地壳的运动与变化教案

地壳的运动与变化教案（精选3篇）

篇1：地壳的运动与变化教案

《第4节 地壳运动和火山地震》教案

教学目标

1．初步认识地球内部的结构：地壳、地幔、地核。2．通过对一些自然现象的观察，认识地壳的运动。3．认识火山的构造、火山喷发物以及火山活动情况的分类。4．初步认识地震的发生，了解震级、震源、震中等概念。

5．对学生进行地震灾害的国情教育，培养学生防灾意识和抗震自救的方法。

教学准备

一个可拆分的地球仪，一只煮熟的鸡蛋，一把小刀。

教学重、难点

地球内部结构、地壳的变动，火山地震的活动及其分布。

教学过程

新课引入： 提问：

1．为什么在世界最高的喜马拉雅山区会有海洋生物化石？ 2．为什么在海湾海峡的海底会发现森林遗迹？ 老师稍作解释，得出结论：地壳是在变动的。

老师引导：地壳是什么？今天我们就来学习地球的内部结构。新课讲授 ：

一、地球内部结构 1．熟鸡蛋的内部结构。

将熟鸡蛋切开，观察其内部结构，指出地球内部结构与鸡蛋结构的相似性。打开可拆分的地球仪，学生比较地球与鸡蛋结构的相似性。2．地球内部结构

地球内部结构特征是圈层结构。

地球内部可分为地壳、地幔、地核三层。地壳和地幔的顶部组成岩石圈。

二、地壳变动的证明

1．地壳变动是时刻存在的，只是有些激烈，有些难以感知。

与学生一起看并解释三根石柱图，让学生了解石柱升降情况：升降的周期性、升降幅度大小等。

2．地壳变动的现象。用多媒体展示一些图例：断层、褶曲等。

在我们周围，只要你平时多观察，就不难找到地壳变动痕迹。如：山区的悬崖峭壁、采石场等地方。

3．简单说明地壳变动的原因。4．讨论：

（1）引起上述地壳变动的巨大能量主要来自何处？（2）还有哪些现象可以证明地壳是在不断运动？

三、火山

1．火山活动是一种壮观的自然现象，也是地壳强烈运动的表现形式。

利用多媒体给学生看一些火山喷发的情景。想象一下火山喷发会带来什么影响？ 指导学生看课本图片，想象当时维苏威火山喷发所带来的灾难，同时向学生指出火山喷发的好处。

2．火山的结构、分类。指导学生看让学生回答：

（1）火山由哪几部分组成？喷发物主要有哪些？

（2）火山喷出的岩浆来自何处？它们是怎样冲出地表的，岩浆冷却后变成什么？（3）火山可以分为哪几类？（4）说说出全球的火山分布状况。

四、地震 1．什么是地震？

准备一些筷子和钢锯条，在课上做实验，体验在筷子断裂是双手的感觉。通过师生讨论、实验得出地震的概念：

（1）地震是地壳岩石在地球内力作用下引起的，常常表现为地表岩石断裂和错位的震动现象。

（2）地震是一种会给人类带来巨大灾难的自然现象。（3）地震是地球内部能量强烈释放的形式。

同时指出：用震级的大小反映地震的强烈程度。震级越大，越强烈，释放的能量越多，造成的破坏越大，反之则相反；但是同一地震，距离震中远近不同，造成的危害程度就不一样。

2．总结震源、震中、震源深度、震中距等几个概念。总结中国和世界主要地震带分布。3．地震的预报和防范，指导学生看图。张衡与地动仪。

地震的民间预报方法常依据动物异常和自然现象异常。

4．“中国地质灾害图”：中国是个多火山地震的国家，要求学生认识、掌握抗灾自救的必要性。让学生了解一些中国地质灾害地区。

篇2：谈地壳与上地幔的深部构造特征

1 莫霍面以上的深部构造分区

根据地壳厚度的变化情况, 以大兴安岭一太行山一武陵山巨型重力梯级带和环绕青藏高原的昆仑山一阿尔金山一祁连山一龙门山巨型重力梯级带为界, 大致可将中国大陆地壳划分为东部、中部和西部 (新疆与青藏高原) 三大区域。巨型重力梯级带在地表对应着由造山带组成的山链, 其深部则对应于地幔陡坡带, 将地壳底部划分成与地壳厚度相对应的三个不同深度的幔坪区。

近年来深部地质-地球物理—地球化学研究进展情况, 揭示正常大陆地壳分三层结构:由被岩浆岩 (主要是花岗岩) 侵入的沉积盖层与结晶基底组成的上地壳、以混合岩化为主的角闪岩相的中地壳和由高变质级的火成岩等组成的麻粒岩相的下地壳。我国地域辽阔, 处于印度、西伯利亚、太平洋三大板块相互作用的结合部, 其各构造单元的形成及发展演化历史千差万别, 因此, 不同构造区的地壳厚度分层与速度分布均存在不同程度的差异, 尤其是盆地和造山带的地壳结构差异最大。

大型盆地因重力分异程度较高, 所以地壳相对较薄, 壳内界面比较平缓, 层厚度变化不大, 层内横向较均匀, 且各层厚度相差不大 (如四川盆地) 、盆地下面的岩石圈地幔厚, 地震波速高, 较“刚性”。而造山带的地壳普遍增厚, 形成山根 (下地壳底界面比两侧相应较深) 、壳内界面一般起伏较大, 壳厚度变化大, 且层内横向不均匀, 各层厚度相差也大, 一般下地壳增厚 (如大兴安岭) , 甚至存在低速层。造山带下的岩石圈地幔减薄, 上地幔隆起, 常对应地震波垂向低速带, 软流圈发育。

2 岩石圈地幔结构变化

岩石圈由地壳和岩石圈地幔两部分组成。岩石圈地幔的结构变化主要表现为厚度变化和速度分布的不均匀性。

2.1 厚度变化

中国大陆岩石圈厚度变化总趋势如同地壳厚度的变化那样, 由东向西增厚, 但并非完全一致。中国南北构造带是一条巨型重力梯级带, 是地壳和岩石圈厚度的陡变带, 它将中国大陆岩石圈分成东西两大部分, 其两侧岩石圈厚度从青藏高原的120多公里向东减薄到80多公里。岩石圈地幔最厚处并不在地壳最厚的青藏高原, 而位于四川盆地及其东南川黔湘交界处和武汉、长沙、南昌地区, 最厚分别达75 km和73 km。具有重要构造意义的兰州一龙门山一攀西南北活动带的岩石圈地幔厚度相对最薄, 从邛崃山一大雪山之间的40 km向南、北分别减薄到30~20 km。

2.2 速度分布特征

大陆内部岩石圈地幔速度分布也不均匀, 可分为三种类型:刚性强度大的如天山山脉、青藏高原和华南地区, 波速范围为4.55~4.70km/s;刚性强度小的如兰州一攀西南北活动构造带和秦岭山脉以北地区, 波速范围为4.40~4.50 km/s;介于两者之间的过渡类型区如塔里木盆地、柴达木盆地等, 波速范围为4.50~4.55 km/s。

另外, 岩石圈地幔结构的刚性程度与其厚度变化成正相关。刚性强度大的厚度大, 如天山山脉厚60 km, 青藏高原厚50~60 km, 华南地区厚40?50 km, 四川盆地及其东南部贵阳、怀化、吉首一带和武汉、长沙、南昌地区厚度分别达70多公里。刚性强度小的厚度相应也小, 如兰州一龙门山一攀西南北活动构造带厚40~20 km, 秦岭及其以北的鄂尔多斯盆地厚20?30 km, 华北地区厚30 km东部海域岩石圈地幔厚度明显小于大陆区, 不足20 km。

3 上地幔软流圈结构差异

中国大陆与邻区海洋软流圈剪切波速度 (最低值) 的分布存在明显差异, 海洋软流圈波速小于4.05km/s, 为3.90~4.00 km/s。而大陆区软流圈波速则大于4.05 km/s, 为4.10~4.60 km/s。两者之间的分界大致沿海岸线分布。

大陆区上地幔软流圈剪切波速度分布也十分不均匀, 可归纳为三种类型:发育型软流圈, 波速变化范围为4.10~4.20 km/s, 如南北构造带、秦岭山脉及其以北的中国北部地区;不发育型软流圈, 波速变化范围为4.50~4.60 km/s如西南地区的青藏高原;过渡类型软流圈波速变化范围为4.20~4.50 km/s, 如塔里木盆地、柴达木盆地和华南地区。

而大陆区上地幔软流圈的厚度由于发育程度不同也存在差异:北部地区软流圈发育, 其厚度一般大于150 km不发育的西南地区 (青藏高原) 厚110~140 km。塔里木盆地和柴达木盆地为100 km, 扬子一华南地区厚60~100km。

4 大陆地壳与上地幔的结构不均匀性分区和深部构造的继承性

4.1 地壳与上地幔结构不均匀性分区

中国大陆地壳与上地幔的结构不均匀性, 主要体现在纵向分层和横向分块的特点上。上地幔剪切波垂向低速带是横向分块的深部分界带, 而地壳和上地幔的主要界面及其所分隔出的各物质层的密度与波速差异, 则是纵向分层的标志。这些界面主要包括上地壳沉积盖层与基底之间的界面, 上、中、下地壳间的界面, 地壳与上地幔之间的界面莫霍面, 以及上地幔中的低速层界面等。

根据前述地壳与上地幔的构造差异, 将中国大陆深部大致划分为三大区域和三大剪切波垂向低速带。三大区域为西部区、东南区与北部区。三条剪切波垂向低速带为天山一华北地台北缘带、昆仑山脉与祁连山一秦岭带、兰州龙门山西缘一攀西南北构造带。垂向低速带的结构不均匀性深达上地幔200多公里。

4.2 深部构造的继承性

中国大陆三种类型的软流圈分布, 岩石圈地幔的三种类型分布与地壳深部构造分区和地表地貌特征, 存在某种程度的吻合。

岩石圈地幔的三种类型分布区, 分别发育在三种不同类型的软流圈之上。刚性强度大的岩石圈地幔下部软流圈不发育, 如青藏高原;刚性强度小的岩石圈地幔下部软流圈发育, 如秦岭及其以北地区和南北构造带;过渡类型的岩石圈地幔则对应过渡类型的软流圈, 如塔里木盆地和柴达木盆地。例外的情况为天山山脉, 具有刚性强度大的岩石圈地幔和发育的软流圈;华南地区为刚性强度大的岩石圈地幔和过渡类型的软流圈。

中国北部软流圈的发育区对应着地表相对平坦的地势, 软流圈不发育的西南地区对应着地表地势最高的青藏高原, 华南过渡类型的软流圈分布区对应地表的丘陵区。

上述情况说明岩石圈地幔的结构变化, 受其下部软流圈发育程度的制约和影响, 这种制约和影响还波及到地壳的发展甚至地表地貌的变化, 显示出某种程度的继承性。

摘要：20世纪80年代发展起来的地震层析成像技术对深部地质的研究, 以及对地震剪切波的研究利用, 揭示了中国大陆地壳与上地幔密度分布的不均匀性及其速度结构差异。

关键词：地壳,上地幔,深部,构造特征

参考文献

[1]汤中立等.金川铜镍硫化物 (金铂) 矿床成矿模式及地质对比[M].北京:地质出版社, 1995.[1]汤中立等.金川铜镍硫化物 (金铂) 矿床成矿模式及地质对比[M].北京:地质出版社, 1995.

篇3：地壳的运动与变化教案

关键词：GPS；形变场；应力场；地壳形变；

1.引言

川滇地区位于青藏高原东南部，是我国构造活动最强烈的地区之一。在强烈的区域构造运动下，川滇地区形成了异常复杂的构造运动特质。近些年来大量学者利用GPS资料对此进行了深入的研究。张永志等（2000）利用GPS资料研究区域地壳应力场变化与地震活动关系；王琪等（2001）讨论了中国大陆现今构造运动和构造变形；李延兴等（2004）研究了中国大陆及周边地区的水平应变场；瞿伟等（2009）利用GPS资料研究了渭河盆地现今地壳水平运动及应变特征变化；丁开华、徐才军等（2013）利用GPS分析了川滇地区活动地块运动与应变模型。

川滇地区构造活动强烈，地壳形变广泛，强震频繁发生。本文利用2004-2007年川滇地区的GPS观测资料，讨论了研究区域的整体应变场与应力场变化，分析了应变场与应力场的特性以及与同期地震活动、地质构造分布的的关系。

2.基于整体旋转与线性应变法的应力应变场

2.1 整体旋转与线性应变模型介绍

2.2 应力场-应变场解算

根据整体旋转与线性应变模型表达式，可以进一步求出区域应变场中最大主应变率 、最小主应变率 、最大剪切应变率 及面膨胀率 ：

（7）

同时，根据弹性力学中的应力-应变关系，可得：

（8）

3.实验结果分析

川滇地区突出部分（张性区）与凹下去的部分（压性区）交错分布，主要集中在主干断裂带附近。川滇地区北部呈现南北向拉张和东西向挤压，南部表现为东西拉张和南北挤压的变形状态。主应力变化在这段时间内表现出西南 东北交替变化的格局，整体体现为西强东弱的趋势，同期的中强地震主要发生在应力高度集中且具有深大断层的区域。

4 结论

根据2004-2007年川滇地区GPS观测资料，利用整体旋转与线性应变法，结合该区同期发生的地震活动与地质情况，讨论了区域应力应变场分布与地壳构造变形的关系，川滇地区中部大部分区域表现为面压性，少数区域为面张性，龙门山断裂带附近区域同样也表现为面压性。川滇地区地壳运动趋势明显，在其主要走滑断裂带上，应变场最大剪切应变方向与断裂带走向基本一致，表明该区的走滑断裂活动是由地壳剪切应力产生的，地壳形变以连续和渐变的剪切为主要变化特征，与地质学解释基本一致。

参考文献

[1]石耀霖， 朱守彪. 2006.用GPS位移資料计算应变方法的讨论[J]. 大地测量与地球动力学，26（1）： 1-8.

[2]李延兴，李智等.中国大陆及周边地区的水平应变场[J].地球物理学报，2004，47（2）：222-231

[3]瞿伟， 张勤等. 2009.渭河盆地现今地壳水平运动及应变特征[J]. 大地测量与地球动力学， 29（4）： 34-37

[4]张冬菊.青藏东北缘地壳形变应力应变场分析与构造活动性研究[D]，陕西：长安大学，2006

[5]张永志，王琪等.利用GPS资料研究区域地壳应力场变化与地震活动关系[J].地震学报，2000，22（5）：449-456

[6]丁升华，徐才军等，利用GPS分析川滇地区活动地块运动与应变模型[J].武汉大学学报，信息科学版，2013，38（7）

[7]顾国华，王丽凤等，GPS观测得到的1998-2003年中国大陆地壳应变[J]，地震，2006，26（3）：1-7

[8]袁金荣，徐菊生等，利用GPS观测资料反演华北地区现今构造应力场[J]，地球学报，1999，20（3）：232-23

[9]张永志，胡斌等，应用GPS观测青藏高原东北缘应力场变化[J]，地球科学与环境学报，2003，25（4）：50-5