固体地球物理学导论(1 2).pptVIP

第一章 课程主要内容 第一章 序言 第二章 地球的起源、运动与结构 第三章 地球形状、密度及重力场 第四章 地球的磁场 第五章 地球的电磁感应和电性结构 第六章 地球内部的热状态与地热场特征 第七章 地球内部的地震波场 第八章 地球内部介质的各向异性与地震层析成像 第九章 实验与计算地球物理 第十章 若干热点问题 第一章 序言 什么是地球物理? 地球物理学研究那些内容? 地球物理与其他学科的关系. 地球物理的发展 地球物理对社会发展的贡献 地球物理学的定义 固体地球物理学的学科分支 重力学 地球的形状、重力场的变化、物质密度的变化与分布，等等 地磁学 地磁场的分布和变化、地磁场的起源、地磁场的演变，等等 地震学 地震发生机制与震源分布、地震波类型与传播、地震预报，等等 地热学 地温场的分布和变化、地热源及其分布，地热的传播，等等 地电学 地球电磁感应特征和变化、地电结构，等等 地球物理学与其它学科 地球物理学的发展 地球物理学对人类社会发展的贡献 地球物理学的研究方法 如何学好本课程 第二章 地球的起源、运动与结构 太阳系及其组成与演化 地球的转动与轨迹 地球内部的结构 地球内部的物质组成 太阳系、太阳系的组成 地球的平动 地球内部圈层结构 地球内部结构示意图 地球内部圈层示意图 地震资料揭示地球圈层结构 地球圈层特征 地球圈层特征 （续一） 地球圈层特征 （续二） 地球圈层模型参数 地球内部物质组成 地壳物质组成 地幔物质组成 地幔物质组成 （续一） 地幔物质组成 （续二） 地核物质组成 第二章 内容提要 太阳系及其组成与演化 太阳系的成员(太阳、大行星、小行星、行星的卫星、彗星) 轨道的规律性(共面性、同向性、共圆性) 质量与密度分布特征 太阳系天体的自转（行星的自转、太阳自转） 地球的转动与轨迹 基本参照（天轴、天球、天极、天赤道、黄道、黄极） 地球自转（周期、恒星日、太阳日与太阴日） 地球公转（周期、恒星年、春分点、秋分点、夏至点、冬至点、南\北回归线 ） 地轴进动、章动与地球平动 第二章 内容提要　（续） 地球内部的结构 地壳、上地幔、过渡带、下地幔、外核、内核 地球内部的物质组成 地壳——硅铝质、镁铁质岩石 上地幔——固相超铁镁质和铁镁质岩石，碱性玄武岩岩浆 过渡带——高密度橄榄石和氧化物 下地幔——高密度橄榄石和氧化物，氧化铁含量小幅度增高 外地核——由液态铁组成，其中镍含量可能达10％，并有少量较轻的元素 内地核——结晶的固体铁镍合金组成 第二章 上述地球分层，即主要简单的划分，从本世纪开始至50年代已大体确定，而且习惯上采用A-G字母广以命名：A(地壳)，B(上地幔)，C(过渡层)，D(下地幔)，E(外核)，F间断面，G(内核)。 最近30年来，对地球结构的认识逐步深入，目前在横向变化、非弹性和各向异性诸方面的研究不断深化，使地球模型逐渐发展和完善。在地球分层模型的发展过程中，曾先后出现佐普列兹盖格模型，杰弗里斯模型，古登堡(Gutenberg)模型，布伦(Bullen)模型，安德森—哈特模型以及初步地球参考模型(PREM)。这些模型彼此有联系，也有一些区别，其中布伦模型和初步地球参考模型，使用较广。 第二章 第二章 2.4 地球内部物质组成 目前，许多学者都是借助于宇宙的丰度和已知的观测事实，以及地球物理资料来构筑地球物质模型，主要考虑以下四个方面： ①地球作为宇宙天体的一个成员并由宇宙物质演化而来，地球的元素丰度应与宇宙的元素丰度大致相同，因此可以根据宇宙丰度构成地球基本成分的简单模型； ②地球基本成分及其分布必须符合深部地震资料所反映的物质密度、波速等物理参数； ③地球成分分布必须与地球总的质量和惯性矩相协调； ④地球元素分布必须符合地球内部温度、压力分布的状况。 第二章 2.4.1 地壳物质组成 根据矿物学研究，长石(钾长石、斜长石)是地壳中最丰富的矿物，其次是石英和含结晶水的矿物。地壳平均密度约为2.7-2.8g/cm3，基于较富集矿物的速度和Vs/Vp比值的差异，故利用地震波的速度便可以有效地进行判别。由于蛇纹石化作用，橄榄石的波速可降低，在下地壳中蛇纹石化的超镁铁岩是一种不稳定因素，有一些地区的Moho界面可能不在玄武岩层的底部，而是在上地幔顶部的蛇纹石化带底部。 海洋和大陆地壳成分有所不同。大陆地壳含石英和长石较丰富，故大陆地壳内部密度一般小于海洋地壳。若Moho界面是岩石学界面，即为硅铝质的或镁铁质的陆壳岩石与超铁镁岩的地幔岩石之间的边界。若Moho界面是化学分界面，地壳最大厚度可能出现在玄武榴辉岩的边界处，由此，可以把一个相位间断面(玄武一