地球内部的秘密:从火山喷发到地壳构造
发布时间:2026-02-02 09:19:41

  地球,这颗我们赖以生存的蓝色星球,其内部蕴含着无数未解之谜。你知道吗?地球内部是一个炽热的世界,每年通过各种方式散发的热量高达数万亿瓦。火山喷发、温泉涌出等现象,正是地球内热向外散发的表现。然而,这些现象仅仅贡献了地球每年散热量的不到1%。地球内热的主要外流方式是通过岩石的热传导。地下一定深度(一般15-30米范围),温度常年不变,称为常温层,温度大致为当地年平均气温,大致在10℃-22℃。常温层之下,地温随深度增大而增高,深度每增加一百米而增加的地温称为地温梯度,大陆上大多地区地温梯度在2-5℃之间,平均3℃。例如,准噶尔盆地的地温梯度为2.12℃/100米,济阳坳陷的地温梯度为3.45℃/100米。

  地下深处的温度足以使岩石发生局部熔融,形成岩浆。按照3℃的增温率计算,地下25公里深处的地温为750℃,岩石可能发生局部熔融,形成酸性岩浆。地下40公里,即地壳下部或地幔顶部的地温为1200℃,岩石可能发生局部熔融,形成基性岩浆。地壳中如果有切割很深的断裂,断裂处压力降低从而降低岩石熔融所要求的温度,容易引起岩浆的形成,这也是岩浆活动常受断裂控制的原因。

  地壳的组成主要由相当于中酸性火成岩成分的岩石组成,陆壳的成分接近于中性火成岩,其下层为深变质岩,表层多为沉积岩;洋壳由玄武岩组成,表层有不厚的沉积物。地幔成分相当于超基性岩,地核成分为铁镍金属。空气能够渗透到地下数十公里深的岩石中;水是一种溶剂,地表水往往含有酸性成分(水中多少都溶有二氧化碳),能溶解矿物和岩石。

  固结作用是指松散的沉积物转变为坚硬的岩石的过程,包括压固作用、胶结作用、重结晶作用和新矿物生成。压固作用是由于上覆沉积物的重量使沉积物孔隙减少、变小,而且其中的水分被挤出,从而变硬。胶结作用是其他物质充填到碎屑沉积物的颗粒孔隙之中使沉积物胶结变硬,起胶结作用的物质主要是化学沉淀物质,如SiO2、Fe2O3、nH2O、CaCO3等,称为胶结物。粘土及粉细砂等细碎屑物也可以起到胶结作用,称为基质,胶结物和基质统称为填隙物。

  变质作用发生的温度由150℃-180℃(或180℃-230℃)直到800℃-900℃。低于这一温度的作用属于固结成岩作用,高于这一温度使得许多岩石发生熔融,属于岩浆作用。变质作用可以在地下几公里到地下40多公里的深度发生,且作用过程非常缓慢。变质岩的构造包括斑点状构造、板状构造、片理构造和片麻状构造。斑点状构造是指岩石中的某些组分成为或疏或密的斑点,斑点为圆形或不规则形状,直径为数毫米。板状构造是指岩石具有平行、密集而平坦的破裂面,沿此面岩石易分裂成薄板。片理构造是指岩石中片状或长条状矿物连续而平行排列,形成平行、密集而不甚平坦的纹理。

  切割律是指就侵入岩与围岩的关系来说,总是侵入者年代新,被侵入者年代老;此律还适用于包裹者新,被包裹着老。如侵入岩中的捕虏体的形成时代比侵入体老;砾岩中砾石的年代比砾岩的年代老。地球的平均密度为5.5g/cm3,地表出露的岩石密度一般为2.6-2.8g/cm3,纵波在地壳中传播速度平均为5.5-7km/s,地表以下30-40km,纵波速度平均为6-7km/s,莫霍面附近纵波速度增至8.1km/s。而在沉积盆地油气研究目的层埋深很少超过一万米,从浅到深纵波传播速度大致在1-6km/s的范围。

  判断断层存在标志包括擦痕、镜面和阶步,拖拽褶曲,断层角砾岩与磨砾岩,断层泥,密集节理,地质体错断、地层的重复与缺失,泉水出露及矿化现象。断层两侧的岩石在断裂时被破碎,碎块经胶结而形成的岩石称为断层角砾岩与磨砾岩。前者碎块棱角状大小参差常见于正断层,后者碎块圆滑,常见于逆断层或平移断层。断层泥是断层两侧岩石因断裂摩擦粉碎而形成的泥状物质,常与断层磨砾岩共生。密集节理是指断面的发育受先成节理的控制,所以断面两侧往往有先存节理,它在近断层处密集,离开断层逐渐变稀以致消失。地质体错断、地层的重复与缺失是指断层两侧的地质体因断裂而错开,导致地层的重复或缺失。泉水出露及矿化现象是因为断层是地下水或矿液的通道。

  地球内部的结构和地质活动是一个复杂而奇妙的系统。通过研究地球内部的热量散发、地温梯度、岩浆形成、岩石类型、变质作用和地质构造,我们能够更好地理解地球的运作机制。这些知识不仅帮助我们开发地下资源,还能为环境保护和灾害预防提供科学依据。你对地球内部的哪些方面最感兴趣?欢迎在评论区分享你的看法。返回搜狐,查看更多