地球自转的周期性变化主要包括周年周期的变化，月周期、半月周期变化以及近周日和半周日周期的变化。地球自转具有周日和半周日变化是在最近的十年中才被发现并得到证实的，振幅只有约0.1毫秒，主要是由月亮的周日、半周日潮汐作用引起的。地球自转产生了地球上的昼夜变化，地球公转及黄赤交角的存在造成了四季的交替。......
2023-12-07
地壳构造运动及地球基本参数
【摘要】：与太阳平均距离14959.787万km。地球外形呈扁球体，扁率1/298.257；质量为5.98×1024 kg；重力加速度为9.8m/s2；体积约为1.083×1021m3；赤道半径为6378km；极半径为6357km。地壳表面面积为5.1×1014m2，其中海洋（水圈）约占71%；陆地约占29%。2008年5月12日这天，上弦时刻出现在中午11时47分。在我国，根据各地质时代间存在的不整合接触、岩浆侵入关系以及同位素年龄资料，并考虑其分布范围，由远及近划分为12个构造期。表2.1地球构造运动在中国呈现的12个构造期续表构造体系。
（1）地球。地球（The Earth）：指人类居住的星球。太阳系九大行星中的第三颗（按距太阳由近及远序次）行星。
地球约在46亿年前因一次宇宙大爆炸而形成。与太阳平均距离14959.787万km。
地球外形呈扁球体，扁率1/298.257；质量为5.98×1024 kg；重力加速度为9.8m/s2；体积约为1.083×1021m3；赤道半径为6378km；极半径为6357km。
地球平均重度是水的5.5倍（水在4℃时的重度最大，其值为1g/mL）。
地球公转周期为365.25日；自转周期为23时56分。转动轨道为椭圆，并与赤道面相交23°26′，故有四季寒暑和昼夜长短。
地球由外及里有地壳、地幔和地核（心）。
地球外圈是大气圈，大气圈外还环绕有地球辐射带和地球磁层。
（2）地壳。地壳（The earth's crust）：指地球固体圈层的最外层，由岩石组成。其底界即莫霍洛维奇界面。地壳厚度各处不一。大陆地壳平均厚度为35km；大洋地壳平均厚度为7km。
地壳体积为全球的1%；地壳质量为全球的0.2%。
地壳按其组成成分分为：
①上层。为花岗岩层，其平均重度2.7g/cm3。由于富含硅与铝，故上层又称硅铝层；
②下层，为玄武岩层，其平均重度3.0g/cm3。由于富含硅与镁，故下层又称硅镁层。
两层（上、下层）之间由康拉德不连续面[1]隔开。
地壳表层因受大气、水、生物的作用，形成了土壤层、风化壳和沉积层，其厚度介于0～10km之间。
地壳表面面积为5.1×1014m2，其中海洋（水圈）约占71%；陆地约占29%。
（3）地幔。地幔（The earth's mantle）：指位于地壳之下、地核之上的地球内部构造的一个层圈。
地幔分为上地幔与下地幔两层：
①上地幔。一般莫霍洛维奇界面[2]起向下至1000km深为上地幔。由橄榄岩或榴辉岩组成；
②下地幔。指地下1000～2900km这一层圈。由含量较多的FeO及比上地幔岩石的Si（）2含量较低的物质组成，其矿物的晶体结构更为紧密。
地幔物质总体上呈固态特征。
（4）地核。地核（The earth's core）：指地球内部结构的中心圈层，即地幔以下2900km至地球中心的部分。
地核分为外核和内核两部分：
①外核。指地面以下深度于2900～5100km之圈层，推测为液态；
②内核。指地面以下深度于5100km至地心（按赤道半径6378km计，其地心中心点为地表以下6378km位置）。
推测地核可能是高压状态下铁、镍成分的物质。
当地球自转运动时，因沿其轴心匀速自转，表现在地壳—地幔—地核之间的均衡代偿，相对比较平缓，除非地壳层圈内物质不平衡出现突发运动，诸如严重挤压、地壳板块之间发生碰撞并释放大量能量——地震出现就势在必然。历史地震记载统计规律表明，由地球自转一日内出现的地震一般在强震8级以下，只有当地球自转并公转至某一特定位置时，才会发生8级及其以上强震。虽然这一概念尚须论证，但典型案例却得到某种程度的验证。
最新案例：我国四川汶川强震8级就是一例。据天文学家分析[3]，汶川强震发生的日期与时间可能与天文因素有关。
1）大地震日期恰好发生在上弦。大地震日期恰好发生在上弦（农历四月初八）。2008年5月12日这天，上弦时刻出现在中午11时47分。上弦时，太阳、地球和月球排列成一个直角三角形；从地球上看，太阳和月球的角度恰好等于90°，上弦这天，有来自两个不同方向的引潮力对地球施加影响。历史上有些大地震出现在上弦或下弦的前后：如里氏9.1级的美国阿拉斯加大地震，发生在1957年3月9日（农历二月初八），这天恰好是上弦：里氏8.8级的南美洲厄瓜多尔大地震，发生在1906年1月31日（农历正月初七），次日为上弦；里氏8级的我国甘肃古浪大地震，出现在1927年5月23日（农历四月廿三），次日为下弦；里氏7.3级的我国辽宁省海城县大地震，出现在1975年2月4日（农历十二月廿四），下弦为2月3日。
2）太阳、月球、地球处于同一平面。汶川大地震时刻恰好出现在太阳、月球、地球3个天体处于同一个平面上。在平时，月球与太阳、地球的运行不是处于同一个平面，而是有一个5°多的夹角。当3个天体处于同一个平面上，可能对地球地壳的某些板块产生特殊的或共振的影响。
3）月球和太阳位于同一条纬线。汶川大地震前夕，月球和太阳位于同一条纬线上。2008年5月11日，太阳位于天空北纬18°，而月亮由北往南掠过北纬18°。也就是说，2008年5月11日有一瞬间，太阳和月球位于同一条纬线（北纬18°）上。日月两天体位于天空同一条纬线上，这种合力可能对地球的地震起引发作用。
（5）构造期。构造期（Tectonic period）：通常指地壳构造运动的某一周期。
在我国，根据各地质时代间存在的不整合接触、岩浆侵入关系以及同位素年龄资料，并考虑其分布范围，由远及近划分为12个构造期（见表2.1）。
表2.1 地球构造运动在中国呈现的12个构造期
续表
（6）构造体系。构造体系（Tectonic system）：指同一地应力场作用下所产生的不同形态、不同性质、不同等级、不同序次的许多构造现象以及这些构造间所夹之岩块或地块的总体。
（7）构造地貌。构造地貌（Tectonic landforms）：指由成因和形态充分体现的地质构造特征的地貌。
构造地貌分为大、小两种。
1）大地质构造地貌。有：
①大陆；
②洋盆；(www.chuimin.cn)
③山脉；
④大平原；
⑤大盆地等。
2）小地质构造地貌。有：
①背斜山；
②单面山；
③断层谷等。
（8）构造层次。构造层次（Tectonic stratum）：指地壳内部岩石变形性质和变形机制所处深度不同而表现出明显差异的构造分层。
根据造山带中构造变形随深度而变化的规律，自上而下分为：
1）上构造层次。又称“浅表构造层次”。
①上构造层次的范围：自地表面至深度4km；
②上构造层次的主导变形机制：脆性剪切作用；
③上构造层次的地质缺陷：发育断层和开阔褶皱。
2）中构造层次。
①中构造层次的范围：深度4～（12～15）km；
②中构造层次的主导变形机制：弹塑性变形—韧性与韧性剪切作用；
③中构造层次的地质缺陷：岩石普遍发育复杂的褶皱变形和部分韧性剪切带。
3）下构造层次。又称“深构造层次”。
①下构造层次的范围：深度（12～15）～35km；
②下构造层次的主导变形机制：韧性剪切作用和压扁作用；
③下构造层次的地质缺陷：岩石普遍劈理化；韧性剪切带发育；固态流动变形。
在上述上、中、下三个构造层次间均有过渡层存在。
另外，“脆性”指的是地质岩石材料受力破坏时，无显著的变形而突然断裂的性质。一般脆性断裂面较粗糙，延伸率和断面收缩率均甚小。脆性材料的抗压强度比抗拉强度高很多，但其抗冲击强度低。
“韧性剪切”指的是地质岩石材料从塑性变形为特征的面状高应变；“韧性剪切带”则指的是岩石从塑性变形为特征的面状高应变带。
韧性剪切带在高温、高围压、低应变率及有流体参与等条件下形成，一般形成于地壳较深处。韧性剪切带延伸规模从数厘米至上千千米。其特点为：
①带两侧岩石间的明显剪切位移表现为剪应变自两侧向带中心逐渐增大，其间不存在不连续面或断裂面；
②带中连续劈理普遍发育，定向明显呈现规律的S形或反S形展布；
③带中岩石广泛糜棱岩化，形成糜棱岩系列的断层岩。
“劈理”指的是地质岩石受构造变形影响而形成的一种能使岩石易于沿一定方向被劈裂成一系列薄板或薄片的面状构造。
劈理分为流劈理与破劈理两种。
所谓流劈理是指沿着岩石中由片状或针状矿物品体呈定向排列而形成的面理或线理构造所产生的劈理。
所谓破劈理是指岩石中没有面理、线理构造，而由一组平行密集的剪裂面所形成的劈理。
需要指出的是，构造层次中的构造岩有其独特的分类（见表2.2），从某种意义上讲，构造岩也是地质缺陷的另一类反应。
表2.2 构造岩分类综合表
续表
有关地球内部圈层结构及各圈层的主要地球物理数据见表2.3。
表2.3 地球内部圈层结构及各圈层的主要地球物理数据
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