地壳地幔边界确定方法
第二章 地壳和地幔的元素组成
与太阳系相比，地壳和地球都明显地贫H、He、Ne、 N等气体。与地球相比，地壳明显贫Fe和Mg，同时富 集Al，K和Na。
e.亲铜元素主要进入硫化物相
2、主要估算方法
多基于和CI球粒陨石中难熔亲石元素比值的 比较；或者根据地幔包体或地球物理资料确 定原始地幔中某一元素（如TiO2,FeO)含量， 再根据其它元素与难熔亲石元素的比值，算 出其他元素的含量。
（1）地幔模型法（Anderson,1983）： 用球粒陨石中难熔元素比值作为制约条件，计算 出原始地幔相当于以下5种岩石的混合物： 超镁铁质岩（32.6%） 平均地壳岩石（0.56%） 洋中脊玄武岩（6.7%） 金伯利岩（0.11%） 斜方辉石岩（59.8%）
（2）与地球以外的星球进行对比：通过对陨 石、月岩组成的研究，了解地幔的演化及组成。
（3）实验岩石学的方法：模拟地幔的高温高 压条件，进行岩石、矿物相转变的实验。
（4）根据地球物理的资料：了解地幔的密度、 弹性、粘度、热状态等性质，从而更好地限定 地幔的岩石学模型。
第三节 地幔的元素组成
二 原始地幔成分的确定
元素丰度若按克拉克值递减的顺序来排列，其 次 序 为 O 、 Si 、 Al 、 Fe 、 Ca 、 Na 、 K 、 Mg 、 （H）、Ti、C、Cl……等。
（约1%）
3 1
2 (%)
b、空间上，上下地壳分布不均匀，陆壳和洋壳分布 不均匀，陆壳内，各板块、地质体内分布不均一。
平均17km2900km33km莫霍界面古登堡界面地壳
二、地球的外部圈层大气圈、水圈、生物圈
能向我们简单地介绍一下地球外部的各圈层吗？ 大气圈是包裹地球的气体层，大气圈没有明显的上 水圈由液态水，固态水，气态水组成。按存在位置， 界，在 2000——3000千米高空与星际空间情况接近， 分为海洋水，陆地水，大气水和生物水；其中陆地 地球表面有生命的地带被称为“生物圈”，包含大 一般把这个高度作为大气上界。 水分为地表水和地下水。 气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。
富有特色。
3、圈层的物质组成与特点：
圈层名称 地壳 不连续面
深度
（km)
特征
莫霍界面
1、由岩石组成的固体外壳，上 层：硅铝层，下层：硅镁层） (化学元素：氧、硅、铝） 2、厚度不均，大洋部分薄，大 （大陆部分） 陆部分厚
33
上地幔上部存在一个软流 地 上地幔 层，这里可能为岩浆的主 幔 下地幔 古登堡界面 2900 要源地(铁、镁的硅酸盐类) 地 外核（液） 温度、压强和密度 核 很大(铁、镍） 内核（固）
——只能感觉到上下颠簸
2、圈层的划分：
速度(千米/秒) 大陆部 分33
试一试:找出各圈层的界面并说明依据 地壳
上地幔 下地幔
莫霍界面
地幔
2900
外核
古登堡界面
地核
内核
地震波传播速度和距离地表深度的关系图
合作探究：假如你是“地心之旅”的导游，你将如何向游 客们讲解各圈层的主要特点，以便让游客们在快乐旅游的 同时又增进对地球内部结构的了解？ 导游分三组，分别 介绍地壳、地幔和 地核。 要求： 严谨科学 形象生动
地幔：
岩 石 圈
上地幔
1、地幔是以固态物质为主， 主要又铁镁的硅酸盐类组成 。 2、介绍上下地幔的划分、 岩石圈和软流层。
科普地球的地壳运动与板块构造
科普地球的地壳运动与板块构造地球的地壳运动和板块构造是地球科学中非常重要的概念。
它们揭示了地球表面的演变和地球内部的动力机制，对我们理解地球的起源和演化过程有着重要的意义。
本文将介绍地球的地壳运动和板块构造的基本知识，并探讨其对地球环境和人类生活的影响。
一、地球的地壳运动地球的地壳运动指的是地球表面的岩石层在地球演化过程中的运动和变形。
地壳运动包括水平运动和垂直运动两种形式。
1.1 水平运动水平运动主要表现为板块的运动。
地球上的岩石层被划分为多个板块，这些板块在地球表面相对运动，导致地壳的变形和地震的发生。
板块运动的驱动力来源于地球内部的热对流，即地幔物质的热胀冷缩现象。
板块之间存在三种相对运动方式，即板块之间的边界类型：构造边界、演化边界和转换边界。
1.2 垂直运动垂直运动包括隆起和沉降两种形式。
地球的地壳会因为地质作用而发生隆起或沉降。
例如，山脉的形成是地壳的隆起，而海沟的形成则是地壳的沉降。
二、板块构造板块构造是指地球表面岩石层的分布与运动特征。
根据地壳的结构和运动特征，人们将地球表面划分为7个大板块和数个小板块。
这些板块之间的相对运动形成了不同类型的板块边界。
2.1 构造边界构造边界是两个板块之间形成的边界，有三种类型：边界对撞、边界扩张和边界滑移。
边界对撞是指两个板块发生碰撞，形成山脉、火山和地震等现象。
边界扩张是指两个板块从中间分开，形成大洋地壳的生成和海底火山的形成。
边界滑移是指两个板块之间沿着断层面滑动，常常伴随地震活动。
2.2 演化边界演化边界是指两个板块之间的相对运动形成的边界，主要表现为两个板块擦过或相对移动。
演化边界常见于大陆板块之间，例如印度板块和亚欧板块之间的相对运动形成了喜马拉雅山脉。
2.3 转换边界转换边界是指处于两个构造边界之间的两个板块相对移动形成的边界。
转换边界通常表现为地震带，例如美洲板块西海岸的圣安德烈亚斯断裂带。
三、地球的地壳运动与人类生活地球的地壳运动和板块构造对人类生活有着深远的影响。
《地壳的运动和变化》教案
《地壳的运动和变化》教案第一章：地球的内部结构1.1 地壳的概念：介绍地壳的定义、组成和特点1.2 地幔的概念：介绍地幔的定义、组成和特点1.3 地核的概念：介绍地核的定义、组成和特点1.4 地球内部结构的探究：介绍地球内部结构的探究方法，如地震波的传播等第二章：地壳的运动2.1 板块构造学说：介绍板块构造学说的基本概念和主要板块2.2 地壳运动的形式：介绍地壳运动的类型，如断裂、挤压、俯冲等2.3 地壳运动的原因：介绍地壳运动的原因，如地球内部的热力学作用等2.4 地壳运动的影响：介绍地壳运动对地表形态和构造的影响，如山脉的形成等第三章：地壳的变化3.1 地壳的隆升与下沉：介绍地壳隆升和下沉的原因及对地形的影响3.2 地壳的褶皱与断层：介绍地壳褶皱和断层的概念、形成原因及对地表的影响3.3 地壳的火山与地震：介绍火山和地震的成因、特点及对人类的影响3.4 地壳的岩浆活动：介绍岩浆的来源、类型及岩浆活动对地壳的影响第四章：地壳的侵蚀与沉积4.1 侵蚀作用：介绍侵蚀作用的类型、过程及对地形的影响4.2 沉积作用：介绍沉积作用的类型、过程及对地层的形成的影响4.3 沉积岩的形成：介绍沉积岩的形成过程、特点及分类4.4 地质时期与地层划分：介绍地质时期的划分方法、地层的特征及地层划分的依据第五章：地壳运动与人类活动5.1 地壳运动与地质灾害：介绍地壳运动引发的地质灾害，如滑坡、泥石流等5.2 地壳运动与工程建设：介绍地壳运动对工程建设的影响及应对措施5.3 地壳运动与资源开发：介绍地壳运动对资源分布的影响及资源开发利用5.4 地壳运动与环境保护：介绍地壳运动对环境保护的意义及应对策略第六章：地球的板块构造6.1 板块的定义与特性：介绍板块的概念、类型及其运动特点6.2 板块边界：介绍板块边界的类型，如生长边界、消亡边界等6.3 板块构造与地理现象：探讨板块构造学说如何解释地理现象，如山脉、地震等6.4 板块构造与演化：介绍板块构造学说在地球演化过程中的作用与意义第七章：地壳运动的力量7.1 地球内部的动力学：探讨地球内部的动力学原理，如地球自转、地球内部的热对流等7.2 地壳运动的力学：介绍地壳运动的力学原理，如地球板块的受力分析7.3 地壳运动的驱动机制：探讨地壳运动的驱动机制，如地幔对流、地球物理过程等7.4 地壳运动的影响因素：分析影响地壳运动的各种因素，如地球的旋转、地形等第八章：地壳运动的测量与监测8.1 地壳运动测量方法：介绍地壳运动测量方法，如全球定位系统（GPS）、地面测距等8.2 地壳运动监测技术：介绍地壳运动监测技术，如地震监测、地壳变形监测等8.3 地壳运动数据的应用：探讨地壳运动数据在地质研究、灾害预警等方面的应用8.4 地壳运动与地球科学研究：介绍地壳运动在地地球科学研究中的重要地位与作用第九章：地壳运动与地貌形成9.1 地壳运动与山脉形成：探讨地壳运动如何影响山脉的形成，如挤压、拉伸等过程9.2 地壳运动与海岸线变化：介绍地壳运动如何影响海岸线的变化，如海平面上升、地壳下沉等9.3 地壳运动与高原、盆地形成：探讨地壳运动如何影响高原、盆地的形成，如地壳隆升、下沉等9.4 地壳运动与地震烈度区：分析地壳运动如何影响地震烈度区，如断层活动、地质构造等第十章：地壳运动的教育与普及10.1 地壳运动的教育意义：探讨地壳运动教育对提高公众科学素养的重要性10.2 地壳运动的教育资源：介绍地壳运动教育资源，如科普书籍、网络资源等10.3 地壳运动的教育活动：介绍地壳运动教育活动的设计与实施，如实地考察、实验教学等10.4 地壳运动教育的挑战与展望：分析地壳运动教育面临的挑战，如资源不足、认知误区等，并展望未来发展。
第七章 地壳与地幔地球化学01
陨石类比法
• 1）陨石类比法假定前提
– – – – A：陨石在太阳系内形成 B：陨石与小行星带的物质相同 C：陨石是已破坏了的星体的碎片 D：产生陨石的母体，其内部结构和成分分布同 地球相似
• 2）分类
– A：综合陨石类比法 Clarke 以各种陨石类型的平均化学成分作为地球的类似 成分，由于采用铁陨石比例过大，导致铁丰度明 显偏高（达67~72%），导致误以为整个地球基本 上是由铁或铁、镍合金组成。 – B：单一陨石类比法 Ahrens ，1965 直接用维诺格拉多夫1962年，计算的球粒陨石的 平均含量来代表整个地球的元素丰度。突出特点： 铁明显偏低，25.1%
重量丰度的计算
设重量丰度W以重量百分数表示，氧化物重量百分数为W’ 则W=(a×i/m)×W’ 式中： m为氧化物的分子量，a为欲求元素的原子量，i 是氧化物中欲 求元素的原子个数 例1 已知岩石化学全分析中测得SiO2的重量百分数为70.40%，求Si的重 量百分数 Wsi=(a×i/m) ×W`=(28.086 ×1/60.09) ×70.40%=32.91%
大陆33 大洋6 平均17
状态
组成
温度压 力密度
地 壳 P、S波 的波速突 然增大 （莫霍面） 上地 幔 地 幔 P、S波 的波速突 下 地 幔D 然减小， S波甚至 地 消失（古 登堡面） 核 外核 E 内核 G
固态 岩石 固态 软流层 铁镁的硅
中地幔C
下地幔
400 1000 2900
固态
固态
酸盐类物பைடு நூலகம்质，由上 而下铁镁 含量逐渐 增加
地盾区地壳丰度 褶皱区地壳丰度 地壳丰度 海洋地壳丰度 浅海地壳丰度 深海地壳丰度 陆地地壳丰度
中国陆地地壳丰度 中国地台区地壳丰度
大陆岩石圈地幔定年_吴福元
第14卷第2期2007年3月地学前缘(中国地质大学(北京);北京大学)Earth Science Frontiers (China University of Geosciences ,Beijing ;Peking University )Vol.14No.2M ar.2007收稿日期:2006-11-16;修回日期:2006-12-25基金项目:国家自然科学基金资助项目(40634019)作者简介:吴福元(1962—),男,研究员,主要从事岩石学与地球化学研究。
E -mail :wu fuyuan @mail .igcas .ac .cn大陆岩石圈地幔定年吴福元, 杨进辉, 储著银, 谢烈文, 杨岳衡, 李秋立中国科学院地质与地球物理研究所,北京100029Wu Fuyuan , Yang Jinhui , Chu Zhuyin , Xie Liew en , Yang Yueheng , Li QiuliInstitute o f Geolog y and Geo phy sics ,Ch ines e Aca dem y o f S ciences ,Beijing 100029,ChinaWu Fuyuan ,Yang Jinhui ,Chu Zhuyin ,et al.Dating the subcontinental lithospheric mantle .Earth Science Frontiers ,2007,14(2):076-086Abstract :A s the low -density residue after crustal melt ex trac tion ,the subco ntinental litho spheric mantle (SC LM )se rves a key co nnection betw een the asthe no sphere a nd crust.H ow ever ,the determina tion o f the for -ma tion age o f the SCL M is very difficult ,compared to other g eolo gica l entities in the so lid ear th sciences.It is traditionally pr oposed that the ancient SCLM is low in A l 2O 3and CaO ,and high in M g O (resulting in hig h F o value fo r the olivine ),but the juvenile SCLM show s the oppo site fea ture s.T he refore ,this indirect method canno t pr ovide a re liable time for the SCL M fo rmation.Sr -N d and zircon U -Pb iso topic methods have been also applied in an attempt to date the SCLM ,but the hig h temper ature of the SC LM make these iso topic sy stems open during mantle evo lutio n and the age s obtained are sometimes unrelated to the real SCLM age s.How ever ,it has recently been show n that the Re -O s iso to pic technique can be co nsidered as the most r eliable metho d to da te the SCLM ,altho ug h so me pro blems still ex ist and need to be resolved.In this paper ,a co mprehensive o -verview o f the Re -O s iso topic sy stem ,including its principles ,advantages and disadvantages ,are g iven.A t the same time ,we a lso discuss the SC LM age beneath easter n China ,based on the obtained O s iso topic da ta ,and their implications to the litho spheric thinning in the ar ea.Key words :Re -Os iso topic system ;ag e ;continental lithpspheric mantle摘 要:大陆岩石圈地幔是伴随地壳熔体抽取而形成的低密度地幔残留,是联系软流圈与地壳的重要纽带。
2024届高考一轮复习地理教案(新教材湘教版)：地球的历史和圈层
课时5地球的历史和圈层考点1地球的圈层结构一、地震波1．概念：地震的能量以波动的方式向外传播，形成地震波。
2．类型及特征分类特点传播速度传播介质共同点纵波(P波) 较快固体、液体、气体在不同介质中的传播速度不同，经过不同介质的界面时，还会发生反射和折射现象横波(S波) 较慢固体3.意义：划分地球内部圈层的依据。
二、地球的内部圈层1．划分依据：地震波传播速度的变化，图中A为横波，B为纵波。
2．两个界面：在上图中恰当的位置用虚线绘出莫霍面、古登堡面并标注名称。
答案3．各圈层特征名称界面特征C地壳莫霍面①固体外壳；②厚度最小，其中大陆地壳较厚，大洋古登堡面地壳较薄；③海拔越高，地壳越厚D 地幔上地幔 ①呈固态，主要由硅酸盐类矿物组成；②软流层一般认为可能是岩浆的主要发源地下地幔 E 地核 外核①极高温和高压状态下的铁和镍组成；②外核呈液态或熔融状态，内核呈固态内核三、地球的外部圈层1．A 大气圈：是包裹地球的气体层。
近地面的大气密度大，随高度增加，大气密度迅速减小。
2．B 水圈：由液态水、固态水和气态水组成。
按它们存在的位置和状态，可分为海洋水、陆地水、大气水和生物水。
3．C 生物圈：是地球上所有生物及其生存环境的总称。
渗透于大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。
地壳的物质组成和结构特征根据地壳化学组成的差异和地震波传播速度的不同，将地壳分为上下两层(如下图)，这两层的物质组成和结构有着明显的区别(如下表)。
分层 名称 主要成分 密度 分布上层硅铝层由硅、铝成分较多的花岗岩类组成 小不连续分布；一般只出现在大陆地壳 下层硅镁层镁和铁的比重相对增加，由镁、铁、钙成分较多的玄武岩类组成大 连续分布；大陆和大洋地壳中都有分布(海南地理)2019年2月19日，我国在塔里木盆地顺北油气田完成某钻井钻探，钻井深8 588米，创亚洲陆上钻井最深纪录。
据此完成1～2题。
1．该钻井()A．未穿透地壳B．深达莫霍面C．已穿透岩石圈D．即将穿透地幔2．该钻井深达8 500多米，表明当地拥有深厚的()A．侵入岩B．喷出岩C．变质岩D．沉积岩[关键信息点拨]油气等化石燃料多储存在沉积岩中。
4-地球的化学组成
元素在地壳中的分布也 极不均匀，丰度相差达 107倍。
地壳的化学组成特征
2)克拉克值大体随原子序数增大而减小，但Li，B， Be及惰性气体含量不符合此规律； 原子序数为偶数的元素总分布量（占86.36%）大于 奇数元素总分布量（占13.64%），相邻元素偶数序 数的元素分布量大于奇数元素分布量，这一规律称 为奥多－哈根斯法则。
上次课回顾
地球的圈层结构及元素组成 元素克拉克值研究地球化学意义 大陆地壳化学组成研究方法
2 地球的化学组成-2
大陆上地壳化学组成
Rudnick and Gao （2003）对大陆上地壳化学成分的最 新估值考虑到大规模区域岩石取样与细粒碎屑沉积岩方 法的各自优缺点，对不同元素采用不同的方法获得估值， 易溶元素采用了大规模区域岩石取样获得结果，而对不 溶元素主要采用了碎屑沉积岩研究方法获得结果。
大洋地壳的化学组成
根据深海钻探和 对代表古代洋壳 的蛇绿岩套的研 究，大洋地壳剖 面由下至上主要 由块状辉长岩、
席状岩墙、枕状
玄武岩和沉积岩
四层组成。
大洋地壳的化学组成
大陆与大洋微量元素最重要区别：大洋玄武岩表现出Pb 的亏损（负异常）和Nb的富集（正异常），相反大陆地 壳和来自大陆地壳的俯冲沉积物均为Pb富集和Nb亏损。
地幔的化学组成
地幔的化学组成
地幔不均一性及证据
1．大陆地幔和大洋地幔不一样： 大陆 ------陆壳富U、Th、K；大陆地幔亏损U、Th、K 大洋 ------洋壳（玄武岩）贫U、Th、K；大 洋地幔U、 Th、K不均一，洋中脊下的地幔贫U、Th 、K；洋岛下 的地幔富U、Th、K。
2．各大洋地幔之间不同： ①洋脊玄武岩：大西洋和印度洋的 ( 87Sr/86Sr ) >太平 洋的( 87Sr/86Sr ) ②洋岛玄武岩：大部分 ( 87Sr/86Sr) = 0.703～0.704 , 个别洋岛，如Trstan ( 87Sr/86Sr) ＞0.705
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地壳地幔边界确定方法
地壳地幔边界是地球内部最重要的界面之一，它是地球内部结构的重要标志。
地壳地幔边界的确定方法有多种，下面将介绍其中的几种方法。
地震波速度法是确定地壳地幔边界的主要方法之一。
地震波是地震发生时在地球内部传播的波动，它们的传播速度受到地球内部物质的密度、弹性模量等因素的影响。
当地震波从地球表面进入地球内部时，它们会在地壳地幔边界处发生反射和折射，这些反射和折射的特征可以被地震仪记录下来。
通过对地震波的速度、传播路径和反射、折射等特征的分析，可以确定地壳地幔边界的深度和形态。
地球物理勘探法也是确定地壳地幔边界的重要方法之一。
地球物理勘探是利用地球物理学原理和方法对地球内部结构进行探测的一种方法。
地球物理勘探方法包括地震勘探、重力勘探、电磁勘探、磁力勘探等。
这些方法可以通过测量地球内部的物理场参数，如地震波速度、重力场、电磁场、磁场等，来确定地壳地幔边界的深度和形态。
地球化学方法也可以用来确定地壳地幔边界。
地球化学方法是通过分析地球内部物质的化学成分和同位素组成来研究地球内部结构和演化的方法。
地球内部物质的化学成分和同位素组成受到地球内部物质的来源、演化和分异等因素的影响。
通过对地球内部物质的化学成分和同位素组成的分析，可以了解地球内部物质的来源和演化
历史，从而推断地壳地幔边界的深度和形态。
地震波速度法、地球物理勘探法和地球化学方法是确定地壳地幔边界的主要方法。
这些方法的应用使我们对地球内部结构和演化有了更深入的了解，为地球科学的发展和资源勘探提供了重要的基础。