科普-中华学生百科全书-第866部分
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2900 公里，主要是由金属硫化物和氧化物组成。地幔的质量为 4．05×1021
吨，占地球总质量的 67．77％，温度较高，上地幔约为 1200～1500℃，下地
幔为 1500～2000℃。
地核 地球内部结构的中心圈层。可分为外核和内核两部分。外核自地下
2900 公里到 5100 公里，占整个地球质量的 31．5％，体积占整个地球的 16．2
％。由于地核在地球的最深处，受到的压力很大，外核的压力已达到 136 万
个大气压，核心部分高达 360 万个大气压。地核内部的温度高达 2000～5000
℃，物质密度平均为 10～16 克／厘米 之间。地核主要由铁、镍组成并含少
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量其它元素，可能是硅、钾、硫、氧等物质。
地球上的褶皱构造
褶皱是地球外表层岩石区最普遍的一种地质现象，由于褶皱才使地面此
起彼伏，就像是干缩了的苹果一样。
褶皱是岩层在构造运动水平压力作用下，所产生的一系列波状弯曲，是
一种未丧失岩层连续性的塑性变形。单个背斜或向斜称为褶曲，它由核（轴）
部和翼等要素组成。褶曲是组成褶皱的基本单位，两个以上的褶曲的组合，
才叫褶皱。在自然界总是一个褶曲连着另一褶曲。由于受力状况、强弱不同，
弯曲形态和程度也不同。
褶曲基本的形成由背斜和向斜组成，两者有什么区别呢，我们由下表可
以做一个比较：
背斜、向斜基本情况比较
内容 背斜 向斜
弯曲方向 向上弯曲 向下弯曲
岩层产状 向外倾斜 向内倾斜
地层层序 老地层在中间 新地层在中间
地貌特征 一般是正地形隆起为山 一般是负地形凹下为谷
地形倒置／坳下为谷／隆起为山
在上表中，背斜和向斜的最主要的区别，是根据地层的新老来判断的，
背斜的中间（称为核部）是老地层，向斜的中间（核部）是新地层，其他的
条件都是不可靠的。例如地貌一般背斜隆起，但如果岩性有差异，背斜所处
的岩层容易风化，向斜处的岩层难于风化，则出现相反的情况，背斜成谷，
向斜成山，这种现象我们称为地形倒置。
此外根据褶曲向上弯曲是背斜，向下弯曲是向斜，来判别褶曲，有时也
会发生错误的结果。表示一个背斜，由于倒转逐步变为向下弯曲，误判为向
斜。同样向斜也可变为上弯曲的翻卷褶曲。
研究褶皱，不仅在恢复地壳运动方面，在找矿、找油、找气、找水等方
面都具有重要的意义。此外研究一个地区的地层、断层应首先研究褶皱。
褶皱轴（核）部往往是矿床富集的地区，向斜是保护所有沉积矿床的最
好构造。背斜，尤其是短背是重要储油构造，油、气都储集到轴部，因为油、
气比水轻，被水一挤压，便向顶部集中。向斜可以把水“收”集到两翼或轴
部，我们找矿、找水、找油，都要搞清褶皱分布，否则就会使钻孔落空。
地球上的断裂构造
如果说岩层的弯曲称为褶皱，那么岩层被错断，使岩层连接性被破坏发
生位移或裂开时我们称为断裂。根据断裂程度和规模，把那些位移显著、规
模较大的断裂称断层，规模小、位移又不显著的称为节理。一种是受引力产
生的、张开裂口的张节理；另一种是由于受扭动产生的剪切应力发生袭面闭
合的剪切理。
断层，是地壳表面规模较大的断裂，它可以切穿地壳，进入上地幔，地
面延伸数百公里。如我国郯庐大断裂，从东北南部延至长江，乃至贵州，长
达千余公里，但有时也有一块平标本上见到仅数厘米的，只要岩层有明显错
位的，便可称为断层。
断层由下列几项要素组成：
断层面和破碎带：岩层发生位移时，被错断两盘沿着移动的面称为断层
面，在绝大多数情况下往往不是单一的面，而是一系列密集的破裂面或错动
破碎带，称为断层破碎带或断层带。
断层线：断层面、破碎带与地面或平面的交线称之为断层线，它表示断
层延伸的方向。
上盘和下盘：断层面两边的岩层称为断层的两盘。断层以上的称上盘，
以下的称下盘。
断距（位移）：断距是岩层被断开的距离，也是两盘相对的位移量。因
此断距也是衡量断层规模大小的指标之一。
断层，是地球上常见和重要的地质现象，如何判断断层的存在？最主要
的有下列各项：
首先地貌方面的标志：断层线通过处一般岩层破碎，易于风化，所以断
层线通过处，多是负地形，沟谷较多，过去老地质学家常说：“逢沟必断”，
就是这个意思。当然不是每条沟谷都是断裂，但是沟谷，则需做断层来考虑，
再来寻找依据加以证实。
在地貌上，断层还有很多表现：例如山脊被错断、河流突然拐弯、山地
与平原交接处等这些地貌形态发生变化外，往往都有断层通过。
其次是岩层的重复与缺失：由于断层活动，岩层往往被错动后，一些岩
层多出来，发生重复，另一些岩层则被断掉后少了层数发生缺失。因此如果
岩层层序发生变化，则说明可能是断层活动的结果。我们注意用那些特征明
显的岩层（称为标志层）是否重复或缺失来确定断层的存在。
再次是：断层破碎带、断层两盘出现的磨光面，断层角砾等都可以作为
断层证据。
此外，植被的生长状况明显变化、泉水分布呈线状分布，断层崖、断层
三角等都是断层存在的证据。
根据断层的性质，可以分为三种类型：
正断层：上盘下降、下盘上升的断层，它是由于引张力作用，使上盘“掉
下来”。
逆断层：上盘上升、下盘下降的断层，它是由于挤压力作用形成的。
平移断层：两盘平错，是由于扭力作用形成的。
地壳中的“寿星”
如同人有诞生日、有年龄一样，地壳也有自己的年龄。科学家对不同大
陆上的地壳岩石进行了抽样分析，认为大陆地壳的最早雏形出现在 37～40
亿年前。大部分地壳的年龄在 28 亿年左右。现已发现的有 30 亿年以上高龄
的地壳有近 10 余处，其中最老的寿星是格陵兰岛的戈德霍普，它的高寿是
39． 8±1．8 亿年。其次是：
刚果南部 35．2±1．8 亿年；
俄罗斯科拉半岛 34．6 亿年；
沃罗涅兹河地区 34．6—34．8 亿年；
美国明尼苏达州 33 亿年；
南非德兰土瓦中部 32±0．7 亿年；
美国蒙大拿州 31 亿年；
斯威士兰 30．7±0．6 亿年或 34．4±3 亿年。
随着地质年代测定数据的增多，可能还会发现岁数更多的大陆地壳。
科学家从南非的前寒武纪岩石中，还发现了 32 亿年前的细菌化石，被命
名为“伊索拉姆原始细菌”。这是目前知道的最古老的生物遗迹，可以说它
是地球上最早的生命了。
地质年代
自从陆上出现了生物以来，古代生物的遗体——化石，就成了我们认识
地球的最好标志。科学家们根据化石以及岩石中的放射性元素来计算，把地
球历史演变划分为五个年代，即太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。
共十余个纪。
太古代、元古代为地球为发展的初级阶段，距今最远，经历时间也最长，
当时的生物仅处于发生和孕育阶段。古生代鱼类、植物、动物都从低级向高
级发展。中生代地壳活动强烈，发生了一次强大的地壳运动——燕山运动。
新生代距我们最近，大约有八千万年，地球上相继繁荣，出现了人类，到处
生气勃勃，百花争艳。
地质年代表
大气是从哪里来的
我们的地球之所以生机勃勃，是因为它有其他行星所没有的得天独厚的
三大宝：适量的阳光、充足的水源和丰富的大气。
地球大气是从哪里来的呢？天文学家常常用天体的起源来解释地球大气
的起源。
根据太阳系起源的流行理论——康德—拉普拉斯学说认为：大约在 50
亿年前，太阳系是一团体积庞大、温度极高、中心密度大、外缘密度小的气
态尘埃云。整个尘埃云先是缓缓转动，后来温度渐渐冷却，尘埃收缩，而使
转动加快，中心部分收缩成太阳，周围物质收缩成九大行星及其卫星。最初
收缩凝聚的地球团块是很疏松的，气体不光在地球表面，大部分被禁锢在疏
松的地球团内。这时的地球像一块吸足了水分的海绵团，蕴含着大量的气体。
后来，由于地心引力作用，疏松的地球收缩变小。气体受到收缩，被挤出来。
大多气体分散到地球表面，形成薄薄的一层大气。地球收缩到一定程度后，
收缩速度减慢，强烈收缩时产生的热量渐渐失散，地球逐渐冷却，地壳开始
凝固。地球凝固后，地球内部受反射性元素的作用不断升温，使地壳一些地
方发生断层、位置移动和火山爆发。地壳和岩石中的水和气体也随之释放出
来，这些被释放出的气体中，一部分像氢和氦等轻分子跑到了宇宙空间，而
氧和氮等重分子大部分被地球吸力抓住，充实了地球大气。
地球不断失去氢和氧，然而太阳风和地球本身的活动，如火山爆发等，
又不断地补充地球大气失去的气体。所以，从古至今，地球大气总是那么丰
富。
大气圈
在地壳外面的广阔空间，是地球的“大气圈”。人们常称它是地球的外
衣。谁都知道，作为地球环境要素之一的大气，是各种生命不可须臾缺少的
东西。但你可曾知道，如今的大气，早已不是原来的大气了，而是至少经过
两次“更新”之后的第三代大气。
现在笼罩着地球的大气，其厚度在 3000 公里左右，通常称之为大气层或
大气圈。它的总质量并不大，仅相当于地壳总质量的 0．05％。大气圈在结构
上，自下而上依次可分为对流层、平流层、中间层、热层和外层。
对流层 从海平面到 18 公里高空，占大气总量的 80％。对流层里气象万
千，冷热空气上下对流，兴云造雨，下雪降霜，电闪雷鸣都在这里发生。
平流层 从对流层顶到 50～55 公里的高空。此处空气稀薄，水汽和尘埃
含量极少，很少有天气现象，气流平稳，是高速喷气机最理想的飞行区域，
平流层中含有大量臭氧，因此又得名“臭氧层”。它能吸收太阳辐射中 90％
的紫外线，像地球的贴身“防弹衣”一样，使地面生命免遭紫外线伤害。
中间层 从平流层顶到 80～85 公里的高空。它负责吸收太阳的远紫外线
和 X 射线，使大气中的氧和氮分子离解成原子和离子。该层的温度随高度增
加而降低。
热层 从中间层顶到 500 公里处的高空。这一层的温度很高，气温昼夜变
化很大。
外层 500 公里以外高空，是地球大气层向星际空间过渡的区域，它有两
条辐射带和一个磁层。磁层在 5～7 万公里的高处，它是地球大气的最外层，
它像一道挡风的钢铁长城，保护地球生物，免受太阳风的致命打击。
在 50～1000 公里处有一个电离层，分为 D、E、F1、F2 四层，里边的气
体基本都是电离的。地球上的短波无线通讯都靠电离层的反射。80～500 公
里区域，电离密度较小，美丽的北极光就出现在这层。
从成分上说，大气是一种混合物，其组成相当简单。它由不同成分的、
具有不同的性质和功能的物质以适当比例相配备，为有机世界的生存和发
展，提供了有利的条件。现代靠近海平面的干洁空气的组成是：
可是，地球的早期大气却完全不是这样的。
地球脱胎于星云，而星云的主要成分是氢和氦。可想而知，地球的第一
代大气是以氢和氦为主的。不过，地球在形成之初，由于其体积还很小，没
有足够的重力把这些气体挽留在自己周围。因此，最初的地球无法拥有大量
的气体。有如现在的月球或小行星那样。后来，随着地球不断吸引和兼并它
周围的固体颗粒，体积和质量不断增大，地球的引力也不断增大，并可以把
原始的气体吸引在自己周围，便形成了以氢、氦为主的第一代大气。由于这
些大气分子很轻，在阳光照射下异常活�
