01-2（2课时）第一章 地球的物理性质.ppt

本节重点 基本概念 重力、布格重力异常、地磁场的要素、地磁异常、地温梯度 重力场：地球内部及其附近存在重力作用的空间。 重力场强度：单位质量的物体在重力场中所受的重力。其在数值和方向上等于重力加速度。 在重力学中所说的重力实际上是指重力场的强度或重力加速度。 重力加速度(g)的计算： 单位质量的物体(m)受到的重力为P=mg， 单位质量的物体(m)受到的地心引力为F=f Mm/R2 M为地球的质量，f 为万有引力常数 f =6.67259*10-11N㎡/kg2 (m3/k·gs2) P=F-C，忽略C（C=P/300），则 P=F，即mg=f Mm/R2 因此，g=f M/R2 理论（正常）重力值 假设地球表面光滑, 内部的密度均匀或是层状的, 用正常的旋转椭球体来代替地球实际的形态，以大地水准面为基准，计算得出的重力值称作理论重力值。 理论（正常）重力值 重力异常(gravity anomaly) 地表起伏甚大，内部的物质密度分布也极不均匀，在结构上还存在着显著差异。 重力异常：实测重力值减去理论（正常）重力值的差值。 影响实测重力值的因素 地球的形状与地表起伏，F=f Mm/R2； 地球不停的绕自转轴旋转，不同纬度处的旋转半径不同——惯性离心力C； 地球内部物质分布不均匀。 重力异常(gravity anomaly) 利用重力异常原理，可以通过各地的局部重力异常来进行找矿和勘查地下地质构造。 通过（ ）校正，将测点置于大地水准面上，然后与理论重力值比较。 自由空气重力异常 把测点因高出平均海平面而减小的重力值(gh)（ ）实测值中, 称为自由空气校正。 自由空气(高度)重力异常: 经自由空气校正后的重力值与正常重力值之差, 称为自由空气重力异常(?gF) ?gF=(g+gh)-g0 反映了地球表面的地形高程变化 中间层校正 （ ）平均海平面以上到测点间的物质对物体产生的引力作用, 或（ ）低于平均海平面的部分全部用地壳物质填平所产生的引力作用, 称为中间层校正, 以gm表示。 布格校正 高度（自由空气）校正和中间层校正统称为布格校正。 经布格校正后的重力值与理论值之差称为布格重力异常。 ?gB=(g+gh+gm)-g0 布格重力异常反映了地球内部的物质分布状况。 重力异常的应用：重力勘探 铁、铜等金属矿产分布的地区，则会出现局部的重力（ ）异常。 石盐、煤、石油等矿产分布区, 由于物质密度小, 出现局部的重力（ ）异常。 中国布格重力异常 地球内部密度的确定——地震波 原理：地震波通过不同密度介质时的波速不同，在越过两种不同介质时还会发生折射现象。 地球内部密度的确定：地震波 地震波的类型 纵波(P) 、横波(S)和面波(M) 地球内部的密度 布伦(1975) 推导结果: 地壳表层的密度为2.7 g/cm3, 地下33km处为3.32 g/cm3, 大约在2990km处密度由5.56 g/cm3突增至9.98 g/cm3, 至6371km处, 达12.51 g/cm3 。 地球内部物质的密度与深度的增加是非线性递增关系. 地球内部的压力 地球内部的压力是由上覆地球物质的重量产生的静压力。 静压力的大小与所处的深度、上覆物质的平均密度及重力加速度呈正相关关系。 在地球表层、地壳和接近地心附近时压力增长较平稳，在下地幔和外核部分增长得较快。 地球内部的压力 P=h ρ/100 由于地球内部物质的密度与深度的增加是非线性递增关系，压力随深度的变化也是非线性递增关系。 10km处压力为3000大气压; 33km处为12000大气压; 地心达360万大气压 地磁场:地球周围存在的磁场。 即地磁力线的分布空间。 地磁极: 磁轴与地面的交点。 20世纪（1903～1969）内地磁极在地理极附近的往复漂移。 地球磁场大致沿纬度方向以每年约0.18°向西漂移。 和地球有重力异常类似，地球也有磁场异常 基本（正常）磁场:中心偶极子磁场（90%）和非偶极子磁场。 地磁异常:叠加在地球基本磁场之上，由地壳内的岩石矿物及地质体的磁性差异引起的磁场（实际测量到的地磁场与正常磁场的差异）。 磁法勘探 若地壳中存在磁性岩体和矿体，如磁铁矿、镍矿、超基性岩等，出现（ ）异常; 若地壳中存在金矿、盐矿、石油、花岗岩等低磁或反磁性的矿物和岩体，则出现（ ）异常. 山东济宁发现特大铁矿（50~80亿吨） 地磁场倒转 地磁极出现 “反转”,即南、北极互相颠倒的现象。 地磁场正向期—与现代地磁场方向一致的时期 地磁场反向期—与现代地磁场方向相反的时期 新生代标准磁极性柱 四 地热 地球的热源