普通地质学及地貌
主讲人：陶晓风 李亚林
成都理工大学
地质教研室第一章地 球
地球的基本参数
地球的主要物理性质
地球的圈层构造
地球表面的地形第一节地球的基本参数
极半经为 6 356.8km
赤道半经为 6 378.2km
平均半经为 6 371km
扁率为 1 / 298
赤道一带稍微凸出，南北半球也不对称，
加上表面凹凸不平，地球是一个不规则的 旋转椭球体
基本上仍是一个 圆球在太空中所见的地球地球在宇宙中的位置第二节地球的主要物理性质一、地球的密度二、地球的压力三、地球的重力四、地球的磁场五、地球的温度六、地球的弹塑性一、地球的密度
地球的平均密度：
5.516g/cm3
地表岩石平均密,
2.7g/cm3
地心的密度,
13g/cm3
0
1 0 0 0
2 0 0 0
3 0 0 0
4 0 0 0
5 0 0 0
6 3 7 1
Km
50 10 15
G g / c m
3
二、地球的压力
地球内部压力是随深度加大而逐渐增高的。深度每增加１ km,压力增加 27.5
MPa（ 1 MPa＝ 1兆帕斯卡＝１０ ６ N / m２ ）。 深部随着岩石密度的加大，
静岩压力增加得更快些。
静岩压力在莫霍面附近约
1200 MPa,古登堡面附近约 135,200 MPa,地心处可达 361,700 Mpa,相当于 360万个大气压力。
0
1 0 0 0
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地表地心三、地球的重力
r
d
F
PR
地球的重力 地球自转引起的离心力和地球引力的合力 。
P = F + d
F=G? M?m
d=r?ωR2(G为万有引力常数,ω 为角速度 )
因为离心力相对很小，即使在赤道也只有万有引力的 1/289，所以重力基本上就等于万有引力，方向也基本上指向地心。为了便于比较，通常用 单位质量 所受的引力来表示重力 （重力加速度 g）
g = G?M/R2 (单位用 伽
Gal)
1 Gal =1cm/s2
三、地球的重力重力在地表的变化重力随纬度的增加而增加，随海拔高度的增加而减小。若将地球视为均质体，以海平面为基准可计算出不同纬度的标准重力值。
g=987.032(1+5.3*10-3*sin2ф-5.9*10-6 *sin22ф) g 为重力（伽）,ф为纬度重力在地球内部的变化影响重力大小的不是整个地球的总质量,而主要是所在深度以下的质量 。
由于地壳与地幔的密度都比较小,从地表到地下 2900km的核幔界面,重力大体上是随深度增加而略有增加,但有波动 。 在核幔界面上,重力值达到极大 (约 1069伽 ),再往深处去,各个方向上的引力趋向平衡,重力值逐渐减少,直至变小为零 。
0
1 0 0 0
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重力的变化三、地球的重力实际测得的重力值与理论重力值之间的差值，称 重力异常 。
当实测重力值 > 理论重力值,称 正异常当实测重力值 < 理论重力值,称 负异常在埋藏有密度较小物质（如石油、煤、盐等非金属矿产）
的地区，常显示 负异常； 而埋藏有密度大物质（如铁、铜、铅、
锌等金属矿产）的地区，就显示 正异常。 所以人们就可以通过重力测量，来圈定重力异常的区域，寻找那些引起重力异常的非金属和金属矿产。这就是地质勘查中常用的 重力探勘 方法重力异常四、地球的磁场它有两个磁极，其 磁北极 位于地理北极附近,磁南极 位于地理南极附近，但不重合,地磁轴 与地球自转轴的夹角现在约为 11.5度,
1980年实测的 磁北极 位于北纬 78.2度,西经 102.9度 （加拿大北部）,磁南极 位于南纬 65.5度,东经 139.4度 （南极洲）。
地磁场,地球周围存在的磁场 地磁轴地理轴四、地球的磁场地磁三要素,磁场强度、磁偏角、磁倾角磁场强度,为某地点单位面积上磁力大小的绝对值 。它是一个具有方向（磁力线方向）和大小的 矢量,一般在磁两极附近磁感应强度大（约为 60?T（ 微特拉斯））；在磁赤道附近最小（约为 30?T ）。
磁偏角,磁力线在水平面上的投影与地理正北方向之间形成的夹角 。
即,磁子午线与地理子午线之间的夹角 。磁偏角的大小各处都不相同。在北半球，如果磁力线方向偏向正北方向以东称为东偏，偏向正北方向以西称为西偏。我国东部地区磁偏较为西偏，甘肃酒泉以西地区为东偏。
磁倾角,指磁针北端与水平面的交角 。通常以磁针北端向下为正值，
向上为负值。地球表面磁倾角为零度的各点的连线称为地磁赤道；
四、地球的磁场地磁轴地理轴由地磁赤道到地磁北极，磁倾角由 0°逐渐变为 +90°；由地磁赤道到地磁南极，磁倾角由 0°变成 -
90°。
磁倾角的变化五、地球的温度
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C
。
地温 人们可以火山和温泉意识到地下深处是热的，地球的温度总体上是从地表向地内逐渐增高的。 在地表附近，由于太阳幅射热的影响，温度有昼夜变化、季节变化和多年周期的变化．这一表层可叫 外热层 （或 变温层 ） 。 外热层的深度一般在 十几米,在其下界面附近,地温常年保持不变，等于或略高于当地年平均气温，该处称为 常温层 。常温层以下，受到地球内部热量的影响，温度逐渐升高 。一般把在常温层以下，每向下加深
100ｍ所升高的温度称为 地热增温率 或 地温梯度 。 这是由于地球内部热量通过向上热传导而造成的。世界上不同地区，地温梯度都不相同，地球表层的平均地温梯度为 ３ ℃ 。 海底的地温梯度一般为 ４－８ ℃,大陆为 ０,９
－５ ℃,大陆的地温梯度一般来说是显著低于海底的．
六、地球的弹塑性弹塑性 地球具有 弹性,表现在地球内部能传播地震波，因为地震波是弹性波。地表的固体岩石在日、月引力的作用下也有交替的涨落现象，其幅度为 7— 8cm,这种现象称为固体潮。
也说明固体地球具有弹性。地球也具有 塑性,
地球的自转能引起地球赤道半径加大而成为椭球。在应力的作用下引起岩石发生弯曲而不破裂等，这些都说明地球具有塑性。
第三节地球的圈层构造一,地球的内部圈层二、地球的外部圈层一,地球的内部圈层地震波在地球内部传播时，有两个明显的波速突界面，这两个地球内部界面分别称为,莫霍面 和 古登堡面根据莫霍面和古登堡面，
可将地球内部分为三个
Ⅰ 级圈层,地壳、地幔、地核根据次级界面，还可将进一步分为六个 Ⅱ 级圈层。
大洋地壳 大陆地壳一,地球的内部圈层
地壳 是莫霍面以上的地球表层。其厚度变化在 5-
70 km之间。其中大陆地区厚度较大，平均约为
33km； 大洋地区厚度较小，平均约 7 km； 总体的平均厚度约 16km。地壳物质的密度一般为 2.6-
2.9g/cm3。 大陆地壳（上地壳） 主要为富硅铝的硅酸盐矿物所组成，常称为硅铝层； 大洋地壳
（下地壳） 主要为富硅镁的硅酸盐矿物所组成，
常称为硅镁层，因其比重较大，主要分布洋底地壳或大陆地壳的下部。
地幔 莫霍面与古登堡面之间的一个巨厚圈层。其厚度约 2850km。平均密度为 4.5g/cm3。根据次级界面可分为上地幔和下地幔。 上地幔,从莫霍面至地下 1000km,平均密度为 3.5g/cm3,成分主要为含铁镁质较多的超基性岩。在上地幔的上部
100-350km存在一个由柔性物质组成的圈层称为 软流圈 （地震波的低速带）。此 软流圈 之上的固态岩石圈层称为 岩石圈。下地幔,地下 1000km至古登堡面之间，平均密度增大为 5.1g/cm3,成分仍为含铁镁质的超基性岩，但铁质的含量增加。
地核 古登堡面以下地心的一个球体。半径为
3480km。地核的密度达 9.98～ 12.5g/cm3。 其成分以铁镍物质为主．根据其状态可分为外核和内核。
外核,物态为液态，其成分除铁镍外，可能还有碳、硅和硫； 内核,物态为固态，其成分为铁镍物质。
莫霍面古登堡面二,地球的外部圈层在固体地球之外还存在另外三个圈层，它们是 大气圈,水圈 和 生物圈 。它们是地球的重要组成部分，它们与固体地球休戚相关，共同演化，塑造着多姿多彩的地球二,地球的外部圈层大气圈,是指因地球的引力而聚集在地表周围的气体圈层 。 大气圈中的气体主要集中于地表以上 18km的范围内，
往上气体变得极为稀薄。 主要成分为氮,78.09％；氧,20.94％；氩，
0.93%；其他,0.04％。 （ 按体积计算 ）。由 地表往上可分为 五个 次级 圈层,对流层,平流层,中间层,暖层,
扩散层（散逸层）。
对流层,平均厚度 12km,含大量水蒸气和尘埃。表现为强烈的对流。风、霜、雨、雪、
雹、雾等气象现象均发生于此层。
平流层,从对流层顶到 地表以上 55km的 范围。 大气呈水平运动。几乎不含水蒸气、尘埃，
无天气现象。
中间层,从平流层顶到 地表以上 85km的 范围 。 大气呈对流运动。存在电离层,可反射无线电波。
暖层,从中间层顶到 地表以上 800km的 范围 。 内部存在多层的电离层,也称电离层,强烈反射无线电波 。
扩散层,从暖层顶到外层空间。物质多以原子、离子状态存在 。 是地球物质向宇宙空间扩散的部位。
二,地球的外部圈层水圈,是指地球表层由水体构成的连续圈层。 其物态有固、液、气三种状态。水体的形式有河、湖、海、冰川（盖）水蒸气、地下水等，并形成一个包裹着地球的完整圈层。地表上直接被液态水体覆盖的区域占地表面积的 3/4。在太阳能、
重力的作用下，使得水圈中的水体周而复始的运动，形成水循环。 水循环的方式有,海洋与大陆间的循环；地表与地下间的循环；生物体与周围空间的循环；
水圈与大气圈间的循环。
二,地球的外部圈层海水 97.41%
淡水 2.59%
二,地球的外部圈层生物圈,是指地球表层由生物及其活动地带所构成的连续圈层。 生物从高等到低等，从动物到植物，乃至细菌和微生物等生活于地球表面一定范围的陆地、水体、土壤及空气中，构成了一个基本连续的圈层。目前已知的生物有近两百万个种。生物的演化发展受控于自然环境的演化，通过地质历史时期生物化石的研究就可以知道地质演化的历史。
第四节地球表面的地形一、陆 地地形二、海底地形一、陆地 地形按照高程和起伏特征，陆地地形可分为 山地、丘陵、平原、
高原、盆地 和 洼地 等类型。
山地 海拔高程在 500米以上地形起伏较大，相对高程大于 200米的地区。海拔 500米 -1000米称为低山； 1000米 -3500米称为中山；
大于 3500米称为高山。线状分布的叫山脉。
丘陵 高低不平，相对高程在 200米以下的小山丘。
平原 宽广平坦或略有起伏的地区。
高原 海拔高程在 600米以上表面平坦或略有起伏的地区。
盆地 四周是高原或山地中央低平（平原或丘陵）的地区。
洼地 陆地上高程在海平面以下的地区（如新疆鲁克沁洼地为 -155m）
二,海底地形通过此张图片可以清楚地看到海底地形和大陆地形一样复杂多样，而且规模庞大、
奇特壮观。
根据其基本特征，可为大陆架、大陆坡,海沟、
洋脊、海山大西洋的海底地形二,海底地形大陆架,与陆地连接的浅海平台。
大陆坡,大陆架外缘的斜坡。
海山,大洋底孤立的隆起高地。
洋脊,贯穿大洋中部的巨大喝底山脉。
大西洋的海底地形二,海底地形海沟,大洋边缘紧邻大陆的长条形洼地。
海沟多为板块的结合部位，是由于大洋板块向大陆板块下俯冲造成的。大洋中最深的海沟为马里亚纳海沟，其深度为 11km。
主讲人：陶晓风 李亚林
成都理工大学
地质教研室第一章地 球
地球的基本参数
地球的主要物理性质
地球的圈层构造
地球表面的地形第一节地球的基本参数
极半经为 6 356.8km
赤道半经为 6 378.2km
平均半经为 6 371km
扁率为 1 / 298
赤道一带稍微凸出，南北半球也不对称，
加上表面凹凸不平，地球是一个不规则的 旋转椭球体
基本上仍是一个 圆球在太空中所见的地球地球在宇宙中的位置第二节地球的主要物理性质一、地球的密度二、地球的压力三、地球的重力四、地球的磁场五、地球的温度六、地球的弹塑性一、地球的密度
地球的平均密度：
5.516g/cm3
地表岩石平均密,
2.7g/cm3
地心的密度,
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二、地球的压力
地球内部压力是随深度加大而逐渐增高的。深度每增加１ km,压力增加 27.5
MPa（ 1 MPa＝ 1兆帕斯卡＝１０ ６ N / m２ ）。 深部随着岩石密度的加大，
静岩压力增加得更快些。
静岩压力在莫霍面附近约
1200 MPa,古登堡面附近约 135,200 MPa,地心处可达 361,700 Mpa,相当于 360万个大气压力。
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地表地心三、地球的重力
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地球的重力 地球自转引起的离心力和地球引力的合力 。
P = F + d
F=G? M?m
d=r?ωR2(G为万有引力常数,ω 为角速度 )
因为离心力相对很小，即使在赤道也只有万有引力的 1/289，所以重力基本上就等于万有引力，方向也基本上指向地心。为了便于比较，通常用 单位质量 所受的引力来表示重力 （重力加速度 g）
g = G?M/R2 (单位用 伽
Gal)
1 Gal =1cm/s2
三、地球的重力重力在地表的变化重力随纬度的增加而增加，随海拔高度的增加而减小。若将地球视为均质体，以海平面为基准可计算出不同纬度的标准重力值。
g=987.032(1+5.3*10-3*sin2ф-5.9*10-6 *sin22ф) g 为重力（伽）,ф为纬度重力在地球内部的变化影响重力大小的不是整个地球的总质量,而主要是所在深度以下的质量 。
由于地壳与地幔的密度都比较小,从地表到地下 2900km的核幔界面,重力大体上是随深度增加而略有增加,但有波动 。 在核幔界面上,重力值达到极大 (约 1069伽 ),再往深处去,各个方向上的引力趋向平衡,重力值逐渐减少,直至变小为零 。
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重力的变化三、地球的重力实际测得的重力值与理论重力值之间的差值，称 重力异常 。
当实测重力值 > 理论重力值,称 正异常当实测重力值 < 理论重力值,称 负异常在埋藏有密度较小物质（如石油、煤、盐等非金属矿产）
的地区，常显示 负异常； 而埋藏有密度大物质（如铁、铜、铅、
锌等金属矿产）的地区，就显示 正异常。 所以人们就可以通过重力测量，来圈定重力异常的区域，寻找那些引起重力异常的非金属和金属矿产。这就是地质勘查中常用的 重力探勘 方法重力异常四、地球的磁场它有两个磁极，其 磁北极 位于地理北极附近,磁南极 位于地理南极附近，但不重合,地磁轴 与地球自转轴的夹角现在约为 11.5度,
1980年实测的 磁北极 位于北纬 78.2度,西经 102.9度 （加拿大北部）,磁南极 位于南纬 65.5度,东经 139.4度 （南极洲）。
地磁场,地球周围存在的磁场 地磁轴地理轴四、地球的磁场地磁三要素,磁场强度、磁偏角、磁倾角磁场强度,为某地点单位面积上磁力大小的绝对值 。它是一个具有方向（磁力线方向）和大小的 矢量,一般在磁两极附近磁感应强度大（约为 60?T（ 微特拉斯））；在磁赤道附近最小（约为 30?T ）。
磁偏角,磁力线在水平面上的投影与地理正北方向之间形成的夹角 。
即,磁子午线与地理子午线之间的夹角 。磁偏角的大小各处都不相同。在北半球，如果磁力线方向偏向正北方向以东称为东偏，偏向正北方向以西称为西偏。我国东部地区磁偏较为西偏，甘肃酒泉以西地区为东偏。
磁倾角,指磁针北端与水平面的交角 。通常以磁针北端向下为正值，
向上为负值。地球表面磁倾角为零度的各点的连线称为地磁赤道；
四、地球的磁场地磁轴地理轴由地磁赤道到地磁北极，磁倾角由 0°逐渐变为 +90°；由地磁赤道到地磁南极，磁倾角由 0°变成 -
90°。
磁倾角的变化五、地球的温度
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地温 人们可以火山和温泉意识到地下深处是热的，地球的温度总体上是从地表向地内逐渐增高的。 在地表附近，由于太阳幅射热的影响，温度有昼夜变化、季节变化和多年周期的变化．这一表层可叫 外热层 （或 变温层 ） 。 外热层的深度一般在 十几米,在其下界面附近,地温常年保持不变，等于或略高于当地年平均气温，该处称为 常温层 。常温层以下，受到地球内部热量的影响，温度逐渐升高 。一般把在常温层以下，每向下加深
100ｍ所升高的温度称为 地热增温率 或 地温梯度 。 这是由于地球内部热量通过向上热传导而造成的。世界上不同地区，地温梯度都不相同，地球表层的平均地温梯度为 ３ ℃ 。 海底的地温梯度一般为 ４－８ ℃,大陆为 ０,９
－５ ℃,大陆的地温梯度一般来说是显著低于海底的．
六、地球的弹塑性弹塑性 地球具有 弹性,表现在地球内部能传播地震波，因为地震波是弹性波。地表的固体岩石在日、月引力的作用下也有交替的涨落现象，其幅度为 7— 8cm,这种现象称为固体潮。
也说明固体地球具有弹性。地球也具有 塑性,
地球的自转能引起地球赤道半径加大而成为椭球。在应力的作用下引起岩石发生弯曲而不破裂等，这些都说明地球具有塑性。
第三节地球的圈层构造一,地球的内部圈层二、地球的外部圈层一,地球的内部圈层地震波在地球内部传播时，有两个明显的波速突界面，这两个地球内部界面分别称为,莫霍面 和 古登堡面根据莫霍面和古登堡面，
可将地球内部分为三个
Ⅰ 级圈层,地壳、地幔、地核根据次级界面，还可将进一步分为六个 Ⅱ 级圈层。
大洋地壳 大陆地壳一,地球的内部圈层
地壳 是莫霍面以上的地球表层。其厚度变化在 5-
70 km之间。其中大陆地区厚度较大，平均约为
33km； 大洋地区厚度较小，平均约 7 km； 总体的平均厚度约 16km。地壳物质的密度一般为 2.6-
2.9g/cm3。 大陆地壳（上地壳） 主要为富硅铝的硅酸盐矿物所组成，常称为硅铝层； 大洋地壳
（下地壳） 主要为富硅镁的硅酸盐矿物所组成，
常称为硅镁层，因其比重较大，主要分布洋底地壳或大陆地壳的下部。
地幔 莫霍面与古登堡面之间的一个巨厚圈层。其厚度约 2850km。平均密度为 4.5g/cm3。根据次级界面可分为上地幔和下地幔。 上地幔,从莫霍面至地下 1000km,平均密度为 3.5g/cm3,成分主要为含铁镁质较多的超基性岩。在上地幔的上部
100-350km存在一个由柔性物质组成的圈层称为 软流圈 （地震波的低速带）。此 软流圈 之上的固态岩石圈层称为 岩石圈。下地幔,地下 1000km至古登堡面之间，平均密度增大为 5.1g/cm3,成分仍为含铁镁质的超基性岩，但铁质的含量增加。
地核 古登堡面以下地心的一个球体。半径为
3480km。地核的密度达 9.98～ 12.5g/cm3。 其成分以铁镍物质为主．根据其状态可分为外核和内核。
外核,物态为液态，其成分除铁镍外，可能还有碳、硅和硫； 内核,物态为固态，其成分为铁镍物质。
莫霍面古登堡面二,地球的外部圈层在固体地球之外还存在另外三个圈层，它们是 大气圈,水圈 和 生物圈 。它们是地球的重要组成部分，它们与固体地球休戚相关，共同演化，塑造着多姿多彩的地球二,地球的外部圈层大气圈,是指因地球的引力而聚集在地表周围的气体圈层 。 大气圈中的气体主要集中于地表以上 18km的范围内，
往上气体变得极为稀薄。 主要成分为氮,78.09％；氧,20.94％；氩，
0.93%；其他,0.04％。 （ 按体积计算 ）。由 地表往上可分为 五个 次级 圈层,对流层,平流层,中间层,暖层,
扩散层（散逸层）。
对流层,平均厚度 12km,含大量水蒸气和尘埃。表现为强烈的对流。风、霜、雨、雪、
雹、雾等气象现象均发生于此层。
平流层,从对流层顶到 地表以上 55km的 范围。 大气呈水平运动。几乎不含水蒸气、尘埃，
无天气现象。
中间层,从平流层顶到 地表以上 85km的 范围 。 大气呈对流运动。存在电离层,可反射无线电波。
暖层,从中间层顶到 地表以上 800km的 范围 。 内部存在多层的电离层,也称电离层,强烈反射无线电波 。
扩散层,从暖层顶到外层空间。物质多以原子、离子状态存在 。 是地球物质向宇宙空间扩散的部位。
二,地球的外部圈层水圈,是指地球表层由水体构成的连续圈层。 其物态有固、液、气三种状态。水体的形式有河、湖、海、冰川（盖）水蒸气、地下水等，并形成一个包裹着地球的完整圈层。地表上直接被液态水体覆盖的区域占地表面积的 3/4。在太阳能、
重力的作用下，使得水圈中的水体周而复始的运动，形成水循环。 水循环的方式有,海洋与大陆间的循环；地表与地下间的循环；生物体与周围空间的循环；
水圈与大气圈间的循环。
二,地球的外部圈层海水 97.41%
淡水 2.59%
二,地球的外部圈层生物圈,是指地球表层由生物及其活动地带所构成的连续圈层。 生物从高等到低等，从动物到植物，乃至细菌和微生物等生活于地球表面一定范围的陆地、水体、土壤及空气中，构成了一个基本连续的圈层。目前已知的生物有近两百万个种。生物的演化发展受控于自然环境的演化，通过地质历史时期生物化石的研究就可以知道地质演化的历史。
第四节地球表面的地形一、陆 地地形二、海底地形一、陆地 地形按照高程和起伏特征，陆地地形可分为 山地、丘陵、平原、
高原、盆地 和 洼地 等类型。
山地 海拔高程在 500米以上地形起伏较大，相对高程大于 200米的地区。海拔 500米 -1000米称为低山； 1000米 -3500米称为中山；
大于 3500米称为高山。线状分布的叫山脉。
丘陵 高低不平，相对高程在 200米以下的小山丘。
平原 宽广平坦或略有起伏的地区。
高原 海拔高程在 600米以上表面平坦或略有起伏的地区。
盆地 四周是高原或山地中央低平（平原或丘陵）的地区。
洼地 陆地上高程在海平面以下的地区（如新疆鲁克沁洼地为 -155m）
二,海底地形通过此张图片可以清楚地看到海底地形和大陆地形一样复杂多样，而且规模庞大、
奇特壮观。
根据其基本特征，可为大陆架、大陆坡,海沟、
洋脊、海山大西洋的海底地形二,海底地形大陆架,与陆地连接的浅海平台。
大陆坡,大陆架外缘的斜坡。
海山,大洋底孤立的隆起高地。
洋脊,贯穿大洋中部的巨大喝底山脉。
大西洋的海底地形二,海底地形海沟,大洋边缘紧邻大陆的长条形洼地。
海沟多为板块的结合部位，是由于大洋板块向大陆板块下俯冲造成的。大洋中最深的海沟为马里亚纳海沟，其深度为 11km。
