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* * 土木工程地质讲义 第一编 动力地质作用与不良地质现象第一章 地壳与地质作用第二章 活断层与地震第三章 滑坡与泥石流第四章 岩溶第五章 渗透变形与地面沉降第六章 河流侵蚀与淤积第七章 地裂缝与采空区塌陷 （1）??? 地球的形态与圈层结构 （2）??? 地球的内部圈层构造与内动力地质作用 （3）??? 地壳结构与地壳均衡学说 （4） 地球的外部圈层构造与外动力地质作用 （5） 内外地质作用对地壳的改变 （6） 地层年代 （7） 地质构造 地壳与地质作用 地球的外部形态 地球形状是指大地水准面所圈闭的形状。地球形状为扁率不大的梨状椭球体。由于地球椭球体的扁率很小，故在一般计算时，常以地球为一圆球体，取其平均半径为6371km。（赤道半径6378km） 地球并不是一个均质体，而具有圈层结构。 地球是由不同状态和不同物质组成的非均质圈层构造的椭球体。以地表为界分为内圈和外圈。它们又可再分为几个圈层， 所以必须了解它们的整体特征，才能更深刻地理解动力地质作用的原理。 EXIT 地壳 地幔 地核 A 6000 4000 2000 B C D E F G 地震波在岩体中的传播受物质密度及固液状态的影响。 对地震资料的研究发现，地球内部在两个深度有两个波速变化最明显的界面，反映出地球内部物质以这两个深度作为分界面，上下有显著的不同。第一个界面深度很不一致，在大陆区较深，最深可达60公里以上，在大洋区较浅，最浅不足不足5公里，这个界面是南斯拉夫地球物理学家莫霍罗维契奇于1909年发现的，所以叫莫霍罗维契奇不整合面，简称莫霍面(moho)。第二个界面深度在地表下约2900公里处，是由美国地球物理学家古滕堡于1914年提出的，所以叫古滕堡不连续面简称古滕堡面。根据这两个分界面，目前把地球内部构造分为地壳、地幔和地核三个层圈地球内部。再根据次一级界面把地幔分为上地幔和下地幔，把地核分为外核、过渡带和内核，并分别给以代号A、B、C、D、E、F、G 地壳指地球外表的一层薄壳，平均厚度为33km，主要由固体岩石组成。 地幔是地球的莫霍面以下、古登堡面以上部分，其体积约占地球总体积的83％，质量占1％，是地球的主体部分，主要由固态物质组成。以984km处为界分上地幔和下地幔两个次级圈层，上地幔的平均密度为3．5g／m3，顶部Vp为8．0km／s，与地壳有明显差别。通过对地幔中地震波传播特征的研究发现，在40～250km处存在“低速带”，尤其是100～150km深度处波速降低得最多。又据低速带内有些区域不传播横波，推断这些区域的温度已超过岩石熔点形成液态区。 由于低速带距地表很近，这些液态区很可能是岩浆的发源地。鉴于低速带的塑性较大，它为上部固态岩石的活动动创造了有利的条件，故在构造地质学中称其为软流圈。而将软流圈以上的上地幔和地壳合称为岩石圈。 地幔下界至地心部分称为地核，它占地球总体积的16％，占总质量的31.5％。按地震波分布，分为外核、过渡层和内核三层。根据横波不能通过外核的事实，推断外核是由液态物质组成的。分布于中间的过渡层，波速变化复杂，可能是由液态开始向固态物质转变的一个圈层。内核一般认为由以铁、镍等成分为主的固态物质组成。 地质作用分类：按照能源和作用部位的不同，地质作用分为内动力地质作用和外动力地质作用。 内动力地质作用——由内能引起整个岩石圈物质成分、内部构造、地表形态发生变化的作用称为内动力地质作用。 包括构造运动、地震作用、岩浆作用和变质作用。 构造运动——使岩石圈发生变形、变位以及使洋底增生和消亡的地质作用。 地震作用——由地震引起的岩石圈物质成分、结构和地表形态变化的地质作用。 岩浆作用——指岩浆的形成、演化直至冷凝成岩石的全部地质过程。按其作用部位分为侵人作用和喷出作用（火山作用）。 变质作用——地表以下一定坏境中岩石在固态下发生结构、构造或物质成分的变化而形成新岩石的地质过程。按变质作用的因素和所处的部位分为接触变质作用、碎裂变质作风、区域变质作用和混合岩化作用。此外，尚有洋底变质作用． EXIT 思考题1 地壳是固体地球最外的一圈。地壳表面在陆地上直接暴露出来，有水体的地方特则是海洋区则被水圈覆盖。地壳的厚度变化很大，大洋地壳较薄，平均厚6公里，最厚约8公里。大陆地壳较厚，平均厚35公里，最厚处可达70公里（如青藏高原）。说明地壳下界是起伏不平的。整个地壳平均厚度约16公里，只有地球半径的1／400，体积只有地球体积的0.8％，质量为24×1024克，约占地球质量的0.4%。地壳由上下两层组成，其间有一个次一级的界面叫康拉德面。这个界面并不到处都存在。上地壳叫硅铝层，主要成分是氧、硅、铝等轻元素，平均密度2.7克/厘米2，主要岩石为酸性的岩