西北大学地质系地球科学概论讲义+笔记
3. 地核（core）
外核（2885—4170km），液态地核；过渡层（4170—5155km），固液态过渡带；内核（5155—6371km），固态地核。
4. 莫霍面（moho discontinuity）
前南斯拉夫学者莫霍洛维奇首先发现（1909年）地壳与地幔的不连续面，平均深度为33km。 5. 古登堡面（Gutenberg discontinuity）
美国地球物理学家古登堡首先发现（1914年）地幔与地核的分界面，平均深度为2885km。
图3-1 地球内部圈层的划分
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三、各圈层物质组成
o （一） 地壳
由固态岩石组成，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩 o （二） 地幔
1.上地幔—由相当于基性岩（橄榄岩）物质组成，其主要矿物为橄榄石、辉石和石榴子石，被称为地幔岩，与石陨石（stone meteorite）相似。上地幔上部存在的软流圈是岩浆的重要发源地。 2.下地幔—同上地幔物质成分相比，铁的含量相对增加。 o （三） 地核
其成分与铁陨石（iron meteorolite）相近，表明主要为铁、镍物质，其次有少量硅、硫等轻元素组成的合金。
四、地核的运动
0. 早就有学者推测地核转动较快，但证据不足。
1. 1996年，旅美中国学者宋晓东博士与里查兹教授通过近30年来穿越地核的地震波研究，发现地
核的对称轴比地球的旋转轴每年向东偏移1.1°（其后苏维加等人认为地核比地幔自转速度每年快2°-3°），这就意味着地核的旋转速度比地球每年快20km（如图3-2）。此项研究成为1996
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年国际十大科技新成果之一，得到许多专家的赞赏。
图3-2 地核的对称轴比地球的旋转轴每年向东偏移1.1°
2. 此项成果具有非常重要的意义
液态外核正好成为转动快的地核与慢速转动的地幔之间的缓冲圈层；解释核—幔成分的差异；解释核—幔运动速度不同的现象；内核转速快的原因，可能与其保持了早期地球转速较快有关。
重点复习题
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（一）基本概念
地壳 地幔 地核 莫霍面 古登堡面 地磁要素 软流圈 岩石圈 （二）简述下列两组基本概念的主要区别 地温梯度与地温级；变温层与常温层。 （三）回答问题
1. 简述地球内部各圈划分的主要依据。
2. 简述地球内部各界面及各圈层的主要特征。
3. 根据什么来判断地球内部是以固体为主，只有外核才是液态的？ （四）画示意图说明地球一级圈层和界面。
地壳的物质组成— 矿物
重点
矿物的物理性质。
? 一、克拉克值（clark）
美国学者克拉克（1889）最早研究了地壳中元素的平均含量，地质学上把元素在地壳中的平均含量百分比称克拉克值。O(46.5%)、Si(27.88)、Al（8.13%）、Fe(5.71%)、Ca（3.65%）、Na (2.78%)、K(2.58%)、Mg(2.06%)约占地壳总质量的99%。 ? 二、矿物的基本概念
o （一）、矿物(mineral)—自然产出且内部质点（原子、离子）排列有序的固体，其化学成分一
定，并可用化学式表达。 o （二）晶体与非晶体
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1. 晶体（crystal）
内部质点（原子、离子）在三维空间周期性重复排列（即有序排列）的固体。 2. 晶体结构（crystal structure）
质点是有序排列，晶体内部所具有的格子构造（用简单的格子构造模型说明晶面、晶棱、质点等）。
3. 同质多象（polymorphism）
相同化学成分在不同条件下形成不同的晶体结构，从而成为不同的矿物（如石墨和金刚石）。
4. 类质同象（isomorphism）
相同的晶体结构被类似的原子、离子代替而不破坏其晶体结构（如各类长石）。 5. 非晶质体（玻璃质）
内部质点排列无序的固体（如玻璃）。 6. 双晶
两个或两个以上晶体有规律生长在一起。
三、矿物形态
o （一）、单体形态
一向延长，呈针状、柱状；二向延长，呈板状、片状；三向延长，呈立方体、八面体等。 o （二）、聚合体形态
粒状、块状、致密块状、放射状、晶簇、鲕状、豆状、钟乳状等。
四、光学性质
1. 透明度（transparency）—透过光的能力。 2. 光泽（luster）—反射光的能力。
3. 颜色（colour）—吸收光后表现出的互补色。区分真、假和它色。 4. 条痕（streak）—矿物粉末的颜色，是真色，有鉴定意义。 五、力学性质
o （一）、硬度（hardness）
矿物抵抗外力机械作用的强度。
1. 摩氏硬度计（mohs scale of hardness）
滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 α-石英 黄玉 刚玉 金刚石 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2. 指甲硬度为2—2.5，小刀硬度5—5.5，石英为7。 3. 摩氏硬度指相对硬度。
o （二）、解理(cleavage)
注意同“节理”区分。晶体受外力后沿结晶方向裂开的平面（用结晶格子模型讲授其成因）。 o （三）、断口（fracture）
矿物受外力后不沿固定结晶方向断开时所形的断面。
二、其他性质
脆性和延展性、弹性和挠性、比重、磁性、电性、发光性、味道、气味、滑腻感等。 三、常见矿物简介（用标本讲解）
o （一）、自然元素矿物
石墨 C（graphite） o （二）、硫化物类矿物
黄铁矿 FeS2(pyrite)、 黄铜矿 CuFeS2(chalcoprite)、方铅矿 PbS(galena)、闪锌矿 ZnS(sphalerite)。
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o （三）、氧化物类矿物
石英 SiO2(quartz)、赤铁矿 FeO3(hematite)、磁铁矿 Fe3O4(magnetite)、褐铁矿 Fe2O3 nH2O(limonite)。 o （四）、硅酸盐矿物
1. 正（钾）长石 K[AlSi3O8](potsh feldspar)和斜长石Na[AlSi3O8]Ca[AlSi3O8]（feldspar）
肉眼鉴定对比表（表3—2）
表3-2 正长石及斜长石肉眼鉴定对比表 矿物 晶体形状 双晶纹 颜色 光泽 硬度 产状 正长石 常呈粗短柱状，粒状 斜长石 常呈板片状，板条状或长柱状 面上无双晶纹，有时在同一断面上可见有反光程度不同的两部分解理面有平行细小的聚片双晶 （卡氏双晶） 肉红到白色 解理面常带珍珠光泽 6 白到灰色 玻璃光泽至珍珠光泽 6—6.5 常产于酸性火成岩中，与石英、常产于基性、中性火成岩中，与黑云母等共生 辉石、角闪石等共生 将小块正长石置于HF酸性侵蚀1—3分钟，再在60%的亚硝酸钠中侵蚀5—10分钟，用水冲洗显柠檬黄色 染色实验 按左法，不染色或呈浅灰色 结构 底部为玄武质层（硅镁层），上上部为花岗质层（硅铝层），下部为松散沉积物层，两层之间为部为玄武质层（硅镁层），最表玄武岩夹已固结的沉积岩透镜层有不连续分布的松散沉积物。 体。 2. 橄榄石（Mg，Fe）2[c] (olivine)
3. 普通辉石（Ca，Mg，Fe，Al）2[(Si，Al)2O6] (augite)和普通角闪石（hornblende）异同
比较表（表3-3）
表3-2 普通辉石和普通角闪石异同比较表 异同 同 点 性质 颜色 光泽 硬度 光泽 异 点 晶形 横剖面 解理夹角 分布 普通辉石 绿黑至黑色 玻璃（风化后暗淡） 5—6 解理面常带珍珠光泽 多为短柱状 多为近于方形的八边形 87°（93°） 基性及超基性岩中最多 普通角闪石 绿黑至黑色 玻璃（风化后暗淡） 5—6 玻璃光泽至珍珠光泽 多为长柱状 多为近于菱形的六边形 124°（56°） 中性及酸性岩中最多 4. 云母
白云母 KAl2[AlSi32O10](OH，F)2 (muscovite)和黑云母 K(MFe)3[[AlSi3C](C，F)2(biotite)
5. 滑石 Mg3[SiO4O10](OH)2 (talc) 6. 石榴子石 X3Y2[SiO4] (garnet)
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