岩、纯净的海相石灰才有典型的普通花岗岩、纯净的海相石灰岩和典型的碱性岩。岩和典型的碱性岩。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质45地质事件地质事件旋回周期旋回周期/Ma二级海平面旋回二级海
38、平面旋回353海底扩张不整合海底扩张不整合342火山活动增强期火山活动增强期332构造运动加强期构造运动加强期333古气候旋回古气候旋回333碳酸岩侵入碳酸岩侵入341生物集群绝灭生物集群绝灭304天体撞击事件天体撞击事件322暗色溢流玄武岩暗色溢流玄武岩321金伯利岩侵入金伯利岩侵入351地磁极倒转地磁极倒转30246韵律成因机制：韵律成因机制：35Ma左右的韵律性，与太左右的韵律性，与太阳系穿越银道面一次的时间接近；阳系穿越银道面一次的时间接近；65Ma左左右的周期是太阳系在银饼上、下做波状运右的周期是太阳系在银饼上、下做波状运动的结果；动的结果；100Ma左右的周期是由于太阳左右的周期是
39、由于太阳系围绕银河系中心运动过程中处于远银心系围绕银河系中心运动过程中处于远银心点和近银心点受影响不同引起的；点和近银心点受影响不同引起的；220Ma左右的周期是受银河系周期性自旋运动的左右的周期是受银河系周期性自旋运动的影响。影响。第第2章章 地球的圈层结构与深部物质地球的圈层结构与深部物质47写在最后写在最后成功的基础在于好的学习习惯成功的基础在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habits 结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
