地质学新进展地球物质观.docx
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地质学新进展地球物质观
第二章地球物质观
[教学目的]
①使学生掌握地球物质科学的基本概念和主要内容；
②使学生了解地球的圈层结构及其最新研究成果；
③使学生了解地球的物理和化学性质及其研究意义；
④使学生树立“地球是一个极不均一且高度活动的动态系统”的概念。
[教学重点]
①地球的物质组成，常见矿物和岩石的基本特征及其鉴别标志；
②地球的圈层结构及其形成与演化；
③地球的物理和化学性质，地球物理勘探与地球化学勘探；
④地球岩石圈变形的能量来源。
[教学步骤]
课内安排10个学时，其中讲授4个学时，实习（标本鉴定与描述）4个学时（要求在课外再加4学时实习），课堂讨论2个学时。
要求课外阅读相关文献资料，进一步加深对课堂所学内容的理解。
[参考文献]
陶世龙，万天丰，程捷.地球科学概论.北京：
地质出版社.1999
乐昌硕等.岩石学.北京：
地质出版社.1989
翟淳等.岩石学简明教程.北京：
地质出版社.1987
戈定夷等.矿物学简明教程.北京：
地质出版社.1989
曾融生.固体地球物理学.北京：
科学出版社.1984
地球物质科学是进年来提出的一门综合性边缘学科，它是在矿物学，岩石学，矿物物理学，岩石力学，地球化学和地球物理学等学科基础上发展起来的。
它正在把地球科学家联合起来，运用现代物理学和化学的理论和实验技术，从物质的角度去研究地球，以便对重大的地球演化和动力学问题作出回答。
一、地球的物质组成
宇宙是由物质组成的，元素，矿物，岩石是地球物质的三种基本存在形式。
1.元素
化学元素在任何宇宙或地球化学系统中（如地球、大气圈、水圈、岩石圈）的平均含量称为丰度。
通常把各元素在地壳中含量的百分比称为克拉克值，用重量百分数表示称为重量克拉克值，用原子百分数表示称为原子克拉克值。
克拉克（1847-1931）是美国地质学家和化学家，经过40年对5159个岩石样品的化学分析，于1924年发表了第一份地壳元素丰度资料。
其后几十年中，对地壳元素丰度几经修改补充。
丰度和克拉克值通常用ppm或g/t表示。
克拉克值的研究结果显示出元素分布和分配存在以下规律：
①地壳中元素分布具有明显的不均匀性。
地壳中分布量大和分布量小的元素之间的克拉克值差别很大。
按克拉克值递减的顺序排列，其次序为：
O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg,H,Ti,C,Cl......。
前三种元素的总量占地壳元素的84.55%；前9种占99.18%；前13种占99.67%，其余80多种元素只占地壳总量的0.33%。
下面这句话有助于记忆丰度最大的前8种元素的顺序：
“OnlySillyArtistsInCollegeStudyPastMidnight”（oxygen,silicon,aluminum,iron,calcium,sodium,potassium,magnesium）唯艺院之痴者乃读以待旦。
②元素丰度随原子序数增加而降低
分布量大的元素一般接近周期表的开始，随着原子序数的增大，克拉克值一般越来越小。
③地壳中偶数元素与奇数元素的分布量不同
地壳中偶数元素的分布量高于奇数元素，并且相邻元素之间偶数元素的分布量一般高于奇数元素，稀土元素无例外地符合这一规则。
④元素在时间和空间上分配不均匀
其突出表现在一些成矿元素呈条带状分布，相对密集。
例如，太平洋内带（Kz褶皱带）主要密集亲铜元素，如Cu、Pb、Zn、Ag、Bi（铋）、Sb（锑）、Au等；太平洋外带（Mz褶皱带）主要密集亲石元素，如W、Sn、Li、Be（铍）、TR（稀土）、Nb（铌）、Ta（钽）等。
不同地史时期成矿元素的变化规律是：
前寒武纪主要成矿元素有Pt、Fe、Ni、Co、Au、U以及亲铁元素，占这些元素储量的一半以上；古生代主要成矿元素为U、Co、Ni、Pb及Pb族，其次为W、Sn、Mo、Hg等；中生代主要成矿元素是W、S、Au、Sb等;新生代则以Hg、Mo、Cu、Pb、Sb为主。
中、新生带成矿元素为亲石元素。
2.矿物
地壳中的化学元素少数以自然元素（天然单质）产出，大部分以化合物形式出现。
由地质作用形成的天然单质或化合物就是组成岩石和矿石的基本单元----矿物。
矿物具有相对固定的化学成分，绝大部分固态矿物具有在一定物化条件下稳定的内部结构和构造，因而不同矿物有不同的物理性质。
已发现矿物有3000余种，被利用的只有200余种；60年代以来，已能合成百余种“人造矿物”。
1）矿物的物理性质（鉴别特征）
①形态
单晶：
晶体生长不受空间限制
集合体：
受限制
②颜色，光泽，条痕
颜色：
自色、它色、假色
条痕：
矿物粉末的颜色，可消除假色，减弱它色
光泽：
金属、半金属、非金属（金刚、玻璃）、油脂光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、土状光泽、沥青光泽
③硬度
标准摩氏硬度计：
滑石，石膏，方解石，萤石，磷灰石，长石，石英，黄玉，刚玉，金刚石。
[指甲（2.5），小刀（5.5），玻璃片（6.5）]
④解理与断口
⑤其它
比重、透明度、发光性、脆性、延展性、导电性、磁性等。
2）矿物的分类及常见矿物
[作业]观察、描述常见矿物标本，写出实习报告。
①自然元素
石墨（C）：
六方晶系，铁黑色；不透明；条痕灰黑色；金属光泽；硬度1；一组极完全解理；手摸有滑感；常呈鳞片状或致密块状。
金刚石（C）：
等轴晶系；纯者无色透明，常因微量的杂质混入而呈蓝、黄、灰、黑等色；金刚光泽；硬度10；八面体完全解理；性脆；导热好，热膨胀系数小；常呈八面体状。
石墨与金刚石为同素异形体。
②硫化物
黄铁矿（FeS2）：
颜色为浅黄铜色；条痕为黑色；金属光泽；硬度6～6.5；无解理；性脆，断口参差状。
大多呈块状集合体。
黄铜矿（CuFeS2）：
颜色铜黄，条痕为黑色；金属光泽；硬度3～4，小刀能刻划；无解理；性脆；具导电性。
常为致密块状或粒状集合体。
黄铜矿以颜色较深且硬度小可与黄铁矿相区别。
方铅矿（PbS）：
铅灰色；不透明；条痕灰黑色；金属光泽；三组完全解理；具导电性；常呈立方体晶形，粒状集合体。
闪锌矿：
颜色自浅黄到棕黑色不等（因含Fe量增高而变深）；透明至半透明；条痕为白色到褐色；光泽自金刚光泽到半金属光泽；硬度3～4；六组完全解理；不导电。
常为致密块状或粒状集合体。
③卤化物
萤石（氟石）（CaF2）：
等轴晶系，八面体解理完全，紫外线照射或加热情况下易发萤光；颜色多样，常呈透明以及紫红、蓝、绿和黑紫等色，在暗处可见白色略呈蜡黄的磷光；白色条痕；玻璃光泽；硬度4；解理完全，易沿解理面破裂成八面体小块。
常能形成块状、粒状集合体。
石盐（NaCl）：
等轴晶系，六面体结晶；无色，透明，或被杂质染成其他颜色；白色条痕；玻璃光泽；硬度2；三组立方完全解理。
易溶于水，味咸。
晶体呈立方体，集合体呈粒状。
④氧化物及氢氧化物
石英（SiO2）：
三方晶系，六方柱及菱面体聚形。
纯净的石英无色透明，有时因包裹体或杂质而呈乳白、紫、茶褐、黑、玫瑰等色；条痕白色；无解理，断口呈贝壳状；玻璃光泽，断口呈油脂光泽。
常发育成单晶并形成晶簇，或成致密块状或粒状集合体。
褐铁矿（Fe2O3.nH2O）：
铁锈红色、黄褐色至黑褐色；条痕为黄褐色至红褐色；土状光泽；硬度变化大；很少见解理。
常呈多孔状、土状等。
磁铁矿（Fe3O4）：
颜色为铁黑色；不透明；条痕为黑色。
半金属至金属光泽；硬度5.5～6.5；无解理；有磁性。
常为致密块状或粒状集合体，也常见八面体单晶。
据其晶形、黑色、条痕黑和强磁性可与其他矿物区分。
⑤含氧盐
磷酸盐
磷灰石（Ca5[PO4]3[F,Cl.OH]）：
六方晶系，六方柱状或针状。
纯净磷灰石为无色或白色，少见。
一般呈黄绿色。
可以出现蓝色、紫色及玫瑰红色等；透明；白色条痕；玻璃光泽；硬度5；不完全解理，断口参差状，断面为油脂光泽。
常为六方柱状之单晶，集合体为块状、粒状、肾状及结核状等。
用含钼酸铵的硝酸溶液滴在磷灰石上，有黄色沉淀（磷钼酸铵）析出，是鉴别磷灰石的重要方法。
硫酸盐
石膏（CaSO4.2H2O）：
单斜晶系，为无色或白色,有时透明；白色条痕；玻璃光泽，纤维状石膏为丝绢光泽；硬度2；极完全解理，易沿解理面劈开成薄片，薄片具挠性。
单晶体常为板状。
集合体为块状、粒状及纤维状等。
碳酸盐
方解石（CaCO3）：
菱面体，三方晶系，纯净的方解石无色透明。
因杂质渗入而常呈白、灰、黄、浅红（含Co、Mn）、绿（含Cu）、蓝（含Cu）等色。
白色条痕；玻璃光泽；硬度3；三组完全解理，易沿解理面分裂成为菱面体。
常发育成单晶，或晶簇、粒状、块状、纤维状及钟乳状等集合体。
遇盐酸起泡。
白云石（CaMg（CO3）2）：
三方晶系，灰白色，一般为白色，因含Fe常呈褐色；白色条痕；玻璃光泽；硬度3.5～4；完全解理。
单晶为菱面体，晶面常弯曲，通常为块状或粒状集合体。
硅酸盐
正（钾）长石（K[AlSi3O8]）：
肉红色，白色；透明；白色条痕；硬度6；二组正交解理；晶体常呈短柱或厚板状，集合体呈粒状。
斜长石（Na[AlSi3O3]-Ca[Al2Si2O8]）：
白色，灰白色；透明；白色条痕；硬度6-6.5；二组不正交解理。
晶体呈板状，集合体呈粒状。
普通角闪石{（Ca,Na,K）2（Mg,Fe,Al）5[（Si,Al）4O11]2[OH]2）}：
绿黑至黑色；透明条痕略带绿色；玻璃光泽；硬度5.5-6；两组完全解理。
晶体呈长柱状。
普通辉石{（Ca,Mg,Fe,Al）2[（Si,Al）2O6]：
黑色或褐黑色；透明；白色条痕；玻璃光泽；硬度5-6；中等解理；晶形呈短柱状，断面呈八边形，集合体为粒状。
橄榄石{（Mg,Fe,）2SiO4}：
浅黄绿到橄榄绿色，随含铁量增高而加深；透明；白色条痕；玻璃光泽。
硬度6.5～7。
不完全解理。
常为粒状集合体。
黑云母{K（Mg,Fe）3[AlSi3O10][OH，F]2}：
常呈褐黑色、绿黑色、黑色；玻璃光泽；解理面为珍珠光泽；硬度2.5；极完全解理；薄片具弹性。
晶形呈假六方板、短柱状；集合体呈片状或鳞片状。
白云母{KAl2[AlSi3O10][OH]2}：
无色透明或因含少量杂质而呈淡灰浅绿等色；解理面具珍珠光泽；硬度2.5；有平行片状方向的极完全解理，易撕成薄片，薄片具弹性。
单晶体为短柱状及板状，横切面常为六边形。
集合体为鳞片状，其中晶体细微者称为绢云母。
3.岩石
在地质作用下产生，由一种或多种矿物有规律组合而成的矿物集合体称为岩石。
纯洁的大理岩属单矿岩（方解石）花岗岩为复矿岩。
根据岩石成因分为三大类。
1）岩浆岩（火成岩）
●成因
●产状：
岩基、岩株、岩盘、岩盆、岩墙、岩脉
●分类
表2.1岩浆岩的分类
岩浆岩
侵入岩
喷出岩
（火山岩）
SiO2含量
深成岩
浅成岩
酸性岩类
花岗岩
花岗斑岩
流纹岩
>65%
中性岩类
闪长岩
闪长玢岩
安山岩
52-65%
基性岩类
辉长岩
辉绿岩
玄武岩
45-52%
超基性岩
橄榄岩
（苦橄玢岩）
苦橄岩
<45%
2）沉积岩（水成岩）
●成因：
母岩——风化剥蚀——搬运——沉积——成岩[脱水——压实——胶结{泥质、Ca质、Fe质、Si质}
●分布：
陆表3/4
我国地表沉积岩占77.3%，结晶岩占22.7%；地表以下16～20km，沉积岩占5%，结晶岩占95%；沉积岩占地壳重量的5%。
●成分：
母岩风化碎屑、风化形成的粘土矿物、沉积过程中的新生矿物（化学沉淀物）、胶结物。
●颜色：
●结构：
碎屑、泥质、结晶、生物。
●构造：
层理、层面构造。
●分类：
碎屑岩，粘土岩（母岩机械破碎和化学分解产物-粘土矿物组成），化学沉积岩和生物沉积岩（含可燃有机岩）。
●化石：
3）变质岩
●变质作用：
主要在固态下进行的，由内动力地质作用（物化条件变化）引起的，使岩石的成分、结构、构造发生一系列变化的作用。
●结构：
变晶结构（矿物重结晶）、变余结构。
●构造：
板状、千枚状、片状、片麻状。
●变质矿物：
石榴子石、滑石、石墨、金云母、蛇纹石、绿泥石、刚玉等。
●分类：
正变质岩、副变质岩。
●分布：
高压低温变质带（蓝闪石片岩）、低温高压变质带（红柱石，矽线石，兰晶石等）。
●举例：
●板岩、千枚岩、片岩、片麻岩。
●大理岩、石英岩。
4）三大岩类的物质循环
[作业]
◆观察、描述常见岩石标本
常见岩浆岩
橄榄岩：
超基性深成侵入岩。
一般呈暗绿色或黑绿色，中-粗粒结构，块状构造。
主要由大致等量的橄榄石和辉石组成，可含少量角闪石、黑云母等，不含石英。
常见橄榄石蛇纹石化。
辉长岩：
基性深成侵入岩。
黑色、深灰黑色，中一粗粒结构，块状构造。
主要矿物为斜长石和辉石，次要矿物有角闪石、橄榄石等，暗色矿物和浅色矿物大致相等。
玄武岩：
基性喷出岩。
黑色、黑灰色或暗紫色，气孔构造或杏仁构造，斑状结构或隐晶质结构，有时有辉石、橄榄石和斜长石斑晶。
矿物成分与辉石相同。
闪长岩：
中性深成侵入岩，浅灰一灰白色，浅绿色，等粒中粒结构，块状构造，主要矿物为白色斜长石和普通角闪石，少量辉石和黑云母，石英含量极少或无。
安山岩：
中性喷出岩。
深灰、暗绿、紫红色等，块状构造成气孔、杏仁构造。
矿物成分同闪长岩。
具半晶质或斑状结构．斑晶中暗色矿物有辉石、角闪石和黑云母．浅色矿物是中性斜长石，一般呈长方形，断面呈方形。
花岗岩：
酸性深成侵入岩。
一般呈灰白、浅肉红色，细一粗粒结构。
块状构造．主要由钾长石、斜长石和石英组成，其中钾长石多于斜长石，石英含量20～50%，暗色矿物主要为黑云母或角闪石。
花岗斑岩：
成分与花岗岩相似的浅成岩。
斑状结构，斑晶主要为钾长石和石英，基质成分与斑晶相似，但为微晶或隐晶质。
流纹岩：
酸性喷出岩。
颜色变化很大，紫、红、绿、灰皆有，但以浅灰色为主，斑状结构，斑晶为石英和钾长石，基质是玻璃质和隐晶质。
流纹构造，也可见气孔构造和杏仁构造。
黑耀岩：
酸性玻璃质喷出岩，黑色，玻璃纸质结构，块状构造，表面具明显的玻璃光泽，贝壳断口。
浮岩：
是一种多孔的玻璃质酸性喷出岩，气孔十分发育，多孔，似蜂窝状，比重小，质轻，有的可浮在水面上。
常见变质岩
大理岩：
由碳酸盐类岩石（石灰岩和白云岩）经热接触变质或区域变质，矿物重结晶形成，一般呈白色，块状构造，花岗变晶结构．如果岩石虽有重结晶而无明显退色者称结晶灰岩。
大理岩中碳酸盐矿物占50％以上，由于原岩中多含杂质，故可形成各种钙镁硅酸盐矿物。
以硅灰石、透闪石．蛇纹石等，它们也可参加命名，如蛇纹石大理岩等。
石英岩：
石英砂岩等硅质岩石经区域变质或热接触变质，重结晶形成．岩石的颜色、结构、构造与大理岩相同，但硬度大干小刀，石英含量占70％以上，可含少量（＜10％）的长石和因杂质造成的其它矿物，如云母、绿泥石、角闪石等．含铁石英岩是其重要变种．除石英外，含有数量不等的粒状磁铁矿和片状赤铁矿。
矽卡岩：
主要是在中酸性侵入岩和碳酸盐岩石接触带附近．由接触交代作用所形成。
岩石主要由石榴石和透辉石及某些其它钙铁硅酸盐矿物组成．外表特征多变，颜色主要取决于矿物成分。
常见为暗色、暗绿色或暗棕色等。
不等粒花岗变晶结构或斑状变晶结构，块状或条带状构造．矽卡岩中常有多种金属矿物存在，如磁铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、白钨矿等。
板岩：
由泥质、粉砂质或凝灰质岩石经轻度区域变质形成.。
变余泥质或粉砂质结构，板状构造，板理面平整，有时尚可见变余层理构造。
除板理面偶见细小不均匀的绢云母、绿泥石、石英外，以隐晶质为主，并有大量残余泥质和粉砂。
硅质含量高者可形成硅板岩。
千枚岩：
变质前的原岩与板岩相同，变质时遭受较强应力，变质程度较板岩略深．原岩几乎全部重结晶，但新生矿物颗粒很细，肉眼难于辨别，为细粒鳞片变晶结构．千枚状构造，薄的片理面上常见小的皱纹和微细绿泥石和绢云母的丝绢光泽，有时可见变斑晶。
片岩：
由泥质、砂质等岩石变质形成，变质程度比千枚岩更深。
矿物成分肉眼可辨认，主要由片状矿物（云母、绿泥石、滑石）、柱状矿物（角闪石等）和粒状矿物（石英、长石等）组成，其中片状、柱状矿物至少大于30％，长石大于25％，鳞片变结构或斑状变晶结构，有明显的片理构造．岩石可按主要矿物成分命名，如云母片岩、绿泥石片岩等。
片麻岩：
由各种岩石经较深变质形成。
具中粗粒花岗变晶结构，片麻状或条带状构造。
矿物成分中除含有构成片麻状构造的片状或柱状矿物外，长英质矿物含量大于50％，且长石多于石英。
命名时可按特征矿物+主要片状或柱状矿物+长石种类+片麻岩的方式命名。
常见沉积岩
砾岩：
粒径大于2mm的碎屑占50％以上，具砾状结构，层理发育差．砾石一般为圆或次圆状者称砾岩，呈棱角和次棱角状者称角砾岩。
单成分砾岩一般分选性和磨圆度均好。
如石英砾岩。
复成分砾岩一般分选不好，圆度变化也大。
砾岩的胶结物中，硅质、钙质、铁质和泥质均有。
砂岩：
粒径介于2～0.05mm之间的砂粒占50%以上，具砂状结构，各类层理均可发育。
按砂粒大小可进一步分为粗砂岩（粒径2～0.5mm）、中砂岩（粒径0.5～0.25mm）和细砂岩（粒径0.25～0.05mm）。
石英砂岩中石英含量占75％以上，甚至95％以上，一般磨圆度高，分选好，颜色浅。
长石砂岩中石英含量＜75％，长石含量＞25％．浅红色到浅灰色。
圆度较差，分选中等或差。
岩屑砂岩中石英含量＜75％，岩屑含量＞25％，颜色深，圆度和分选都很差。
粉砂岩：
粒径介于0.05～0.005mm的碎屑颗粒占50％以上，具粉砂状结构。
多呈阶薄层状，平行或微波状层理。
颗粒细小，肉眼难以辨认；放大镜下可识别石英颗粒或有少量白云母．岩石断面粗糙，无滑感，可以此与粘土岩区别。
黄士是未固结的粉砂岩，呈土黄色，松散状，层理不清，主要由石英、长石等粉砂组成，含粘土矿物及碳酸钙结核。
粘土：
未固结或弱团结的粘土岩，具吸水性和可塑性，在水中易泡软．单矿物粘土有高龄石粘土、蒙脱石粘土、水云母粘土等，但自然界多数为复矿物粘土。
泥岩：
固结较好的粘土岩，呈块状，吸水性和可塑性极弱，在水中不易泡软，成分较复杂，多水云母，含粉砂。
页岩：
固结很好的粘土岩．呈叶片状．无吸水性和可塑性，水中不能泡软．可按其所含次要成分进一步命名，如碳质页岩、钙质页岩等。
◆归纳三大岩类的基本特点（产状、形成条件、结构、构造、主要矿物、鉴别标志及其它），写出实习报告。
岩浆岩
产状：
①火山岩：
中心式或点状喷发；线型或裂隙式喷发；面状或熔透式喷发。
②侵入岩：
岩基；岩株；岩墙或岩脉；岩床；岩盖；岩盆。
形成条件：
由地壳内部上升的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而成的，又称火成岩。
岩浆主要来源于地幔上部的软流层，压力约数千个大气压，使岩浆具有极大的活动性和能量。
结构：
是指岩浆岩的结晶程度、颗粒大小和自形程度。
①据矿物的结晶程度和颗粒的绝对大小：
粗粒结构：
d>5mm
显晶质结构（多见于侵入岩） 中粒结构：
2～5mm；细粒结构：
<2mm
隐晶质结构（多见于喷出岩）玻璃质结构：
全部由非晶质矿物组成，由于熔浆迅速冷却形成的一种较均匀的玻璃状态物质。
②据矿物颗粒的相对大小：
等粒结构：
岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等。
不等粒结构：
岩石中同种主要矿物颗粒大小不等。
斑状和似斑状结构：
为不等粒结构的一种特殊类型。
组成岩石的主要矿物颗粒大小相差悬殊，大者称斑晶，小者称基质；其中基质为隐晶质或玻璃质者称斑状结构；基质为显晶质者称似斑状结构。
构造：
是组成岩浆岩的矿物集合体之间的排列和充填方式所反映出来的形态特征。
岩浆岩的构造除与岩浆本身的性质有关外，还取决于形成环境，常见的岩浆岩构造有：
块状构造：
矿物分布均匀，岩石致密，无孔洞，是侵入岩常见的构造。
气孔构造和杏仁构造：
是喷出岩常见的构造，如果岩石中分布有大小不同、分布不均的圆形或椭圆形孔洞称气孔构造，如气孔被钙质或硅质充填，称杏仁构造。
这种构造是融浆冷却时，尚未溢出的气体保留在岩石中形成的。
流纹构造：
由不同颜色、不同成分或拉长的气孔定向排列表现出来的一种流动构造。
是酸性喷出岩常见的构造。
主要矿物：
组成岩浆岩的矿物可分为浅色矿物和暗色矿物两类：
石英、钾长石、斜长石；橄榄石、辉石、角闪石、黑云母
鉴别标志：
其矿物成分，结构和构造特点可区分。
沉积岩
形成条件：
母岩——风化剥蚀——搬运——沉积——成岩[脱水——压实——胶结（泥质、Ca质、Fe质、Si质）
结构：
碎屑、泥质、结晶、生物。
构造：
层理、层面构造。
鉴别标志：
主要矿物：
：
母岩风化碎屑、风化形成的粘土矿物、沉积过程中的新生矿物（化学沉淀物）、胶结物。
变质岩
形成条件：
主要在固态下进行的，由内动力地质作用（物化条件变化）引起的，使岩石的成分、结构、构造发生一系列变化的作用。
结构：
变晶结构（矿物重结晶）、变余结构。
构造：
板状、千枚状、片状、片麻状。
主要矿物：
石榴子石、滑石、石墨、金云母、蛇纹石、绿泥石、刚玉等。
二、地球的物理性质
1.地球的形态和大小
[自学]
2.地球的重力与重力勘探
重力g,引力F，离心力P,则：
g＝F－P=GMm/r2－mω2r
g赤道＝978.0318伽（伽即cm/s2）
g南极＝983.2177伽
国际重力公式（1971年国际地球物理协会）：
gφ=978.0318（1+0.0053024sin2φ-0.000059sin22φ）
其中φ为地球纬度，几个常数据卫星轨迹研究和天文测量成果确定。
此公式计算出的是平均状态下的地球所产生的重力场，称正常重力。
由于地球物质分布不均匀，密度、地形等均有较大变化，实测重力值会偏离正常重力值，于是产生重力异常。
经过高度校正、地形校正和测定点下标高内岩石重力校正得出的重力异常称为布格异常，计算式为：
△gb＝g＋0.3083h－δb－gφ（毫伽）
其中，h为海拔高度（m），δb＝0.1119h+δt（δt为地形校正因子，可查表得出；0.1119表示密度为2.67g/cm3的1m高岩石所产生的重力）。
●正异常
●负异常
●区域重力异常：
大陆，大洋，山区，平原---地球内部结构
●局部重力异常：
几～几百km2——探矿
以区域重力异常作为标准值（背景值），区域内金属矿产分布区表现为局部重力正异常；煤、油、气分布区表现为局部重力负异常。
3.放射性与放射性勘探
元素通过放出放射线（α，β，γ）转变为另一种元素的性质称放射性。
这种过程称衰变。
具有放射性的元素称为放射性元素。
放射性元素衰变一半所需要的时间是恒定的：
比如，238U经过系列衰变后变成稳定的206Pb，10g238U衰变之后只剩下5g时，需要44.98亿年；而1g238U衰变之后只剩下0.5g时同样需要44.98亿年。
元素衰变有能量释放，地球内部放射性元素所产生的主要是热能——放射热。
放射热的主要来源是U、Th（钍）和钾的同位素40K。
在花岗岩中含量较高，玄武岩中次之，橄榄岩中最小，上部圈层中高。
放射性元素局部密集会产生放射性异常区，使用γ仪等仪器可寻找放射性矿床。
4.地温与地热流
●变温层（或外热层）：
0～40m深度范围，昼夜、周年变化。
●常温层：
不受太阳热变化影响。
●增温层：
（或内热层）：
受地球内部热能影响。
●地温梯度：
3℃/100m（大陆）；4～8℃/100m（大洋）
●地温级：
xm/℃
地内50～80km以下：
0.5～1.2℃/100m；100km深处：
地温不超过1500℃；在2900km处约2700℃；地心3200℃。
●地热流：
单位时间内通过单
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