中国地质大学普通地质学第一章地球的圈层结构资料

低速层
地壳 盖层
均匀层
下地幔
莫霍面 古登堡面
雷曼面
Earth's internal structure
岩 陆壳
石 洋壳地壳 圈 上地幔盖层 地
软流圈
幔
地球内部圈层的基本特征
岩石圈(lithosphere)
• 概念：软流圈之上的固体地球部分为岩石圈。 • 特征：岩石圈的厚度在不同地区变化很大。 大洋岩石圈厚度一般为60km左右，最厚不超过
• 由波速可求出各圈层物质的密度；
• 根据S波能否通过和波速衰减的快慢，可 推断各圈层物质是固态或液态；
• 根据地球内部物质的密度、波速等数据， 结合宇宙地质和地表地质资料，可推断 出各圈层的物质成分。
地球内部圈层的划分
• 根据地球内部地震波速的变化，首先可将地
球内部分出三个一级圈层，即地壳、地幔和
调课原因：学校安排地调院组织为武 警黄金部队进行野外地质工作培训
第一章 地球
第四节 地球内部的圈层结构
地球内部圈层及其划分依据 地球内部圈层的基本特征 地壳的物质组成
俄国科拉学院世界最深钻
俄国钻了15年多，最终 钻到地壳内部40226英 尺(~12km)深处。
因此，对地球内部物质的研究主要依靠各种间接手段和依据。
地球内部圈层划分依据
• 地球物理依据 通过对重力、地磁、地电、
地热及地震波等的研究，确定地球内部各 处的物性参数和结构。
地震波的类型
• 纵波(P) 、横波(S)和面波(M)
地震波对地球内部的“透视”
• 波速一致，说明其物质成分、物理条件 相对均一；波速不一致，说明物质成分 或其他条件有明显差异；
• 地震波传播特点：S波、P波速显著增 加。
Gutenberg discontinuity (古登堡面) (Gutenberg 1914年提出)
• 深度: 2900km深度处，是地幔与地核 的分界。
• 地震波传播特点:S波到此终止，P波波 速急剧降低。
Lemann discontinuity (雷曼面) (Lemann 1936年发现)
100km；大陆大部分岩石圈均超过100km， 平均为120km。
•大陆岩石圈的三层结构
岩石圈
硅铝层 A1 地壳 ------康拉德面Conrad dis.
硅镁层A2 -------------莫霍面Moho dis.
上地幔硅镁层 B1
康拉德面和莫霍面标志着岩石圈内部物质在化 学成分和晶体结构方面的变化，而不是物质 从硬到软的一种突然转变。
铁陨石
地球内部圈层划分依据
• 因此，利用 陨石的成分、 特性等资料， 结合地球内 部的密度、 地震波波速 等可推断地 球内部的物 质状态。
地球内部圈层划分依据
• 地质学依据 通过研究深源岩石及其形成时
的温压条件来了解地球内部的物质状况及环 境。
例如：含金刚石的金伯利岩（超基性岩）。 实验室内人工试验表明，金刚石生成温度为 1100~2200 ℃、压力为5万个大气压，它相当 于150km深处的环境。金伯利岩中常含有石榴 二辉橄榄岩的包体，显示出岩浆来源于上地幔
地壳是岩石圈上部的次级圈层，可分为：
大陆型地壳（陆壳）：指大陆及大陆架部分的地壳, 具 有上部硅铝层(花岗质层)和下部硅镁层(玄武质)层的双 层结构, 以康德拉面为分界； 大洋型地壳（洋壳）：往往缺失硅铝层, 仅发育硅镁层, 不具双层结构。
大陆型地壳
大洋型地壳
陆壳和洋壳的区别
大陆地壳
大洋地壳
分布 大陆及大陆架
硅铝层
2.6~2.7
硅镁层
2.9~3.0
5.6~6.0
6.8
10~40
15~20
花岗质层 玄武岩质层
Thickness of Earth's crust by USGS
岩石圈底部——上地幔硅镁层
• 在莫霍面之下软流圈之上的固体圈层。 • 在大洋区厚度约50km,而大陆区约80km,平均
65km。密度3.5g/cm3 ,物质成分一般认为是含 Fe、Mg较多的硅酸盐矿物组成的超基性岩。
• 深度: 5000km深度处，是内核与外核 的界面。
• 地震波传播特点: P波波速在此显著升高。
地球物理证据
用地震波研究 地球的圈层结构
莫霍面 古登堡面 雷曼面
地球物理证据
地壳 盖层 低速层
地 均匀层
幔
上地幔 过渡层 下地幔
地球内部的圈层结构
康拉德面
地 幔 圈 地 核
雷曼面
圈
(
)(
)
地球内部圈层的划分
警黄金部队进行野外地质工作培训
调课通知
序 原 讲 课 原讲课周/星期/节 原 讲 课 教 申请将时间调整为
号 时间
室
1 11月15日 11周/周五/1、2节 综合楼205 11月7日第10周/周四/5、6节
2 11月19日 12周/周二/3、4节 综合楼205 11月28日第13周/周四7、8节
调整后的讲课教室：教三楼306
地核。
地
蛋
壳
壳
地
蛋
幔
清
地
蛋
核
黄
地球内部圈层的划分
• 不连续面（discontinuity）：地震波的速 度在某些深度发生明显的改变，这个深度可 以作为上下物质的分界面，称为不连续面。
Moho discontinuity (莫霍面）
(莫霍洛维奇 1909年发现)
• 深度:大陆地表之下平均33km;大洋地 下5-8km；是地壳与地幔的分界。
地球内部圈层划分依据
• 宇宙地质的依据
铁陨石：主要由铁镍组成， 相对密度8.0-8.5或更大。 石陨石：主要由橄榄石、辉石等铁镁硅酸盐矿物组成，相对
密度为3-3.5或更大。 铁石陨石：为上述两种的过渡类型。
石陨石
宇宙物质具有内
在的统一性，组
成宇宙天体的化
学元素种类，都
没有超出地球上
石铁陨石 现已发现的种类。
洋底
平均厚度
33km
6-8km
硅铝层 厚10-40km 花岗质层
缺失
硅镁层 玄武质层
厚20km
厚5.5-7km
最古老的 岩石
>41亿年
<2亿年
构造运动 强烈，大部分岩 轻微，大部分洋壳 石已发生了变形 岩层很少发生变形
地百度文库双层结构物理性质的区别
层名 性质
密度 （g/cm3) P波速度
(km/s) 厚度 (km) 别称
调课通知
序 原讲课时 原讲课周/星期/节 原讲课教室 申请将时间调整为 号间 1 11月15日 11周/周五/3、4节 教三楼207 11月7日第10周/周四/7、8节 2 11月19日 12周/周二/1、2节 教三楼207 11月28日第13周/周四5、6节
调整后的讲课教室：教三楼306 调课原因：学校安排地调院组织为武