矿山地质学

矿山地质学 多媒体教学课件山东科技大学地质科学与工程学院胡绍祥编制

第一章地球概况 1.1 地球的基本特征 (自学) 1.2 地球的圈层构造 1.3 地球的主要物理性质 (自学)

§1-2 地球的圈层构造 一、外圈层（一）大气圈 1.大气圈的成分

N2 78.09% 恒定组分 O2 20.93% Ar 0.93% CO2 0.02-0.04% 可变组分 O3 0.01×10-6 H2O ＜4% 不定组分 – 尘埃、硫化氢、煤烟

2.大气圈的垂直分层 对流层的主要特征： • ① 温度随高度的升高而降低，垂直温度梯度平均为0.65 ℃/100 m。 • ② 空气具有强烈的对流运动，从而发生一系列的天气现象。 • ③ 天气要素如温度、湿度的水平分布不均匀，由此产生一系列的物理过程，形成复杂的天气现象。 • ④ 对人类的影响和受人类活动的影响最为明显。

平流层的特点： ①气流以水平运动为主。 ②它基本上不含水汽和尘埃。 ③不存在各种天气现象。 ④在其上部（35～55 km）存在多层的含臭氧层，它能吸收来自太阳辐射的99%以上对生命有害的紫外线。由于臭氧吸收大量紫外线，其温度上升很快，形成下冷上热的分布规律。

3.大气环境与灾害 1）大气中的一些物质吸收了大量的太阳有害辐射（如紫外线），才使地球上的生命处在保护伞之下。同时也有效地消耗了外星或陨石撞击的能量，防止了致命的撞击。 2）大气起到了保持地表恒温（平均14 ℃）和水分的作用。 3）在大气的环流下可以调节能量分配，按自然规律传递热量。同时大气运动对地表的形态和地面性质有着重要的改造作用。

4）大气运动引起气象要素变化也会产生自然灾害。常见的有台风、龙卷风、旱涝、 霜冻、酷热等。 5）大气污染 ----指大气中一些物质的含量远远超过正常的含量而对人类和生物及物体产生不良影响的大气状况。大气污染源主要是人类活动。 6）大气资源 ----指大气圈中可以被人类利用的物质及其产生的能量和占有的空间。 • 例如，将大气中的氮固定下来，合成多种化合物，成为工业原料； • 面对目前城镇大气污染越来越严重的情况，人们开始花钱到空气新鲜、氧气充足的地方旅游，或干脆到“氧吧”消费。 • 再如风力利用、飞机航道、卫星轨道所占用的大气空间等。

（二）水圈 1.水圈的特征

地球上水的分布 ●海洋—冰川—河流—湖泊—地下水—沼泽 ●水圈中的水不断进行循环—蒸发、降水、径流

2.水环境与灾害 水环境是由地表水圈所构成的环境，它与其他圈层存在物质和能量的交换，是一个开放的系统。水环境中水体的分布是极不均匀的。水每时每刻都在运动，这样不同水体之间存在循环和交流。正是这种永不停息的循环，产生了很多的环境效应，如传送能量、运输物质、调节气候、清洁空气、净化污水等。

水体污染是指排入水体中的污染物质含量超过了一定指标和水的自净能力，结果对人体和生物等产生危害的水质状况。水体污染是指排入水体中的污染物质含量超过了一定指标和水的自净能力，结果对人体和生物等产生危害的水质状况。水体污染源除自然因素外，主要还是人为因素造成的，如工业废水、生活废水和农业废水直接排入水体中，引起水质变坏。

3.水资源 水资源是指在目前技术和经济条件下比较容易被人类利用的补给条件好的那部分淡水量，即大陆上由大气降水补给的各种地表、地下淡水水体的动态水量。因此，占水圈主体的海水不算水资源；数量可观的冰川也不算水资源；深层地下水需几百年甚至几千年才能得到补充恢复，也不算水资源。所以，真正可算做水资源的也仅占总淡水量的0.3%多一点。水资源仅占淡水资源的0.3％！  占全球总水量的十万分之七！

我国的水资源拥有量居世界第6位，但人均拥有量仅及世界平均数的25%左右，属于贫水国家。我国的水资源拥有量居世界第6位，但人均拥有量仅及世界平均数的25%左右，属于贫水国家。 • 我国水资源存在以下三个严重问题： • ① 水资源的时空分布极不均匀。东南部多，北部尤其是西北地区少；夏季多，其他季节少。 • ② 水资源利用率低。我国的水资源消费72%用于农业，目前农村用水灌溉技术十分落后，利用率不到30%。 • ③ 部分水资源已被污染，有的已污染到不能使用的程度。

（三）生物圈 • 生物圈是指地球表层由生物和生命活动的地带所构成的连续圈层，是所有生物及其生存环境的总称。 1.生物圈的特征： • 生物圈中的生物种类繁多，现已被发现和定名的达200万种，其中动物150万种、植物50万种。 • 这实际上是生物圈中极少的一部分，真正存在的生物种类的数量比这大得多。 • 数量已达60多亿的人类是目前主宰世界的最高级动物。

2.生态系统和生态平衡 • 任何一个生物群落与其周围非生物环境的综合体就是生态系统。 • 它是一个复杂的综合体，生物与生物或与非生物之间借助于能量流动、物质循环和信息传递而相互联系、相互影响、相互依存，并形成具有自我组织和自我调节功能的复合体。

生态系统的范围可大可小，大到全球的生物圈，小到一个池塘。无论大小，它都应包括无机环境、 生产者、消费者和分解者四个组成部分。

在不断进行能量流动和物质循环的正常生态系统中，一定时间和空间内生产者、 消费者和分解者之间都保持着一种动态的稳定，这种稳定状态就叫生态平衡。 • 它包括生态系统结构上的稳定、功能上的稳定以及能量输入输出上的稳定。 • 生物的多样性是决定生态系统调节能力强弱的重要因素。生态系统中生物种类越多，其调节能力就越强；反之就越低。

3.生物资源 • 生物也是一种自然资源，它包括生物圈中的全部植物、动物和微生物，是人类生存和发展必不可少的物质。 • 植物资源包括森林资源、草地资源、陆地野生物资源。 • 世界野生植物资源虽然丰富，但目前正以每小时消失一种的速度锐减。 • 目前，世界上已确定的哺乳动物有4 170种，鸟类8 715种，爬行动物5 115种，两栖动物3 125种，鱼类2.1万种，无脊椎动物130万种。

到目前为止已有110多种兽类和130多种鸟类灭绝了，这种灭绝的速度十分惊人。到目前为止已有110多种兽类和130多种鸟类灭绝了，这种灭绝的速度十分惊人。 • 从某种意义上来说，人口也是一种资源，它具有生产和创造物质财富的能力。 • 目前全球人口已达60多亿，我国已达13亿多。 • 当代突出的问题是人口快速增长对整个地球环境及各种资源都产生了极大的压力。 • 有些科学家预计，世界上的生物资源量只能养活100亿人。 • 所以，必须控制人口的快速增长，使人口、资源、环境达到和谐的平衡状态。

二、内圈层 （1）莫霍面（2）古登堡面

1. 地壳 • 全球平均厚度为16 km但变化很大，大陆地壳较厚，平均约33 km，最厚可达70多千米；大洋地壳较薄，平均约7 km，最厚约11 km，最薄不足2 km。 • 上地壳叫硅铝层或花岗岩质层。呈不连续分布，在大洋底缺失。 • 下地壳叫硅镁层或玄武岩质层。呈连续分布，陆地和洋底均有分布。 • 在地壳最表层，形成了一层沉积层，其平均厚度约1.8 km，但变化非常大，有的地区可厚达10 km，有的地区缺失。

2.地幔 • 地幔是地球内部介于莫霍面与古登堡面之间的圈层，厚2 800 km以上，体积占地球的82.3%，质量占地球的67.8%，是地球的主体。 • 上地幔的平均密度为3.5 g/cm3，与石陨石相当。其物质成分基本上相当于含铁、镁很高的超基性岩石（称为地幔岩），主要矿物成分可能为橄榄石，部分为辉石和石榴子石。

250 • 地震波低速带 • 大约从地下70 km延伸至250 km左右。 • 在该层中易熔组分或熔点较低的组分已发生熔融（约占1%～10%）。 • 由于软流层物质已接近熔融的临界状态，因此有人称它为岩浆的发源地。

3.地核 • 地核是地球内部古登堡面至地心的圈层，厚3 400 km以上，体积占地球的16.2%，质量却占地球的31.3%。 • 外核推测为液态，内核推测为固态，而过渡层则为液体—固体的过渡状态。 • 推测地核的物质组成为少量的硅、硫等轻元素组成的合金。

第一章地球概况重点、难点 1.外圈层的划分。 2.内圈层的划分。 3.各圈层的基本特征。 4.大气圈的作用、大气污染， 5.水资源的概念和特点。 6.地壳的基本特征。 7.软流层、岩石圈的概念和特征。休息

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