高中地理教材 地壳和地壳的变动

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

种元素的含量，约占地壳总重量的97.13％；其余几十种元素的总含量还不到3％。地壳中含量最多的元素是氧，约占地壳总含量的一半；其次是硅，占四分之一强。

地壳的厚度和物质组成各处并不相同。大陆地壳较厚，大洋地壳较薄。根据地壳化学组成的差异和地震波传播速度的不同，地壳可以分成两层，上层叫硅铝层，含硅和铝较多，主要由比重较小的花岗岩类组成；下层叫硅镁层，这一层硅、铝成分相对减少，镁、铁成分增多，主要由比重较大的玄武岩类组成。硅铝层在大洋地壳中很薄，甚至缺失，硅镁层则是普遍存在的。地壳厚度的不均和硅铝层的不连续分布状态，是地壳结构的主要特点。

地壳中的矿物地壳中的化学元素，在一定的地质条件下，结合成具有一定化学成分和物理性质的单质或化合物，就是矿物。矿物是人类生产资料和生活资料的重要来源之一，是构成岩石的物质基础。它在地球上的分布十分广泛，几乎到处可以见到。比如我们吃的盐，做铅笔芯用的石墨，制玻璃用的石英，炼铁用的铁矿石，等等，都是矿物。地球上已发现的矿物有3000多种，其中组成岩石的造岩矿物约有几十种，常见的有石英、长石、云母、方解石等；可供冶炼提取金属的矿物有赤铁矿、黄铜矿等等。

各种矿物都有一定的化学成分和物理性质，例如石英是由硅和氧组成的透明或半透明的矿物，硬度较大，常呈柱状、锥状晶体；食盐是由氯和钠组成的，它是无色透明的四方颗粒。也有些矿物，化学成分相同，由于内部原子排列不相同，形成了性质完全不同的矿物。例如金刚石和石墨，化学成分都是碳，但两者的性质截然相反：金刚石是最硬的透明的矿物；石墨则是非常软的不透明的矿物。

岩石和矿床自然界里的矿物很少单独存在，它们常常三三两两按照一定的规律聚集在一起。由一种矿物或几种矿物组成的集合体，叫做岩石。例如花岗岩是由长石、石英、云母组成的，大理岩主要是由方解石组成的。岩石是地球发展过程中的产物。它的种类很多，按其成因可以分为岩浆岩（又叫火成岩）、沉积岩、变质岩三大类。

在岩石形成过程中，一些有用矿物在地壳中或地表富集起来，达到工农业利用的要求，就是矿产。在一定地质作用下，矿产的富集地段，称为矿床。矿床按成因可分为内生矿床、外生矿床、变质矿床三大类。

岩石和矿床的关系十分密切，因为大部分矿床存在于岩石中，有的岩石，如石灰岩，本身就是矿产。

地壳物质的循环地壳是由岩石组成的，岩石又是由矿物组成的。构成地壳的物质处于不断的运动和变化之中。地球内部的岩浆，经过冷却凝固形成岩浆岩，岩浆岩受到流水、风、冰川、海浪等的侵蚀、搬运、堆积作用，形成沉积岩。同时，这些已生成的岩石，在一定温度和压力等作用下发生变质，形成变质岩。各类岩石在地壳深处或地壳以下发生重熔再生作用，又成为新的岩浆。从岩浆到形成各种岩石，又到新岩浆的产生，这个变化过程也是地壳物质的循环运动过程。

岩石与矿床的关系：

（一）岩浆岩与内生矿床在地壳深处或软流层形成的岩浆，是一种成分非常复杂的熔融体，它含有大量气体，内压力很大。岩浆在巨大的内压力作用下，沿着地壳薄弱地带侵入地壳上部或喷出地表，随着温度、压力的变化，岩浆逐渐冷却凝固而形成了岩石，这种岩石叫做岩浆岩。

岩浆岩按其产状可以分为喷出岩和侵入岩：喷出岩是岩浆直接喷出地表冷却凝固形成的岩石；侵入岩是岩浆未上升到地面，停留在地下缓慢冷却凝固形成的岩石。喷出岩由于岩浆迅速冷却凝固，矿物结晶的颗粒细小，甚至用肉眼不能分辨，有的具有流纹或气孔构造。常见的喷出岩有玄武岩、流纹岩等。侵入岩因温度冷却较慢，岩浆有充分条件结晶，因而形成晶体较大的矿物颗粒。常见的侵入岩有花岗岩等。花岗岩的分布比较广泛，我国许多名山，如华山、黄山、北京八达岭，都由花岗岩构成。花岗岩的质地坚硬，抗压力大，是一种坚固、美观的建筑材料。