有关重力勘探的地球基本知识

如题所述

1.地球的形状

地球自然表面的形状比较复杂,70%的表面皆被海水覆盖,海底地形复杂。陆地部分的地形起伏也高达万米,但与地球的大小相比甚微,因而,宏观的地球仍可当成表面光滑的球体来看待。所以,大地测量学规定,以平静海平面的趋势延伸到各个大陆之下所形成的封闭面,即大地水准面的形状作为地球的基本形状。通过南北极的切面形状见图3-1。地球质量约为5.976×1027g。地球是一个旋转椭球体,其基本形态参数如下:

赤道半径 α=6378.16km

极半径 b=6356.76km

普通物探

图3-1 地球的纵切面示意图

1—大地水准面;2—地球自然表面;α—赤道半径;b—极半径;φ—纬度

2.地壳的结构及其密度界面

按照组成地球的物质成分,其主要构造可分为三层:最外层称为地壳,中间的叫地幔,内部中心称为地核,见图3-2。

地壳的厚度各地不一,大陆上的平原区一般为30~40km,山地与高原区增厚,如青藏高原地壳厚达60km以上,天山可达80~90km。大洋之下较薄,如大西洋、印度洋只有10~15km,太平洋底更薄,只有5km左右。

组成地壳的物质成分主要是硅、铝、镁等。根据硅、铝、镁含量的多少,又可分为两层:上层主要由密度较小的富含硅铝的花岗岩组成,称为花岗岩层,平均密度为2.7g/cm3;下层是由富含硅镁的玄武岩组成,称为玄武岩层,平均密度约3.1g/cm3。花岗岩层与玄武岩层的分界面,称康拉德界面,简称“康氏面”,此面上下岩层之间的密度差为0.4g/cm3左右,是地壳中主要密度分界面之一。

从地壳底部向下一直到2900km左右深的部分称为地幔,根据组成地幔的物质成分的差别,又可分为上地幔和下地幔。上地幔深度大致为33~900km,主要为基性、超基性岩,物质密度在3.32~4.49g/cm3;下地幔物质则主要为铁镍等金属氧化物,深度为900~2900km,密度约为4.60~5.68g/cm3。地幔与地壳的分界面称为莫霍维奇面,简称“莫霍面”。它的上下层间的密度差平均约为0.3g/cm3,因此莫霍面是地壳深部一个主要的密度界面,重力勘探方法可以通过测知它引起的区城布格重力异常和均衡重力异常而推断地壳深部的构造起伏情况。

从2900km以下一直到地心称为地核,又可分为外核、过渡带和内核三部分。组成地核的物质成分目前还不甚清楚,推测主要为铁镍物质,故称为铁镍核,密度约从9.69g/cm3增至12.17g/cm3。地球平均密度为5.53g/cm3

图3-2 地球的分层结构示意

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