簡(jiǎn)介：,第二章地球概述,1,,,一、宇宙的起源,,宇宙是怎樣形成的宇宙是何時(shí)形成的宇宙是什么形狀的宇宙有沒(méi)有邊界人們一直在探詢這些問(wèn)題的答案直至現(xiàn)在,第一節(jié)地球的演化,宇宙,民歌的宇宙天似穹廬，籠罩四野霍金的宇宙無(wú)邊界有限宇宙馬克思的宇宙時(shí)空無(wú)限,3,易,陰陽(yáng)兩儀變化闡釋宇宙萬(wàn)物的變化法則無(wú)極生太極，太極生兩儀兩儀生四象，四象生八卦，以至無(wú)窮,4,“阿波羅”宇宙飛船,人類首次登上月球歷史性的跨越,前蘇聯(lián)“和平號(hào)”空間站,人類歷史上最成功的探測(cè)器“伽利略”號(hào)2003年09月21日撞向木星，結(jié)束了長(zhǎng)達(dá)14年的探測(cè)生涯,“伽利略”探測(cè)器在木星軌道上,,大爆炸與宇宙的形成,最初，宇宙的全部“物質(zhì)”都集中在一個(gè)極度致密、溫度極高的微粒（比一個(gè)質(zhì)子還小得多）中。然后空間開始膨脹、爆炸－早期仍非常熾熱和致密－充斥著黑體（BLACKBODY）輻射－但因極其致密，光被吸收（不透明）,溫度最終降低，到能夠形成H原子－黑體輻射可自由傳播了來(lái)自當(dāng)時(shí)的光現(xiàn)在應(yīng)存在于我們的四周、能夠被檢測(cè)到－3K背景輻射隨著溫度的繼續(xù)降低，依次聚合生成了氦及其它更重的原子。大爆炸2億年（100萬(wàn)年）后，開始逐步形成各種天體星系。,計(jì)算宇宙的年齡－哈勃定律,根據(jù)計(jì)算，從“大爆炸”開始至今，膨脹已持續(xù)了160億年左右宇宙的年齡,,,宇宙的結(jié)局,“凡是形成的東西都是要滅亡的?！庇钪嬗衅鹪?，宇宙有終結(jié)；“杞人憂天”預(yù)言并非都是騙局關(guān)鍵是宇宙的平均密度取決于將行星系拉回來(lái)的引力的大小引力取決于宇宙中物質(zhì)總量，宇宙半徑,11,宇宙也會(huì)衰老,12,二、太陽(yáng)系的形成－“星云說(shuō)”,大爆炸產(chǎn)生的氫和氦以及星體內(nèi)的聚變反應(yīng)或星體爆炸產(chǎn)生的較重元素形成了一團(tuán)星云。,星云凝聚成一個(gè)中心為云球、圍繞以云環(huán)的旋轉(zhuǎn)的圓盤。,13,,,,,,,,,,,位于盤中央的云球變得不斷致密和熾熱并開始發(fā)生聚變反應(yīng)－初始太陽(yáng)形成。塵埃（固體顆粒）在環(huán)中凝聚下來(lái)。,,凝聚物質(zhì)的性質(zhì)取決于溫度在距太陽(yáng)為地球之遠(yuǎn)處，溫度約1500℃，凝聚了鐵（熔點(diǎn)1538℃）和橄欖石（熔點(diǎn)1500－1700℃）；在木星所在的距離，凝聚了冰（熔點(diǎn)0℃）和氨（熔點(diǎn)－78℃）；在海王星所在的距離，凝聚了甲烷（熔點(diǎn)－182℃）。,塵埃顆粒碰撞吸積，形成星子。星子繼續(xù)吸積形成行星。,太陽(yáng)系的形成465億年前,太陽(yáng)、8顆行星、61顆衛(wèi)星、無(wú)數(shù)小行星、彗星、隕星組成。行星由里向外依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。,太陽(yáng)系中的行星,行星分類體積密度衛(wèi)星表面主要元素類地行星小大少固FE,MG,SI,K,CA,AL,TI,NI類木行星大小多非固H,HE,CH4,氨冰水冰,,,,,,17,類地行星,類地行星水星、金星、地球、火星,①水星,18,其表面厚厚的云層清晰可見一九七四年“水手”10號(hào)拍攝的金星,②金星,19,金星上的峽谷,②金星,20,地球的衛(wèi)星照片,③地球,21,火星全貌,④火星,22,一九九一年“哈勃”望遠(yuǎn)鏡拍攝的木星，清晰地顯示了在木星大氣層中云的結(jié)構(gòu),類木行星,類木行星木星、土星、天王星、海王星,⑤木星,23,蘇梅克－列維9號(hào)彗星繞木星運(yùn)動(dòng)示意圖,萬(wàn)古奇觀,長(zhǎng)達(dá)十六萬(wàn)千米的彗星列車撞擊木星,24,25,土星全貌,⑥土星,26,天王星概貌,⑦天王星,27,海王星全貌,⑧海王星,,海王星及其衛(wèi)星,28,“哈勃”望遠(yuǎn)鏡拍攝的冥王星及其衛(wèi)星,冥王星,2006年8月24日，國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)，把冥王星從太陽(yáng)系的行星中踢出，定義其為“矮行星”。,29,,重力作用將原始地球重塑成球形,三、地球的誕生（455億年前）,星子通過(guò)不斷碰撞吸積長(zhǎng)大，逐步發(fā)育成原始地球。其內(nèi)部溫度升高并變軟。,地球形成的兩種假說(shuō),,1均勻吸積說(shuō),,吸積形成一個(gè)大的星子,,分異作用導(dǎo)致物質(zhì)分離,,均質(zhì)的原行星形成,,呈圈層的行星地球,地球形成的兩種假說(shuō),,2非均勻吸積說(shuō),,呈圈層的行星地球,,最后形成地殼,,然后形成地幔,,首先形成鐵－鎳質(zhì)地核,海洋的形成,,剛誕生的地球是裸露的固體巖石表面，幾乎沒(méi)有大氣圈,沒(méi)有海洋。隕石撞擊頻繁、到處火山噴發(fā),海洋的形成－隨著地球逐漸冷卻，水蒸氣冷凝、成為降雨，海洋形成－彗星撞擊可能也提供了部分水源,生命的起源,美國(guó)黃石國(guó)家公園,海底的黑煙囪,最近的研究表明，地球上生命的最早共同祖先是嗜高溫細(xì)菌，它們能夠耐高達(dá)110℃的水溫,地球上最古老的化石在澳大利亞西部年齡為35億年的APEX燧石層中發(fā)現(xiàn)的藍(lán)綠藻（CYANOBACTERIA）據(jù)BRASSIER等,2002,NATURE,,活的藍(lán)綠藻,寒武紀(jì)生物大爆發(fā),545億年前最早的帶殼生物出現(xiàn)大量化石記錄（云南澄江動(dòng)物群－53億年）,寒武紀(jì)的三葉蟲化石,古生代（545－245MA）,,中生代（245－664MA）,新生代（664MA－）,生物種群的數(shù)量,地質(zhì)年代（百萬(wàn)年）,,,,,伴隨地球的演化，生物的多樣性不斷發(fā)展發(fā)生過(guò)幾次重要的生物集群絕滅（MASSEXTINCTION）事件,絕滅一個(gè)物種從地球上永遠(yuǎn)消失，沒(méi)有留下后裔。集群絕滅在某個(gè)短時(shí)期內(nèi)生物發(fā)生大量絕滅，生物演化突然中斷，使絕滅率劇升，而新生率降到很低。,造成地史上生物集群絕滅的可能原因,全球性氣候及環(huán)境劇變－隕星撞擊－劇烈的火山噴發(fā)生存競(jìng)爭(zhēng)疾病掠食,人類的起源－圣經(jīng)故事,人類的起源－科學(xué)解釋,人類的演化經(jīng)歷了（臘瑪古猿）南方古猿能人直立人早期智人晚期智人,現(xiàn)代人動(dòng)物界，脊椎動(dòng)物門，哺乳綱，靈長(zhǎng)目，人科，人屬，智人種,,,,,,AUSTRALOPITHECUSAFARENSIS,AUSTRALOPITHECUSAFARENSIS“LUCY”,AUSTRALOPITHECUSAFARENSIS,－目前找到的最早的南方古猿化石（生活在約3百萬(wàn)年前）,南方古猿,第二節(jié)地球的形狀、大小和表面形態(tài),一、地球的形狀,目前通過(guò)人造地球衛(wèi)星觀測(cè)和計(jì)算能比較精確的獲得地球的形狀和大小。地球不是一個(gè)圓球體，而是一個(gè)實(shí)心橢球體，赤道半徑長(zhǎng)，兩極半徑短，而且北極比旋轉(zhuǎn)橢球體凸出14M，南極卻凹進(jìn)24M，中緯度在北半球稍凹進(jìn)，而在南半球稍凸出（不到10M）,因此科學(xué)家認(rèn)為第一、地球近似于旋轉(zhuǎn)橢球體，這是地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致的，表明地球有彈塑性；第二、地球不是嚴(yán)格的旋轉(zhuǎn)橢球體，說(shuō)明地球內(nèi)部物質(zhì)分布不均勻。,二、地球的大小,根據(jù)1975年第16屆國(guó)際大地測(cè)量和地球物理協(xié)會(huì)公布的數(shù)據(jù)介紹如下,赤道半徑A6378137KM兩極半徑C6356752KM平均半徑RA2C1/36371004KM長(zhǎng)短半徑差A(yù)C21385KM扁平Δ（AC）/A1/298257表面積S4ΠR2510064472KM2體積V4ΠR2/310832億KM2,云層的襯托下顯得輪廊分明阿拉伯在深藍(lán)色的海洋和白色的的地球圖片，棕色的非洲和沙特阿波羅17號(hào)1972年拍攝,“伽利略”木星探測(cè)飛船飛經(jīng)地球時(shí)發(fā)回的圖片，圖中央附近是南美洲，下方為白色的南極洲大陸,地球的衛(wèi)星照片，局部,2000年12月22日，美國(guó)國(guó)家航空和航天局NASA的科學(xué)家發(fā)布了全新的地球圖片數(shù)字地球圖，以替代以前由“阿波羅”上的宇航員拍攝的地球圖。這幅數(shù)字地球圖采取了1997年從幾顆人造衛(wèi)星上獲得的數(shù)據(jù)，估算人們?cè)谛l(wèi)星軌道上看地球的樣子，然后加以藝術(shù)創(chuàng)造，在背景上添加了月亮。圖中的大風(fēng)暴顯示的是從北美洲西部刮起的LINDA颶風(fēng)。月亮放大了，有實(shí)際比例的兩倍。,三、地球的表面形態(tài),地球表面高低不平，以海平面為界分為海洋和陸地兩大地理單元。海洋面積3億6千萬(wàn)平方公里占708陸地面積1億449百萬(wàn)平方公里占292,海洋,平均深度3729M最深11034M（馬里亞納海溝）,陸地,平均高度875M最高884443M（珠穆朗瑪）,兩者相差近20KM,三、地球的表面形態(tài),1、海底地形,（1）大陸邊緣,①大陸架（陸棚）,②大陸坡,③大陸基（大陸裙）,④海溝大洋邊緣緊鄰大陸的長(zhǎng)條形洼地。、島嶼,（2）大洋盆地,（3）洋脊洋底山脈,海洋,大西洋的海底地形,海山大洋底孤立的隆起高地。洋脊貫穿大洋中部的巨大喝底山脈。,大陸架與陸地連接的淺海平臺(tái)。,大陸坡大陸架外緣的斜坡。,地表及海底地形,2、陸地地形大的陸塊叫大陸、小的叫島嶼,（1）山地500M以上切割度大于200M,（2）高原500M以上廣闊而平坦的地區(qū),（3）丘陵低于500M，相對(duì)高差小于200M,（4）盆地四周被山地或高地包圍中間低平，外形似盆的地形,（5）平原海拔＜200M的廣闊而平坦的地區(qū),地形的表示方法最直觀是衛(wèi)星照片等,在地質(zhì)上用的是地形圖法即用地形等高線表示地形的起伏\高低,陸地,世界屋脊青藏高原,世界最高峰珠穆朗瑪峰,第三節(jié)地球的物理性質(zhì),一、地球的質(zhì)量與密度,根據(jù)牛頓萬(wàn)有引力定律及多次實(shí)驗(yàn)，求出地球的質(zhì)量為,59761027KG,由此求得地球的平均密度,密度5517G/CM３,但是按實(shí)際測(cè)得的地表巖石密度平均都為2628G/CM3僅為地球平均密度的一半。內(nèi)部有密度更大的物質(zhì)，根據(jù)地震波在地球內(nèi)部傳播速度與密度的關(guān)系，說(shuō)明地球內(nèi)部的密度隨著深度的增加而逐漸增加。,二、地球的重力和壓力,（一）地球的重力地球的引力（F）與地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心慣性力（P）的合力（G）。,地球重力隨緯度變化而變化，根據(jù)理論計(jì)算出各地的正常重力值稱為理論計(jì)算值。,重力異常由于地球各部分的物質(zhì)組成和地殼構(gòu)造不同，因而實(shí)際測(cè)量的重力值往往與理論值不符，稱為重力異常。,正異常實(shí)測(cè)重力值大于理論值，一般為金屬礦區(qū)，由于物質(zhì)密度大，對(duì)地面物質(zhì)的引力較大。,負(fù)異常實(shí)測(cè)重力值小于理論值，一般為石油，炔，石膏等非金屬礦區(qū)，物質(zhì)密度小，引力小。,利用重力異常找礦的方法稱為重力探礦法。并且對(duì)研究地球的形狀，地殼的物質(zhì)組成，地殼的構(gòu)造，地殼運(yùn)動(dòng)和地震等都是有很高的價(jià)值。,（二）地球的壓力,地球的壓力指地球內(nèi)部物質(zhì)受上覆物質(zhì)的重力而產(chǎn)生的壓力即靜壓力。,深度越大壓力越大，并且隨著地球內(nèi)部物質(zhì)密度加大，壓力增加越大。,三、地球的磁性,指南針為什么能夠指示方向，就是因?yàn)榈厍蚴怯写判缘摹Ｔ谒闹車纬闪艘粋€(gè)磁力作用的空間地磁場(chǎng)。,地磁場(chǎng)的正常值（背景值）是各地經(jīng)過(guò)校正和清除變化等影響的地磁要素?cái)?shù)據(jù)。,地磁異常實(shí)地測(cè)量的地磁要素?cái)?shù)據(jù)與正常值不符。,磁法找礦就是通過(guò)地磁測(cè)量尋找有磁性異常的礦產(chǎn)。（如磁鐵礦等）,古地磁法地球磁場(chǎng)是在不斷變化的，有日變化，年變化，也有長(zhǎng)期的周期變化（磁極倒轉(zhuǎn)）。通過(guò)對(duì)巖石中剩余磁性的研究，了解地質(zhì)歷史上磁場(chǎng)的變化，例如通過(guò)對(duì)比不同時(shí)期的古地磁極的位置或同一地點(diǎn)不同時(shí)期所處的磁緯度可以幫助了解地殼不同部分的相對(duì)位移情況，據(jù)古地磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)周期則可確定巖石的形成年代。,四、地球的溫度（地?zé)幔?1外熱層（變溫層）來(lái)自太陽(yáng)輻射，向下遞減，日、夜、四季有變化。2常溫層與當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟却笾孪喈?dāng)，常年不變，其深度一般為2040M,,受太陽(yáng)輻射影響,3增溫層地溫隨深度增加而逐漸增加，受地球內(nèi)部熱能影響，深度每增加100米升高的溫度稱為地溫梯度。一般大陸為15℃/100M，海底為48℃/100M。,通過(guò)間接測(cè)算，越接近地心溫度的增加趨于緩慢,地下100KM約為1300℃1000KM約為2000℃2900KM約為2700℃地心溫度約為4000－6000℃,五、地球的彈性,地震是地下某一點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)，并通過(guò)地震波向四周傳播，造成各種破壞。因此說(shuō)明地球具有一定的彈性，地震波在不同介質(zhì)中傳播速度也不一樣。,地震測(cè)量法通過(guò)測(cè)定人工地震產(chǎn)生的地震波在地下傳播速度的變化情況，探測(cè)地下的礦產(chǎn)資源。,第四節(jié)地球的層圈構(gòu)造,一、地球的外部圈層構(gòu)造,（一）大氣圈,是地球的最外圈，由空氣、水氣和塵埃組成，對(duì)地表氣候分帶和生命活動(dòng)起著很大的作用。其底界為海、陸表面，沒(méi)有明顯的上界，為自然過(guò)渡到星際空間。,,1對(duì)流層大氣圈的下部，底界為海、陸表面～18KM高空。溫度主要來(lái)自地面輻射,隨著高度增加溫度降低由于溫度、濕度分布不均勻，大氣產(chǎn)生對(duì)流。是地球上風(fēng)云，雨雪、冰川等氣候現(xiàn)象以及各種外力地質(zhì)作用的發(fā)源地，對(duì)改變地表形態(tài)起著非常重要的作用。,1對(duì)流層,2平流層大氣為水平方向運(yùn)動(dòng),無(wú)天氣過(guò)程,是天高氣爽萬(wàn)里無(wú)云的寧?kù)o景色溫度隨高度增加增加,原因是臭氧層吸收太陽(yáng)中的紫外線3中間層4電離層暖層,5擴(kuò)散層大氣圈的最外層，地球引力極小，一部分大氣分子可逃逸到星際空間去。,（二）水圈,通常人們把地球表面上的海洋、河流、湖泊、冰川以及地下水等看成是一個(gè)包圍地球的連續(xù)水層，稱為水圈。,水在這樣不停的運(yùn)動(dòng)中，以各種方式對(duì)地面（或地下）巖石進(jìn)行破壞、改造，并且把破壞的物質(zhì)帶到另一些地方堆積下來(lái)，形成削高補(bǔ)低結(jié)果。,其物態(tài)有固、液、氣三種狀態(tài)。水體的形式有河、湖、海、冰川（蓋）水蒸氣、地下水等，并形成一個(gè)包裹著地球的完整圈層。地表上直接被液態(tài)水體覆蓋的區(qū)域占地表面積的3/4。在太陽(yáng)能、重力的作用下，使得水圈中的水體周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)，形成水循環(huán)。,水循環(huán)的方式有海洋與大陸間的循環(huán)；地表與地下間的循環(huán)；生物體與周圍空間的循環(huán)；水圈與大氣圈間的循環(huán)。,海水9741淡水259,（二）水圈,（三）生物圈,是生命活動(dòng)的地帶所構(gòu)成的連續(xù)圈層。生物從高等到低等，從動(dòng)物到植物，乃至細(xì)菌和微生物等生活于地球表面一定范圍的陸地、水體、土壤及空氣中，構(gòu)成了一個(gè)基本連續(xù)的圈層。目前已知的生物有近兩百萬(wàn)個(gè)種。生物的演化發(fā)展受控于自然環(huán)境的演化，通過(guò)地質(zhì)歷史時(shí)期生物化石的研究就可以知道地質(zhì)演化的歷史。,地球最深的鉆井11000米,風(fēng)化后露在地表的巖石其形成深度小于25000米,對(duì)地球內(nèi)部認(rèn)識(shí)來(lái)自物探資料地震波研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)地震波在地球內(nèi)部傳播速度和傳播形式的變化,地球內(nèi)部存在著地震波速度突變的若干界面，顯示了地球內(nèi)部物質(zhì)的差異，具有圈層狀構(gòu)造。,二、地球的內(nèi)部圈層構(gòu)造,（一）地球內(nèi)部地震波速度突變的主要界面,1莫霍面位于地表以下數(shù)公里40KM，縱波到達(dá)這一界面后，波速突然增加,由平均6－7KM/S，突升為81KM/S。大洋淺（平均8KM）、大陸深（平均33KM）。,是由南斯拉夫?qū)W者莫霍洛維奇（MOHOROVICIC）于1909年首先發(fā)現(xiàn)的，因此被稱為莫霍洛維奇面，簡(jiǎn)稱莫霍面。莫霍面之上為地殼、之下為地幔。,莫霍面,2古登堡面位于地下2900KM深度。橫波到這一界面就消失了，縱波波速降低。地核是液體以最早（1914年）研究這一界面的美國(guó)地球物理學(xué)家古登堡的名字命名。,古登堡面之上為地幔，之下為地核。,3內(nèi)核和外核界面位于地核內(nèi)部。表現(xiàn)為縱波速度由10KM/S突變?yōu)?1KM/S。由此而推斷地核分為的內(nèi)、外兩部分，內(nèi)核為固態(tài)，外核為液態(tài)。,MANTLE,CORE,,INNERCORE,4康拉德面位于地殼內(nèi)部。表現(xiàn)為縱波速度由6KM/S突變?yōu)?6KM/S。由此而推斷地殼分為密度不同的上、下兩層，上層為花崗巖層（硅鋁層），下層為玄武巖層（硅鎂層）。,,地殼是莫霍面以上的地球表層。其厚度變化在570KM之間。其中大陸地區(qū)厚度較大，平均約為33KM；大洋地區(qū)厚度較小，平均約8KM；總體的平均厚度約16KM。地殼物質(zhì)的密度一般為2629G/CM3。大陸地殼（上地殼）主要為富硅鋁的硅酸鹽礦物所組成，常稱為硅鋁層；大洋地殼（下地殼）主要為富硅鎂的硅酸鹽礦物所組成，常稱為硅鎂層，因其比重較大，主要分布洋底地殼或大陸地殼的下部。,二、地球的內(nèi)部圈層構(gòu)造,地幔莫霍面與古登堡面之間的一個(gè)巨厚圈層。其厚度約2850KM。平均密度為45G/CM3。根據(jù)次級(jí)界面可分為上地幔和下地幔。上地幔從莫霍面至地下1000KM，平均密度為35G/CM3，成分主要為含鐵鎂質(zhì)較多的超基性巖。在上地幔的上部100350KM存在一個(gè)由柔性物質(zhì)組成的圈層稱為軟流圈（地震波的低速帶）。此軟流圈之上的固態(tài)巖石圈層稱為巖石圈。下地幔地下1000KM至古登堡面之間，平均密度增大為51G/CM3，成分仍為含鐵鎂質(zhì)的超基性巖，但鐵質(zhì)的含量增加。,二、地球的內(nèi)部圈層構(gòu)造,地核古登堡面以下地心的一個(gè)球體。半徑為3480KM。地核的密度達(dá)998～125G/CM3。其成分以鐵鎳物質(zhì)為主．根據(jù)其狀態(tài)可分為外核和內(nèi)核。外核物態(tài)為液態(tài)，其成分除鐵鎳外，可能還有碳、硅和硫；內(nèi)核物態(tài)為固態(tài)，其成分為鐵鎳物質(zhì)。,二、地球的內(nèi)部圈層構(gòu)造,,,,地球內(nèi)部各層圈的特征,（二）,軟流圈上地幔中地震波變化復(fù)雜,在60400KM地震波速度降低,特別是在100150KM波速降低明顯,橫波不能通過(guò),說(shuō)明該帶物質(zhì)可能局部呈熔融狀態(tài),整體呈塑性狀態(tài)，超過(guò)400KM后波速又恢復(fù)正常稱該波速降低帶的低速帶為軟流圈受力后易于發(fā)生流動(dòng)，是巖漿的發(fā)源地。巖石圈固態(tài)的上地幔上部＋地殼；由巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖三大巖類組成。,,,巖石圈,,軟流圈,地殼,地殼,,上地幔上部（固態(tài)）,三、均衡原理,地勢(shì)的起伏同莫霍面的起伏呈鏡像關(guān)系。,其原理是，設(shè)想在地幔內(nèi)部很可能在軟流圈內(nèi)的某一深度上可以找到一個(gè)水平面，稱為補(bǔ)償基面。在此面的單位面積上所承受的上覆巖塊的總重量都相同。即是以此補(bǔ)償基面為準(zhǔn)，高山地區(qū)的地勢(shì)雖高，但其下部地幔的厚度小；大洋地區(qū)的地勢(shì)雖低，但其擁有的地幔厚度大，故兩處巖塊的總重量相等，從而能保持重力均衡。,這種均衡總是暫時(shí)的和相對(duì)的。因?yàn)楦咛幰讋兾g，低處被填平，以及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等因素都可能打破這種平衡。,了解地球的演化及其在宇宙中的位置；地球的形狀、大小及表面形態(tài)特征和外部圈層構(gòu)造；基本掌握內(nèi)部圈層構(gòu)造特征及地球的主要物理性質(zhì)。,學(xué)習(xí)重點(diǎn),重點(diǎn)是地球內(nèi)、外圈層構(gòu)造特征及內(nèi)部圈層劃分依據(jù)。,作業(yè),1海底地表形態(tài)怎樣劃分,每一個(gè)次級(jí)單元具有什么樣的特點(diǎn),本章學(xué)習(xí)要求,2地球外部有哪些圈層內(nèi)部又有哪些圈層內(nèi)部圈層主要是依據(jù)什么來(lái)劃分的,3陸殼與洋殼有何異同,

簡(jiǎn)介：（1）、對(duì)流層,,厚度平均11－13KM，赤道17－18KM，兩極8－9KM,氣溫由下向上是降溫的，大氣降溫率是650C/KM，對(duì)流層頂約830C,大氣運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈的對(duì)流,成分N2、O2、H2O、CO2等，含塵埃,氣象現(xiàn)象風(fēng)、霜、雨、雪、雹、霧等,質(zhì)量約占大氣圈質(zhì)量的75％,（2）平流層,高度從對(duì)流層頂?shù)?5KM,質(zhì)量幾乎占大氣圈質(zhì)量的25％,氣溫從下向上是升溫的，到平流層的頂溫度升到00C,大氣運(yùn)動(dòng)水平運(yùn)動(dòng),成分N2、O2、O3幾乎不含水蒸氣、塵埃存在數(shù)層臭氧層,無(wú)氣象現(xiàn)象,帶來(lái)的問(wèn)題是什么,平流層臭氧的損耗將導(dǎo)致地表紫外輻射的增強(qiáng)過(guò)度暴露于紫外線會(huì)導(dǎo)致皮膚灼傷皮膚癌抑制免疫系統(tǒng)人類患白內(nèi)障的危險(xiǎn)增加,（3）中間層,高度從平流層頂?shù)?0－90KM,氣溫從下向上是降溫的，到中間層的頂溫度降到800C,大氣運(yùn)動(dòng)對(duì)流運(yùn)動(dòng),存在電離層（D），反射無(wú)線電波,（4）暖層（電離層,熱層）,高度從中間層頂?shù)?00KM。,氣溫由下至上升溫，到300KM高空溫度達(dá)10000C。,存在多層的電離層（E、F、G）,（5）散逸層外大氣層,高度從暖層頂?shù)酵鈱涌臻g。,物質(zhì)多以原子、離子狀態(tài)存在。,是地球物質(zhì)向宇宙空間擴(kuò)散的部位。,2、大氣圈的物質(zhì)組成,大氣圈的總質(zhì)量5?1018KG（5萬(wàn)萬(wàn)億噸）大氣密度123?103G/CM3海平面、15OC,,氮，7809％氧，2094％氬，093其他，004％,主要成分,按體積計(jì)算,按質(zhì)量計(jì)算,氮，7551％氧，2315％氬，128％其他，006％,3、大氣環(huán)流,是指大氣大范圍的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。表現(xiàn)為不同時(shí)間尺度和空間尺度的大氣周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。,風(fēng),大氣的流動(dòng)形成了風(fēng)。風(fēng)是由于大氣不同部位的壓力差造成的，大氣環(huán)流的主要表現(xiàn)形式就是不同的“風(fēng)帶”,（二）水圈（HYDROSPHERE）,水圈就是地球表層的水體，其大部分聚集在海洋中，其余一部分以固體形式分布在兩極和高山地區(qū)，一部分分布在大陸上的河流、湖泊、沼澤及巖石、土壤的孔隙中，此外，在大氣和生物中也含有少量的水。這些水包圍著地球，構(gòu)成一個(gè)連續(xù)而又不規(guī)則的圈層，稱為水圈。,水體在太陽(yáng)的輻射能的驅(qū)動(dòng)下大量蒸發(fā)，以水蒸氣的形式進(jìn)入對(duì)流層，隨氣流帶到其它地方，在一定條件下凝結(jié)成雨、雪等降落在地面或海面。降落在地面的大氣降水在重力作用下沿地表和地下河流流回大海，這種海、陸水分之間的變換叫做水體循環(huán)。,從時(shí)間尺度上看，不同規(guī)模的循環(huán)所需的時(shí)間差別很大，一般是水循環(huán)的規(guī)模愈大所需的時(shí)間就愈長(zhǎng)。,三生物圈BIOSPHERE,生物圈是地球表層生命物質(zhì)組成的一個(gè)封閉圈層。生物圈的總質(zhì)量約為114800億T，其分布范圍可達(dá)大氣圈內(nèi)的10KM的高空中，深可到地表以下3KM深處和深海底部。所以，生物圈和其它兩個(gè)外圈的界線并不是截然分開的。生物在地球上分布雖然很廣，但大量的生物主要集中在地表和水圈中，特別是陽(yáng)光、空氣充足和溫暖潮濕的地區(qū)。,地表，甚至地下3KM，仍有微生物生物的出現(xiàn)在水、氣圈形成之后（地球年齡46億年，大量動(dòng)物7－8億年）,三個(gè)圈層在分布上是互相包容的、互相滲透的，三者沒(méi)有一定的界線或界面。生物來(lái)源于海洋，水圈是生物圈發(fā)展的基礎(chǔ)，生物圈不能離開水圈和大氣圈而單獨(dú)存在。,生物是外動(dòng)力地質(zhì)作用中比較活躍的因素。一方面自身作為動(dòng)力參于，另一方面間接改變環(huán)境CO2和O2含量影響外動(dòng)力地質(zhì)作用。,二、地球內(nèi)圈及其主要特征,地球內(nèi)部也是分為不同的圈層。即是，地球內(nèi)部物質(zhì)分布的圈層。,,借助其他手段推斷,人類對(duì)自然界的觀察,肉眼觀察,借助儀器觀察,,,,1849年英國(guó)科學(xué)家斯托克斯GHSTOKES證實(shí)地震時(shí)產(chǎn)生兩種彈性波，由地內(nèi)向外釋放能量。,地球內(nèi)部的透視,縱波縱波的速度快總是領(lǐng)先，又稱P波橫波橫波滯后，又稱S波,面波（在介質(zhì)表面?zhèn)鞑ィ?duì)固體地球表面的破壞最強(qiáng),體波（在物體內(nèi)部傳播）,各種彈性波的傳播速度不同,,透視地球內(nèi)部靠的是地震波，它們是迄今為止、僅有的能穿越地球內(nèi)部的旅行者。,,由震源所發(fā)出的P波與S波都應(yīng)該沿著直線傳播，傳播速度也應(yīng)該基本穩(wěn)定。可是，當(dāng)?shù)卣鸩ㄔ趶囊环N介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)折射或反射的現(xiàn)象。如果，地震波的傳播是沿著彎曲的路徑時(shí)，則表示沿途介質(zhì)的性質(zhì)在發(fā)生逐漸的改變。實(shí)際上，地震波在地球內(nèi)部的傳播，既是沿著曲線的路徑，又有突變的現(xiàn)象。,利用地震波特性分析地球內(nèi)部物性,根據(jù)兩種地震波在地球內(nèi)部的傳播速度及其變化情況，橫波在地球內(nèi)部2900KM處突然消失，而在4600KM深處又出現(xiàn)由縱波轉(zhuǎn)化成的橫波，說(shuō)明在2900～4600KM的深度范圍內(nèi)物質(zhì)呈液態(tài)。,地球內(nèi)部有7個(gè)顯著的地震波速不連續(xù)界面，其中有2個(gè)最明顯、也是最重要的地震波速度變化的界面。一是莫霍面，該界面是南斯拉夫地震學(xué)家莫霍洛維契奇于1909年發(fā)現(xiàn)的，是地殼和地幔的分界面，在大陸上其平均深度為33KM左右，在大洋底則為11～12KM；地震波穿越莫霍面時(shí)，波速突然增大，縱波由6～7KM／S突增至80KM／S。,根據(jù)兩種地震波在地球內(nèi)部的傳播速度及其變化情況，橫波在地球內(nèi)部2900KM處突然消失，而在4600KM深處又出現(xiàn)由縱波轉(zhuǎn)化成的橫波，說(shuō)明在2900～4600KM的深度范圍內(nèi)物質(zhì)呈液態(tài)。,另外一個(gè)界面就是古登堡面，它是美國(guó)地球物理學(xué)家古登堡于1914年提出來(lái)的，其深度為2898KM，是地幔和地核的分界面；地震波穿越該面時(shí)，波速突然降低，其中縱波速度由133KM／S突降為81KM／S；橫波速度則降為零，表明不能穿越，據(jù)此可以判斷古登堡面以下的地核的部分物質(zhì)是液態(tài)的。除莫霍面和古登堡面外，地球內(nèi)部還有一些次一級(jí)的地震界面，它們是進(jìn)一步劃分二級(jí)或三級(jí)圈層的依據(jù)。,一地殼CRUST,地殼即A層是固體地球內(nèi)圈最外的一個(gè)圈層，由各種巖石組成。其上部表面與大氣和水圈接觸，下界為莫霍面。其厚度變化在570KM之間。平均約為33KM，約占地球半徑的1/400，占地球總體積的155％，占地球總質(zhì)量的08％。地殼物質(zhì)的密度一般為2629G/CM3。地殼為固態(tài)巖石所組成，包括沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖三大巖類。,是地質(zhì)學(xué)研究的重點(diǎn),,一地殼CRUST,是地質(zhì)學(xué)研究的重點(diǎn),,?地殼厚度（深度）在大洋地區(qū)和大陸地區(qū)不同大陸區(qū)陸殼厚2070公里平均33KM大洋區(qū)洋殼厚510公厘平均7KM?康拉德界面僅存在于陸殼中（1925年發(fā)現(xiàn)），是次一級(jí)界面，深約10KM。界面之上，巖石平均密度267,花崗巖質(zhì)，稱硅鋁層SIAL界面之下，巖石平均密度29,玄武巖質(zhì),稱硅鎂層SIMG康拉德界面在橫向上是不連續(xù)界面,,,,,,,需要說(shuō)明的是大陸地殼和大洋地殼的分界線并不在海岸線處。雖然大陸架和大陸坡被海水淹沒(méi)，但就其地殼性質(zhì)來(lái)看仍然屬于大陸地殼，所以，大陸地殼和大洋地殼的分界線是在大陸坡腳處。,,二地幔MANTLE,地幔也叫中間層，即B、C、D層，位于莫霍面以下，古登堡面之上；是介于地殼和地核之間的一個(gè)圈層，厚度約2860多公里。占地球半徑的將近44％，體積為整個(gè)地球的833％，質(zhì)量為地球的678％。平均密度約45G／CM3。由于波速在984KM深度上突然增大，以此為界，將地幔分為上地幔B、C層和下地幔D層兩層。,,二地幔MANTLE,根據(jù)地震波速、密度和隕石等資料分析，認(rèn)為上地幔的密度在33G／CM3以上，平均為35G／CM3左右。據(jù)分析，該層物質(zhì)成分基本上相當(dāng)于含鐵、鎂很高的超基性巖。下地幔的密度較高，平均為51G／CM3。一般認(rèn)為其物質(zhì)成分仍是以鐵、鎂的硅酸鹽礦物為主，與上地幔并無(wú)多大的區(qū)別，但由于壓力增大，形成了一些晶體結(jié)構(gòu)更緊密的高密度礦物，因此，下地幔是由超基性巖的超高壓相礦物組成的。,在上地幔中60～400KM深度范圍內(nèi)，地震波的穿越速度下降，特別是在100～150KM的深度范圍內(nèi)降低最為明顯，橫波在此帶的部分地段不能通過(guò)，這說(shuō)明該帶的物質(zhì)可能局部呈熔融狀態(tài)，整體呈塑性狀態(tài)。超過(guò)400KM界線，波速又逐漸上升，恢復(fù)“正?！?，稱該地震波速降低的低速帶為軟流圈。把其上的由固體巖石組成的上地幔的一部分和地殼合稱為巖石圈。因此，巖石圈包括花崗質(zhì)巖層、玄武質(zhì)巖層和超基性巖層，它是地球的一個(gè)剛性外殼，“浮”在具塑性狀態(tài)的軟流圈之上。地質(zhì)學(xué)研究的各種地質(zhì)作用幾乎全發(fā)生在巖石圈中。,,三地核CORE,地核是古登堡面以下直到地心的地球中心球狀體。半徑約3473KM，它占地球總體積的163％，總質(zhì)量的32％。根據(jù)地震波速度的變化情況，以4640KM和5155KM深度兩個(gè)界面為界，將地核分為外核、過(guò)渡層和內(nèi)核三個(gè)次級(jí)圈層。外核厚度為1742KM，平均密度約105G／CM3，由于縱波波速在此急劇降低，且橫波不能通過(guò)，證明外核是由液態(tài)物質(zhì)組成。,,三地核CORE,地核是古登堡面以下直到地心的地球中心球狀體。半徑約3473KM，它占地球總體積的163％，總質(zhì)量的32％。根據(jù)地震波速度的變化情況，以4640KM和5155KM深度兩個(gè)界面為界，將地核分為外核、過(guò)渡層和內(nèi)核三個(gè)次級(jí)圈層。過(guò)渡層厚度只有515KM，這一層波速變化復(fù)雜，并已測(cè)到速度不大的橫波，可能是由液態(tài)向固態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變的一個(gè)圈層，稱為過(guò)渡層。,,三地核CORE,地核是古登堡面以下直到地心的地球中心球狀體。半徑約3473KM，它占地球總體積的163％，總質(zhì)量的32％。根據(jù)地震波速度的變化情況，以4640KM和5155KM深度兩個(gè)界面為界，將地核分為外核、過(guò)渡層和內(nèi)核三個(gè)次級(jí)圈層。內(nèi)核厚度為1216KM，平均密度130G／CM3左右?？v波和橫波都能穿過(guò)，所測(cè)到的橫波是由縱波轉(zhuǎn)化而來(lái)。所以，內(nèi)核是由固態(tài)物質(zhì)組成的。,,三地核CORE,地核是古登堡面以下直到地心的地球中心球狀體。半徑約3473KM，它占地球總體積的163％，總質(zhì)量的32％。根據(jù)地震波速度的變化情況，以4640KM和5155KM深度兩個(gè)界面為界，將地核分為外核、過(guò)渡層和內(nèi)核三個(gè)次級(jí)圈層。根據(jù)與隕石資料的對(duì)比，一般認(rèn)為地核的成分相當(dāng)于鐵隕石，即含鐵量80％，含鎳量為5～20％。外核中還混有一些輕元素，如硫和硅等。,第四節(jié)地質(zhì)作用概述,地殼是地球的最外圈層，也是人類了解最多的部分，自形成以來(lái)其表面形態(tài)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分無(wú)時(shí)無(wú)刻不在變化和發(fā)展，這些變化和發(fā)展有的速度快而強(qiáng)烈，易為人們察覺，如地震，火山噴發(fā)等；有的卻十分緩慢不易被發(fā)現(xiàn)，如山脈的上升、海底擴(kuò)張等。促使這變化，發(fā)展的動(dòng)力，都是自然動(dòng)力。這些過(guò)程就是地質(zhì)作用過(guò)程。,,?內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用由于地球內(nèi)部能源（自轉(zhuǎn)能，重力能，放射性元素蛻變產(chǎn)生的熱能等），在地殼深處產(chǎn)生的動(dòng)力，作用于整個(gè)地殼（包括地表和深處）的作用。?外動(dòng)力地質(zhì)作用大氣、水和生物在太陽(yáng)輻射能、日月引力能及地球重力能的影響下產(chǎn)生的動(dòng)力，作用于地殼表層的各種作用。,各種地質(zhì)作用（內(nèi)、外）一方面不斷形成新的物質(zhì)成分（礦、巖）、地質(zhì)構(gòu)造和地表形態(tài)。另一方面又不斷破壞原有的物質(zhì)成分（礦、巖），地質(zhì)構(gòu)造和地表形態(tài)。破壞建設(shè)再破壞再建設(shè)循環(huán)反復(fù)促使地殼不斷變化和發(fā)展?！舻刭|(zhì)作用由自然動(dòng)力促使地殼（巖石圈）的物質(zhì)組成，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和地表形態(tài)變化和發(fā)展的作用。自然動(dòng)力根據(jù)其能量來(lái)源分為內(nèi)動(dòng)力（內(nèi)生動(dòng)力，內(nèi)營(yíng)力）外動(dòng)力（外生動(dòng)力、外營(yíng)力）,各種地質(zhì)作用（內(nèi)、外）一方面不斷形成新的物質(zhì)成分（礦、巖）、地質(zhì)構(gòu)造和地表形態(tài)。另一方面又不斷破壞原有的物質(zhì)成分（礦、巖），地質(zhì)構(gòu)造和地表形態(tài)。破壞建設(shè)再破壞再建設(shè)循環(huán)反復(fù)促使地殼不斷變化和發(fā)展。,研究和闡明各種地質(zhì)作用的過(guò)程、規(guī)律是地質(zhì)學(xué)的基本內(nèi)容,

簡(jiǎn)介：第四節(jié)河流的沉積作用,MADEBYFENGKUN,,1河流沉積的物質(zhì)稱為沖積物（ALLUVIUM）2具有下列基本特征分選性較好磨圓度較好成層性明顯由碎屑物組成韻律性清楚具有波痕交錯(cuò)層等原始沉積構(gòu)造,一般來(lái)說(shuō)河流上游及河源地帶，侵蝕作用強(qiáng)烈，是支流及其碎屑物質(zhì)的匯集地帶，沉積作用不強(qiáng)，河谷中只有粗大的沙礫的暫時(shí)堆積。河流的中下游河段，河道平緩彎曲度較大是河流的主要沉積場(chǎng)所之一，最常見的沉積地形是心灘和河漫灘。,心灘（CHANNELBAR）及其沉積物特征,心灘形成由于河床剖面形態(tài)多不規(guī)則，水流往往被河床地貌兩股或數(shù)股主流線，水流成對(duì)稱雙向環(huán)流。在河底受兩股相向的底流作用的地段，泥沙在那里沉積逐漸形成心灘。由于河流多在心灘上游端分叉，在下游端匯合，因此河床心灘上游端多遭侵蝕，而兩端和下游則不斷堆積增長(zhǎng),心灘沉積物特征,心灘保留的沉積物通常是水流難以帶走的粗粒滯留沉積物，頂部則是洪水期的細(xì)粒物質(zhì)。,心灘的遷移,在辮狀河中，由于河道寬，水流和心灘的側(cè)向移動(dòng)迅速。一次洪水來(lái)臨時(shí)可能把原來(lái)心灘的位置變?yōu)楹拥馈＿@種現(xiàn)象在山區(qū)和上游的辮狀河最為常見。河流不斷改道心灘迅速遷移。,河漫灘及其沖積物的特征,河漫灘的形成曲流沙壩－－＞天然堤－－＞河漫灘（細(xì)粒砂）（粉砂粘土）,,,河漫灘沉積剖面具有二元結(jié)構(gòu),上層粉砂、粘土－－＞沙粒、礪石－－＞,,43三角洲及其沖積物特征,河流入?？诳梢孕纬扇侵藁蚝涌跒?。1河口灣當(dāng)潮汐能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于河流水動(dòng)力能量時(shí)，或者河流輸沙量小或砂泥比小。2三角洲河口區(qū)河床縱坡降及其平緩，以及海水頂托，流水分散的影響，使河口區(qū)成為河流最主要的沉積場(chǎng)所，而形成的陸上和水下的連續(xù)巨大的沉積體。,,三角洲的形成過(guò)程隨著河流進(jìn)入河口地區(qū)，河床縱坡降減緩，河道展寬，水流分散，加上海水的頂托，河水流速大減，大量的碎屑物在河口堆積，當(dāng)河流攜帶到河口區(qū)的碎屑物質(zhì)數(shù)量超過(guò)河流和海洋在河口區(qū)沖刷轉(zhuǎn)移碎屑時(shí)，河流首先在河口附近堆積，形成水下淺灘，淺灘進(jìn)一步增長(zhǎng)，形成河口壩，河口吧迫使河流分流在分流河口又形成兩個(gè)新的淺灘，淺灘進(jìn)一步形成新的河口壩，如此反復(fù)河口區(qū)不斷向海推進(jìn)，使水下堆積體不斷淤高形成陸上沙洲最后在河口區(qū)形成一個(gè)頂端向內(nèi)陸弧形朝海的三角形堆積體稱為三角洲。,三角洲形成過(guò)程,淺灘－＞河口壩－＞新的淺灘－＞新的河口壩|∨三角洲＜－陸上沙洲,三角洲分帶1三角洲平原帶2三角洲前緣帶3前三角洲帶,,三角洲分類1高建設(shè)性三角洲（河流作用為主）（1）朵狀三角洲（2）鳥足狀三角洲2高破壞性三角洲（1）浪控三角洲（波浪作用為主）（2）潮控三角洲（潮汐作用為主）,鳥足狀三角洲,此類河口均為弱潮河口，河流作用占主導(dǎo)地位。河流分為若干分流入海，各分流河口泥沙迅速堆積。特點(diǎn)岸線十分曲折，整個(gè)三角洲呈鳥足狀。典型的為美國(guó)密西西比河三角洲看下圖,美國(guó)密西西比河三角洲,朵狀三角洲,河流作用扔居相對(duì)優(yōu)勢(shì)，但海洋作用相對(duì)也較強(qiáng)。特點(diǎn)三角洲呈朵葉狀，指狀河道沙向?yàn)I外過(guò)渡為長(zhǎng)條狀潮流脊?fàn)钌?，反?yīng)岸線較為平直，沿岸發(fā)育有較大沙堤。,浪控三角洲,波浪強(qiáng)度大于河流水動(dòng)力能量或大致相等。這類三角洲雖有河流堆積所形成的向海凸出的弧狀堆積體，但波浪作用使供給三角洲前緣的沉積物發(fā)生再分配。特點(diǎn)三角洲前緣被塑造成圓滑形狀的海灘沙壩，沿海有連續(xù)的沙堤或堡島。海岸基本上為沙堤或堡島所封閉。典型的是尼羅河如下圖,,尼羅河三角洲,潮控三角洲,在潮汐作用較強(qiáng)的地區(qū)，三角洲的形態(tài)主要受潮流作用的控制。特點(diǎn)一些分流河口多成喇叭狀，有落潮流所帶出的泥沙在口門外的海底堆積，成為與落潮流大致平行的長(zhǎng)條形沙壩，即潮沙壩。潮沙脊從分流河口呈放射狀分布。,

簡(jiǎn)介：普通地質(zhì)學(xué),主講人陶曉風(fēng)成都理工大學(xué)地質(zhì)教研室,第七章巖漿作用,巖漿及巖漿作用的概念火山作用巖漿侵入作用巖漿的演化,,第七章巖漿作用,第一節(jié)巖漿及巖漿作用的概念,,巖漿是形成于地下深處，以硅酸鹽為主和揮發(fā)組分的一種高溫熔融物質(zhì)。巖漿的類型通常根據(jù)巖漿中SIO2含量將其分為四類超基性巖漿SIO2＜45％、基性巖漿SIO24552％、中性巖漿SIO25265％、酸性巖漿SIO2＞65％。巖漿的溫度700L300℃。酸性巖漿溫度較低，一般為700900℃，超基性和基性巖漿溫度較高，一般為L(zhǎng)000L300℃，中性巖漿則介于二者之間。巖漿的粘度其粘度主要取決于SIO2的含量和溫度。SIO2含量越高，粘度也越大，不易流動(dòng)；巖漿的溫度越高，則粘度越小，越易流動(dòng)。因此，酸性巖漿不易流動(dòng)；而超基性和基性巖漿溫度容易流動(dòng)。,第七章巖漿作用,第一節(jié)巖漿及巖漿作用的概念,,巖漿作用巖漿的運(yùn)移、對(duì)流、演化、冷卻直至最后冷凝成巖的全過(guò)程巖漿巖巖漿冷凝形成的巖石。,巖漿的活動(dòng)方式,侵入作用巖漿由地下深處運(yùn)移至地下淺處并冷凝成巖的作用所形成的巖石，稱為侵入巖,噴出作用（火山活動(dòng)）巖漿噴出地表的作用過(guò)程。噴出地表的巖漿冷凝后形成的巖石，稱為噴出巖或火山巖。,,第七章巖漿作用,第二節(jié)火山作用,,火山噴發(fā)是一種極為壯觀而又令人生畏的自然現(xiàn)象，自古以來(lái)就給人們留下極其深刻的印象?！盎鹕健币辉~源于羅馬神話中火神所居住的一座噴火冒煙的山武爾卡諾VULCANO的名稱。,第七章巖漿作用,第二節(jié)火山作用,火山噴出物的類型,,固態(tài)噴出物火山的固態(tài)噴出物稱為火山碎屑物。按大小分為火山塊（彈）100MM、火山礫（餅）1002MM、火山灰2MM。,液態(tài)噴出物火山的液態(tài)噴出物就是熔融狀態(tài)的熔巖（漿），熔巖主要成分為硅酸鹽根據(jù)熔漿中SIO2含量將其分為基性熔漿SIO24552％、中性熔漿SIO25265％、酸性熔漿SIO2＞65％。,氣態(tài)噴出物主要為水蒸氣，其次為CO2、N2、SO2、CO、H2、F2、S2、CL2,第七章巖漿作用,第二節(jié)火山作用,按噴發(fā)途徑分類,,中心式火山噴發(fā)巖漿沿筒狀的火山口噴出地表。也稱點(diǎn)狀噴發(fā)。,裂隙式火山噴發(fā)巖漿沿大斷裂噴出地表。也稱線狀噴發(fā)。,熔透式火山噴發(fā)巖漿熔透頂部巖石，而溢出地表。也稱面狀噴發(fā)。,火山噴發(fā)的方式,第七章巖漿作用,根據(jù)爆發(fā)程度中心式火山分為,,交替式火山噴發(fā)以寧?kù)o式和猛烈式交替出現(xiàn)的火山噴發(fā)，并形成由冷凝熔巖和火山碎屑物互層的層狀火山錐。,猛烈式火山噴發(fā)噴出物中氣態(tài)和固態(tài)物較多，噴發(fā)時(shí)發(fā)生猛烈爆炸。噴出物主要為粘度大、溫度低、不易流動(dòng)的酸性熔巖?；鹕娇诟浇淠啥妇幕鹕藉F，稱巖穹錐。,寧?kù)o式火山噴發(fā)火山噴出物主要為熔漿液態(tài)，噴發(fā)時(shí)無(wú)猛烈爆炸。熔漿成分主要是粘度小、溫度高的基性熔漿。常形成坡度平緩的盾形火山錐。,第七章巖漿作用,寧?kù)o式火山噴發(fā)火山噴出物主要為熔漿液態(tài)，噴發(fā)時(shí)無(wú)猛烈爆炸。熔漿成分主要是粘度小、溫度高的基性熔漿。常形成坡度平緩的盾形火山錐。,第七章巖漿作用,寧?kù)o式火山噴發(fā)火山噴出物主要為熔漿液態(tài)，噴發(fā)時(shí)無(wú)猛烈爆炸。熔漿成分主要是粘度小、溫度高的基性熔漿。常形成坡度平緩的盾形火山錐。,第七章巖漿作用,根據(jù)爆發(fā)程度中心式火山分為,,交替式火山噴發(fā)以寧?kù)o式和猛烈式交替出現(xiàn)的火山噴發(fā)，并形成由冷凝熔巖和火山碎屑物互層的層狀火山錐。,猛烈式火山噴發(fā)噴出物中氣態(tài)和固態(tài)物較多，噴發(fā)時(shí)發(fā)生猛烈爆炸。噴出物主要為粘度大、溫度低、不易流動(dòng)的酸性熔巖。火山口附近冷凝成陡峻的火山錐，稱巖穹錐。,寧?kù)o式火山噴發(fā)火山噴出物主要為熔漿液態(tài)，噴發(fā)時(shí)無(wú)猛烈爆炸。熔漿成分主要是粘度小、溫度高的基性熔漿。常形成坡度平緩的盾形火山錐。,,第七章巖漿作用,,猛烈式火山噴發(fā)噴出物中氣態(tài)和固態(tài)物較多，噴發(fā)時(shí)發(fā)生猛烈爆炸。噴出物主要為粘度大、溫度低、不易流動(dòng)的酸性熔巖?；鹕娇诟浇淠啥妇幕鹕藉F，稱巖穹錐。,第七章巖漿作用,,猛烈式火山噴發(fā)噴出物中氣態(tài)和固態(tài)物較多，噴發(fā)時(shí)發(fā)生猛烈爆炸。噴出物主要為粘度大、溫度低、不易流動(dòng)的酸性熔巖。火山口附近冷凝成陡峻的火山錐，稱巖穹錐。,第七章巖漿作用,根據(jù)爆發(fā)程度中心式火山分為,,交替式火山噴發(fā)以寧?kù)o式和猛烈式交替出現(xiàn)的火山噴發(fā)，并形成由冷凝熔巖和火山碎屑物互層的層狀火山錐。,猛烈式火山噴發(fā)噴出物中氣態(tài)和固態(tài)物較多，噴發(fā)時(shí)發(fā)生猛烈爆炸。噴出物主要為粘度大、溫度低、不易流動(dòng)的酸性熔巖?；鹕娇诟浇淠啥妇幕鹕藉F，稱巖穹錐。,寧?kù)o式火山噴發(fā)火山噴出物主要為熔漿液態(tài)，噴發(fā)時(shí)無(wú)猛烈爆炸。熔漿成分主要是粘度小、溫度高的基性熔漿。常形成坡度平緩的盾形火山錐。,,第七章巖漿作用,,交替式火山噴發(fā)以寧?kù)o式和猛烈式交替出現(xiàn)的火山噴發(fā)，并形成由冷凝熔巖和火山碎屑物互層的層狀火山錐。,第七章巖漿作用,,交替式火山噴發(fā)以寧?kù)o式和猛烈式交替出現(xiàn)的火山噴發(fā)，并形成由冷凝熔巖和火山碎屑物互層的層狀火山錐。,第七章巖漿作用,火山的危害,,火山氣體,第七章巖漿作用,火山的危害,,火山塵埃、煙霧、水蒸汽遮天避日影響氣候,第七章巖漿作用,火山的危害,,第七章巖漿作用,火山的危害,,火山的危害,,公元79年8月24日意大利維蘇威火山爆發(fā)，掩埋了兩座城市，造成了巨大的悲劇。這是被火山灰吞沒(méi)的人們。,火山淹沒(méi)城市、村莊，毀壞森林,火山給人類帶來(lái)益處,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)火山爆發(fā)對(duì)自然景觀的影響十分深遠(yuǎn)。土地是世界最寶貴的資源，因?yàn)樗茉杏龈鞣N植物來(lái)供養(yǎng)萬(wàn)物。如果火山爆發(fā)能給農(nóng)田蓋上不到20厘米厚的火山灰，對(duì)農(nóng)民來(lái)說(shuō)可真是喜從天降，因?yàn)檫@些火山灰富含養(yǎng)分能使土地更肥沃。旅游療養(yǎng)火山噴發(fā)（特別是寧?kù)o式火山），還可以馬上招來(lái)游客；經(jīng)常噴發(fā)的火山，更多成為旅游勝地。世界上許多火山溫泉區(qū)的泥漿水與硫磺水能治療哮喘與皮膚病。地?zé)崾菑牡叵麻_發(fā)出來(lái)的熱量。地?zé)崮苡糜诎l(fā)電在冰島，地?zé)嵴既珖?guó)能源生產(chǎn)的５％。礦產(chǎn)資源人們?cè)诠爬系幕鹕街車l(fā)現(xiàn)了大量有開采價(jià)值的金屬礦床。在智利火山口周圍有銅、黃金等礦床。火山也伴生銀、鐵、鉛、錫、鋅、鈾和鉬等礦床。在印度尼西亞，人們把８０千克重的硫磺。,第七章巖漿作用,火山成因,,板塊擴(kuò)張作用,第七章巖漿作用,火山成因,,板塊擴(kuò)張作用,第七章巖漿作用,火山成因,,板塊擠壓作用,第七章巖漿作用,火山成因,,板塊擠壓作用,第七章巖漿作用,火山成因,,板塊擠壓作用,火山的空間分布規(guī)律和發(fā)展規(guī)律,全球有400多座活火山，主要分布在太平洋四周，其次在地中海及大西洋中脊上?；鹕綆c地震帶在空間上重合。,,火山帶,空間上的帶狀分布,環(huán)太平洋火山帶地中海印度尼西亞火山帶洋脊火山帶,火山帶,,火山活動(dòng)的歷史發(fā)展特征,,古生代以前以發(fā)育熔透式火山噴發(fā)為特征。2古生代新生代（第三紀(jì)）以發(fā)育裂隙式火山噴發(fā)為特征。3第四紀(jì)以發(fā)育中心式火山噴發(fā)為特征。,第七章巖漿作用,第三節(jié)巖漿侵入作用,巖漿的侵入作用巖漿在侵位和運(yùn)移過(guò)程中，巖漿自身的演化直至冷凝成巖石（侵入巖）的全部過(guò)程。,第三節(jié)巖漿侵入作用,一、巖漿侵入方式及其產(chǎn)物（1）以機(jī)械力擠入圍巖處于高壓狀態(tài)下的巖漿，向上運(yùn)移到地殼明顯部位時(shí)，以其巨大的膨脹力沿著圍巖層理和巖石中的裂隙、斷裂等薄弱部分?jǐn)D入圍巖，并占據(jù)一定空間，同時(shí)將熱力傳給圍巖，然后冷卻凝固形成各種不同形態(tài)和產(chǎn)狀的侵入巖體。,第七章巖漿作用,一、巖漿侵入方式及其產(chǎn)物（1）以機(jī)械力擠入圍巖,侵入巖的產(chǎn)狀侵入巖體在空間產(chǎn)出狀態(tài)。機(jī)械力擠入圍巖的侵入方式多發(fā)生在距地表淺處，統(tǒng)稱淺成侵入，形成的巖體稱淺成侵入體。據(jù)其產(chǎn)狀形態(tài)可分為如下類型巖床、巖盤（蓋）巖墻,第七章巖漿作用,一、巖漿侵入方式及其產(chǎn)物（2）以熱力熔化圍巖,巖漿侵入到地殼的過(guò)程中，由于溫度很高，熱量散失少，可以以其極高的溫度熔化圍巖同時(shí)也由于一定的機(jī)械力擠壓而占據(jù)一定的空間，然后逐漸冷卻凝固而形成侵入巖體。它們的規(guī)模較大，其產(chǎn)出狀態(tài)多為巖基和巖株。,第三節(jié)巖漿侵入作用,二、侵入巖特征侵入巖是巖漿在侵入地殼的過(guò)程中逐漸冷凝形成的巖石，四周被圍巖所包繞封閉，其熱量散失較慢，在較高溫度和壓力條件下，巖漿通過(guò)緩慢冷凝結(jié)晶而最終形成侵入巖。礦物的結(jié)晶程度一般都較高，結(jié)晶的顆粒也較大，巖石都呈表現(xiàn)為全晶質(zhì)粒狀結(jié)構(gòu)。在整體上呈塊狀，無(wú)氣孔和流紋狀構(gòu)造。,花崗巖,閃長(zhǎng)巖,第七章巖漿作用三、侵入巖體與圍巖的接觸關(guān)系,,侵入巖體與圍巖的接觸關(guān)系,,侵入接觸又稱熱接觸，是由熾熱的巖漿侵入圍巖后，冷凝成巖漿岔體而形成的一種接觸關(guān)系。,沉積接觸又稱冷接觸，是巖漿在地下冷凝成巖，經(jīng)地殼上升，并遭受風(fēng)化剝蝕而出露地表后，其上在地殼下降時(shí)又沉積了新的巖層所形成的一種接觸關(guān)系。,斷層接觸是侵入巖體形成后，由于地殼運(yùn)動(dòng)引起巖石斷裂、位移，致使侵入巖體與圍巖以斷層相接觸。,Γ,Γ,Γ,O,K,T,T,K,T,P,第七章巖漿作用,第四節(jié)巖漿的演化,巖漿分異作用及同化作用巖漿在向上運(yùn)移和冷卻過(guò)程中，由于重力作用或物理、化學(xué)條件的影響，使成分比較均一的巖漿分異為幾種成分不同的巖漿，并進(jìn)而冷凝而成為各種不同的巖漿巖，這種過(guò)程就稱為巖漿分異作用。巖漿中熔點(diǎn)較高的、富含鐵鎂的硅酸鹽礦物（如橄欖石、輝石、角閃石、黑云母等）優(yōu)先結(jié)晶，它們?cè)趲r體邊部的含量較高；而熔點(diǎn)較低的、鋁硅酸鹽礦物（如鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英等）后結(jié)晶，則在巖體上部與中央部分相對(duì)集中些。,第七章巖漿作用,第四節(jié)巖漿的演化,巖漿的分異作用,,液態(tài)分異作用成分復(fù)雜的巖漿，隨著外部物化環(huán)境的變化，使之分離成互不混熔的兩種或兩種以上的巖漿。,固態(tài)分異作用又叫分離結(jié)晶作用，由于巖漿中各種組分結(jié)晶的溫度不同，隨著溫度的逐漸降低，各種組分依此結(jié)晶，使巖漿成分發(fā)生變化。橄欖石?輝石?角閃石?黒云母?鉀長(zhǎng)石?石英,氣態(tài)分異作用由于巖漿中的揮發(fā)組分的遷移或富集，使巖漿成分發(fā)生變化。,第七章巖漿作用,第四節(jié)巖漿的演化,玄武巖漿結(jié)晶（固態(tài)）分異模式（鮑文反應(yīng)系列）,第七章巖漿作用,第四節(jié)巖漿的演化,巖漿同化及混染作用巖漿利用較高的溫度局部熔化周圍巖石，或者以其較高的流體壓力沖破圍巖的阻擋而向上侵位，使圍巖破碎并落入巖漿體內(nèi)，使其逐漸趨向于變成巖漿體的一部分。這種作用可稱為同化作用。與此同時(shí)，由于巖漿不斷熔化各種圍巖的結(jié)果，巖漿本身的成分也發(fā)生了“混染”。這種作用就稱之為混染作用。,火山地貌小結(jié),常見的火山地貌火山錐、火山口、火山口湖、火山喉管（也稱火山頸）熔巖流和熔巖被。,火山地貌小結(jié),中心式火山噴發(fā)形成的地形常呈錐狀，稱為火山錐。,火山地貌小結(jié),在火山錐的頂部常有低洼的部位，略呈圓形，邊緣很陡，火山物質(zhì)由此噴出，稱為火山口。,火山地貌小結(jié),火山噴發(fā)停止后，火山口積水就成為火山口湖。,火山地貌小結(jié),與火山口相連的巖漿通道叫火山喉管（也稱火山頸）。,火山地貌小結(jié),基性火山噴發(fā)形成的地形為熔巖流和熔巖被,火山地貌小結(jié),基性火山噴發(fā)形成的地形為熔巖流和熔巖被。,火山地貌小結(jié),基性火山噴發(fā)形成的地形為熔巖流和熔巖被。,火山地貌小結(jié),基性火山噴發(fā)形成的地形為熔巖流和熔巖被。,

簡(jiǎn)介：應(yīng)用第四紀(jì)地質(zhì)學(xué),人類活動(dòng)的地域主要在地球表層的陸地部分，它的特性、資源、環(huán)境特點(diǎn)影響和制約了人類生活、生產(chǎn)和社會(huì)的發(fā)展，合理地利用這部分地域是確保人類生存的必要條件。,一、應(yīng)用第四紀(jì)地質(zhì)的基本概念及研究?jī)?nèi)容,1應(yīng)用第四紀(jì)地質(zhì)的概念應(yīng)用第四紀(jì)地質(zhì)是指利用科學(xué)有效的方法，主要是應(yīng)用地質(zhì)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)及其他相關(guān)學(xué)科的理論和方法，研究第四紀(jì)地質(zhì)環(huán)境的基本特性、功能和演變規(guī)律及其與人類活動(dòng)之間相互作用、相互制約的關(guān)系。研究對(duì)象人類社會(huì)與地球表層環(huán)境,2應(yīng)用第四紀(jì)地質(zhì)研究的主要內(nèi)容,全球變化與未來(lái)環(huán)境研究第四紀(jì)區(qū)域環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題研究資源開發(fā)與環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的研究地質(zhì)災(zāi)害研究與防治城市環(huán)境地質(zhì)研究重大工程建設(shè)的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題醫(yī)學(xué)環(huán)境地質(zhì)研究第四紀(jì)生態(tài)環(huán)境地質(zhì)研究現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在應(yīng)用第四紀(jì)地質(zhì)中的應(yīng)用研究,二、工程建設(shè)與第四紀(jì)地質(zhì),第四紀(jì)地質(zhì)工程把第四紀(jì)環(huán)境作為某項(xiàng)具體工程的建筑環(huán)境地面沉降問(wèn)題松散第四紀(jì)地層中過(guò)渡開采地下水或新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所致第四紀(jì)工程地質(zhì)評(píng)價(jià)在實(shí)施較大工程中，第四紀(jì)工程地質(zhì)評(píng)價(jià)是重要的基礎(chǔ)前提,三、農(nóng)業(yè)與第四紀(jì)地質(zhì),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有區(qū)域性特點(diǎn)地質(zhì)背景是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的地理因素是第四紀(jì)環(huán)境學(xué)必須關(guān)注的問(wèn)題土壤侵蝕土地沙化,1國(guó)外農(nóng)業(yè)地質(zhì)發(fā)展簡(jiǎn)況,農(nóng)業(yè)地質(zhì)（AGROGEOLOGY）一詞最早是19世紀(jì)中葉德國(guó)地質(zhì)學(xué)家法魯（FAFELLOW）和李?；舴遥‵VRICHTHOFEN）提出的，簡(jiǎn)單應(yīng)用于解釋土壤的形成關(guān)系；1916年劍橋大學(xué)RASTALL出版了農(nóng)業(yè)地質(zhì)；1946年美國(guó)EMEISON出版農(nóng)業(yè)地質(zhì)學(xué)；20世紀(jì)50年代后，環(huán)境地質(zhì)學(xué)逐漸興起，相當(dāng)多的農(nóng)業(yè)地質(zhì)問(wèn)題被列作環(huán)境地質(zhì)范疇。。。,2國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)地質(zhì)研究進(jìn)展,農(nóng)田供水水文地質(zhì)勘察與鹽堿地改良工作農(nóng)用巖礦的利用與開發(fā)區(qū)域農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、評(píng)價(jià)與區(qū)劃名優(yōu)特農(nóng)林作物的農(nóng)業(yè)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查,3第四紀(jì)地質(zhì)與農(nóng)業(yè)的關(guān)系,巖石是組成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)巖石提供了各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)巖石是決定農(nóng)業(yè)利用的主要因素地質(zhì)條件是農(nóng)業(yè)科學(xué)規(guī)劃、農(nóng)作物布局的重要依據(jù),4我國(guó)農(nóng)業(yè)地質(zhì)發(fā)展趨勢(shì),當(dāng)前，我國(guó)農(nóng)業(yè)總的趨勢(shì)是主要農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)數(shù)量不足、特別是“入世”以后，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)亟待調(diào)整；農(nóng)業(yè)國(guó)土資源利用水平有待提高；農(nóng)業(yè)及農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境建設(shè)的矛盾突出。關(guān)注農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，是當(dāng)今我國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)地質(zhì)發(fā)展的一大亮點(diǎn),5應(yīng)用第四紀(jì)地質(zhì)綜合服務(wù)領(lǐng)域,土地資源及其合理利用編制圖件糧食、林果基地建設(shè)，其規(guī)模與合理布局，在很大程度上受制于當(dāng)?shù)氐牡谒募o(jì)環(huán)境影響農(nóng)業(yè)綜合發(fā)展及合理布局農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng),四、人體健康與第四紀(jì)地質(zhì),地質(zhì)地貌對(duì)表生環(huán)境中元素的影響人類活動(dòng)對(duì)原生地球化學(xué)環(huán)境的影響原生地球化學(xué)環(huán)境異常與人體健康人體健康與氣候環(huán)境疫災(zāi),五、第四紀(jì)礦產(chǎn)與第四紀(jì)地質(zhì),構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在第四紀(jì)演變中對(duì)礦產(chǎn)資源的控制作用沉積型、風(fēng)化型、火山型、熱液型新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)前第四紀(jì)資源的改造與破壞新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)自然資源利用的限制,六、地貌景觀與旅游地質(zhì),1、地貌景觀的類型山岳地貌景觀水體和流水地貌景觀巖溶地貌景觀鳳成地貌景觀海岸地貌景觀丹霞地貌景觀冰川地貌景觀火山地貌景觀,2地貌景觀資源與旅游學(xué)的發(fā)展,豐富人們的生活重要的旅游資源理想的地學(xué)科研基地,3、旅游地質(zhì)可持續(xù)發(fā)展的新途徑地質(zhì)公園,

簡(jiǎn)介：儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué),油氣,儲(chǔ)層,,,★碎屑巖★碳酸鹽巖★其他巖類,,▲形成▲演化▲微觀特征▲空間展布▲地質(zhì)模型,,儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué),儲(chǔ)層評(píng)價(jià)技術(shù),碎屑巖儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué),儲(chǔ)層形成儲(chǔ)層演化微觀特征空間展布儲(chǔ)層地質(zhì)模型儲(chǔ)層對(duì)油氣運(yùn)聚、驅(qū)替的控制作用,儲(chǔ)層形成,儲(chǔ)層演化,儲(chǔ)層微觀特征,儲(chǔ)層空間展布,儲(chǔ)層地質(zhì)模型,儲(chǔ)層對(duì)油氣運(yùn)聚、驅(qū)替的控制作用,,,,,,一、儲(chǔ)集層的形成,沖積形成環(huán)境、類型、微相劃分、儲(chǔ)集相帶、各微相物性河流形成環(huán)境、類型、微相劃分、儲(chǔ)集相帶、各微相物性湖泊三角洲形成環(huán)境、類型、微相劃分、儲(chǔ)集相帶、各微相物性扇三角洲形成環(huán)境、類型、微相劃分、儲(chǔ)集相帶、各微相物性水下沖積扇形成環(huán)境、類型、微相劃分、儲(chǔ)集相帶、各微相物性濱淺湖形成環(huán)境、類型、微相劃分、儲(chǔ)集相帶、各微相物性深半深湖濁積扇形成環(huán)境、類型、微相劃分、儲(chǔ)集相帶、各微相物性深半深湖重力流水道形成環(huán)境、類型、微相劃分、儲(chǔ)集相帶、各微相物性風(fēng)成形成環(huán)境、類型、微相劃分、儲(chǔ)集相帶、各微相物性,（一）、沖積環(huán)境,形成環(huán)境干旱半干旱，山間河流出山口進(jìn)入沖積平原,坡度突然變緩,流速驟減,水流分散類型旱地扇濕地扇微相劃分扇根扇頂,扇頭,近端,近基主水道泥,砂,礫混雜泥石流漫流沉積扇中辮狀河泥石流沉積扇端扇緣,遠(yuǎn)端洪水漫流砂,粉沙,泥沉積儲(chǔ)集相帶物性特征一般較差,難以成為儲(chǔ)層泥,砂,礫混雜分選差濕地扇稍好因泥石流不發(fā)育,泥少,河流發(fā)育孔隙度幾滲透率幾幾十MD孔隙結(jié)構(gòu)由于巖石結(jié)構(gòu)為典型的復(fù)模態(tài)泥砂礫,孔喉分布為多峰多個(gè)總體,非均質(zhì)性極復(fù)雜,（二）、河流環(huán)境,形成環(huán)境半干旱半潮濕潮濕,沖積扇辮狀河進(jìn)入沖積平原變?yōu)槌Ｄ旰恿黝愋颓ё税賾B(tài),多種多樣順直河,辮狀河,曲流河,網(wǎng)狀河微相劃分河道滯留沉積,心灘,邊灘,河道填積溢岸沉積漫灘天然堤,決口扇,泛濫平原順直河河道填積為主,漫灘不發(fā)育辮狀河心灘發(fā)育,河道不固定,改道明顯,漫灘不發(fā)育,缺乏二元結(jié)構(gòu)曲流河邊灘為主,漫灘發(fā)育具典型的二元結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀河固定心灘儲(chǔ)集相帶物性特征一般較好，尤其是河道相孔隙度1020滲透率幾十幾百M(fèi)D,（三）、湖泊環(huán)境,湖泊劃分按構(gòu)造分?jǐn)嘞莺晗莺吹乩矸纸：?，?nèi)陸湖按鹽度分淡水湖，咸水湖，鹽湖按水深分砂體類型水下沖積扇扇三角洲三角洲濱淺湖半深湖深湖,1、水下沖積扇,形成環(huán)境山間河流直接入湖在水下（淺湖）中形成沖積扇微相劃分扇根主水道扇中分流水道，分流水道間，遠(yuǎn)端扇端儲(chǔ)集相帶物性特征,2、扇三角洲（沖積扇三角洲，缺河流）,A、靠山型扇三角洲（沖積扇三角洲平原相（缺/不發(fā)育）三角洲前緣）形成環(huán)境山間河流形成沖積扇，入湖形成三角洲微相劃分三角洲平原分流河道，分流河道間，河道溢岸三角洲前緣水下分流河道，分流河道間，河口壩，遠(yuǎn)砂壩，席狀砂前三角洲儲(chǔ)集相帶物性特征,B、靠扇型扇三角洲（沖積扇三角洲平原相三角洲前緣）形成環(huán)境山間河流形成沖積扇，入湖形成三角洲微相劃分三角洲平原分流河道，分流河道間，河道溢岸三角洲前緣水下分流河道，分流河道間，河口壩，遠(yuǎn)砂壩，席狀砂前三角洲儲(chǔ)集相帶物性特征,A、辮狀河三角洲（短程河三角洲）形成環(huán)境沖積扇辮狀河三角洲微相劃分三角洲平原分流河道，分流河道間，河道溢岸三角洲前緣水下分流河道，分流河道間，河口壩，遠(yuǎn)砂壩，席狀砂前三角洲儲(chǔ)集相帶物性特征,3、三角洲,B、正常三角洲（長(zhǎng)程河三角洲）形成環(huán)境沖積扇辮狀河曲流河三角洲微相劃分三角洲平原分流河道，分流河道間，河道溢岸三角洲前緣水下分流河道，分流河道間，河口壩，遠(yuǎn)砂壩，席狀砂前三角洲儲(chǔ)集相帶物性特征,4、濱淺湖,形成環(huán)境濱淺湖地區(qū)類型砂灘，砂壩物性差中等（因粒度細(xì)）,5、半深湖深湖,A、濁積扇（1）、近岸濁積扇；陡坡（2）、遠(yuǎn)岸濁積扇緩坡水道供給水下沖積扇前緣滑塌三角洲前緣滑塌B、重力流水道（1）、軸向重力流水道（2）、拐彎型重力流水道,（四）、風(fēng)成環(huán)境,二、儲(chǔ)集層的演化,1、成巖作用（1）成巖演化壓實(shí)機(jī)械（高巖屑）顆粒定向，移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)彎曲變形；緊密接觸；線接觸；鑲嵌接觸；假雜基；破裂等化學(xué)（高石英）壓溶膠結(jié)粘土泥晶方解石石英次生加大亮晶方解石泥晶白云石石英次生加大長(zhǎng)石次生加大鐵方解石鐵白云石沸石溶蝕長(zhǎng)石、巖屑；碳酸鹽；硫酸鹽交代碳酸鹽交代長(zhǎng)石、巖屑、石英（2）構(gòu)造演化碳酸鹽巖2、成巖階段劃分（1）早成巖AB（2）晚成巖ABC3、孔隙演化,三、儲(chǔ)集層的微觀特征,巖石學(xué)特征成分、粒度、分選、圓度、雜基含量、膠結(jié)類型儲(chǔ)集空間類型按大小分；按成因分；按成因結(jié)構(gòu)分儲(chǔ)集空間中的喉道縮小型；縮頸型；彎曲或彎曲偏狀型；管束狀型物性特征孔隙度（總孔隙度、有效孔隙度、有效流動(dòng)孔隙度）滲透率（絕對(duì)滲透率、有效滲透率、相對(duì)滲透率）孔隙結(jié)構(gòu)孔隙特征大小、形態(tài)、分布喉道特征大小、形態(tài)、分布孔吼連通性孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)孔隙結(jié)構(gòu)分類孔隙結(jié)構(gòu)與儲(chǔ)集性能物性控制因素沉積條件成分、粒度、分選、圓度、雜基含量、膠結(jié)類型成巖作用膠結(jié)、溶蝕、壓實(shí),四、儲(chǔ)層非均質(zhì)性,儲(chǔ)層非均質(zhì)分類PETIJIOHN1973WEBER1986HALDORSON1983裘亦楠1992熊琦華1997儲(chǔ)層非均質(zhì)表征層間非均質(zhì)性平面非均質(zhì)性層內(nèi)非均質(zhì)性微觀非均質(zhì)性非均質(zhì)性與油田開發(fā),五、儲(chǔ)層空間展布,平面展布席狀土豆?fàn)顜钚瑤顦渲畈灰?guī)則狀縱向展布透鏡狀板狀楔狀不規(guī)則狀,六、儲(chǔ)層地質(zhì)模型,儲(chǔ)層地質(zhì)模型分類按開發(fā)階段及模型精度分概念模型；靜態(tài)模型；預(yù)測(cè)模型按儲(chǔ)層表征內(nèi)容分儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)模型（千層餅狀模型；拼合板狀模型；迷宮狀模型）流動(dòng)單元模型參數(shù)預(yù)測(cè)模型按儲(chǔ)層規(guī)模分油藏規(guī)模砂層組規(guī)模單砂層規(guī)?？紫兑?guī)模儲(chǔ)層建模確定性建模建模方法；建模步驟隨機(jī)建模建模方法；建模步驟,,,,七、儲(chǔ)層對(duì)油氣運(yùn)聚驅(qū)替的控制作用,孔隙微觀特征與油氣二次運(yùn)移孔隙微觀特征與油氣聚集孔隙結(jié)構(gòu)與驅(qū)油效率孔隙結(jié)構(gòu)與剩余油分布,1、重力流發(fā)育層位及平面位置2、重力流儲(chǔ)層物性特征及含油氣性3、重力流沉積砂體預(yù)測(cè)方法4、整體研究思路5、巖心觀察及各類重力流沉積特征6、各地區(qū)各類型測(cè)井相模式7、未取心井段重力流沉積類型識(shí)別8、重力流砂層厚度計(jì)算9、重力流類型平面組合分析10、古地形恢復(fù)11、砂體厚度追蹤12、搬運(yùn)方向和堆積場(chǎng)所分析13、砂體平面展布預(yù)測(cè)14、重力流砂體發(fā)育規(guī)律,研究實(shí)例一重力流儲(chǔ)層預(yù)測(cè)遼河油田西部凹陷重力流沉積砂體預(yù)測(cè),1、儲(chǔ)層巖石學(xué)特征及儲(chǔ)集巖類型2、儲(chǔ)集空間類型原生；次生3、儲(chǔ)層成巖作用壓實(shí)；膠結(jié)；溶解4、成巖序次與孔隙演化5、成巖階段劃分早成巖A,B、晚成巖A,研究實(shí)例二儲(chǔ)層演化分析準(zhǔn)葛爾盆地東部阜東斜坡侏羅系儲(chǔ)層成巖演化、儲(chǔ)層特征與次生孔隙預(yù)測(cè),1、儲(chǔ)層特征孔隙度滲透率孔隙結(jié)構(gòu)2、物性影響因素定性；定量,1、縱向預(yù)測(cè)孔滲深關(guān)系孔滲長(zhǎng)石,碳酸鹽溶蝕2、平面預(yù)測(cè)成巖分區(qū)沉積相儲(chǔ)層埋深,成巖作用與孔隙演化,物性特征及其影響因素,次生孔隙預(yù)測(cè),,,,,,一、成巖作用與孔隙演化,1、儲(chǔ)層巖石學(xué)特征巖屑砂巖長(zhǎng)石巖屑砂巖,巖屑長(zhǎng)石砂巖2、儲(chǔ)集巖類型礫巖礫狀砂巖含礫砂巖粗砂巖中砂巖細(xì)砂巖粉砂巖3、儲(chǔ)集空間類型原生；次生4、儲(chǔ)層成巖作用壓實(shí)膠結(jié)粘土,石英長(zhǎng)石,碳酸鹽,高嶺石溶解長(zhǎng)石,碳酸鹽5、成巖序次與孔隙演化6、成巖階段劃分早成巖A,B、晚成巖A,二、物性特征及其影響因素,1、物性特征孔隙度；滲透率；孔隙結(jié)構(gòu)；孔滲關(guān)系全區(qū)不同地區(qū)不同層位不同巖石類型2、物性影響因素定性沉積相,粒度壓實(shí)膠結(jié)溶解定量,三、次生孔隙預(yù)測(cè),1、縱向預(yù)測(cè)孔滲深度關(guān)系孔滲長(zhǎng)石溶蝕關(guān)系碳酸鹽溶蝕關(guān)系高嶺石膠結(jié)關(guān)系2、平面預(yù)測(cè)成巖分區(qū)沉積相儲(chǔ)層埋深,1、儲(chǔ)層巖石學(xué)特征2、儲(chǔ)集空間類型原生；次生3、儲(chǔ)層物性特征孔隙度、滲透率、孔滲關(guān)系4、儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)研究方法、孔隙特征、喉道特征、影響滲透率的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)5、根據(jù)物性參數(shù)預(yù)測(cè)孔隙結(jié)構(gòu)6、物性影響因素沉積相、壓實(shí)、膠結(jié)、溶解7、儲(chǔ)層非均質(zhì)性微觀（物性，孔隙結(jié)構(gòu)）、宏觀8、儲(chǔ)層分類與綜合評(píng)價(jià),研究實(shí)例三儲(chǔ)層微觀特征研究遼河油田新開地區(qū)儲(chǔ)層微觀特征研究,

簡(jiǎn)介：第五講多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)（MPG）基本原理與應(yīng)用,多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的提出多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理應(yīng)用實(shí)例問(wèn)題與展望,一多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的提出,1多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)是相對(duì)于傳統(tǒng)的兩點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)而言的。,傳統(tǒng)的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)在儲(chǔ)層建模中主要應(yīng)用于兩大方面其一,應(yīng)用各種克里金方法建立確定性的模型．其二,應(yīng)用各種隨機(jī)建模的方法建立可選的、等可能的地質(zhì)模型,這類方法主要有高斯模擬如序貫高斯模擬、截?cái)喔咚鼓M、指示模擬如序貫指示模擬等。上述方法的共同特點(diǎn)是空間賦值單元為象元即網(wǎng)格,故在儲(chǔ)層建模領(lǐng)域?qū)⑵錃w屬為基于象元的方法。這些方法均以變差函數(shù)為工具,亦可將其歸屬為基于變差函數(shù)的方法。變差函數(shù)是傳統(tǒng)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中研究地質(zhì)變量空間相關(guān)性的重要工具。然而,變差函數(shù)只能把握空間上兩點(diǎn)之間的相關(guān)性,亦即在二階平穩(wěn)或本征假設(shè)的前提下空間上任意兩點(diǎn)之間的相關(guān)性,因而難于表征復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)和再現(xiàn)復(fù)雜目標(biāo)的幾何形態(tài)如彎曲河道．,,,,河道的3種不同的空間結(jié)構(gòu)圖A,B,C在橫向上東西方向，圖D和縱向上南北方向，圖E的變差函數(shù)十分相似，這說(shuō)明應(yīng)用變差函數(shù)不能區(qū)分這3種不同的空間結(jié)構(gòu)及幾何形態(tài)。因此，基于變差函數(shù)的傳統(tǒng)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)插值和模擬方法難于精確表征具有復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)和幾何形態(tài)的地質(zhì)體。,鑒于傳統(tǒng)的基于變差函數(shù)的隨機(jī)建模方法和基于目標(biāo)的隨機(jī)建模方法存在的不足,多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)運(yùn)而生。在多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中,（1）應(yīng)用“訓(xùn)練圖像”代替變差函數(shù)表達(dá)地質(zhì)變量的空間結(jié)構(gòu)性,因而可克服傳統(tǒng)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)不能再現(xiàn)目標(biāo)幾何形態(tài)的不足。（2）方法兼具基于目標(biāo)與基于像元的兩種算法的優(yōu)點(diǎn)，即仍然以象元為模擬單元,而且采用序貫算法非迭代算法,因而很容易忠實(shí)硬數(shù)據(jù),并具有快速的特點(diǎn),故克服了基于目標(biāo)的隨機(jī)模擬算法的不足。,,,,多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)著重表達(dá)多點(diǎn)之間的相關(guān)性?！岸帱c(diǎn)”的集合則用一個(gè)新的概念，即數(shù)據(jù)事件DATAEVENT來(lái)表述。圖A為一個(gè)五點(diǎn)構(gòu)形的數(shù)據(jù)事件，由一個(gè)中心點(diǎn)和四個(gè)向量及數(shù)值組成。圖B為一個(gè)反映河道黑色與河道間白色分布的訓(xùn)練圖像。一個(gè)給定的數(shù)據(jù)事件的概率則可通過(guò)應(yīng)用該數(shù)據(jù)事件對(duì)訓(xùn)練圖像進(jìn)行掃描來(lái)獲取。,二多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理,多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)首先引入一訓(xùn)練圖像,通過(guò)在訓(xùn)練圖像中尋找與待估點(diǎn)內(nèi)條件數(shù)據(jù)分布完全相同的事件的個(gè)數(shù)來(lái)確定概率分布,因此它可以反映出多個(gè)位置的聯(lián)合變異性。,與傳統(tǒng)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)隨機(jī)模擬的主要區(qū)別,主要區(qū)別在于未取樣點(diǎn)處條件概率分布函數(shù)的求取方法不同傳統(tǒng)的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)如序貫指示模擬SIS通過(guò)變差函數(shù)分析并應(yīng)用克里金方法求取條件概率分布函數(shù)MPG如SNESIM算法應(yīng)用多點(diǎn)數(shù)據(jù)樣板掃描訓(xùn)練圖像以構(gòu)建搜索樹并從搜索樹中求取條件概率分布函數(shù),例如,計(jì)算圖1A中U點(diǎn)的概率時(shí),相應(yīng)的條件數(shù)據(jù)場(chǎng)DN{ZU1,ZU2,ZU3,ZU4}其基本方法首先要在訓(xùn)練圖像B中尋找與圖A中數(shù)據(jù)分布完全相同的事件的個(gè)數(shù),即要在訓(xùn)練圖像中找出與圖A幾何完全相同的區(qū)域,同時(shí)在該區(qū)域中相同的位置處ZU1,ZU2,ZU3,ZU4的值完全相同在訓(xùn)練圖像中一共找到4個(gè)既能滿足條件數(shù)據(jù)U1,U2,U3,U4數(shù)值,同時(shí)又能滿足它們分空間幾何形狀的事件,在這4個(gè)事件中,3個(gè)事件的U點(diǎn)的值為0,只有1個(gè)事件中U點(diǎn)值為1,因此U點(diǎn)巖相為1的條件概率為P{U1|DN}1/4,而P{U0|DN}3/4,這樣便可求出了U點(diǎn)的條件概率,這一方法不僅考慮了區(qū)域內(nèi)條件數(shù)據(jù)的值,而且也考慮了條件數(shù)據(jù)的幾何形狀而兩點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)只是依靠ZU1,ZU2,ZU3,ZU4的值及各點(diǎn)與U點(diǎn)距離通過(guò)求解克里格方程組來(lái)確定U點(diǎn)的概率,并沒(méi)有考慮DN的幾何形狀和各條件數(shù)據(jù)的配位關(guān)系,STREBELLEANDJOURNEL2001提出了SNESIM模擬算法,利用該算法可以快速、靈活地模擬巖相分布該方法的具體步驟為1利用非條件模擬建立三維訓(xùn)練圖像2定義通過(guò)所有待估結(jié)點(diǎn)的隨機(jī)路徑3對(duì)隨機(jī)路徑中的任意待估點(diǎn)L1,2,,L①定義查找范圍內(nèi)的條件數(shù)據(jù)②保留鄰區(qū)的數(shù)據(jù)點(diǎn)③在訓(xùn)練圖像中尋找與該區(qū)域內(nèi)條件數(shù)據(jù)完全相同的事件,計(jì)算該點(diǎn)巖相的分布概率④由MONTOCARLO法得到位置處的一個(gè)模擬值⑤將模擬結(jié)果歸入條件指示數(shù)據(jù)集中4重復(fù)上一步模擬,直到所有的點(diǎn)全被模擬訓(xùn)練圖像既可以通過(guò)非條件模擬如布爾模擬方法求出,也可以通過(guò)該地區(qū)的地質(zhì)露頭資料分析得出,多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的建模方法,三應(yīng)用實(shí)例,開發(fā)中后期的砂巖油藏儲(chǔ)層參數(shù)模擬模擬區(qū)域選擇我國(guó)東部某砂巖油藏第15小層,在該層一共有64口井,測(cè)井資料解釋結(jié)果表明有26口井鉆遇砂體,另外38口井鉆遇泥巖,砂體比例為40對(duì)巖相進(jìn)行編碼,砂巖為1,泥巖為0右圖為井位分布圖。,采用SNESIM方法模擬砂體的分布,首先建立訓(xùn)練圖像,運(yùn)用布爾模擬方法,把砂體比例40輸入,為保證訓(xùn)練圖像數(shù)據(jù)充足,網(wǎng)格劃分為2502501,一共由62500個(gè)模擬數(shù)據(jù)組成。右圖為布爾模擬結(jié)果,,把條件數(shù)據(jù)和布爾模擬生成的訓(xùn)練圖像,輸入到SNESIM模擬算法中進(jìn)行模擬根據(jù)該區(qū)域的特點(diǎn),橢圓最大搜索半徑選為300M,搜索半徑內(nèi)最多的條件數(shù)據(jù)設(shè)為30,搜索主方向選擇物源方向，得到該層的砂泥巖分布如右圖,模擬結(jié)果分析它很好地滿足了條件數(shù)據(jù),即在各井點(diǎn)處的模擬結(jié)果與數(shù)據(jù)相一致,這表明該方法為條件模擬同時(shí),模擬的砂體展布方向和趨勢(shì)與依靠地質(zhì)經(jīng)驗(yàn)手工繪制的砂體展布圖下圖比較吻合,在模擬的左下角與左上角砂體的展布與手工勾繪的幾乎完全一致。該方法在局部區(qū)域表現(xiàn)出砂體展布的非均質(zhì)性和不確定性,與手工勾畫砂體展布的平滑而唯一的表現(xiàn)是具有一定差別的,它充分體現(xiàn)了砂體局部的變異性和非均質(zhì)性,四國(guó)內(nèi)外研究狀況,多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展迄今只有十多年的研究歷史,而真正作為一種可實(shí)用的隨機(jī)建模方法則是STREBELLEANDJOURNEL2001提出訓(xùn)練樹的概念及SNESIM算法之后。多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)隨機(jī)建模方法尚需在以下幾方面進(jìn)行深入的研究。,1訓(xùn)練圖像平穩(wěn)性問(wèn)題任何空間統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)均要求平穩(wěn)假設(shè)。在二點(diǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)中,要求二階平穩(wěn)或內(nèi)蘊(yùn)假設(shè),即協(xié)方差或變差函數(shù)與空間具體位置無(wú)關(guān)而與矢量距離有關(guān)。同樣,在多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)中,要求訓(xùn)練圖像平穩(wěn),即訓(xùn)練圖像內(nèi)目標(biāo)體的幾何構(gòu)型及目標(biāo)形態(tài)在全區(qū)基本不變,不存在明顯趨勢(shì)或局部的明顯變異性。ZHANG2002提出了一個(gè)幾何變換的方法,即通過(guò)旋轉(zhuǎn)和比例壓縮將非平穩(wěn)訓(xùn)練圖像變?yōu)槠椒€(wěn)訓(xùn)練圖像,并建立多個(gè)訓(xùn)練圖像以獲取未取樣點(diǎn)條件概率分布函數(shù)。但是,這一方法仍是一種簡(jiǎn)單化的解決途徑,可以解決具有明顯趨勢(shì)而且用少量定量指標(biāo)如方向和壓縮比例能夠表達(dá)的非平穩(wěn)性,而對(duì)于無(wú)規(guī)律的局部明顯變異性,尚需要更為有效的解決方案。,2目標(biāo)體連續(xù)性問(wèn)題目前的SNESIM算法為一序貫?zāi)M算法,每個(gè)未取樣點(diǎn)僅訪問(wèn)一次,已模擬值則“凍結(jié)”為硬數(shù)據(jù)。這一方法雖然保證快速且易忠實(shí)硬數(shù)據(jù),但可能導(dǎo)致目標(biāo)體的非連續(xù)性。APARTANDCAERS2003提出了一個(gè)型式PATTERN模擬的算法,稱為SIMPAT算法,通過(guò)對(duì)訓(xùn)練圖像數(shù)據(jù)事件進(jìn)行分類、多重網(wǎng)格模擬時(shí)不“傳遞”硬數(shù)據(jù)而“傳遞”概率值、同時(shí)模擬一個(gè)數(shù)據(jù)樣板內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)等措施,在一定程度上改進(jìn)了目標(biāo)體不連續(xù)的問(wèn)題。,

簡(jiǎn)介：第四章隨機(jī)模擬（條件模擬）,估計(jì)和模擬,用克立格法來(lái)估值雖然有不少優(yōu)點(diǎn)，但也有缺點(diǎn)，即它有圓滑修勻效應(yīng)。若用克立格估值的離散方差來(lái)估計(jì)真實(shí)品位的離散方差，則估計(jì)往往偏小。而在編制采礦計(jì)劃中很需要了解各種礦石特征如品位或礦化厚度等）真實(shí)值的離散方差，叫其波動(dòng)性大小。怎樣才能更好地估計(jì)礦石特征真實(shí)值的離散方差呢?條件模擬的方法來(lái)重現(xiàn)真實(shí)值的離散方差。因?yàn)?，用條件模擬方法得出的模擬值不但能保持與ZX的數(shù)學(xué)期望、方差和分布函數(shù)一樣，而且還能保持協(xié)方差函數(shù)或變差函數(shù)一樣，同時(shí)在各實(shí)測(cè)點(diǎn)處的模擬位還等于該點(diǎn)的實(shí)測(cè)值。但是，如果要用模擬值來(lái)估計(jì)其一點(diǎn)處的品位值或礦體厚度則是不好的，模擬值不是最優(yōu)的估計(jì)值，因?yàn)槠涔烙?jì)方差太大?？肆⒏窆乐登€平均地說(shuō)更接近于真實(shí)曲線，條件模擬曲線卻較好地再現(xiàn)真實(shí)曲線的被動(dòng)性。用克立格法來(lái)估計(jì)，用條件模擬來(lái)重現(xiàn)波動(dòng)性，二者結(jié)合起來(lái)，體現(xiàn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的全部威力。,傳統(tǒng)模擬與地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)模擬,傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)模擬要求偽隨機(jī)數(shù)服從一定的概率分布，具有相同的數(shù)學(xué)期望與方差。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)模擬除上述要求外，還要保持一定的的空間自相關(guān)性，即保持與實(shí)際數(shù)據(jù)有相同的協(xié)力差函數(shù)或變差函數(shù)。這是因?yàn)閰^(qū)域化變量不僅有隨機(jī)性的一面，而且還有空間結(jié)構(gòu)性的一面。保持上述性質(zhì)的模擬在地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中稱為非條件模擬。如果再增加一個(gè)條件，要求在各觀測(cè)點(diǎn)處的模擬值均等于該點(diǎn)處的實(shí)例值。這時(shí)的模擬就稱為條件模擬。,地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)條件模擬,條件模擬是地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)里特有的內(nèi)容，可說(shuō)是一種新的蒙特卡洛法。它比起傳統(tǒng)的蒙特卡洛模擬有以下幾個(gè)特點(diǎn)1它能保持變量的空間自相關(guān)函數(shù)即指協(xié)方差圖數(shù)或變差函數(shù)不變，因而更適用于區(qū)域化變量的模擬；（2它能使觀測(cè)點(diǎn)處的模擬恒等于實(shí)測(cè)值，因而，觀測(cè)點(diǎn)越多，則模擬就越接近客觀實(shí)際；條件模擬在地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中占有一個(gè)很重要的位置，它與克立格估計(jì)配合使用，可以解決地質(zhì)、石油、礦業(yè)中的許多實(shí)際問(wèn)題。,條件模擬的基本原理和方法,設(shè)ZX為滿足二階平穩(wěn)假設(shè)的區(qū)域化變量，EZXM，并存在協(xié)方差函數(shù)CH及變差函數(shù)ΓH。要想求ZX的條件模擬ZSCX，就是要找出與ZX同構(gòu)的區(qū)域化變量ZSCX的一個(gè)現(xiàn)實(shí)，且在實(shí)測(cè)點(diǎn)XA上模擬值等于實(shí)測(cè)值，即ZSCXAZXA注所謂ZSCX與ZX同構(gòu)，是指它們有相同的數(shù)學(xué)期望和相同的分布直方圖或頻率密度曲線，以及相同的CH或ΓH。,如何求得條件模擬ZSCX的計(jì)算公式呢需要引入克立格估值和非條件模擬ZS（X）,ZX在任一點(diǎn)X處的真實(shí)值ZX可表為其克立格估值與其誤差之和，即ZXZKXZXZKXZKXRX其中誤差RX是未知的?？梢宰C明（略），只要用一個(gè)與此誤差同構(gòu)且獨(dú)立的非條件模擬的克立格誤差ZSXZSKX來(lái)代替上述未知克立格誤差ZXZKX,就可得到條件模擬ZCSX的計(jì)算公式ZSCXZKXZSXZSKX,,線性地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)（王仁鐸等）,一旦生成了非條件模擬，就可在有數(shù)據(jù)的位置處進(jìn)行采樣，再用它們進(jìn)行克里格內(nèi)插估值，進(jìn)而比較內(nèi)插結(jié)果與非條件模擬的差異，該差異加上根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插后的結(jié)果就是一個(gè)條件模擬。它不僅具有正確的空間變異性，而且正好也忠實(shí)于觀察的實(shí)際值。,隨機(jī)建模和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理、方法和實(shí)例研究,ESE方法（估計(jì)加模擬誤差法）用于模擬孔隙度的例子,該例中，非條件模擬是由白噪的加權(quán)滑動(dòng)平均生成的。,隨機(jī)建模和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理、方法和實(shí)例研究,地統(tǒng)插值,地統(tǒng)插值,,,條件模擬計(jì)算公式的另一種比較實(shí)用的表示法由于ZSX與ZX有相同的變差函數(shù)，且求克立格估值ZSKX與ZKX時(shí)數(shù)據(jù)構(gòu)形又相同，故其克立格方程組也一樣。方程組的解也一樣，即有相同的權(quán)系數(shù)ΛA，A1,2,，N。于是因此，要計(jì)算條件模擬ZSC（X），先要求出一個(gè)非條件模擬值ZSX，再對(duì)實(shí)測(cè)點(diǎn)XA上的差值ZXAZSXA，A1,2,,N進(jìn)行克里格估計(jì)，最后再把這二者相加，即可得ZSC（X）。該公式比較更為簡(jiǎn)單、實(shí)用，可減少一次解克立格方程組的運(yùn)算。,線性地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)（王仁鐸等）,常見的隨機(jī)模擬方法,序貫?zāi)MSEQUENTIALSIMULATIONSEQUENTIALGAUSSIANSIMULATIONSEQUENTIALINDICATORSIMULATIONGAUSSIANTRUNCATEDSIMULATIONSEQUENTIALINDICATORSIMULATION布爾模擬BOOLEANSIMULATION估計(jì)加模擬誤差ESE轉(zhuǎn)向帶模擬分形模擬模擬退火SIMULATEDANNEALING概率場(chǎng)模擬PROBABILITYFIELDSIMULATIONLU矩陣分解模擬LUSIMULATION迭代方法混合方法蒙特卡洛法MONTECARLODRAWING,隨機(jī)建模和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理、方法和實(shí)例研究,序貫?zāi)M,序貫?zāi)M框架,所有的“序貫”方法都采用下圖所示的基本算法1隨機(jī)地選擇一個(gè)還沒(méi)有模擬值的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)。2估計(jì)該處的局部條件概率分布LCPD。3從局部條件概率分布中隨機(jī)地抽取一個(gè)數(shù)值。4使剛模擬的數(shù)值也作為條件化數(shù)據(jù)。5重復(fù)步驟1～4，直到所有的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)模擬值為止。,隨機(jī)建模和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理、方法和實(shí)例研究,各種序貫方法之間的主要區(qū)別在于估計(jì)局部條件概率分布的方式任何一個(gè)能夠生成局部條件概率分布估計(jì)量的方法都可以作為序貫?zāi)M的基礎(chǔ)。例如，多元高斯克里格可以產(chǎn)生局部條件概率分布的估計(jì)量，它是通過(guò)假設(shè)該估計(jì)量服從經(jīng)典的鐘形正態(tài)分布來(lái)估計(jì)其均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如果將多元高斯克里格方法用于序貫?zāi)M方法中，則該算法通常稱之為序貫高斯模擬（下圖）。又如，指示克里格也可以用于估計(jì)局部條件概率分布，采用這種方法時(shí)就不用對(duì)分布形態(tài)作任何假設(shè)，它通過(guò)直接估計(jì)小于一系列門檻值的概率或直接估計(jì)屬于一系列離散區(qū)間的概率等來(lái)估計(jì)其局部條件概率分布。若將該方法用于序貫?zāi)M，則該算法通常稱之為序貫指示模擬。,,,,,,,,,,,,名義型變量的序貫指示模擬,,,,,,,,,,,,,,,孔隙度序貫高斯模擬,,,,,,,,,數(shù)據(jù)綜合的模擬退火法,砂、泥巖模型的退火程序該模型的凈毛比為70％，泥巖平均長(zhǎng)度為60M，平均厚度為10M。,模擬退火法示意圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,END,

簡(jiǎn)介：第二章地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論基礎(chǔ),一、隨機(jī)場(chǎng)與區(qū)域化變量1．定義以空間點(diǎn)X的三個(gè)直角坐標(biāo)XU,XV,XW為自變量的隨機(jī)場(chǎng)ZXU,XV,XW）ZX）稱為一個(gè)區(qū)域化變量。區(qū)域化變量具有兩重性觀測(cè)前，將ZX）看作隨機(jī)場(chǎng)；觀測(cè)后，將ZX）看作一個(gè)普通的三元實(shí)值函數(shù)。即空間點(diǎn)函數(shù)，一次觀測(cè)后，就得到它的一個(gè)實(shí)現(xiàn)ZX。,第一節(jié)區(qū)域化變量的理論,2功能能同時(shí)反映地質(zhì)變量的結(jié)構(gòu)性與隨機(jī)性。①當(dāng)空間點(diǎn)X固定后，ZX）即為一個(gè)隨機(jī)變量；②X與XH兩點(diǎn)處的ZX）具有某種程度的相關(guān)性（因隨機(jī)場(chǎng)有相關(guān)函數(shù)R（X，XH））即為一個(gè)隨機(jī)變量；3物理學(xué)或地質(zhì)學(xué)特征①空間局限性；②不同程度的連續(xù)性；③不同類型的各向異性。,1協(xié)方差函數(shù)若ZX）是隨機(jī)場(chǎng)，在空間兩點(diǎn)X和XH處兩個(gè)隨機(jī)變量ZX）和Z（XH）的二階中心混合矩稱為隨機(jī)場(chǎng)的ZX）自協(xié)方差函數(shù)，簡(jiǎn)稱協(xié)方差函數(shù)。一般地講，它是依賴于點(diǎn)X和向量H的函數(shù)。特殊地當(dāng)H0時(shí)，就等于方差函數(shù)當(dāng)其不依賴于X時(shí)簡(jiǎn)稱方差，故有,二、協(xié)方差函數(shù)與變差函數(shù),基本公式,,在二維、三維情況下定義時(shí)，以一維變差函數(shù)為基礎(chǔ)，需考慮各向異性，結(jié)構(gòu)套合等問(wèn)題。當(dāng)R（X，H）與X的取值無(wú)關(guān)時(shí)，R（X，H）只依賴與H（滯后、間隔、步長(zhǎng)），則可將R（X，H）寫成R（H），此時(shí)以H為橫坐標(biāo)，R（H）為縱坐標(biāo)作出圖形謂之變差圖。,問(wèn)題由數(shù)理統(tǒng)計(jì)知要估計(jì)變差函數(shù)值就要估計(jì)數(shù)學(xué)期望值這必須有若干對(duì)Z（X）和Z（XH）的值才可通過(guò)求平均數(shù)的辦法來(lái)估計(jì)上述數(shù)學(xué)期望。而這在實(shí)際地質(zhì)，采礦工作中是不可實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)椴豢赡芮≡诳臻g同一點(diǎn)上重復(fù)直接取得二個(gè)樣品。這就使統(tǒng)計(jì)陷入困境。需借助假設(shè)來(lái)解決。,三．平穩(wěn)假設(shè)與本征假設(shè),兩個(gè)重要的假設(shè)條件,1平穩(wěn)假設(shè)2本征假設(shè),1．平穩(wěn)假設(shè)①嚴(yán)格的平穩(wěn)假設(shè)區(qū)域化變量Z（X）的任意N維分布函數(shù)不因空間點(diǎn)X發(fā)生位移H而改變。即這種要求是Z（X）的各階矩存在，且平穩(wěn)，這在實(shí)際中不能滿足，且不好驗(yàn)證。所以實(shí)用上采用的只需一、二階矩且平穩(wěn)就夠了?！A平穩(wěn)（弱平穩(wěn)）。,,②二階平穩(wěn)假設(shè)滿足下列兩個(gè)條件1）整個(gè)研究區(qū)內(nèi)，Z（X）的數(shù)學(xué)期望存在，且等于常數(shù)，2）整個(gè)研究區(qū)內(nèi)，Z（X）的協(xié)方差函數(shù)存在且平穩(wěn)（即只依賴于滯后H，而與X無(wú)關(guān)）特殊地當(dāng)H0時(shí)C（0）即方差存在且為常數(shù)。當(dāng)上述條件仍不能滿足時(shí)，條件進(jìn)一步放寬，導(dǎo)致本征假設(shè)。,對(duì)平穩(wěn)的理解空間變異性只與兩點(diǎn)間的距離和方向有關(guān)，而與點(diǎn)的位置無(wú)關(guān)。,,,X1,X2,,,X1,X1H,,,X2,X2H,,,X3,X3H,,,,,2本征假設(shè)區(qū)域化變量Z（X）的增量Z（X）Z（XH）滿足下列兩個(gè)條件1）在整個(gè)研究區(qū)內(nèi)有2）增量Z（X）–Z（XH）的方差函數(shù)存在且平穩(wěn)（不依賴于X）即2RH,即Z（X）的變差函數(shù)存在且平穩(wěn)。,,3二階平穩(wěn)假設(shè)與本征假設(shè)的比較總的結(jié)論二階平穩(wěn)假設(shè)較強(qiáng)，本征假設(shè)較弱1）由二階平穩(wěn)假設(shè)的第一個(gè)條件可推出本征假設(shè)條件一。如設(shè)Y為一服從柯西分布的隨機(jī)變量，其概率密度為則,不存在但，存在且為0,1）二階平穩(wěn)假設(shè)的第二個(gè)條件可以推出本征假設(shè)條件之二在二階平穩(wěn)假設(shè)滿足時(shí)由二階平穩(wěn)假設(shè)條件之二C（0），，當(dāng)HO故同理有而由H≠0時(shí)的二階平穩(wěn)假設(shè)條件二有則只要協(xié)方差函數(shù)存在，則C（0）存在，于是RH存在,協(xié)方差函數(shù)不存在，而RH存在的例子,步朗運(yùn)動(dòng)其隨機(jī)函數(shù)的理論模型即WIENERLEVY過(guò)程隨機(jī)游走過(guò)程，其驗(yàn)前方差和協(xié)方差函數(shù)皆不確定。但其增量卻具有限方差如一維隨機(jī)游走,1）隨機(jī)過(guò)程的方差無(wú)限2）的增量的方差（的變差函數(shù)）存在且平穩(wěn)?？稍O(shè)（M,N均為正整數(shù)），令HMN，于是有故的變差函數(shù)確實(shí)存在且平穩(wěn)。,,4．準(zhǔn)二階平穩(wěn)假設(shè)與準(zhǔn)本征假設(shè),區(qū)域化變量在整個(gè)區(qū)域內(nèi)并不滿足二階平穩(wěn)（或本征）假設(shè)而在有限的領(lǐng)域（如以X為中心，X為半徑的圓）內(nèi)是二階平穩(wěn)（本征）的，則稱區(qū)域化變量Z（X）是準(zhǔn)二階平穩(wěn)（或準(zhǔn)本征）的。這才是在大多數(shù)情況下適用的，有了這一假設(shè)，我們便可根據(jù)N對(duì)ZX和ZXH（I1，2，，N的數(shù)值，通過(guò)求某種平均值的辦法來(lái)估計(jì)變函數(shù)值了。,一、協(xié)方差數(shù)C（H）的性質(zhì)（在二階平穩(wěn)假設(shè)下）,第二節(jié)變差函數(shù)及結(jié)構(gòu)分析,,4設(shè)其中權(quán)系數(shù)為任意的，則有,2．變量函數(shù)Γ（H）的性質(zhì)（Z（X）滿足二階平穩(wěn)假設(shè)）（1）Γ（0）0（2）Γ（H）≥0（3）Γ（H）Γ（H）（4）Γ（H）必須是條件非負(fù)定函數(shù)（即由Γ（XIXJ）構(gòu)成的矩陣必須是條件非負(fù)定矩陣）。具體地，若成立，則Γ（XIXJ）為非負(fù)定陣。（5）Γ（∞）C（0）,,,4交叉協(xié)方差函數(shù)和交叉變差函數(shù)的性質(zhì)（1）協(xié)同區(qū)域化用一組K個(gè)相關(guān)的區(qū)域化變量Z1X,Z2X,ZKX來(lái)表示的區(qū)域化謂之協(xié)同區(qū)域化（2）在二階平穩(wěn)假設(shè)條件下，定義①EZKXMK常數(shù)，∨X，K1,2,,K②對(duì)每對(duì)區(qū)域化變量ZKX和ZK’X，交叉協(xié)方差函數(shù)為EZK’XHZKXMK’MKCK’KH∨X③對(duì)每對(duì)區(qū)域化變量ZKX和ZK’X，交叉變差函數(shù)為1/2EZK’XHZK’XZKXHZKXΓK’KH∨X,,（3）交叉協(xié)方差函數(shù)的性質(zhì)①當(dāng)K’K時(shí)，交叉協(xié)方差函數(shù)（變差函數(shù)）變?yōu)閰f(xié)方差（變差）函數(shù)CKKHCKH，ΓKKHΓKKH∨X②ΓK’KH可以取負(fù)值，而ΓKH總是≥0，?負(fù)相關(guān)③交叉變差函數(shù)關(guān)于K’和K對(duì)稱，關(guān)于H和（H）對(duì)稱ΓK’KHΓKK’H，ΓK’KHΓK’KH④交叉協(xié)方差函數(shù)CK’KHCKK’H對(duì)K對(duì)稱CK’KH≠CKK’H對(duì)H不對(duì)稱⑤在二階平穩(wěn)假設(shè)下，交叉協(xié)方差函數(shù)和交叉變差函數(shù)皆存在，且⑥協(xié)同區(qū)域化中互相矢函數(shù)可定義為在同一點(diǎn)X處兩個(gè)變量ZK’X和ZKX之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的互相關(guān)函數(shù),,證性質(zhì)③,證性質(zhì)③因ΓK’KH1/2EZK’XHZK’XZKXHZKX1/2EZKXHZKXZK’XHZK’XΓKK’H又ΓK’KH1/2EZK’XHZK’XZKXHZKX令YXH，則XYH，代入上式ΓK’KH1/2EZK’YZK’YHZKYZKYH1/2EZK’YHZK’YZKYHZKYΓK’KH證性質(zhì)④CK’KHEZK’XHZKXMK’MK令YXH,則XYH代入上式得CK’KHEZKYHZK’YMK’MKCKK’H因EZKYHZK’Y不一定等于EZK’YHZKY，故CKK’H不一定等于CK’KH，即交叉協(xié)方差函數(shù)CKK’H對(duì)H和（H）無(wú)對(duì)稱性，這是較特殊的情況。因此，在兩個(gè)變量出現(xiàn)遲后效應(yīng)時(shí)，應(yīng)采用交叉協(xié)方差函數(shù)進(jìn)行研究。,,證性質(zhì)⑤,,二、變差函數(shù)的功能1．通過(guò)“變程”反映變量的影響范圍2．變差函數(shù)在原點(diǎn)處的性狀反映了變量的空間連續(xù)性（1）拋物線型（或連續(xù)性）?高度連續(xù)性當(dāng)|H|?0時(shí)，ΓH?A|H|2（A為常數(shù)）（2）線性型?平均連續(xù)性（均方意義下連續(xù)）當(dāng)|H|?0時(shí)，ΓH?A|H|（A為常數(shù)）（3）間斷型（或有“塊金效應(yīng)型”）?連續(xù)性很差（無(wú)平均連續(xù)性），Γ00（4）隨機(jī)型（“或純塊金效應(yīng)型）（5）“過(guò)度型”?介于（1）和（4）之間3．不同方面上的變差圖反映礦化的各向異性。,,設(shè)Z（X）是滿足本征假設(shè)的區(qū)域化變量，它具有各向同性的變差函數(shù)ΓH，則常見的變差函數(shù)理論模型有,三．變差函數(shù)的理論模型,三種有基臺(tái)值模型的比較,證明,（1）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)球狀模型求原點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)過(guò)原點(diǎn)的切線方程為基臺(tái)值為解得所以（2）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)函數(shù)模型求原點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)過(guò)原點(diǎn)的切線方程為基臺(tái)值為解得所以,（4）冪函數(shù)模型實(shí)踐上，常采用線性模型注意Θ必須嚴(yán)格地小于2，因Θ≥2，則（RΘ）不再是條件非負(fù)定，RΘ就不能作為變差函數(shù)。（5）對(duì)數(shù)函數(shù)模型六十年代的DEWIJS模型由于當(dāng)R→0時(shí)，LOGR→∞，這與變差函數(shù)的性質(zhì)不符合。因此，對(duì)數(shù)函數(shù)模型不能用來(lái)描述點(diǎn)承載的區(qū)域化變量。但卻可以用來(lái)作為正則化變量的變差函數(shù)ΓVR的模型。如對(duì)鉆孔巖心樣品以L1進(jìn)行正則化后，點(diǎn)對(duì)數(shù)函數(shù)模型ΓRLNR變?yōu)檎齽t化對(duì)數(shù)函數(shù)模型,,（6）純塊金效應(yīng)模型（7）空穴效應(yīng)模型當(dāng)ΓR并非單調(diào)遞增，而顯示出有一定的周期性的波動(dòng)時(shí)，叫做空穴效應(yīng)（也叫孔穴效應(yīng)）常見的空穴效應(yīng)模型公式其中C0塊金常數(shù)，C拱高，B高品位帶的平均距離，A變程（指數(shù)模型）,0,1,1,0,ΓR,ΓR,R,R,1A的情況都很簡(jiǎn)單，所以僅討論0H≤A的情況令YΓH，X1H，X2H3，B0C0，則上式變?yōu)閅B0B2XB2X2這樣對(duì)球模型變差函數(shù)的擬合問(wèn)題就變成了多元線性回歸問(wèn)題。,第五節(jié)變差函數(shù)計(jì)算一般軟件界面圖示,第六節(jié)、變差函數(shù)的應(yīng)用,變差函數(shù)在地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中具有特別重要的地位，它除了主要用來(lái)進(jìn)行克立格估值之外，在實(shí)際工作中，變差函數(shù)本身還有一些直接的應(yīng)用。1．反映礦體變化程度的綜合指標(biāo)2．變差等值線圖可劃分礦體的空間變化類型3．在給定精度下確定最優(yōu)勘探網(wǎng)的形狀和大小,SPATIALSAMPLING空間采樣/勘探網(wǎng)度的確定,克里格估計(jì)方差,根據(jù)普通克里格法,在已知地質(zhì)變量理論變差函數(shù)時(shí),可以計(jì)算出地質(zhì)變量的估計(jì)方差點(diǎn)估計(jì)塊估計(jì)可以看出主要取決于1變差函數(shù)模型2待估塊段的大小和形狀3信息數(shù)量與空間分布4待估塊段與信息點(diǎn)之間的距離,,如果網(wǎng)型固定（矩形或三角形等），則減小估計(jì)方差的辦法只有減小采樣間隔，以減小變差函數(shù)值增加估計(jì)塊段的大小,,,⊙,⊙,,,,,,勘探網(wǎng)度的最優(yōu)確定,在待估塊段和形狀確定后，在不同的網(wǎng)度下以鉆孔數(shù)表示由疏到密模擬勘探網(wǎng)度,可獲得礦床在各種網(wǎng)度下的鉆孔數(shù)與估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差之間的定量關(guān)系曲線一般認(rèn)為曲線由陡變緩的部位所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)即為最佳勘探網(wǎng)度即勘探所需的鉆孔數(shù)將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際勘探網(wǎng)度下的標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)比,就可以了解勘探過(guò)程對(duì)礦床的實(shí)際控制程度。,,估計(jì)方差除了與網(wǎng)度、網(wǎng)型有關(guān)以外,還與控制的地質(zhì)變量的量綱、量級(jí)有關(guān)，在實(shí)際應(yīng)用,常用相對(duì)估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表達(dá)勘探網(wǎng)度對(duì)該地質(zhì)變量的控制程度，設(shè)控制系數(shù),勘探網(wǎng)度優(yōu)化步驟,一是建立地質(zhì)變量的最佳理論變差函數(shù)正確地計(jì)算實(shí)驗(yàn)變差函數(shù)并通過(guò)交叉檢驗(yàn)優(yōu)選最佳的理論變差函數(shù)模型。在統(tǒng)計(jì)分析勘探區(qū)原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,合理剔除異常值,求出勘探區(qū)主采煤層地質(zhì)變量在特征方向上的實(shí)驗(yàn)變差函數(shù),經(jīng)過(guò)理論擬和交叉檢驗(yàn)優(yōu)選,得出最佳的理論變差函數(shù)模型二是用地質(zhì)變量的估計(jì)方差評(píng)價(jià)勘探過(guò)程對(duì)礦床的控制程度,實(shí)例,某露天礦勘探區(qū)有效鉆孔655個(gè)首采區(qū)勘探網(wǎng)度160190M,每平方公里平均38個(gè)鉆孔在首采區(qū)附近,勘探網(wǎng)度為500M左右其余地區(qū)勘探線網(wǎng)度為1000M左右,,,,,,結(jié)論該露天礦首采區(qū)地質(zhì)變量的實(shí)際控制程度為89,已達(dá)到最佳控制網(wǎng)度。后續(xù)區(qū)則勘探控制程度較低,實(shí)際網(wǎng)度為1000M1000M左右,與最佳控制網(wǎng)度300300相差甚遠(yuǎn)實(shí)踐證明,地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)不僅可以對(duì)區(qū)域變量進(jìn)行無(wú)偏“最優(yōu)”估計(jì),而且在勘探網(wǎng)度的研究方面也有著廣闊的應(yīng)用前景,

簡(jiǎn)介：礦產(chǎn)資源,礦床的概念,,一、礦石與礦床,（一）礦石,指在現(xiàn)有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下，能夠從中提取有用組分（元素、化合物或礦物）的天然礦物集合體。,礦石的品位指礦石中有用元素、組分或礦物的含量。,礦石的品位表示法金屬礦石按提供金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)表示，或按其氧化物（AL2O3、P2O3等）質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)表示。貴金屬（如金、銀、鉑等）及砂礦以G/T、MG/T、G/M3、MG/M3來(lái)表示。非金屬礦石如石英，石棉等按其有用礦物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來(lái)表示；云母含量以KG/M3來(lái)表示。,礦床的概念,,一、礦石與礦床,（一）礦石,（二）礦床,礦床在一定的地質(zhì)作用下形成的質(zhì)量和數(shù)量上都能滿足當(dāng)前開采利用要求的有用礦物的富集地段。,礦床的概念,,一、礦石與礦床,礦點(diǎn)發(fā)現(xiàn)礦石存在的地方或地段,（二）礦床,礦床的概念,,一、礦石與礦床,礦體是礦床的基本組成單位，是達(dá)到工業(yè)要求的含礦地質(zhì)體，又是開采的直接對(duì)象。圍巖是礦體周圍暫無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的巖石。,同生礦床礦體和圍巖是同一地質(zhì)作用中的產(chǎn)物，即兩者是同時(shí)生成的。后生礦床礦體在圍巖之后生成。,礦床的概念,,二、礦產(chǎn)的分類,一切埋藏在地下或分布于地表的可供人類開采利用的天然礦物資源。,（一）金屬礦產(chǎn),（1）黑色金屬鐵、錳、鉻、釩、鈦等,按照工業(yè)用途分類,（2）有色金屬鋅、鋁、鎳鉬等,（3）貴金屬金、銀、鉑、鈀鋨、釕等,（4）放射性金屬鈾、鐳、釷等,（5）稀有、稀土和分散金屬礦產(chǎn)如鉭、鈮、鋰、銫等,（二）非金屬礦產(chǎn),可以提供非金屬元素及其化合物或直接利用非金屬及其集合體的礦產(chǎn)。,礦床的概念,,二、礦產(chǎn)的分類,（1）冶金輔助原料螢石、耐火粘土、白云巖和石灰?guī)r等,（2）化學(xué)工業(yè)及化肥工業(yè)原料磷灰石、黃鐵礦、明礬石等,（3）壓電及光學(xué)原料壓電石英、冰洲石和螢石等,（4）陶瓷及玻璃工業(yè)原料石英砂、石英巖、高嶺土等,（5）建筑材料及水泥材料大理巖、石膏、花崗巖等,（6）寶石及工藝美術(shù)材料硬玉、軟玉、剛玉、瑪瑙、水晶、石榴子石、橄欖石等,（三）能源礦產(chǎn),礦床的概念,,二、礦產(chǎn)的分類,主要是指能夠轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能、熱能、電磁能和化學(xué)能的各種能量的資源。,常規(guī)能源煤、石油、天然氣,新能源核燃料、海洋能、地?zé)崮艿?潛在能源天然氣水合物等,礦床的概念,,三、礦床的成因分類,內(nèi)生礦床,,主要是在巖漿活動(dòng)過(guò)程中，在一定條件下，有用組分富集起來(lái)所形成的礦床。,內(nèi)生礦床,,一、巖漿礦床,是巖漿在冷凝過(guò)程中，由于巖漿分異作用使分散在巖漿中的有用組分聚集而成的礦床。,形成環(huán)境地下深處，較高溫、高壓環(huán)境,物質(zhì)來(lái)源上地?；虻貧ど钐?內(nèi)生礦床,,一、巖漿礦床,早期巖漿礦床、晚期巖漿礦床、熔離礦床,（一）早期巖漿礦床,指有用礦物在巖漿冷凝過(guò)程中，比主要造巖礦物的硅酸鹽礦物早結(jié)晶或同時(shí)結(jié)晶所形成的礦床。,主要形成作用結(jié)晶分異作用,內(nèi)生礦床,,一、巖漿礦床,（一）早期巖漿礦床,1）產(chǎn)在一定的巖漿巖母巖體中。如鉻鐵礦礦床產(chǎn)在超基性巖（橄欖巖、輝石巖等）中。稀土元素礦床產(chǎn)在堿性巖中。,2）早期形成的有用礦物，由于重力作用，可富集在巖體底部礦體；也可在動(dòng)力作用之下，富集在巖體邊部成為邊緣礦體。一般很少超出母巖體外,這類礦床的特點(diǎn),內(nèi)生礦床,,一、巖漿礦床,（一）早期巖漿礦床,3）礦體和圍巖（母巖）基本上是同時(shí)生成的，所以這類礦床只是巖體中金屬礦物含量較高的部分，因此礦體和圍巖的界線是逐漸過(guò)渡的，邊界不是很明確。,4）礦石礦物先結(jié)晶，一般多呈自形晶，被硅酸鹽類礦物包圍。,指有用礦物在巖漿冷凝過(guò)程中，在主要硅酸鹽礦物結(jié)晶后形成的礦床。,內(nèi)生礦床,,一、巖漿礦床,（二）晚期巖漿礦床,主要形成作用氣體分異作用,,內(nèi)生礦床,,一、巖漿礦床,（二）晚期巖漿礦床,這類礦床的基本特點(diǎn)和早期巖漿礦床相似，但由于有用組分晚于硅酸鹽礦物結(jié)晶，所以礦石中的有用礦物多呈它形晶；礦石中有富含揮發(fā)性組分礦物（如磷灰石、鉻電氣石等）；礦體附近圍巖也出現(xiàn)蝕變現(xiàn)象（如綠泥石化）。,內(nèi)生礦床,,一、巖漿礦床,（三）熔離礦床,熔離作用（液態(tài)分異作用）由于物理或化學(xué)條件使巖漿在液態(tài)情況下發(fā)生分異的作用。,形成特點(diǎn)早期巖漿階段熔離分異晚期巖漿階段結(jié)晶成礦,內(nèi)生礦床,,二、偉晶巖礦床,在偉晶巖形成過(guò)程中，在揮發(fā)成分的影響下，通過(guò)巖漿分異或氣液交代作用，使有用組分富集而形成的礦床。,主要礦床花崗偉晶巖礦床,內(nèi)生礦床,,二、偉晶巖礦床,偉晶巖礦床的重要特征1、產(chǎn)狀和形狀礦床受構(gòu)造控制，常常沿大構(gòu)造帶成群構(gòu)成偉晶巖帶。礦體受裂隙控制，因此形態(tài)和產(chǎn)狀常脈狀、透鏡狀等。,2、礦石的礦物成分和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造礦石的成分即與相應(yīng)巖漿巖相似，又具有巖漿期后礦床的某些特點(diǎn)，故在礦物成分上除石英、長(zhǎng)石、云母外，還有由交代作用生成的氣相、熱液相礦物，如綠柱石，錫石、黑鎢礦、輝鉬礦及其它硫化物礦物，稀有元素礦物等；礦物的偉晶巖結(jié)構(gòu)。,1）邊緣帶（細(xì)粒花崗巖帶）晶體細(xì)小，主要由長(zhǎng)石、石英組成；2）外側(cè)帶（文象花崗巖帶）礦物顆粒較粗，主要由斜長(zhǎng)石、鉀微斜長(zhǎng)石、石英和白云母組成；有時(shí)有綠柱石等稀有元素礦物出現(xiàn)；3）中間帶（中粗粒偉晶巖帶）礦物顆粒比外側(cè)帶更大，主要由塊狀長(zhǎng)石、石英組成，有時(shí)有綠柱石、鋰輝石等稀有元素礦物出現(xiàn)，此帶的連續(xù)性和對(duì)稱性也較前兩帶明顯；4）內(nèi)核（單礦物帶）有巨大的長(zhǎng)石或石英晶體，并常發(fā)育有晶洞構(gòu)造，其中發(fā)育完整的晶簇，為壓電石英和貴重寶石的來(lái)源。,偉晶巖礦物分布四個(gè)帶的特征,二、偉晶巖礦床,內(nèi)生礦床,,三、氣化熱液礦床,成礦物質(zhì)在熱氣或熱液中被搬運(yùn)并填充到巖石裂隙里所形成的礦床。,成礦溶液和成礦物質(zhì)來(lái)源目前認(rèn)識(shí)一般有四種,1）巖漿熱液2）地下水熱液3）海水熱液4）變質(zhì)熱液,內(nèi)生礦床,,三、氣化熱液礦床,成礦作用方式氣水溶液與圍巖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)交換，形成接觸交代礦床。由于物理化學(xué)條件的改變，使填充于圍巖裂隙中的氣水溶液發(fā)生沉淀而形成充填礦床（熱液礦床）。,內(nèi)生礦床,,三、氣化熱液礦床,一接觸交代礦床,巖漿侵入體與圍巖接觸地帶，由于氣水熱液的交代作用而形成的礦床（矽卡巖礦床）,交代作用氣水溶液在化學(xué)性質(zhì)較活潑的圍巖裂隙和孔隙中流動(dòng)時(shí)，溶液與圍巖中某些礦物起化學(xué)反應(yīng)，并同時(shí)發(fā)生極細(xì)微狀態(tài)下的溶解作用和沉淀作用，原有礦物逐漸被溶解掉而代之以新礦物。,內(nèi)生礦床,,三、氣化熱液礦床,二熱液礦床,由各種成因的含礦氣水溶液在一定的物理化學(xué)條件下，在有利的構(gòu)造或圍巖中，以充填或交代成礦方式所形成的有用礦物堆積體。（這類礦床不伴生有矽卡巖化圍巖蝕變，有用礦物的沉淀即可有化學(xué)交代作用又可有充填作用。）,充填作用氣水溶液在化學(xué)性質(zhì)不活潑的圍巖中流動(dòng)時(shí)，一般與圍巖沒(méi)有明顯的化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)的相互交換，氣水溶液中的有用組分是由于物理化學(xué)條件變化的影響，直接沉積在圍巖裂隙和空洞中。,形成礦產(chǎn)礦石礦物以高溫氧化物和含氧鹽為主，如黑鎢礦、錫石、輝鉬礦等為主。脈石礦物除石英外，還常有含揮發(fā)成分的礦物如電氣石（含硼）、綠柱石（含氯）、螢石（含氟）、磷灰石（含氟、氯）等，這些礦物可以作為判斷高溫?zé)嵋旱V床的一種標(biāo)志。,根據(jù)溫度分類,內(nèi)生礦床,,三、氣化熱液礦床,二熱液礦床,1）高溫?zé)嵋旱V床形成溫度為500300℃，礦體多位于花崗巖體頂部及與其靠近的非碳酸鹽圍巖中，多呈脈狀，其發(fā)育程度往往與裂隙發(fā)育程度有關(guān)。,根據(jù)溫度分類,內(nèi)生礦床,,三、氣化熱液礦床,二熱液礦床,2）中溫?zé)嵋旱V床形成溫度約為300200℃，礦體位于距侵入體較遠(yuǎn)的圍巖中，并往往為圍巖的斷裂等構(gòu)造條件所控制。,形成礦產(chǎn)礦石礦物以高溫氧化物和含氧鹽為主，如黑鎢礦、錫石、輝鉬礦等為主。脈石礦物除石英外，還常有含揮發(fā)成分的礦物如電氣石（含硼）、綠柱石（含氯）、螢石（含氟）、磷灰石（含氟、氯）等，這些礦物可以作為判斷高溫?zé)嵋旱V床的一種標(biāo)志。,根據(jù)溫度分類,內(nèi)生礦床,,三、氣化熱液礦床,二熱液礦床,3）低溫?zé)嵋旱V床形成溫度約為20050℃，礦體多發(fā)現(xiàn)于距侵入體很遠(yuǎn)的沉積巖中，形成部位較淺。,形成礦產(chǎn)礦石礦物亦以硫化物為主，輝銻礦、辰砂、雄黃、雌黃等為典型的低溫?zé)嵋旱V物，有時(shí)也有方鉛礦、閃鋅礦等；脈石礦物有石英、方解石，重晶石以及膠體礦物蛋白石等。,內(nèi)生礦床,,四、火山礦床,指在火山活動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)于地表或接近地表（0－15KM）的礦床。,火山巖漿礦床是由于巖漿的噴發(fā)作用，把早期結(jié)晶的有用礦物和熔融狀態(tài)的有用組分帶至地表或抵近地表，所形成的一些特有礦床?；鹕綒庖旱V床是火山噴發(fā)或噴發(fā)期后的氣體和熱液，在一定地質(zhì)條件下，氣液相互作用或氣液與圍巖作用，促使有用組分富集和沉淀所形成的礦床火山沉積礦床是火山噴發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的有用組分，溶解在水中經(jīng)過(guò)搬運(yùn)和沉積所形成的礦床。,外生礦床,,在地表外力作用下使有用元素或有用組分聚集所形成的礦床。,外生礦床,,一、風(fēng)化礦床,地殼表層巖石在風(fēng)化作用過(guò)程中，使某些穩(wěn)定的有用組分在原地或原地附近富集起來(lái)所形成的礦床。,物理風(fēng)化成礦作用原巖或原礦石在崩解、破碎之后，其中的某些有用組分可在不改變其化學(xué)狀態(tài)下，在空間上得到相對(duì)富集并具備易于選礦的有利因素，從而形成礦床。,化學(xué)風(fēng)化成礦作用在化學(xué)風(fēng)化之中，原巖或原礦石中某些礦物成分要分解成為兩部分物質(zhì)一部分成為可溶鹽類隨地表流失或被淋慮到露頭底部；另一部分難溶物質(zhì)則殘留在原地，這兩部分物質(zhì)，如含有有用組分，可在它們的相互分離之下得到相對(duì)富集、具有工業(yè)意義，從而形成礦床。,,（一）殘積－坡積砂礦床,外生礦床,,一、風(fēng)化礦床,殘積砂礦床有用礦物堆積在原地形成的礦床；坡積砂礦床有用礦物沿地表移動(dòng)堆積于山坡上形成礦床。,這類礦床的明顯特點(diǎn)是礦石礦物及脈石礦物未經(jīng)膠結(jié)，呈疏松散離狀態(tài)，因而常是以砂礦形式存在。,,（二）殘余礦床,外生礦床,,一、風(fēng)化礦床,易溶組分被地表水或地下水帶走，難溶組分在原地彼此互相作用，或者單獨(dú)從溶液中沉淀出來(lái)形成新礦物，由這些物質(zhì)堆積而形成的礦床。,（三）淋積礦床（滲濾礦床）,外生礦床,,一、風(fēng)化礦床,地表巖石或品位較低的礦床，在風(fēng)化過(guò)程中有一部分溶于水的組分滲入地下，因沉積作用或沿途與圍巖發(fā)生交代作用所形成的礦床。,這類礦床是含礦原巖地表露頭部分在風(fēng)化帶中發(fā)生次生變化的產(chǎn)物。這種次生變化對(duì)一些金屬硫化物礦床來(lái)說(shuō)，表現(xiàn)得比較明顯金屬硫化物礦床露出地表以后，其整個(gè)礦體，自上而下，是分處于三種化學(xué)環(huán)境之中，這三種化學(xué)環(huán)境是由地下水活動(dòng)情況決定的。,（三）淋積礦床（滲濾礦床）,外生礦床,,一、風(fēng)化礦床,1）氧化帶從地表到地下潛水面以上的地帶；2）還原帶在潛水面以下，到一定深度，地下水由高向低進(jìn)行側(cè)向流動(dòng)的地帶；3）原生硫化物礦石帶位于還原帶以下的地帶，地下水基本處于停滯狀態(tài)的地帶。,,外生礦床,,二、沉積礦床,在地表外力作用下，主要通過(guò)沉積分異作用使有用組分富集而成的礦床。,外生礦床,,二、沉積礦床,（一）機(jī)械沉積礦床,巖石風(fēng)化形成的碎屑產(chǎn)物，在搬運(yùn)過(guò)程中，按粒級(jí)和比重大小進(jìn)行沉積分異，使有用成分聚集形成礦床，叫做機(jī)械沉積礦床，通常簡(jiǎn)稱為砂礦床。,沖積砂礦床由河流作用形成的砂礦床；海濱砂礦床由河流帶來(lái)的或海岸巖石被破壞物質(zhì)，經(jīng)海浪和岸流的沖刷、分選和沉積，往往使有用礦物富集，形成海濱砂礦床。,,外生礦床,,二、沉積礦床,（二）化學(xué)及生物沉積礦床,1）蒸發(fā)沉積礦床指溶解于水的鹽類物質(zhì)，由于蒸發(fā)作用在地表水體中沉淀結(jié)晶而成的礦床，也叫蒸發(fā)鹽礦床或真溶液礦床。,2）膠體化學(xué)沉積礦床巖石風(fēng)化所形成的膠體溶液，除部分殘留原地外，還有一部分在腐殖酸的作用下形成穩(wěn)定絡(luò)合物長(zhǎng)距離搬運(yùn)入湖入海，在電解質(zhì)中和作用下發(fā)生沉淀，聚集成礦。,3）生物及生物化學(xué)沉積礦床指生物遺體堆積或由生物作用直接間接引起有用物質(zhì)的聚集所形成的礦床。,外生礦床,,三、可燃有機(jī)巖礦床,這是一類有機(jī)成因的可以作為燃料能源的礦床，包括煤、石油、天然氣、油頁(yè)巖等。,,變質(zhì)礦床,,變質(zhì)礦床是原巖或原礦床經(jīng)變質(zhì)作用的轉(zhuǎn)化再造后形成的或改造過(guò)的礦床。,生成變質(zhì)巖的地質(zhì)作用稱為變質(zhì)成礦作用，主要有以下幾種,1）脫水作用當(dāng)溫度和壓力升高時(shí)，原巖中的含水礦物經(jīng)脫水形成一些不含水礦物，如褐鐵礦變?yōu)槌噼F礦；2）重結(jié)晶作用細(xì)粒、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)變?yōu)橹写至＝Y(jié)構(gòu)，如灰?guī)r變成大理巖，蛋白石變?yōu)槭ⅲ?）還原作用礦物中一些變價(jià)元素由高價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)，使礦物成分變化，如赤鐵礦變?yōu)榇盆F礦；,4）重組合作用溫度、壓力等變化使原來(lái)穩(wěn)定的礦物平衡組合被新條件下穩(wěn)定的礦物組合代替，如粘土礦物轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)晶石和石英；5）交代作用在區(qū)域變質(zhì)作用和混合巖化過(guò)程中產(chǎn)生的變質(zhì)熱液交代原巖，使其礦物成分發(fā)生變化；6）塑性流動(dòng)和變形在高溫、高壓條件下巖石可發(fā)生揉皺、破碎和塑性流動(dòng)，使巖石產(chǎn)生定向構(gòu)造；7）局部熔融高溫、高壓及流體的參與，巖石出現(xiàn)選擇性重熔和局部熔融，形成混合巖化巖石。,變質(zhì)礦床,,變質(zhì)礦床,,受變質(zhì)礦床指原已形成的礦床，后又受到區(qū)域變質(zhì)作用改造所形成的礦床。,變成礦床指原來(lái)巖石中含有某些有用礦物組分但未形成礦床，在區(qū)域變質(zhì)作用過(guò)程中使某些成分活化、集中，重結(jié)晶所形成的礦床。,混合巖化礦床原巖在變質(zhì)作用后期受區(qū)域混合巖化作用及部分深熔作用所形成的礦床。這類礦床主要是礦源層中的成礦組分，在混合巖化流體（包括來(lái)自地幔的上升流體以及從混合巖漿析出的熱液等）的作用下，發(fā)生運(yùn)移和集中而形成的,變質(zhì)礦床分類,,,河北大廟釩鈦磁鐵礦,,,

簡(jiǎn)介：12SR同位素演化/SR同位素地球化學(xué),隕石和整體地球的SRNDOS同位素組成和演化整體地球的同位素演化，是示蹤地球上各種地質(zhì)過(guò)程的基準(zhǔn)。而要理解整體地球的同位素演化，必須首先知道整體地球的初始同位素組成。但是，由于地球的質(zhì)量大、散熱慢，而發(fā)生長(zhǎng)期的熱重力化學(xué)分異作用，因此在地球上很難取到反映整體地球的樣品。,121隕石和整體地球SR同位素組成和演化一些同屬太陽(yáng)系與地球同源的小星體，質(zhì)量小、散熱快，只經(jīng)歷了相對(duì)短期（N?101102MA）化學(xué)分異可能發(fā)生熔融作用并伴隨金屬FENI和硅酸鹽熔體的分離，很快冷卻形成成分不同的固體，因而保持了太陽(yáng)系較早期分異時(shí)的同位素成分。小星體之間碰撞產(chǎn)生的碎片，落到地球上就成為隕石，如果沒(méi)有受到地質(zhì)作用的改造，則其同位素成分可以代表整體地球的組成。,大部分隕石來(lái)自火星和木星之間繞太陽(yáng)而行的小游星，小游星（ASTEROID）是較大母體的碎塊，而較大母體來(lái)源于小行星，小行星（PLANETOID）是在通過(guò)太陽(yáng)系中太陽(yáng)星云凝結(jié)和俘獲星子而形成太陽(yáng)和行星過(guò)程中形成的。此外，一小部分石隕石來(lái)自月亮和火星被小游星撞擊而濺出的碎塊。,隕石由與地球上基性巖礦物類似的硅酸鹽和氧化物礦物組成，此外含有分散狀的金屬鐵和鎳顆?；虺疏F和鎳存在。因此隕石被劃分為石隕石、石鐵隕石、鐵隕石。所收集到的隕石中石隕石占95％鐵隕石4％石鐵隕石1％,石隕石又分為球粒隕石CHONDRITE球粒隕石含有直徑1MM左右的小球（CHONDRULE。許多球粒隕石是復(fù)礦碎屑角礫巖，顯示不同范圍的熱和沖擊變質(zhì)效應(yīng)；無(wú)球粒隕石ACHONDRITE玄武質(zhì)無(wú)球粒隕石與地球上基性、超基性巖成分和結(jié)構(gòu)相似,SUMMARYCLASSIFICATIONOFMETEORITES,參考資料,頑輝隕石,鈣長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖,中鐵隕石和石鐵隕石,1211石隕石和鐵隕石大部分石隕石的RBSR等時(shí)線年齡為455GA，誤差較小隕石名稱RBSR等時(shí)線年齡KR?HENBERG球粒隕石4600±0014GA1CARICH無(wú)球粒隕石430±026GA27個(gè)鐵隕石的硅酸鹽包體455±0077GA3COLOMERA鐵隕石硅酸鹽包體礦物451±004GA4LL型球粒隕石4493±0018GA51KEMPEB,NUKGNEISSC,KETELIDIANGNEISSD,QUORGUQGRANITES,AFTERMOORBATHANDTAYLOR1981,無(wú)論怎樣，陸殼的87SR/86SR比值大于地幔的比值，這是解釋火成巖和沉積巖初始比值及其物源的基礎(chǔ)。多數(shù)花崗巖的87SR/86SR比值較高，其形成是以先存硅鋁層物質(zhì)為主要源巖。而玄武質(zhì)巖石和超基性巖石則來(lái)源于地幔。,值得注意的是，北美的一些大花崗巖基的SR同位素初始比值只比地幔的比值高少許，可能原因這些花崗巖可能是由經(jīng)歷了麻粒巖相變質(zhì)作用而貧RB的下地殼熔融形成；或者是由深海沉積物、海底玄武巖和上地幔組成的巖石圈板塊向北美板塊俯沖過(guò)程中，俯沖板塊的上述巖石的混合物發(fā)生熔融形成。,控制因素●來(lái)源●存留時(shí)間（TR）→隨洋流的遷移,海洋SR同位素分布,123海洋SR同位素,SR的來(lái)源2/3來(lái)自陸源風(fēng)化剝蝕1/3來(lái)自海底熱液來(lái)自碳酸鹽沉積物成巖作用來(lái)自地下水（量）,SR在海洋中的存留時(shí)間2MA海水循環(huán)時(shí)間1500ASR同位素全球海洋均勻87SR/86SR07091其演化反映全球性的物源變化,表中數(shù)據(jù)代入上式，得大陸河流來(lái)源SR為66±2，火山來(lái)源SR為338±2,,根據(jù)質(zhì)量平衡混合方程,,而河流中的SR來(lái)自灰?guī)r和硅酸鹽風(fēng)化,表中數(shù)據(jù)代入上式，得大陸河流中的SR71來(lái)自灰?guī)r,海洋中SR的來(lái)源,,HESSETAL,1986,87SR/86SR升高←喜瑪拉雅隆升剝蝕,海洋SR同位素和SR同位素地層學(xué),VEIZERETAL1999,

簡(jiǎn)介：10、KAR法和ARAR法同位素年代學(xué),1、地球化學(xué)性質(zhì)K是IA族堿金屬元素，是地殼中8種最豐富的元素之一，是許多造巖礦物（如云母、鉀長(zhǎng)石、粘土礦物和某些蒸發(fā)鹽礦物）的主要成分。,K有3個(gè)天然出現(xiàn)的同位素，其豐度如下39K932581（穩(wěn)定）；（輻照可轉(zhuǎn)變?yōu)?9AR）40K001167（放射性）41K67302（穩(wěn)定）由此計(jì)算得原子量為390983（GARNERETAL,1975）。,AR是一個(gè)惰性氣體元素，原子量為39948，AR在地球大氣中的含量為093。根據(jù)NIER1950的測(cè)定，地球大氣中AR的同位素豐度為40AR996038AR006336AR0337因而大氣40AR/36AR2955。,2、KAR法定年放射性的40K分支衰變?yōu)?0CA和40AR,比較LRB1421011A1LSM6541012A1,,40K的相對(duì)豐度僅001167，40K中的8884衰變形成的40CA，在大多數(shù)巖石中被非放射成因的40CA所淹沒(méi)，故放射成因的40CA的豐度在大多數(shù)巖石中的變化很小。加之自然和工業(yè)過(guò)程中CA同位素會(huì)發(fā)生分餾，因此這一衰變母子體定年方法只有很局限的應(yīng)用。本課不擬介紹。,40K中雖然只有1116衰變?yōu)?0AR，但由于AR是稀有氣體，其中放射成因AR占主導(dǎo)。故KAR法定年是最早發(fā)展起來(lái)并被廣泛應(yīng)用的方法之一。,在一個(gè)含K的封閉體系中，放射成因40AR和40CA的增長(zhǎng)可表達(dá)為40AR40CA40KE?T1（1）式中?是40K的總衰變常數(shù)，??E??5543?1010A1。衰變?yōu)?0AR的那部分40K原子數(shù)為?E/?40K。因此含K礦物或巖石中總40AR為40AR40ARI?E/?40KE?T1（2）,40AR40ARI?E/?40KE?T12如果礦物或巖石形成時(shí)完全去氣，不存在初始40ARI，即所含氬都為放射成因40AR40AR?E/?40KE?T13式（3）即為KAR年齡方程。,40AR?E/?40KE?T13通過(guò)測(cè)定含K礦物中的K含量和放射成因40AR的量，即可從此方程求得T,由此求得的T只有當(dāng)下述條件滿足下才是有意義的年齡值條件1礦物結(jié)晶后不久即對(duì)AR封閉（礦物結(jié)晶后冷卻很快）；條件2礦物在形成時(shí)及其以后沒(méi)有外來(lái)40AR（通常稱為過(guò)剩AR或繼承AR）加入，也沒(méi)有因擴(kuò)散等而丟失。,條件3礦物也必須對(duì)K保持封閉，K同位素相對(duì)豐度的變化只由40K衰變引起，而沒(méi)有同位素分餾作用發(fā)生；條件4必須能夠?qū)y(cè)定過(guò)程中由于儀器內(nèi)部不可避免地存在的大氣40AR進(jìn)行扣除校正。,由于AR是惰性氣體，在礦物晶格中不與其它原子鍵合，因此AR丟失是可能發(fā)生的。要使KAR定年結(jié)果有意義，所選礦物和巖石必須含有一定量的K并不易發(fā)生化學(xué)變化?；鹕綆r中的長(zhǎng)石、黑云母和角閃石是KAR定年最有用的礦物。深成巖和變質(zhì)巖中的這些礦物也被用來(lái)進(jìn)行KAR定年。,HART（1964）對(duì)受新生代巖枝侵入熱影響的前寒武紀(jì)變質(zhì)巖的礦物KAR定年研究表明，角閃石抵御熱擾動(dòng)而保存AR的能力最強(qiáng)，黑云母次之，鉀長(zhǎng)石最差。沉積巖中最合適的是含有海綠石的巖石。,由于全巖抵御熱擾動(dòng)保存AR的能力最差，因此KAR定年中，只有當(dāng)所有礦物相都太細(xì)而無(wú)法分離時(shí)，才采用全巖樣品。一般而言，KAR年齡代表礦物/巖石冷卻到AR擴(kuò)散丟失微乎其微的溫度以來(lái)所經(jīng)歷的時(shí)間。,另一方面，一些含K礦物中發(fā)現(xiàn)存在過(guò)剩的40AR，在K含量較低或較年輕的礦物中，過(guò)剩40AR的存在對(duì)KAR定年的影響最明顯。堇青石、輝石和電氣石經(jīng)常含有過(guò)剩40AR，而角閃石、長(zhǎng)石、金云母、黑云母和方鈉石中較少出現(xiàn)過(guò)剩40AR（YORKANDMACINTYRE,1965LIVINGSTONETAL,1967）。過(guò)剩40AR也曾經(jīng)在金剛石中發(fā)現(xiàn)（OZIMAETAL,1983）。注所謂過(guò)剩40AR或繼承40AR，與初始87SR等的含義相類似。,一般而言，受AR分壓高的區(qū)域變質(zhì)、偉晶巖和金伯利巖影響的礦物往往存在過(guò)剩40AR；DALRYMPLEANDMOORE1968在海底玄武巖中也發(fā)現(xiàn)過(guò)剩40AR，他們認(rèn)為這是在靜水壓力下噴發(fā)的巖漿快速淬火，繼承40AR沒(méi)有象陸上噴發(fā)巖那樣完全去氣的緣故。,3、KAR等時(shí)線針對(duì)上述過(guò)剩AR存在使計(jì)算年齡偏老的問(wèn)題，MCDOUGALLETAL1969提出用測(cè)定的總40AR（未經(jīng)大氣AR校正）除于穩(wěn)定的36AR對(duì)40K/36AR作圖，構(gòu)作與RBSR法類似的等時(shí)線。,方程40AR40ARI?E/?40KE?T12兩邊除于36AR，得,該方程具有以下形式Y(jié)BXM5,,4,Y,X,把方程4中初始40AR/36ARI一項(xiàng)擴(kuò)展為包括大氣AR和繼承AR兩項(xiàng),該方程具有以下形式Y(jié)2955CXM（6）,Y2955CXM當(dāng)所分析的一套的火山巖樣品來(lái)自一個(gè)已完全去氣的單一巖漿體系，則C項(xiàng)為零。因此分析數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)成的等時(shí)線的截距應(yīng)為2955，從其斜率可以計(jì)算出火山巖的噴發(fā)年齡。,事實(shí)上，該等時(shí)線是樣品和大氣AR之間的混合線。圖說(shuō)明地質(zhì)樣品繼承AR和分析過(guò)程大氣AR混染的情況，,在只有繼承AR和放射成因AR的情況下，數(shù)據(jù)點(diǎn)組成A、B、C排列；,但在發(fā)生不同程度大氣AR混染的情況下，會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)點(diǎn)散布（DEF）的結(jié)果。,原則上，KAR等時(shí)線圖上很好的線性分布將給出有意義的年齡和初始AR同位素比值。然而，由于這種復(fù)雜的大氣AR混合作用，有時(shí)很好的線性分布的斜率也可能沒(méi)有任何實(shí)際意義。盡管如此，對(duì)懷疑有過(guò)剩AR的體系，尤其是深成巖體系，進(jìn)行等時(shí)線圖處理，仍然是一種很好的檢驗(yàn)方法。,KAR等時(shí)線法定年可應(yīng)用于除了滿足同時(shí)形成的條件外，還滿足以下兩條件之一的礦物或合適的全巖進(jìn)入所分析礦物或巖石的初始AR具有相同的同位素組成所分析的礦物或巖石具有很高的放射成因40AR，以致于這些礦物或巖石在初始40AR/36AR比值方面的差異無(wú)關(guān)緊要,KAR法最重要的應(yīng)用之一，是用來(lái)標(biāo)定海底磁異常條帶的時(shí)標(biāo)。由于從海底取到可進(jìn)行KAR定年的新鮮巖石很有限，因此多數(shù)研究集中在對(duì)陸上具有很好磁性地層記錄的玄武質(zhì)熔巖剖面。KAR法幾乎是能夠測(cè)定年輕玄武巖的唯一方法。自從該方法建立以來(lái)，磁異常條帶時(shí)標(biāo)被不斷地用KAR法進(jìn)行修訂。,對(duì)于變質(zhì)巖，K－AR年齡往往代表最后一期變質(zhì)幕的退變質(zhì)作用（達(dá)到AR封閉溫度）的時(shí)間,AR丟失事件科羅拉多一個(gè)年齡為60MA的ELDORA二長(zhǎng)巖巖枝侵入到年齡為1450MA的角閃巖和片巖中,離開巖枝的距離,1400MA,,角閃巖和片巖中礦物KAR表面年齡與侵入巖枝接觸帶距離圖AFTERHART1964,4、40AR39AR定年40AR39AR法與KAR法相比，具有下列特點(diǎn)/優(yōu)點(diǎn)能夠克服傳統(tǒng)的KAR法因發(fā)生AR丟失而產(chǎn)生偏差的缺點(diǎn)。只需測(cè)定AR同位素比值，排除了KAR法因需用兩份樣品測(cè)定K、AR的絕對(duì)含量、樣品存在不均一性等所產(chǎn)生的誤差。因此該方法特別適用于很小或很珍貴的樣品的定年,（1）原理含K礦物中的穩(wěn)定同位素39K可通過(guò)在核反應(yīng)堆中受快中子輻照原位轉(zhuǎn)化為39AR,這樣，使KAR定年中對(duì)K含量的測(cè)定轉(zhuǎn)化為對(duì)AR同位素的測(cè)定，從而提高精度（MERRIHUEANDTURNER，1966。,KN中子ARP質(zhì)子,39AR是放射性的，但其半衰期T1/2269A相對(duì)于質(zhì)譜分析過(guò)程而言較長(zhǎng)，因此可以當(dāng)作穩(wěn)定同位素來(lái)對(duì)待。,KN中子ARP質(zhì)子,39K通過(guò)輻照轉(zhuǎn)化為39AR的產(chǎn)量可表達(dá)為,式中ΔT為輻照時(shí)間，?E是能量為E的中子的通量密度，?E為受能量為E的中子所輻照的截面。計(jì)算39AR的產(chǎn)量必須是對(duì)整個(gè)中子能量范圍進(jìn)行積分，但這是很難實(shí)現(xiàn)的。因此一般用已知年齡的標(biāo)樣來(lái)監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆中子通量。,自然衰變方程40AR?E/?40KE?T1,兩方程相除得到,,反應(yīng)堆輻照方程,中括號(hào)內(nèi)的項(xiàng)對(duì)于待測(cè)樣品和標(biāo)樣而言，具有相同的值。習(xí)慣上將該項(xiàng)的倒數(shù)用J表示,,對(duì)標(biāo)樣而言，J可由下式求得（式中T已知）,,從而，樣品的年齡T可由下式求得,＝EΛT－1/J,為了獲得一起放入反應(yīng)堆的每一個(gè)未知樣品的精確J值，需要同時(shí)放置幾個(gè)標(biāo)樣，每一個(gè)樣品的J值由相對(duì)于標(biāo)樣放置位置進(jìn)行內(nèi)插獲得（MICHELL,1968）。,矯正消除大氣AR假定輻照樣品中39AR由39K與中子反應(yīng)產(chǎn)生（大氣中沒(méi)有39AR）40AR由從40K衰變產(chǎn)生的、以及分析過(guò)程中混染的大氣AR兩部分組成，36AR完全來(lái)自大氣。則式,中的40AR/39AR可通過(guò)以下大氣AR矯正獲得。,大氣40AR的矯正,對(duì)于礦物年齡大于1MA并且K/CA比值大于1，只需作大氣AR矯正（MITCHELL，1968。,36AR完全來(lái)自大氣,因大氣40AR/36AR2955,但在反應(yīng)堆中輻照39K的過(guò)程中，中子與CA的同位素反應(yīng)產(chǎn)生一些起干擾作用的AR同位素（36AR、37AR、39AR。因此，對(duì)于年齡小于1MA并且K/CA比值小于1的礦物樣品，必須進(jìn)行干擾AR同位素的矯正（BRERETON,1970DALRYMPLEANDLANPHERE,1971,式中37AR/39AR是從樣品中測(cè)定的用于監(jiān)測(cè)干擾的AR同位素比值，由于37AR是放射性的（T1/235天），故該比值必須進(jìn)行從輻照至質(zhì)譜分析這段時(shí)間內(nèi)所發(fā)生的37AR的衰變校正；式中36AR/37ARCA、39AR/37ARCA和40AR/39ARK分別是輻照過(guò)程中從CA和K所產(chǎn)生的這些同位素的比值，可分別用純CA鹽和純K鹽經(jīng)反應(yīng)堆輻照后測(cè)定，它們反映了反應(yīng)堆中子通量特征。,2逐級(jí)加熱分析技術(shù)40AR39AR方法將樣品的39K原位轉(zhuǎn)化為了39AR而礦物或巖石中不同區(qū)域的AR，有可能被分階段釋放出來(lái)，并且恢復(fù)每一階段所包含的年齡信息。,與傳統(tǒng)的“全熔”技術(shù)相比，該技術(shù)的優(yōu)越性在于其逐步去氣可以識(shí)別樣品中可能存在的異常子系統(tǒng)，從而有可能把它們排除在樣品的正常部分以外。該方法通常用于遭受過(guò)AR丟失的單礦物或全巖樣品，并且也有助于對(duì)存在繼承AR的樣品的解釋。,在部分遭受擾動(dòng)的樣品中，最易發(fā)生AR擴(kuò)散丟失的區(qū)域（如礦物晶體的邊部），在較低的溫度下就釋放AR；而那些對(duì)AR禁錮較牢的區(qū)域抵御擾動(dòng)也較強(qiáng)，在溫度較高時(shí)間才釋放AR。,為理解受擾動(dòng)樣品的歷史，對(duì)逐級(jí)加熱分析的結(jié)果，可用下述兩方式之一來(lái)處理/表述ARKAR等時(shí)線圖（相似于傳統(tǒng)KAR法對(duì)一套樣品分析結(jié)果的處理），對(duì)研究有繼承AR的樣品很有用年齡譜圖對(duì)評(píng)估AR丟失更有用。,ARKAR等時(shí)線圖（相似于傳統(tǒng)KAR法對(duì)一套樣品分析結(jié)果的處理），對(duì)研究有繼承AR的樣品很有用,圖顯示了BJURBOLE隕石的逐級(jí)加熱分析結(jié)果，數(shù)據(jù)點(diǎn)的直線分布顯示了該隕石的單階段封閉體系歷史。等時(shí)線初始40AR/36AR比值是初始AR和大氣AR的混合體的值。,（據(jù)MERRIHUEANDTURNER,1966）,作業(yè)推導(dǎo)此公式,,反轉(zhuǎn)等時(shí)線圖,設(shè)想一個(gè)樣品中的AR是放射成因AR和捕獲AR兩組分的混合物。這樣逐步釋放的各部分AR應(yīng)該在左圖上投在一條直線上，放射成因AR組分的36AR/40AR0因?yàn)?6AR不是衰變產(chǎn)生的,而捕獲AR即非放射成因AR可以從39AR/40AR外延到0而得到對(duì)應(yīng)于39K/40AR0，因?yàn)?9K與40K正相關(guān),因此它也對(duì)應(yīng)于40K/40AR0,FROMWHITE，2000,39AR/40AR,,?,反轉(zhuǎn)等時(shí)線揭示存在兩個(gè)過(guò)剩AR組分B同一樣品的AR坪年齡圖,FROMWHITE,2000,年齡譜圖（對(duì)評(píng)估AR丟失更有用）,為了構(gòu)筑年齡譜圖，每升高一級(jí)溫度所釋放的氣體量在質(zhì)譜儀器中用39AR離子流的強(qiáng)度來(lái)度量。每一級(jí)釋放的氣體畫作一橫檔（沿X軸方向），其長(zhǎng)度代表其占樣品釋放39AR總量的分?jǐn)?shù)，其在Y軸方向上的高度位置等于矯正后的40AR/39AR比值（此比值與年齡正相關(guān)）。,圖兩個(gè)得克塞斯玻隕石的理想的40AR/39AR年齡譜（據(jù)YORK,1984）,從年齡譜圖上確定可靠的結(jié)晶年齡取決于識(shí)別出一個(gè)年齡平臺(tái)。年齡平臺(tái)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，是一系列連續(xù)逐級(jí)釋放具有相似40AR/39AR比值（在平均值的2?標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi)）的AR占總釋放AR量的50以上（DALRYMPLEANDLANPHERE,1974LEEETAL,1991）。但在許多情況下，確認(rèn)年齡平臺(tái)沒(méi)有那么嚴(yán)格。,沒(méi)有受到風(fēng)化影響的玻隕石能產(chǎn)生完滿的年齡平臺(tái)（如圖）。但40AR39AR法最有用的應(yīng)用是研究歷史復(fù)雜、有后期AR丟失的樣品。,AR丟失事件科羅拉多一個(gè)年齡為60MA的ELDORA二長(zhǎng)巖巖枝侵入到年齡為14501600MA的角閃巖和片巖中,離開巖枝的距離,1400MA,,角閃巖和片巖中礦物KAR表面年齡與侵入巖枝接觸帶距離圖AFTERHART1964,巖枝鄰區(qū)變質(zhì)巖中角閃石、黑云母、長(zhǎng)石的坪譜圖，BERGER1975得出結(jié)論認(rèn)為角閃石能夠給出表面上很好而實(shí)際無(wú)意義的年齡，這使得僅依靠角閃石年齡來(lái)進(jìn)行地質(zhì)解釋是危險(xiǎn)的。BERGER認(rèn)為黑云母的部分重置都產(chǎn)生容易辨認(rèn)的不規(guī)則坪譜圖，因此黑云母的坪年齡比較可靠。,,,DISTANCEMETER,①,②,③,逐步加熱定年的理論前提沒(méi)有考慮輻照核反應(yīng)N,P過(guò)程中質(zhì)子釋放時(shí)的后坐力可能至39AR丟失或再分布的情況如果有相當(dāng)一部分39AR丟失了,40AR/39AR升高從而定年結(jié)果老于地質(zhì)年齡,輻照過(guò)程中質(zhì)子釋放至39AR丟失對(duì)定年影響,KN中子ARP質(zhì)子,質(zhì)子釋放后坐力至39AR丟失效應(yīng)的大小取決于含K礦物顆粒的大小，礦物顆粒小效應(yīng)則大。坪年齡圖型式為低溫部分40AR/39AR高，數(shù)據(jù)在中溫部分趨向“真實(shí)坪年齡”,過(guò)剩40AR坪年齡圖型式含有過(guò)剩40AR的礦物的傳統(tǒng)KAR定年結(jié)果老于礦物冷卻年齡，無(wú)實(shí)際意義。40AR/39AR逐步加熱法獲得的坪年齡圖有時(shí)能夠探測(cè)過(guò)剩40AR的存在即馬鞍形SADDLESHAPED的坪年齡圖下圖表示有過(guò)剩40AR存在。,從馬鞍形圖上無(wú)法獲得有意義的年齡。用等時(shí)線法有可能獲得有意義的年齡值。,對(duì)逐級(jí)加熱分析的結(jié)果處理方法效果小結(jié)ARKAR等時(shí)線圖對(duì)研究有繼承AR的樣品很有用年齡譜圖對(duì)評(píng)估AR丟失更有用。,40K40AR、39AR40AR法定年小結(jié),如在常溫下，40AR的擴(kuò)散系數(shù)D為1020CM2S1量級(jí)，在1GA時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散的距離為X≈DT1/2X≈310710910201/20005CM但在250℃時(shí)（相當(dāng)于低級(jí)變質(zhì)作用），40AR的擴(kuò)散系數(shù)為1012CM2S1量級(jí)，則在100MA時(shí)間內(nèi)X≈310710010610121/254CM此結(jié)果表明，此條件下所有礦物體系對(duì)AR都是開放的。【注這樣的溫度、時(shí)間條件對(duì)應(yīng)于地殼10KM深度的巖石，如一個(gè)花崗巖由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生褶皺或由于沉積盆地形成過(guò)程中被上覆沉積巖層覆蓋】,對(duì)于大于10億年的樣品，40K40AR不能提供可靠的年齡數(shù)據(jù)，39AR40AR要可靠得多?？膳袛嘤袩o(wú)擴(kuò)散丟失，若找到無(wú)丟失的礦物則可獲得年齡,對(duì)于古老的研究對(duì)象，我們用UPB、SMND等測(cè)定年齡，而用KAR表面年齡來(lái)研究巖石的復(fù)雜地質(zhì)歷史如果KAR年齡接近于真實(shí)年齡，就表明其地質(zhì)歷史比較平靜。如果KAR年齡比可靠年齡小得多，則說(shuō)明該巖石遭受了熱事件，如果KAR年齡老于可靠年齡（較少出現(xiàn)），可能是由于風(fēng)化溶解丟失了K。,

簡(jiǎn)介：,51同位素稀釋法分析,（ISOTOPEDILUTION）,,例如RB－SR同位素定年公式中,,87SR/86SR87SR/86SRI87RB/86SR（EΛT－1）,,測(cè)定比值,,,稀釋劑法分別測(cè)定,,進(jìn)行同位素含量分析，需采用同位素稀釋法，即在樣品進(jìn)行離子交換色譜分離以前，加入同位素稀釋劑SPIKE,某一個(gè)同位素的成分人工富集，與樣品溶液充分混合平衡后，再進(jìn)行前述色譜分離后，進(jìn)行同位素質(zhì)譜分析。,稀釋劑87RB＝9940％，85RB＝060％，85RB/87RB＝000604,天然樣品87RB＝2783％，85RB＝7217％,85RB/87RB＝25933,例如,,,右邊分子分母同除于87RBSPIKE，爾后在分子的85RBROCK/87RBSPIKE項(xiàng)上乘于87RBROCK/87RBROCK得,,,稍作變換得,,,一般地,已知巖石中RB同位素豐度87RB＝2783％，85RB＝7217％（現(xiàn)今太陽(yáng)系行星所有樣品都為此值），即85RB/87RBROCK25933，巖石RB的原子量MROCK854677,,025G巖石粉末中加350G稀釋劑溶液，即87RBSPIKE350G750MG/G/8689710994AV0300269?MOLEAV；加HF＋HCLO4溶解，離子色譜法分離提純RB，質(zhì)譜測(cè)定得87RB/85RBMIXTURE＝155或85RB/87RBMIXTURE＝0645161,已知稀釋劑RB同位素豐度87RB＝9940％，85RB＝060％，稀釋劑溶液濃度為750PPM,即85RB/87RBSPIKE0006036，稀釋劑RB的原子量MSPIKE868971,例如用同位素稀釋法測(cè)定巖石中RB含量,00985119?MOLEAV,代入,得,即上述025G巖石樣品中87RB原子數(shù)為87RBROCK00985119?MOLEAV加入SRSPIKE,同理可得86SRROCKN?MOLEAV由此可獲得87RB/86SRROCK00985119/N,,RB－SR同位素定年公式中,,87SR/86SR87SR/86SRI87RB/86SR（EΛT－1）,,測(cè)定比值,,,稀釋劑法測(cè)定的原子數(shù),還可計(jì)算得巖石中元素RB的含量87RBROCK的質(zhì)量00985119?MOLE854677842?G85RBROCK的質(zhì)量00985119?MOLE259338546772183?G巖石中RB元素的質(zhì)量84221833025?G因此，該巖石樣品025G的RB元素濃度為3025?G/025G1210PPM,注85RB/87RBROCK25933,當(dāng)待測(cè)元素具有多于2個(gè)天然同位素，可以測(cè)定2個(gè)或以上的同位素比值，從這些與稀釋劑混合后的同位素比值測(cè)定值，不僅可以計(jì)算出普通樣品的該元素含量，而且可以計(jì)算出該元素的同位素比值（如PB，SR同位素等）。計(jì)算方法參考以下文獻(xiàn),LONG,1996,EPSL,128992BOELRIJIK,1968,CHEMGEOL332325KROGHHURLEY,1968,JGEOPHYSRES73710725DODSON,1970,GCA,34124144GALE,1970,CHEMGEOL630510RUSSELL,1971,JGEOPHYSRES76494955RUSSELL,1977,CHEMGEOL20307314CUMMING,1973,CHEMGEOL11157165HAMELINETAL,1985,GCA,49173182,,稀釋劑方法的誤差,誤差放大倍數(shù)ERRORMAGNIFICATIONFACTORFERROR,,,如前例85RB/87RBROCK25933，85RB/87RBSPIKE0006036則誤差放大倍數(shù)FERROR,,所加稀釋劑的量要確保85RB/87RBMIXTURE0021之間,,稀釋劑方法誤差及稀釋劑添加量控制,,對(duì)上述稀釋劑，加多少才能確保85RB/87RBMIXTURE0021之間,設(shè),,,,則,變換后得,記為,,,變換得,誤差,,要使誤差最小，需RSRR要達(dá)到最大，即SPIKE的同位素與樣品同位素的差別盡可能地大，越大價(jià)格越貴；對(duì)給定的RS和RR，1/W1W要達(dá)最大，即WX/XY05，也就是所秤的樣品和所加的SPIKE中目標(biāo)同位素的量要盡可能相等。,相對(duì)誤差ΔX/X隨WX/XY值的變化見圖，圖中采用ΔRM/RSRM104和ΔY/Y104,FROMALLEGRE,2008,其中XKEROCKYKESPIKE,即所加SPIKE中87RB的量要與樣品中87RB近等量,ΔX/X,,例如RB－SR同位素定年公式中,,87SR/86SR87SR/86SRI87RB/86SR（EΛT－1）,,測(cè)定比值誤差在十萬(wàn)分之3左右,,,稀釋劑法測(cè)定的原子數(shù)此項(xiàng)比值的差誤在15‰左右而ICPMS含量測(cè)定誤差在5左右,,對(duì)PB同位素有用三稀釋劑精確測(cè)定法SJGGALER，1999,OPTIMALDOUBLEANDTRIPLESPIKINGFORHIGHPRECISIONLEADISOTOPICMEASUREMENTCHEMICALGEOLOGY,VOLUME157,255274,,

簡(jiǎn)介：普通地質(zhì)學(xué)GENERALGEOLOGY,南京大學(xué)地球科學(xué)系舒良樹,第一章緒論CHAPTER1INTRODUCTION,普通地質(zhì)學(xué)GENERALGEOLOGY,南京大學(xué)地球科學(xué)系舒良樹,普通地質(zhì)學(xué)GENERALGEOLOGY,PHYSICALGEOLOGY目的與要求了解地球科學(xué)基本理論和知識(shí),為專業(yè)課打基礎(chǔ)專業(yè)對(duì)象構(gòu)造地質(zhì)學(xué)，固體地球物理學(xué)，古生物學(xué),巖石學(xué)，礦物學(xué),礦床學(xué),地球化學(xué)，放射地質(zhì)學(xué)，水文學(xué)，工程地質(zhì)學(xué),地球探測(cè)與信息,地理學(xué)基地班屬于GENERALEDUCATION專業(yè)培養(yǎng)流程普地→野外實(shí)習(xí)→專業(yè)課→野外實(shí)習(xí)→畢業(yè)論文實(shí)習(xí)→畢業(yè)論文畢業(yè)去向考研,高校,科研單位，管理部門,其它安排教學(xué)20周復(fù)習(xí)1周；周學(xué)時(shí)6（講課4,實(shí)驗(yàn)2）學(xué)分4考試記分考試50實(shí)驗(yàn)15考試15小論文15專業(yè)表現(xiàn)5教學(xué)方式1講課實(shí)習(xí)；2經(jīng)典理論現(xiàn)代最新進(jìn)展；3理論圖象實(shí)驗(yàn)課1分班；2時(shí)間第一周開始；3普地實(shí)驗(yàn)室A103其他安排10月課間野外；課堂討論；看錄象片臨時(shí)通知,FURTHERREADINGSUGGESTIONS1JOLIVETL,NATAFHC2001GEODYNAMIQUEPARISDUUNOD2JEANDERCPURT,JACQUESPAQUET1999GEOLOGIEOBJETSETMETHODESPARISDUUNOD,14563ANDREBRAHIC,MICHELHOFFERT,ANDRESCHAAF,MARCTARDY,JEANYVESDANIEL1999SCIENCESDELATERREETDEL’UNIVERSPARISVUIBERT,16344PMCLDDUFF19934THEDITIONHOLMES’PRINCIPLESOFPHYSICALGEOLOGYLONDON,GLASGOW,NEWYORK,TOKYO,MELBOURN,MADRASCHAPMAN地殼平均厚度30多公里（大陸2070公里，海洋710公里）超深鉆“深入地球深部的望遠(yuǎn)鏡”。中國(guó)大陸超深鉆CCSD，僅鉆探5KM深度（東海縣）；俄羅斯地臺(tái)鉆孔最深，也僅10KM,德國(guó)78KM。其他部分只能通過(guò)分析地震波、重力、磁力等間接推測(cè)其物質(zhì)組成及存在狀態(tài),SECTION2PREDOMINANCEOFCHINAONGEOSCIENCE1中國(guó)地域廣大，地球各個(gè)演化時(shí)期信息豐富，物質(zhì)記錄齊全。2有地球上最古老和最年輕的造山帶、有獨(dú)特的盆地構(gòu)造、有巨大面積的花崗巖、有豐富的能源礦產(chǎn),吸引著各國(guó)學(xué)者競(jìng)相來(lái)華研究。3我國(guó)具有獨(dú)特的地學(xué)優(yōu)勢(shì)1）獨(dú)一無(wú)二的青藏高原TIBETPLATEAU2）全球最大面積的西北黃土高原LOOSE3）世界罕見的大別山高壓超高壓變質(zhì)帶HPUHPMETAMORPHICZONE,4）震驚世界的遼西北票中華龍鳥（J3、中華神州鳥（義縣，K1,真正會(huì)飛的恐龍）DRAGONBIRD5）全球最典型的云南早寒武世密集生物群生命大爆炸；BIGEXPLOSIONOFLIFE6分布面積最廣的華南喀斯特地貌,等等。KARSTLANDFORM成果均為國(guó)際領(lǐng)先水平,一直是國(guó)際上的研究熱點(diǎn),并帶動(dòng)了其它學(xué)科發(fā)展。,SECTION3CHARACTER19768,唐山8級(jí)大地震,數(shù)十萬(wàn)人死亡99年9月臺(tái)灣集集7級(jí)地震,日月潭被嚴(yán)重破壞3為工程建設(shè)提供可靠的地質(zhì)資料（青藏鐵路；高速公路；長(zhǎng)江大橋；城市地鐵；黃河小浪底；三峽大壩高樓地基）4為解決重大理論問(wèn)題提供線索（材料力學(xué)，長(zhǎng)時(shí)間變形結(jié)果分析，高壓高溫實(shí)驗(yàn),礦物巖石形成條件模擬實(shí)驗(yàn)）5普及地學(xué)知識(shí)，讓全人類都來(lái)關(guān)心地球家園（黃河斷流、三峽庫(kù)區(qū)、黃山、華山滑坡問(wèn)題）,SECTION5CONTENTSANDBRANCHESOFEARTHSCIENCES1研究地球結(jié)構(gòu)構(gòu)造的分科A構(gòu)造地質(zhì)學(xué)（STRUCTURALGEOLOGY）研究地殼巖石變質(zhì)變形（METAMORPHISMDEFORMATION）運(yùn)動(dòng)學(xué)KINEMATICS地球動(dòng)力學(xué)GEODYNAMICS地質(zhì)歷史B地球物理學(xué)（GEOPHYSICS）●研究地球重力、地磁、電性、地震波傳播特性●與構(gòu)造地質(zhì)結(jié)合，研究地球深部的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造2研究地球的物質(zhì)組成及其遷移富集規(guī)律的分科A礦物學(xué)（MINERALOGY）礦物形態(tài)、成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造B巖石學(xué)PETROLOGY巖石類型、成因、年齡C礦床學(xué)ECONOMICGEOLOGY礦體的形成條件、機(jī)制、過(guò)程D地球化學(xué)GEOCHEMISTRY元素遷移富集過(guò)程、地質(zhì)作用的化學(xué)過(guò)程,3研究地球歷史的分科EARTHHISTORYA地史學(xué)HISTORICALGEOLOGY地球歷史上的重大事件。B古生物學(xué)PALEOTOLOGY研究地質(zhì)時(shí)期地球上的生物及其演化。4地球科學(xué)應(yīng)用的分科APPLIEDEARTHSCIENCESA水文地質(zhì)學(xué)HYDROLOGYGEOLOGY地下水的分布、活動(dòng)規(guī)律B工程地質(zhì)學(xué)ENGINEERINGGEOLOGY研究基巖的穩(wěn)定性（路基、大壩、廠址、核電站）C遙感REMOTESENSING空間對(duì)地觀測(cè)D放射性地質(zhì)學(xué)（RADIOLOGICALGEOLOGY物質(zhì)的同位素成分，火成巖結(jié)晶年齡。E經(jīng)濟(jì)地質(zhì)學(xué)（ECONOMICGEOLOGY）金屬和非金屬礦產(chǎn)、油氣能源,SECTION6STUDYINGMETHODSOFEARTHSCIENGS1收集資料了解現(xiàn)有研究成果，確定研究方案2現(xiàn)場(chǎng)考察驗(yàn)證前人結(jié)果，采集樣品，記錄測(cè)量結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)分析結(jié)果（野外地質(zhì)學(xué)和填圖）3分析化驗(yàn)確定樣品中元素含量、樣品的年齡4模擬實(shí)驗(yàn)野外地質(zhì)現(xiàn)象再現(xiàn)5綜合分析各種資料匯總實(shí)事求是合乎邏輯的分析科學(xué)解釋演化模型的建立結(jié)論6將今論古（歷史比較法）用現(xiàn)在發(fā)生的地質(zhì)作用去推測(cè)過(guò)去的過(guò)程●如螺蚌，現(xiàn)在是水生動(dòng)物；如在高山上找到其化石，可知當(dāng)時(shí)屬于水體環(huán)境●人類歷史中尚未發(fā)生的仍靠推測(cè)恐龍的滅絕（全球火山外星撞擊）7以古論今、論將來(lái)“將今論古”和“以古論今、論將來(lái)”是兩大最基本的地質(zhì)學(xué)思維方法論,7現(xiàn)代技術(shù)MODERNTECHNOLOGYA高新技術(shù)GPS,RS，GIS,CSGLOBALPOSITIONSYSTEM,REMOTESENSING,GEOGRAPHYINFORMATIONSYSTEM（儲(chǔ)存、分析大量的地球科學(xué)信息）,COMMUNICATIONSYSTEMB分析測(cè)試技術(shù)正確、全面的測(cè)定成分；可觀察超微結(jié)構(gòu)TEM,SEM；質(zhì)譜儀（MASSSPECTROMETER）C高溫、高壓、模擬實(shí)驗(yàn)100公里處,30千巴，近2千度；正常結(jié)構(gòu)石英變?yōu)榫o密堆積柯石英碳變?yōu)榻痄撌疍計(jì)算機(jī)應(yīng)用各種專門應(yīng)用軟件（復(fù)雜運(yùn)算、模擬），各種文字處理和繪圖軟件8新理論、新技術(shù)、新方法科學(xué)的特點(diǎn)不失一般性,可檢驗(yàn)與重復(fù),預(yù)見性,定量性。目前,地球科學(xué)正處在一個(gè)多學(xué)科交叉、跨學(xué)科聯(lián)合的新時(shí)代各學(xué)科的相互滲透，促使地學(xué)從定性朝定量發(fā)生質(zhì)的飛躍，使地學(xué)進(jìn)入嶄新階段；并形成了一系列新的邊緣學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)。,本章重點(diǎn)1地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象、內(nèi)容2地質(zhì)學(xué)的研究方法3地質(zhì)學(xué)科的分支領(lǐng)域4中國(guó)的地學(xué)優(yōu)勢(shì)5“將今論古”和“以古論今、論將來(lái)”的兩大地質(zhì)學(xué)思維方法論,

簡(jiǎn)介：4地質(zhì)年代學(xué)GEOCHRONOMETRY/GEOCHRONOLOGY一般原理,十九世紀(jì)中葉關(guān)于地球年齡爭(zhēng)論的歷史當(dāng)時(shí)還未知道放射性及其熱英國(guó)著名物理學(xué)家WILLIAMTHOMSON從地球形成時(shí)的熱球冷卻到今的熱流值計(jì)算出地球年齡只有40–100MA許多地質(zhì)學(xué)家直覺這一年齡太短，尤其是地質(zhì)學(xué)的奠基人之一CHARLESLYELL以及博物學(xué)家CHARLESDARWIN對(duì)此不能接受。CLYELL當(dāng)時(shí)爭(zhēng)辯說(shuō)地球內(nèi)部存在一種未知的熱源，地球年齡遠(yuǎn)超過(guò)40–100MA，但被WTHOMSON后被冊(cè)封為L(zhǎng)ORDKELVIN斥為不是科學(xué)推理。PIERRECURIEN＝N0E－?T,D＝D0＋D＝D0＋NE?T－1該方程是同位素地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)。若T＝0時(shí)體系中初始的子體原子數(shù)D0已知，則通過(guò)測(cè)定體系中目前的放射性母體的原子數(shù)和子體的原子總數(shù)，由上式可求得體系封閉以來(lái)所經(jīng)歷的時(shí)間T,,D＝D0＋NE?T－1質(zhì)譜測(cè)量中不是測(cè)定絕對(duì)量，而是測(cè)定比值，因此將上式兩邊同除于一個(gè)子體元素的穩(wěn)定同位素，得I＝I0＋RE?T－1式中I為樣本測(cè)定的子體同位素比值，R為樣本測(cè)定的母體同位素與子體元素的穩(wěn)定同位素的比值，I0為樣本形成時(shí)的子體同位素比值年齡T為,42定年的一般前提1用作定年的巖石或礦物樣品中除了母體衰變?yōu)樽芋w以外，沒(méi)有發(fā)生母子體的獲得或丟失封閉2衰變常數(shù)不隨時(shí)間和物理?xiàng)l件變化，其值已知3計(jì)算中使用的初始子體數(shù)值（D0或I0）合適；4巖石或礦物樣品中母體和子體的測(cè)定值準(zhǔn)確。,D＝D0＋D＝D0＋NE?T－1,I＝I0＋RE?T－1,前提1體系封閉由于放射成因子體元素與母體元素地球化學(xué)性質(zhì)存在差異，在原來(lái)的礦物中不穩(wěn)定，趨向于逃逸出原礦物而破壞體系的封閉性。如何判斷封閉/開放由于樣品和地質(zhì)作用的復(fù)雜性，沒(méi)有直接的數(shù)學(xué)方法標(biāo)準(zhǔn)，只有一些經(jīng)驗(yàn)方法。,影響巖石或礦物對(duì)母、子體元素的封閉性的因素包括A）礦物對(duì)母、子體元素的保存性B）母、子體元素的物理－化學(xué)性質(zhì)C）巖石或礦物的變質(zhì)程度D）熱事件的冷卻速率E）受水溶液的作用,不同的母－子體同位素體系對(duì)上述因素的響應(yīng)是不同的，因此許多情況下一巖石或礦物的各同位素體系定年結(jié)果并不完全一致。因此需要根據(jù)巖石/礦物性質(zhì)和母－子體同位素的特點(diǎn)來(lái)判斷記錄巖石/礦物年齡。,對(duì)于深成巖來(lái)說(shuō)，礦物結(jié)晶后緩慢的冷卻使得一些元素的子體（如40AR）可以逃離礦物直到一定低的溫度門檻，因此火成巖或變質(zhì)巖中云母的K－AR年齡常常低于RB－SR或SM－ND年齡。,如在常溫下，40AR的擴(kuò)散系數(shù)D為1020CM2S1量級(jí)，擴(kuò)散距離X≈DT1/2，在1GA時(shí)間內(nèi)X≈310710910201/20005CM但在250℃時(shí)（相當(dāng)于低級(jí)變質(zhì)作用），40AR的擴(kuò)散系數(shù)為1012CM2S1量級(jí)，則在100MA時(shí)間內(nèi)X≈310710010610121/254CM此結(jié)果表明，該條件下所有礦物體系對(duì)AR都是開放的?！具@樣的溫度時(shí)間條件對(duì)應(yīng)于地殼10KM深度的巖石，如一個(gè)花崗巖由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生褶皺或由于沉積盆地形成過(guò)程中被上覆沉積巖層覆蓋】,前提2衰變常數(shù)恒定且已測(cè)定放射性核素的?、?＋、電子俘獲EC、?衰變和自發(fā)裂變不受原子核周圍電子密度和環(huán)境溫度－壓力的影響，因此其衰變常數(shù)是定值。唯一可能受核外環(huán)境影響的衰變方式是EC，核外電子密度可能影響此衰變的幾率。研究表明，在100KBARS以上高壓下，7BE和131BA的衰變EC常數(shù)有微小增加。在270KBARS壓力下7BE的衰變常數(shù)增加059％,在用作定年的天然放射性核素中只有40K有EC衰變（形成40AR）。并沒(méi)有證據(jù)表明現(xiàn)在地殼中的40K長(zhǎng)期受到幾百千巴壓力而影響40AR產(chǎn)物量。因此沒(méi)有理由懷疑用作定年的長(zhǎng)壽命放射性核素的衰變常數(shù)恒定的認(rèn)識(shí)。,衰變常數(shù)測(cè)定方法放射性衰變計(jì)數(shù)法（Α、Β計(jì)數(shù)儀等）放射成因同位素量的測(cè)定法從已知年齡計(jì)算法,放射性衰變計(jì)數(shù)法（Α、Β計(jì)數(shù)儀等）如D87RB/DTL87RB即衰變放出的Β粒子數(shù)為L(zhǎng)87RB取1KG87RB,其原子數(shù)為103/8760231023若L1421011/YR，則1年3107秒產(chǎn)生的Β粒子數(shù)103/87602310231421011982641013即每秒3275106個(gè)Β粒子,數(shù)已足夠,10G87RB也夠測(cè)了但測(cè)量困難在于Β粒子容易被吸收。,,放射成因同位素子體量的測(cè)定法例如對(duì)87RB，測(cè)量積累的87SR。如1KG87RB1年產(chǎn)生的87SR為87SR87RB1ELT≈87RBLT103G1421011142NG這個(gè)量用同位素稀釋法可精確測(cè)定用同位素分離法獲得純的87RB很貴昂而一般用化學(xué)方法將RB分離出來(lái)包括87RB、85RB，故要分離1KG的RB，不容易,其中還可能存在少許87SR，該方法的誤差來(lái)源于此。,從已知年齡計(jì)算法如果我們已經(jīng)從比較容易測(cè)定L的同位素體系如U獲得了樣品的年齡，通過(guò)測(cè)定樣品的87SR/87RB可獲得LRB該方法也是較難實(shí)施的，因?yàn)橐_保樣品對(duì)這些同位素體系都保持封閉。往往采用多個(gè)實(shí)驗(yàn)室相互校驗(yàn)過(guò)的隕石和月巖樣品，因?yàn)樗鼈円话阄词芎笃谧饔糜绊?MOONROCK10072,EUCRITES鈣長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖，BASALTICACHONDRITES,?,ORDINARYCHONDRITES,?,?,測(cè)定衰變常數(shù)方法比較,FROMALLEGERE，2008,前提1初始子體含量值估計(jì)合適在前述定年計(jì)算公式中需要知道D0或I0,在某些情況下D0或I0可以估計(jì)例如對(duì)富K礦物（云母）進(jìn)行40K－40AR定年，云母中幾乎所有的40AR都是40K衰變產(chǎn)生的，即D0或I0＝0，因?yàn)锳R是惰性氣體，在巖漿中的溶解度很低，故結(jié)晶時(shí)沒(méi)有40AR進(jìn)入礦物晶格。,D0或I0也可以通過(guò)測(cè)定不含放射性母體元素的礦物中的子體同位素含量來(lái)估計(jì)，如磷灰石中SR含量很高，而RB含量極低，因此測(cè)定磷灰石中87SR的相對(duì)豐度，可以作為巖漿結(jié)晶時(shí)的初始87SR的相對(duì)豐度。另一種測(cè)定放射成因子體同位素含量的方法是等時(shí)線法。（4）巖石或礦物樣品中母體和子體的測(cè)定值準(zhǔn)確。,43等時(shí)線來(lái)自一個(gè)均一巖漿源的巖漿同時(shí)結(jié)晶形成的一個(gè)火成巖體，其各部位巖石或礦物應(yīng)該具有相同的年齡（T）和相同的初始子體含量（D0）。在此情況下，測(cè)定一系列樣品的母體（N）和子體含量值（D），它們都滿足前述方程D＝D0＋NE?T－1這些樣品點(diǎn)定義出一條直線Y＝B＋MX稱為等時(shí)線ISOCHRON（此線上所有點(diǎn)代表巖石或礦物體系具有相同的年齡）。,D＝D0＋NE?T－1質(zhì)譜測(cè)量中不是測(cè)定絕對(duì)量，而是測(cè)定比值，因此將上式兩邊同除于一個(gè)子體元素的穩(wěn)定同位素，得I＝I0＋RE?T－1式中I為樣本測(cè)定的子體同位素比值，R為樣本測(cè)定的母體同位素與子體元素的穩(wěn)定同位素的比值，I0為樣本形成時(shí)的子體同位素比值這同樣為一條直線等時(shí)線Y＝B＋MX,I＝I0＋RE?T－1,等時(shí)線的斜率M為（E?T－1），截距B為I0由樣品點(diǎn)擬合直線獲得斜率M和截距為I0從斜率ME?T－1計(jì)算得到年齡,等時(shí)線定年法同時(shí)也可用來(lái)評(píng)估所分析樣品具有相同的I0和T值的假定是否正確任何偏離等時(shí)線的程度大于I和R分析誤差的樣品不符合定年的一個(gè)或多個(gè)假定前提。,等時(shí)線定年的條件A礦物或巖石形成以后保持封閉，未受蝕變、變質(zhì)等外來(lái)影響，B礦物或巖石樣品具有相同同位素初始比值I0，C礦物或巖石樣品具有相同的年齡，D樣品的母體同位素與子體元素的穩(wěn)定同位素的比值R具有一定的變化范圍。,?42定年的假設(shè)前提1用作定年的巖石或礦物樣品中除了母體衰變?yōu)樽芋w以外，沒(méi)有發(fā)生母子體的獲得或丟失封閉2衰變常數(shù)不隨時(shí)間和物理?xiàng)l件變化，其值已知；3計(jì)算中使用的初始子體數(shù)值（D0）合適；4巖石或礦物樣品中母體和子體的測(cè)定值準(zhǔn)確。,44等時(shí)線的擬合1單誤差回歸法擬合最小二乘法LEASTSQUARESREGRESSIONMETHOD擬合的最佳直線的斜率M和截距B為,公式中N為數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)目,最小二乘法回歸的假設(shè)前提是數(shù)據(jù)點(diǎn)偏離最佳直線是由于Y軸誤差引起，而X軸沒(méi)有誤差。顯然該假設(shè)前提并不符合實(shí)際，因?yàn)樽芋w（Y軸）和母體（X軸）都存在分析誤差。,,（2）雙誤差回歸法擬合好的回歸法應(yīng)該考慮數(shù)據(jù)點(diǎn)在Y軸和在X軸上的誤差。有興趣的同學(xué)可參考以下文獻(xiàn)YORK,1966,CANJPHYS46184547MCINTYREETAL,1966,JGEOPHYSRES71545968YORK,1967,EPSL247982YORK,1969,EPSL532024BROOKSETAL,1972,REVGEOPHYSSPACPHYS1055177CAMERONETAL,1981,GCA45108797POWELLETAL,2002CHEMGEOL185191204LUDWIG,2000,SPECPUB56BERKELEYGEOCHRONLOGICALCENTER,BERKELEY,CALIFORNIAISOPLOT程序,（3）擬合程度判別一套數(shù)據(jù)與所擬合直線的吻合程度用MSWD表示MEANSUMOFWEIGHTEDDEVIATIONSMSWD＝S/N2其中S∑YIMXIB2ZI,N樣品數(shù)YI,XI測(cè)定的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的Y、X值M＝擬合直線的斜率B＝擬合直線在Y軸上的截距ZI＝回歸過(guò)程中每一個(gè)樣品的加權(quán)項(xiàng),式中RI樣品I之X和Y分析誤差的相關(guān)性＝樣品I之X和Y權(quán)重因子,式中?2是X和Y分析誤差的方差,MSWD值的計(jì)算ISOPLOT程序LUDWIG,2000,SPECPUB56BERKELEYGEOCHRONLOGICALCENTER,BERKELEY,CALIFORNIA,MSWD值的大小取決于樣品數(shù)多少和分析誤差大小。當(dāng)樣品數(shù)很大（N＝∞）且分析誤差由很多次重復(fù)分析得到，則MSWD值應(yīng)該等于或小于1。在此情況下，數(shù)據(jù)點(diǎn)相對(duì)于擬合直線的離散與數(shù)據(jù)點(diǎn)在X和Y軸方向上的誤差一致，該直線就是等時(shí)線。,當(dāng)樣品數(shù)和重復(fù)分析次數(shù)都較小時(shí)，檢驗(yàn)所擬合直線是否符合等時(shí)線的MSWD的限定值升高。BROOKS等1972構(gòu)筑了一個(gè)表，列出在95％置信水平下樣品數(shù)（NS）和重復(fù)分析次數(shù)（NR）對(duì)應(yīng)的MSWD的限定值。例如由5個(gè)樣品和5次重復(fù)分析得到的有效等時(shí)線的MSWD的限定值應(yīng)該為541（95％置信水平）。,如果由這樣一套分析數(shù)據(jù)（NS＝5，NR＝5）得到的MSWD計(jì)算值541，則表明數(shù)據(jù)點(diǎn)的離散大于預(yù)期。這種情況表明數(shù)據(jù)點(diǎn)相對(duì)于擬合直線的偏離不僅由分析誤差造成，還由地質(zhì)因素造成。換言之，分析樣品不符合定年的前提條件，所擬合的直線不是等時(shí)線稱為ERRORCHRONS，所計(jì)算得到的年齡不可靠。,下圖顯示了MSWD的限定值與樣品數(shù)（NS）、重復(fù)分析次數(shù)（NR）之間的關(guān)系。,多次重復(fù)分析將增加實(shí)驗(yàn)室工作量和費(fèi)用，因此年代學(xué)實(shí)驗(yàn)室一般根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)估計(jì)誤差，并且選用一定的NR（如20，40，60）來(lái)確定MSWD的限定值。,思考題1、定年的一般前提有哪些2、影響礦物/巖石同位素體系封閉性的因素有哪些,