工程物探

物探學(xué)中關(guān)于固體地球的主要物理性質(zhì)

  一.地球的質(zhì)量和密度
 
  根據(jù)牛頓萬有引力定律計算出地球的質(zhì)量為5.9472×1024 kg,地球的平均密度為5.516g/cm3 。(砂、頁、灰?guī)r平均密度為2.6g/cm3 ,花崗巖密度為2.67g/cm3 ,玄武巖密度為2.85g/cm3,因而推論,地球內(nèi)部大部分物質(zhì)密度應(yīng)大于平均密度。)地球的密度隨深度增加而增大且為不均勻增大。
 
  二.地球的重力
 
  地球上某處的重力是該處所受地心引力與地球自轉(zhuǎn)離心力(垂直地面分力)的合力。 地球表面的重力隨緯度值的增大而增大(赤道g=978.0318cm/s2 ,兩極g=983.2177g/s2 ,g隨海拔高度的增高而減小,每升高1km,g減少31cm/s2 )。
 
  由于地面起伏和地球物質(zhì)密度不均勻以及結(jié)構(gòu)差異等原因使實(shí)測重力值與理論值不符,這種現(xiàn)象稱為重力異常(正、負(fù)異常)。
 
  三.地球的壓力
 
  地球內(nèi)部某處的壓力是指由上覆地球物質(zhì)的重量所產(chǎn)生的靜壓力。靜壓力的大小與 所處的深度、上覆物質(zhì)的平均密度及重力加速度成正相關(guān)。
 
  四.地球的磁性
 
  固體地球是一個磁化的球體,其磁力線特征類似于偶極場的特征。地磁軸與地球自 轉(zhuǎn)軸并不重合,二者約成11.5°的交角。地磁極的位置不固定,是逐年變化的。
 
  磁場特征要素:磁場強(qiáng)度(F)、磁偏角(D)、磁傾角(I)。
 
  地磁異常是疊加在地球基本磁場之上,由地殼內(nèi)的巖石礦物及地質(zhì)體的磁性差異引起的磁場。
 
  五.地球內(nèi)部的溫度
 
  1.變溫層(外熱層)  地溫主要受太陽光輻射熱的影響,溫度隨季節(jié)、晝夜的變化而變化,故稱變溫層。
 
  2.常溫層  地溫與當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟却笾孪喈?dāng),且常年保持不變,其深度大致為20-40m。(一般中緯度較深,兩極和赤道較淺;內(nèi)陸較深,濱海區(qū)較淺。)
 
  3.增溫層  常溫層之下,地溫隨深度增大而逐漸增加。深度每增加100m所升高的溫度,稱地溫梯度。(地溫梯度各地有差異)