第一章 地球概况

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太阳系
太阳系是银河系的一个普通成员。太阳系有九大 行星和已编表的1800多个小行星，分别围绕太阳 公转，并绕轴自转。太阳是太阳系的中心天体， 它的质量巨大，能发出强烈的光和热。 太阳系由太阳、8颗大行星（原来为九大行星， 自内向外依次是水星、金星、地球、火星、木星、 土星、天王星、海王星、冥王星，后来冥王星被 视为太阳系的矮行星）、66颗卫星、无数的小行 星、彗星、流星体以及大量尘埃物质和稀薄的气 态物质等组成。 太阳系模式示意图如下：
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地壳

地壳即A层，是地球最外的一个圈层，位于地 表和莫霍面之间，地壳的厚度变化很大，大洋 地壳较薄，平均厚6 km；大陆地壳较厚，平 均厚33km。地壳按结构特点分为大陆地壳和 大洋地壳两种主要类型。 上地壳叫硅铝层或花岗岩质层，下地壳叫硅镁 层或玄武岩质层。大洋地壳是洋盆部分的地壳， 只有硅镁层。

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岩浆活动

在岩浆运动过程中岩浆侵入到地壳岩层中的作 用，称为侵入作用，岩浆在地壳中冷凝后就形 成侵入岩。如果地下的岩浆喷出地表的地质作 用，称为喷出作用，岩浆在地面冷凝后就形成 喷出岩，岩浆由侵入围岩至喷出地表，以及与 围岩所发生的机械的和化学的作用，统称为岩 浆作用，所形成的岩石总称为岩浆岩。

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5、地热



地球内部的热来源有二：即太阳辐射能和地内热能。 地壳表层的热主要来自太阳的辐射，它是发生在地壳 表层的各种自然现象的重要能源。 地壳深部的热主要来自地内热能，地内热能是地球内 部的放射性元素蜕变时所放出的热能。 由地表向深部,地热的特征有所不同，可分为以下三个 层： 1．变温层(外热层) 2．恒温层(常温层) 3．增温层(内热层)
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四、地球的物理性质
地球的物理性质包括地球的密度、压力、重力、 地磁、地热等。地球的物理性质从不同角度反映 了地球内部的物质组成、状态和结构。 1、地球的质量与密度 地球质量不能直接测定，而是根据万有引力定律 计算出来的，计算的地球质量为5.976×1024kg。 地球的平均密度为5.52g/cm3。但实测地表岩石 的平均密度为2.7~2.8g/cm3，地球表面的７１％ 分布着海水，其密度(４℃)为1.003g/cm3。说明 地球内部物质应具有比地表更大的密度。
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3、地磁
地磁周围空间存由于地磁极和地理极不一致，因 此地磁子午线与地理子午线之间有一夹角，这个 夹角称为磁偏角； 在这一个弱磁场，称地磁场。在地磁的两极与地 磁赤道之间的地区则与水平面有一定的夹角，这 个夹角称为磁倾角； 地球上各地所受的磁力的大小，即磁场强度不相 同，磁场强度在磁极最大，向赤道减小。 上述磁偏角、磁倾角、磁场强度，一般称为地磁 三要素。

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2、地球的重力

重力是垂直地球表面使物体向下的一种天然作 用力，它是由地心引力和地球自转而产生的惯 性离心力的合力。地心引力与距离成反比，因 此，地表的地心引力以赤道最小，两极最大； 离心力与地球自转的线速度成正比，故地表以 赤道处的离心力最大，两 段最小。由于地心 引力随纬度变化，故地表(以大地水准面为准) 重力分布以赤道地区最小。

地球表面的3/4面积是被海洋所覆盖着，一些高山和 极地上发育着冰川和冰盖，陆地上分布着大大小小 的河流、湖泊和沼泽，近地表的岩石的孔隙和裂隙 中还有地下水在环流，它们构成了围绕地球表面的 连续水圈。
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地球的外圈层构造——生物圈

生物圈是指生物分布和生命活动的地带，它也 构成连续的圈层。生物主要生活和分布在陆地 的表面和水体的上层。但是，在地表以下的土 壤和岩石的裂隙内，深层海水甚至深海底，以 及大气层中部有生物生存，上至10kｍ的高空， 下至地面以下3km的深度都有生物活动的痕迹。
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（二）岩浆活动
1、岩浆的概念 岩浆是地壳深部或上地幔物质部分熔融而产生 的炽热熔融体。岩浆的温度可达到1300℃甚 至更高，压力可达数千个大气压。 2、岩浆活动的类型 岩浆活动是指地下深处岩浆沿构造破裂带侵入 到地壳内，甚至喷出地表的过程。岩浆活动有 侵入和喷出两种方式。
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地热






1．变温层(外热层) 变温层位于地球表层，自地表向下约15~30m。其热量主 要来自太阳的辐射热能，温度从地表向下降低，且随纬度 高低、海陆分布状况、季节和昼夜的变化而不同。 2．恒温层(常温层) 恒温层是变温层的下部界面(即变温层与增温层的分界面), 其温度常年保持不变，大致相当当地的年平均温度。 3．增温层(内热层) 增温层位于恒温层以下，其温度只受地球内部热能的影响， 且随深度的增加而逐渐增高，但增高的速度，各地差别很 大。 地温梯度又称地热增温率，它是指深度每下降100m，温度 升高的度数，以℃/100m表示。地壳的平均地热增温率为 3℃/100m。
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3、岩浆侵入的方式及其产状

侵入岩体的产状是指其大小，形状，与围岩的接触关 系。 根据侵入岩的规模、形成深度的不同，将其划分为： 深成岩、浅成岩和超浅成岩。 （1）深成侵入产状 岩浆冷凝、结晶时间较充分，可形成结晶颗粒大而均 匀的深成岩。主要产状有岩基和岩株。 岩基 一般规模巨大，形状不规则，与围岩呈不整合接 触。 岩株 一般规模较岩基小，平面形态近似圆形，向下 呈柱状或近似柱状。
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大陆按高程特征，可分为高山、丘陵、平原、 高原、盆地和洼地等地形单元。 世界上最大的平原是亚马逊平原，面积达560 万km2。 世界上最高的高原是青藏高原，海拔4000m 以上。 根据海底地形的基本特征，可将其分为大陆边 缘、海岭、海沟、深海盆地等地形单元。具体 如下图：
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（2）浅成和超浅成侵入体产状


主要形成于地壳浅部。其形成深度一般小于3km，。 中浅成岩形成深度一般为15~3km，超浅成岩一般为 0.5~1.5km。 常见的浅成、超浅成侵入体有岩床、岩盘和岩墙等。 岩床 岩浆顺围岩层面侵入形成的层状或似层状岩体。 如图所示
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地壳运动实例

挖掘发现一大理石柱， 柱子下段约有3.6m被火 山灰掩埋，柱面光滑； 柱子中段长约2.7m处被 海生动物蛀蚀成许多小 孔；柱子上段已遭风化， 不是很光滑。根据这些 可以判断，由于地壳缓 慢下降，海水侵人，淹 没了柱子中段，又缓慢 上升到地表，最后又开 始下降。
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（二）地球的内圈层构造
地壳与地慢的分界面，称为“莫霍洛维
奇不连续面”，简称莫霍面(Moho)。另 一界面位于2900km(精确值为 2898±4km)，是地慢与地核的分界面， 称为古登堡面。根据这两个界面，地球 内部划分为地壳、地幔和地核三个一级 圈层。
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海洋分区及海底地形示意图
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三、地球的构造

地球的圈层构造是在地球漫长的发展过程中逐步形成 的。以地表为界可分为内圈层和外圈层，内圈层包括 地壳、地幔和地核，外圈层包括大气圈、水圈和生物 圈。
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地球圈层构造示意图
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煤矿地质与矿图
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第一章 地球概况及地质作用
第一节 地球概况
郑州煤炭工业技师学院司磊来自第一节 地球概况


一、太阳系的组成 地球处于广袤无垠的宇宙之中，是太阳系的一个行 星，而太阳系又是银河系的一个星系，宇宙则是由 许许多多像银河系甚至更庞大的星系团组成。 银河系，是一个巨型旋涡状星系，正面呈旋涡形， 侧面呈扁平形。恒星是由巨大质量的炽热气体组成 的能自己发光发热的球状天体。维持恒星辐射的能 来自氢的热核反应。
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第二节 地质作用
地球自形成以来，一直在不断的运动、变化和 发展着，促使地壳的物质成分、构造和表面形 态等不断变化和发展的各种作用，统称为地质 作用。产生地质动力的能源来自太阳辐射、日 月引力、重力和放射性元素蜕变等。 根据发生地质作用的主要部位，地质作用可分 为内力地质作用和外力地质作用。

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一、内力地质作用
内力地质作用是由地球内部的能源，主要是放射 性元素蜕变产生的热能、重力能以及由地球旋转 速度变化而引起的旋转能所产生的。它包括地壳 运动、岩浆活动、变质作用和地震作用。 （一）地壳运动 地壳运动是地球内部能量引起的组成地壳物质的 机械运动。这种运动表现有两种形式，即水平运 动和升降(垂直)运动。 地壳运动可使岩层发生褶皱，断裂，改造地表起 伏乃至海陆变迁，还会导致气候变化，影响生物 的分布和外力地质作用。
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根据卫星测量所得出的地球的形状示意图（夸大）
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地球基本数据
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地球的表面特征

地球的表面积大约为5.1亿km2，分为陆地和 海洋两大部分。陆地面积约为1.49亿km2，约 占地球表面积的29.２％；海洋面积约为3.62 亿km2，约占地球表面积的70.8%。海陆面积 之比约为2.5∶1，它们在地球表面分布极不均 匀，65%以上的陆地分布在北半球，即使如此， 陆地也近占该半球面积的39%；地球表面形态 最明显的特征是高低起伏不平。

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太阳系模式示意图
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太阳与各大行星相对大小比较示意图
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二、地球的形状与大小



很长时间以来，地球一直被认为是球状体，当最早 使用较精确的三角测量法对地球的形状进行研究时， 发现通过极点的半径与赤道半径相差21km。 根据卫星轨道分析发现，地球也并非是标准的旋转 椭球体，而是一个梨状体，北极凸出约10Km，南极 凹进约30Km，中纬度在北半球凹进，在南半球凸出。 所以地球的形状被认为是三轴椭球体。 下图所示关于地球的一些基本数据：
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（一）地球的外圈层构造——大气圈
大气圈由包围在地球最外部的气体组成。
大气温度随高度的增加而呈不规则的变 化。100km以下的大气即通常所谓的空 气，主要有18种气体混合而成，主要成 分为氮和氧。其中CO2、O3、H2O等次要 成分对地质作用有较大意义。
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地球的外圈层构造——水圈
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岩浆活动

在岩浆移动过程中，对它周围的岩石 产生两种作用，一是对围岩发生的机
械冲击和挤压，另一是岩浆的化学成
分、温度对围岩的化学作用。

如果地下的岩浆喷出地表的地质作用， 称为喷出作用，岩浆在地面冷凝后就 形成喷出岩，岩浆由侵入围岩至喷出 地表，以及与围岩所发生的机械的和 化学的作用，统称为岩浆作用，所形 成的岩石总称为岩浆岩。

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4、地压
地球内部压力是由上覆地球物质质量产生的静 压力和地球运动产生的动压力共同组成。静压 力大小与地球内部物质的密度及该处的重力有 关，地球内地壳的平均密度约2.75g/cm3，深 度每增加1000m，压力增加27.5MPa。深部随 着岩石密度的加大，静压力增加得更快些部静 压力的变化随深度增加而增大。 动压力通常以水平力为主，具有方向性，并可 以在一些地段特别集中。
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地幔

地核

地球内部位于地壳与 地核之间的构造层为 地幔，厚2800km以 上，体积约占整个地 球的82.3％，质量占 整个地球的67.8％， 根据地震波速度变化 特征，将地幔在地下 984km处分为上、下 两层。
自古登堡面以下至地 球的中心部分为地核。 其厚度为3473km， 占地球体积的16.3％， 占总质量的l/3，一 般认为其物质成分为 铁镍核心。根据地震 波速变化，可将地核 分为外核、过渡层、 内核三层。
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岩盘

岩墙
岩浆岩裂隙和层面侵入到岩 岩浆沿着大致垂直于层面的 层之间，由于向上顶力很大， 裂隙或断层侵入围岩而成的 将上覆岩层拱起而形成的穹 板状岩体。 窿状岩体。