工程地质与水文地质学.pptVIP

工程地质与水文地质学二.地球的结构近年来，取得了以下几个方面的认识：（1）大地水准面不是一个稳定的旋转椭球面。（2）地球赤道横截面不是正圆形，而是近似椭圆形。（3）赤道面不是地球的对称面，从包含南北极的垂直于赤道平面的纵剖面来看，其形状与标准椭球体相比较，位于南极的南极大陆比基准面凹进24m；而位于北极的没有大陆的北冰洋却高出基准面14m。同时，从赤道到南纬60°之间高出基准面，而从赤道到北纬45°之间低于基准面。地球的物理性质地球的密度和重力地磁地热地球的密度和重力用地球的质量除以地球的体积，便可得出地球的平均密度是5.517g/cm3，而地壳上部的岩石平均密度是2.65g/cm3，由此推测地球内部必有密度更大的物质。地核部分密度可达13g/cm3左右。地球的重力一般是指地球对地表和地内物质的引力。如果把地球看作一个理想的扁球体（旋转椭球体），并且内部密度无横向变化，所计算出的重力值，称理论重力值。但由于各地海拔高度、周围地形以及地下岩石密度不同，以致所测出的实际重力值不同于理论值，称为重力异常。比理论值大的称正异常，比理论值小的称负异常。磁倾角----磁针与水平面间有一个夹角叫磁倾(magneticinclinationordip)。由于磁针的空间位置与磁力线完全重合，而磁力线只有在地磁赤道上才与水平面平行，由此向北向南都与水平面在竖直方向上有一交角，即磁倾角。地磁场和磁场强度----磁力线分布的空间叫磁场(magneticfield)，地磁场包围着整个地球，其范围可以延伸到100000公里以上高空。磁场内有磁力作用存在，磁力的大小叫磁场强度(magneticintensity)。磁偏角---由于地磁极和地理极不相吻合，因此，在大多数地方，地磁子午线与地理子午线之间就有交角，这个交角叫磁偏角。地磁极----偶极子磁轴与地面的交点称为地磁极(geomaneticpole-)地磁场的南北两极和地理南北两极并不重合，而且往往相距颇远，这是因为地磁轴(geomagneticaxis)和地球自转轴(它与地面的交点即地理极)不相重和，两者交角现在约是11o。地磁子午线----地球表面想象有无数通过两地理极的大圆，每一个这样的大圆叫子午线(meridian)。地磁场也有无数磁力线在地球表面上通过两地磁极，每一条这样的磁力线叫地磁子午线。基本磁场变化把地磁要素的短期变化消去，就得到基本地磁场(mainmagneticfield)的本来面目。人们发现，基本地磁场也有长期的缓慢变化。如果发现实测地磁要素数值与正常值不一致，便说明在正常磁场里有个局部异常磁场存在，使地磁要素产生偏差，这个现象叫地磁异常(magneticanomaly)。地磁异常是地下磁性物质有局部变化的标志，可以据此勘测出地下岩体和矿体。反映出的异常值大于正常值叫正异常；反映出的异常值小于正常值叫负异常。利用地磁异常来勘探有用矿物的方法叫磁法勘探(magnetcprospcting)。古地磁学地质学家发现,在火成岩中保留有热剩磁(thermo-remanentmagnetization)，在沉积岩中保留有沉积剩磁(depositionalremanentmagnetization)，它们都可以指示当时当地的地磁场方向，所以叫古地磁(Paleomagnetism)。地球磁场的成因认为地球的地核部分为具有磁性的镍铁物质，从而形成地球磁场。认为巨大质量物体的转动可以导致电磁效应，这种看法也被否定了。地核的外核部分为液态的金属铁镍物质，是一种导电流体，在地球旋转过程中，产生感应自激，形成地球磁场。地壳表层的温度常随外界温度而有日变化和年受化，但从地表向下到达一定深度，具温度不随外界温度而变化，这一深度叫常温层。地热的主要来源是由放射性元素衰变而产生的，如铀（U238，U235）、钍（Th232）、钾（K40）等。地温梯度(geothermalgradient)或地热增温率，即深度每增加100米时所升高的温度。以℃表示。地热深度(geothermaldepth,或地热增温级)，即温度每升高1℃所增加的深度。以米表示。地热释放最经常和持续的形式是地球内部热能从地球深部向地表的传输，这种现象称为大地热流。热流量的单位为4.1868×10-6J/cm2·s，通称地热流量单位（HFU）。对全球热流量的研究得到一些有意义的结果：（1）全球平均地热流值为1.47±0.74HFU，大陆和海洋平均地热流值几乎相等。（2）地热流值的分布却具有明显的时空差异。以海洋而论，在洋中脊最高，而距离洋中脊最远的海沟其平均值最低。（3）从古到新，地热流值