地质学基础--第2章 地球 - 海底地热能资源

一、 名词解释

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1.大地水准面：静止的平均海水面的水准面，称为大地水准面。在客观世界中无处不在，与平均海水面重合并延伸到大陆内部的水准面，是测量工作中的依据。

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2.大陆：地球表面高出海面,由陆壳组成的面积广大的陆地。

3.山地：山地是指海拔500米以上,且相对高度差在200米以上的高地, 具有起伏大、 坡度陡峭、 呈脉状分布的特点。

4.丘陵：是指地球岩石圈表面形态起伏和缓，绝对高度在500米以内 ，相对高度不超过200米，由各种岩类组成的坡面组合体 ，起伏不大，坡度较缓，地面崎岖不平，由连绵不断的低矮山丘组成的地形。

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5.平原：陆地上海拔高度相对比较小的地区称为平原。平原是陆地上最平坦的地域,海拔一般在200米以下。平原地貌宽广平坦,起伏很小,它以较小的起伏区别于丘陵,以较小的高度来区别于高原。

6.盆地：是指地球表面（岩石圈表面）相对长时期沉降的区域，因整个地形外观与盆子相似而得名。换言之，盆地是基底表面相对于海平面长期洼陷或坳陷（depression）并接受沉积物沉积充填的地区。

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7.裂谷：裂谷是板块构造术语，两侧以高角度正断层为边界的窄长线状洼地。裂谷是伸展构造作用的产物，是陆地板。

8.大陆边缘：大陆边缘是指大陆与大洋盆地的边界地。包括大陆架﹑大陆坡﹑大陆隆以及海沟等海底地貌-构造单元，平行于大陆-大洋边界延伸千余至万余公里，宽几十至几百公里。大陆边缘可分为被动大陆边缘和活动大陆边缘。

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9.大陆架：是大陆沿岸土地在海面下向海洋的延伸，可以说是被海水所覆盖的大陆。大陆架含义在国际法上，指邻接一国海岸但在领海以外的一定区域的海床和底土。

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10.大陆坡： 大陆坡介于大陆架和大洋底之间，大陆架是大陆的一部分，大洋底是真正的海底，因而大陆坡是联系海陆的桥梁，它一头连接着陆地的边缘，一头连接着海洋。

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11.大陆基（裾）：是延伸于大陆坡的坡麓和大洋床之间的地貌单元,呈几百公里宽的带状。又称“大陆隆”、“陆基”。是大陆坡坡麓附近各种碎屑堆积体的联合体总称。

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12.海沟：海沟是位于海洋中的两壁较陡、狭长的、水深大于5000米的沟槽。

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13.岛弧：岛弧是指大陆与海洋盆地之间呈弧形分布的群岛。岛弧大多数都由两列平行的、弯弓状的岛屿组成，且沿着太平洋盆地的西缘出现，按地貌特征可分为单弧型、双弧型和多弧型。

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14.洋脊：又名大洋中脊、中隆或中央海岭。隆起于洋底中部，并贯穿整个世界大洋，为地球上最长、最宽的环球性洋中山系。

15.洋隆：又称“海隆”、“海岭”。洋隆是大洋底部的一条宽阔的延伸很长坡度平缓的隆起带。

16.大洋盆地：海洋的主要部分，地形广阔而平坦，占海洋面积的45%左右。

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17.海山：海山在地形上大体是孤立的、相对高度在900~1000米以上的海底高地叫做海山。

18.海岭：宽广且坡度和缓的海底隆起区。海岭又称海脊，有时也称“海底山脉”。狭长延绵的大洋底部高地，一般在海面以下，高出两侧海底可达3－4km。

3 m- H9 w) M$ |0 k) K- }

19.重力：是指由于地球的吸引而使物体受到的力，也是物体重量的来源。重力的施力物体是地球。

20.理论重力值：即以大地水准面为基础计算得到的重力值。

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21.实测重力值：以大地水准面作为测量的基准面，以铅垂线为基准线实际测得的重力值。

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22.重力异常：是由于实际地球内部的物质密度分布非常不均匀，而引起的重力的变化。

23.地磁：地球所具有的磁性。在不同的地点和时间都有变化。

24.地磁场：地磁场是指地球内部存在的天然磁性现象。

25.地磁要素：表示地球磁场方向和大小的物理量。

26.磁异常：是由地壳内磁性不同的岩石受地磁场磁化而产生的附加磁场。实际上测得的地球磁场强度和理论磁场强度是有区别的，这种区别称地磁异常。又称“磁力异常”。

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27.地热：是指地球熔岩向外的自然热流，是来自地球内部的一种热能资源。

28.变温层：在地表附近，由于太阳幅射热的影响，温度有昼夜变化、季节变化和多年周期的变化．这一表层可叫外热层（或变温层）。

29.恒温层：在深度15-30m的地方,一般在变温层的下界面处，其温度常年保持不变，等于或略高于当地年平均气温，这一深度带称为常温层。也称“恒温层”。

7 m; v1 \6 R5 S1 {7 l: K

30.增温层：又称内热带,是指地球表面以下完全受控于地球的内热活动,温度随深度的增加而增加的地带。

31.地温梯度（地热增温率）：是温度随地球内部深度增加而变化的速率。

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32.地面热流：“热流”,“地热流”、“大地热流”的简称。单位时间、单位面积内从地球内部散发至太空中去的热量。是定量刻划地热活动强弱程度的一个指标。在数值上等于岩石的热导率与地热梯度的乘积。

33.地热异常： 地下温度和地热梯度比周围地区显著增高的现象。

34.地震波：是由地震震源向四处传播的振动，指从震源产生向四周辐射的弹性波。

# A$ l$ ?' A, `5 K

35.大气圈：大气圈又称大气层，是因重力作用而围绕着地球的一层混合气体，是地球最外部的气体圈层，包围着海洋及陆地，厚度大约在1000km以上。根据气温垂直变化特点及大气运动方式，可以将大气圈自下而上分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层。

36.水圈：是指由地球表面上下，液态、气体和固态的水形成一个几乎连续的、但不规则的圈层。水圈中的水上界可达大气对流层顶部，下界至深层地下水的下限，包括大气中的水汽、地表水、土壤水、地下水和生物体内的水。

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37.生物圈： 是指地球上凡是出现并感受到生命活动影响的地区，是地表有机体包括微生物及其自下而上环境的总称，是行星地球特有的圈层。它也是人类诞生和生存的空间。生物圈是地球上最大的生态系统。

38.康拉徳面：地球内部的次级不连续面。在地壳中平均深度约20km（指陆地）处，其深度变化较大，最深约40km，陆地最浅约10km，海洋上明显浅得多，甚至没有。

39.莫霍面：地壳同地幔间的分界面，是南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇于1909年发现，故以他的名字命名，称为莫霍洛维奇不连续面，简称莫霍面（或莫氏面）。

5 F3 U, q! W/ w. f

40.古登堡面：古登堡面在地下2900千米。古登堡面是根据地震波波速变化而划分，是地幔与地核的分界面。

41.地壳：是指有岩石组成的固体外壳，地球固体圈层的最外层，岩石圈的重要组成部分，通过地震波的研究判断，地壳与地幔的界面为莫霍洛维奇不连续面（莫霍面）。

2 a0 Y/ C% M; E$ S8 _0 h

42.地幔：地球内部介于地壳 和地核之间的中间层。深度从地下5—70千米至2900千米。物质基本上呈固态，局部具有塑性。主要成分是铁、镁的硅酸盐类，主要由致密的造岩物质构成。是地球内部体积最大、质量最大的一层。

43.地核：地球内部构造的最里层。是地球的核心部分，地球内部从古登堡面起，从地下2900千米至地球中心。物质成分以铁、镍为主。主要由铁、镍元素组成，半径为3480千米。以地下5100千米深处为界，分外核和内核。

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44.岩石圈：指地球上相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈层。地壳的全部和上地幔的顶部，包括岩浆岩、沉积岩和土壤覆盖层在内，由花岗质岩、玄武质岩和超基性岩组成。

- a f+ ~9 P0 ^7 o1 D+ U

45.软流圈：位于上地幔上部岩石圈(Lithosphere)之下，深度在80-400km之间，是一个基本上呈全球性分布的地内圈层。上地幔顶部、岩石圈底部，被公认为是岩浆的发源地。

二、 是非题

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1.地球两极的理论重力值比赤道大。（√）

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2.在同一纬度上，大陆上的重力值一般比海面上小。（√）

3.因为地心处重力值为零，所以地心处压力值也为零。（×）

4.地球内部物质密度随深度增加呈直线型増加。（×）

- W, x% U, p& o; ^) V r

5.在同一热源情况下，热导率小的地区地温梯度较大。（√）

6.岩石的热导率随温度的升高面增大。（×）

7.地壳以下温度随深度的增加面升高的规律称地热增温率。（×）

2 M8 S3 ?1 z# P/ u

8.地壳与地幔合在一起又被称为岩石圈。（×）

9.软流圈的物质全部处于熔融状态。（×）

10.陆壳下的莫霍面深度随地面高程的增加面增加。（√）

11.地磁轴与地理轴的夹角称磁偏角。（×）

# P4 `- U$ c5 i! M( J* A* g

三、 选择题

1.大气圈中与地质作用关系最密切的次级圈层是（b）。

a平流层；

b.对流层；

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c.中间层；

2 I& k' a" ?& @

d.热成层。

4 c9 W0 r2 P4 M3 G! i3 |& ]

2.地球上重力值最小的部位是（a）。

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a.地心;

1 k4 M. M, m' y$ c0 u# l% F

b.地面

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c.莫霍面；

# H9 \, a4 A, L

d.古登堡面。

3.地球上重力值最大的部位是（d）。

a.地心；

2 V# u; C2 h3 q r$ b

b.地面

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c.莫霍面;

d.古登堡面。

$ M1 p1 T. M) z5 k, i

4.地面上的重力值（b）。

8 f8 X4 `5 _5 R2 [" E. I0 g& ?

a.随高程的增加面增大；

b.随高程的増加面减少；

/ Z. D9 M& E: j1 f; x- n! o( d0 t

c.随纬度的增高面增大；

d.随纬 度的増加面减少。

5.随深度增加地热增温率的变化规律是（c）。

a.不断增大；

b.不断变小；

6 @6 T1 }5 o& i8 t- r- F c

c.先增大后变小；

, S% w, t3 T2 n( n

d.先变小后增大。

6.就全球范围看，恒温层的相对平均深度大致是（bc）。

0 x2 _! u$ W7 a2 P" @

a.赤道和两极比中纬度地区深；

5 Q! s. Z" I$ I0 ]# [

b.赤道和两极比中纬度地区浅；

c.内陆比沿海地区 深；

d.内陆比沿海地区浅。

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7.陆壳与洋壳的边界位于（d）。

; @0 Y& F" L8 s9 ^9 U( Y) w

a.海岸高潮线处；

* q& n% x8 M Z" w$ m

b.海岸低潮线处；

) v8 `" x2 X# E0 @- K4 E

c.大陆架外缘处；

5 g4 {+ Y6 _5 f3 C2 P ~4 M2 P

d.大陆坡的坡脚处。

1 q$ G- U0 ~7 x* z

8.划分地球内部圈层构造时所用的主要地球物理方法是（c）。

a.古地磁法；

b.地电法；

4 X9 O' _4 D4 M# S

c.地震波法；

d.重力法。

9.地球最主要的热源是（b）。

a.太阳能；

, P2 r+ W6 k$ a

b.地球内部放射性元素衰变能；

/ m! V/ O# w8 V: A% q4 Q! x

c.重力分异能；

, B! ~ w9 P. |4 V y6 i) N

d.构造作用能。

6 C0 B% M+ {' j

四、 填空题

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1.地球的重力主要来源于（地心引力）。

5 Z0 m5 K" b6 w/ T* r

2.大陆平均地表热流值为（1.36）HFU；洋底平均地表热流值为（1.47）HFU。

0 E/ q1 @$ Q- ]6 ^

3.陨石按化学成分不同可分成（铁陨石）、（石陨石）和（石铁质陨石）三大类。

4.当今陆地上最高、最雄伟的山系是（环太平洋山系）和（阿尔卑斯一喜马拉雅山系）。

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5.大陆边缘可分为（大西洋型）与（太平洋型）两种不同类型。

6.地球具有弹性，表现在（能在内部传播地震波）和（固体潮现象）等方面。

" p [6 ^& `) W8 w6 _( H

7.保留在岩石中的剩磁，根据它们的成因不同，可分成（热剰磁）和（沉积剰磁）等类型。

) z( s/ z, }9 t4 y' w$ W; i1 `

五、问答题

1.试分析地球形状不成为正球形的可能原因。

答：在地球表面，有高山、盆地、河流、湖泊和海洋等。可以说地球表面是一个极不规则的曲面，世界大洋决定了地球外貌的主要特征，因为地球外壳的3/4被厚约4000m的水层包围。世界大洋洋底的地球地貌以海盆、中脊山系、断裂和深水槽为特征。另外，地球在外形方面是与赤道不对称的，比如地球陆地2/3在北半球，只有1/3在南半球，大部分岛屿、洋脊和深海沟等都在北半球。地球的南极地区有最高的大陆——南极洲，而在地球的北极地区有北冰洋，并且南极洲的面积基本上等于北冰洋的面积。

2.举例说明研究地表形态特征的地质意义。

答：工程隧道选址于背斜，不应选址于向斜，避免渗漏；向斜是良好的储水构造，利用向斜可找水；背斜是良好的储油、储气构造利用背斜可找油找气；断层处易于找泉，但是大坝等工程建设应避开断层带。

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3.我国地势的基本特点如何？

答：中国地势西高东低，呈阶梯状分布，并且向海洋倾斜，有利于海洋湿润气流深入内地，形成降水。山地、高原和丘陵约占陆地面积的67%，盆地和平原约占陆地面积的33%。山脉多呈东西和东北--西南走向。

1 T$ @3 _* E' n o7 v6 a* x) E

4.地表实测重力值可因受哪些因素的影响面与理论重力值不相一致？

6 L8 K8 ^: @7 X' G" c

答：由于地面起伏和地球不均匀以及结构差异等原因使实测重力值与理论值不符。

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5.为什么洋壳的地温梯度高于陆壳？

答：地温梯度是每深度增加100米，增加的地温值，洋壳深度高，增加的地温值也高。海水具有保温作用。

6.为什么不能按全球平均地热增温率来求地心温度？

( [; r3 ~) m a& F' L$ y \; U

答：地壳表层的温度常随外界温度而有日变化和年变化，但从地表向下到达一定深度，其温度不随外界温度而变化，地热随着深度的增加而升高,地壳平均增温率为30℃/km。地热增温的规律只适用于地壳部分或者岩石圈部分，据地球物理资料推断，整个地球的平均温度为2000℃，地心估算4500℃。

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7.举例说明研究大气圏的地质意义。

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答：大气圈对地球的保护作用：A 大气成分是许多地质作用得以发生的物质因素。氧是氧化作用发生的物质基础，同时是生命存在的条件。二氧化碳是植物制造有机质的物质来源，它直接参与了生物成岩的过程。此外，氧与二氧化碳在水体中的浓度影响着沉积物性质和特征。

6 G0 `+ C7 a* B( r

大气圈中臭氧层的重要作用：B 大气圈是生命的保护层。大气圈中的臭氧层吸收了绝大部分紫外线，大大降低了透入地面的紫外线含量，保护了地面生物，使地球上生命得以繁衍。

大气圈对太阳光的作用：C 由于大气的存在，地球表面才具有适宜的温度。太阳热能通过大气进入地面时，约1/3的能量消耗于大气的扩散和云层的反射，直接返回太空，其余的能量通过大气吸收后再传导给地面，因而使地表白天的温度不至于过高。同时，大气中的二氧化碳含量尽管很低，但能够“捕获”从地面辐射出来的一部分热能，使地面在夜晚也不至于过冷。这样，才使得地表的昼夜温差不会很大。此外，因为有了大气，才会有地球上的各种气候现象，从而引起各种外力地质作用。

在风的吹蚀作用下形成的沙丘：D 风的作用。风是热和水蒸气的主要传送者，它影响气候。风也是塑造地面形态和搬运物质的动力。它吹扬砂石，破坏岩石，搬运尘土，形成沙漠，产生沙尘暴；它推动海水运动，形成波浪和洋流，影响着海水地质作用的进程。

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8.举例说明研究水圈的地质意义。

答：水圈包括冰川、海洋、河流、地下水和湖泊。其中冰川地质作用是冰川对陆地表面（极地和高山地区）的侵蚀、搬运和堆积过程；海洋地质作用包括海水运动、海水中溶解物质的化学反应和海洋生物对海岸、海底岩石和地形的破坏和建造作用；河流地质作用主要分为侵蚀作用、搬运作用和沉积作用；地下水的地质作用包括剥蚀作用、搬运作用和沉积作用；湖泊地质作用主要是外力沉积。

（1）水圈的液态水是地球上的生命之源,也是地表变化的主要媒介。

（2）地球水圈以海洋为主体，并渗透到大气圈、生物圈和岩石圈表层中。海洋起到温床作用。

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（3）水圈与其他圈层间的相互作用是地表物质和能量转换的过程,也是改造陆地表面形态的主要营力。水是生命必不可少的物质。　　

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（4）“削高填低”是水在地表活动的基本规律；老的岩石由此而破坏，新的沉积岩层由此而形成；在特定环境中，有用成分的聚集形成沉积矿床。

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9.举例说明研究生物圈的地质意义。

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答：生物圈（biosphere） 是地球上凡是出现并感受到生命活动影响的地区。是地表有机体包括微生物及其自下而上环境的总称，是行星地球特有的圈层。它也是人类诞生和生存的空间。生物圈是地球上最大的生态系统。生物圈主要由生命物质、生物生成性物质和生物惰性物质三部分组成。生命物质又称活质，是生物有机体的总和；生物生成性物质是由生命物质所组成的有机矿物质相互作用的生成物，如煤、石油、泥炭和土壤腐殖质等；生物惰性物质是指大气低层的气体、沉积岩、粘土矿物和水。生物圈是一个复杂的、全球性的开放系统，是一个生命物质与非生命物质的自我调节系统。它的形成是生物界与水圈、大气圈及岩石圈（土圈）长期相互作用的结果。生物圈存在的基本条件是：

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第一，可以获得来自太阳的充足光能。因一切生命活动都需要能量，而其基本来源是太阳能，绿色植物吸收太阳能合成有机物而进入生物循环。

第二，要存在可被生物利用的大量液态水。几乎所有的生物全都含有大量水分，没有水就没有生命。

第三，生物圈内要有适宜生命活动的温度条件，在此温度变化范围内的物质存在气态、液态和固态三种变化。

4 k5 m9 [. S" H5 I

第四，提供生命物质所需的各种营养元素，包括O2、CO2、N、C、K、Ca、 Fe、S(氧气 二氧化碳 氮 碳元素 钾元素 钙元素 铁元素 硫元素)等，它们是生命物质的组成或中介。

地球上有生命存在的地方均属生物圈。生物的生命活动促进了能量流动和物质循环，并引起生物的生命活动发生变化。生物要从环境中取得必需的能量和物质，就得适应环境，环境发生了变化，又反过来推动生物的适应性，这种反作用促进了整个生物界持续不断的变化。

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10.试分析地球内部圈层构造的可能形成原因。

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答：一般认为，从太阳星云分化出水的原始地球是均质的。后水由于放射性元素蜕变、微星碰撞及地球木身物质压缩等因素，地球累积了大量热能，使原始均质物质发生局部持续的熔融，从而导致了地球内部物质物理和化学的垂直分异与调整。较轻的硅铝物质缓慢上升，较重的铁、镁硅酸盐物质及铁镍物质下沉，原始地球乃逐渐形成了内部圈层结构。

11.试述洋脊的主要分布特征。

答：又名大洋中脊、中隆或中央海岭。隆起于洋底中部，并贯穿整个世界大洋，为地球上最长、最宽的环球性洋中山系。在太平洋，其位置偏东，称东太平洋海隆(海岭)。大西洋中脊呈"S"形，与两岸近于平行，向北可延伸至北冰洋。印度洋中脊分3支，呈"入"字形。三大洋的中脊在南半球互相连接，总长达8万公里，面积约1.2亿公里，占世界海洋总面积的1/3。其脊部通常高出两侧洋盆底部1~3公里，脊顶水深多为2~3公里，少数山峰出露于海面形成岛屿，如冰岛、亚速尔群岛等。大洋中脊最显著的特点是贯穿全球。第二个特点是洋脊蔓延中常会出现纵向延伸的中央裂谷和横向断裂带。洋中脊常被一系列与其正交或斜交的断裂带错开（称断错带）。第三个特点是洋中脊是现代地壳最活动的地带，经常发生火山活动、岩浆上升和地震，在脊轴之间水平断裂（转换断层）的分布也比较广泛。

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12.艾里模式与普拉特模式有什么共同与不同之处？

答：艾里模式与普拉特模式解释重力均衡现象。艾里模式人为，无论地形高低，浮在高密度地幔，上面的岩石密度均相等，高山下部存在低密度的反山根。位于补偿面上的总重量相等。普拉特模式人为，补偿面以上单位柱体质量不等，高的质量小，低的质量大，在补偿面上总重量应相等。

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13.划分地球内部圈层，推断地球内部各圈层物质组成与状态的主要依据有哪些？

答：(1)根据各圈层密度和地震波速度与地表岩石或矿物的有关性质对比进行推测；

(2)根据各圈层的压力、温度，通过高温高压模拟实验进行推测；

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(3)根据来自地下深部的物质进行推断。火山喷发和构造运动有时能把地下深部(如上地幔)的物质带到地表；

(4)与陨石研究的结果进行对比。

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