南京大學-普通地質學-1普地緒論

1、普通地質學 General Geology,南京大學地球科學系 舒良樹,第一章 緒論 Chapter 1 Introduction,普通地質學 (General Geology),南京大學地球科學系 舒良樹,普通地質學 (General Geology, Physical Geology) 目的與要求: 了解地球科學基本理論和知識,為專業(yè)課打基礎專業(yè)對象：構造地質學，固體

2、地球物理學，古生物學, 巖石學，礦物學,礦床學, 地球化學，放射地質學，水文學，工程地質學,地球探測與信息,地理學基地班.屬于General education.專業(yè)培養(yǎng)流程：普地→野外實習→專業(yè)課→野外實習→畢業(yè)論文實習→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20周(復習1周)；周學時6（講課4,實驗2）學分:4考試記分:考試50%+實驗15%+考試15%+小論文15%+專業(yè)表現5%教學方式

3、: 1.講課+實習；2.經典理論+現代最新進展；3.理論+圖象實驗課：1.分班；2.時間:第一周開始；3.普地實驗室A103其他安排：10月課間野外；課堂討論；看錄象片 (臨時通知),Further reading suggestions1. Jolivet L, Nataf H-C. 2001. Geodynamique. Paris: DUUNOD.2. Jean DERCPURT, Jacques Paque

4、t. 1999. Geologie objets et methodes. Paris: DUUNOD, 1-456 3. Andre BRAHIC, Michel HOFFERT, Andre SCHAAF, Marc TARDY, Jean-Yves DANIEL. 1999. Sciences de la Terre et de l’Univers. Paris: Vuibert, 1-6344.

5、 P. McL. D. Duff. 1993 (4th edition). Holmes’ principles of physical geology. London, GLASGOW, New York, Tokyo, Melbourn, Madras:Chapman & Hall, 1-791,10. 舒良樹，2004.普通地質學講義,1-81.,9．孫鼐，1943.普通地質學（1953年第三次

6、修訂）。商務印書館，1-243 （中國最早的普通地質學版本之一）,8．成都地質學院,1978.動力地質學原理.地質出版社,1-359,7. 趙懿英等,1990.現代地質學講座.南京大學出版社,1-171,6. 夏邦棟，1995.普通地質學.北京：地質出版社,1-283,5. K C Condie, 1996 (4th edition). Plate Tectonics and Crustal Evolution. Pergamon P

7、ress，1-536,兩億年前的洋陸,地球的層圈,勞亞,岡瓦納,特提斯,,Section 1 Studying objects,地球科學是研究地球的科學,重點研究地球表層的物質、結構與構造。,1. 研究對象 Object: 地球,地球的時、空、源。,① 地球的結構 Texture：層圈狀。,②地球的構造 Structure：指地球各個部分之間關系及其它們的分布規(guī)律及演化。如大氣圈、水圈、巖石圈、地幔、地核,殼

8、幔作用,山脈-盆地,大陸-海洋。,③ 地球物質 Material：各種元素-礦物-巖石-礦床-地層,它們的分布及其遷移富集規(guī)律。,④ 地質事件 Event：地殼運動在地表反映.如地震、火山、海嘯、褶皺、斷裂等；,⑤ 預測Forecast和預防Preventing將來發(fā)生的地質事件,⑥ 地球的歷史 Earth history,⑦ 生命和演化 Life & evolution,2.為什么要學習普地，重視普地？ Why ?● “上天

9、、下海、入地”是人類遠古以來的夢想。最難的是入地。地球科學參與“上天”（航天、遙感，氣候環(huán)境），積極下海（海洋地質、深海鉆探），主攻入地（地質各科、大陸超深鉆）?！?為了了解地球的起源（包括生命起源），了解 地球的過去、現在和未來● 為了從地球上獲取人類生存必需的各類資源● 為了減輕危害人類生存的各種地質災害（地震、火山、滑坡、洪災、荒漠化、環(huán)境污染）● 為了人類的持續(xù)生存與繁衍，為了改善人類生存環(huán)境,提高生活質量，經濟可

10、持續(xù)發(fā)展. “人類只有一個地球, 應使之清潔、安全、富有”。,危害人類生存的主要地質災害,1963-1992年全球危害人類生存的重大級災害,是高科技研究領域的重要組成：-地球科學家是遙感與宇航的決策者之一-地球科學家參與了歷次ERTS的發(fā)射與研究(Earth Resources Technology Satellite) -NASA(美國家宇航局)中有大批地球科學家，參與了火星“旅行者”計劃和Apollo登月計劃的決策，

11、負責月球樣品分析.-我國的多種衛(wèi)星以及資源遙感飛機等技術設備均為世界前列，已發(fā)射兩顆自己的GPS通訊衛(wèi)星.,在國民經濟建設和急需目標中有舉足輕重的地位（國土資源部,國家地調局,水利部，國家地震局，石油天然氣總公司,交通建設部,中國科學院，中國有色金屬總公司，中國煤炭總公司，中國冶金勘探總公司）,3. 學習意義 Importance,地球科學是現代科學的重要組成:天、地、生、化、物密不可分(材料),●是科技進步的主要動力之一 -對

12、資源的需求使世界各國不惜代價，發(fā)展技術，發(fā)射資源衛(wèi)星、間諜衛(wèi)星,但解譯均少不了地球科學家 -應用側視雷達來掌握資源情報●受目前科技水平的限制，目前的研究僅限于地殼及上地幔上部 -地球平均半徑6371．229公里; 地殼平均厚度30多公里 （大陸20-70公里，海洋7-10公里） -超深鉆：“深入地球深部的望遠鏡”。中國大陸超深鉆CCSD，僅鉆探5km深度（東?？h）；俄羅斯地臺鉆孔最深，也僅10km:, 德國：7-8km。

13、 -其他部分只能通過分析地震波、重力、磁力等 間接推測其物質組成及存在狀態(tài),Section 2 Predominance of China on geoscience 1.中國地域廣大，地球各個演化時期信息豐富， 物質記錄齊全。2.有地球上最古老和最年輕的造山帶、有獨特 的盆地構造、有巨大面積的花崗巖、有豐富 的能源礦產,吸引著各國學者競相來華研究。3. 我國具有獨特的地學優(yōu)勢 1）獨一無二的青藏高原 Tibet

14、 Plateau; 2）全球最大面積的西北黃土高原 Loose; 3）世界罕見的大別山高壓-超高壓變質帶 HP-UHP metamorphic zone;,4）震驚世界的遼西北票中華龍鳥（J3)、 中華神州鳥（義縣，K1, 真正會飛的 恐龍）; Dragon-bird5）全球最典型的云南早寒武世密集生 物群(生命大爆炸)；Big explosion of life6) 分布面積最廣的華南喀斯特地貌,

15、等 等。Karst landform 成果均為國際領先水平,一直是國際上的研究熱點,并帶動了其它學科發(fā)展。,Section 3 Character & the latest advances on modern geology●當今地學理論突飛猛進,知識更新速度很快.●激光、遙感、數字系統(tǒng)、高分辨分析測量儀 器等高新技術進入地學領域.●服務目標日益和城市建設、生存環(huán)境、地質災害、氣候變遷、能源礦產等緊密聯(lián)系。

16、●近年國際上取得了一系列重大的理論突破和學科進展,如地球內外核間的旋轉角速度的差異、大陸深俯沖、巖石圈拆沉、板片斷離、玄武巖漿底侵、生命大爆炸、隕石撞擊生物突變、青藏高原隆升、太空新發(fā)現、臭氧層空洞、盆地分析、計算機數字模擬、韌性剪切帶與構造運動學等，大大拓寬了地學的科學內涵，推進了地學界的前進步伐，并帶動了其它學科的發(fā)展。,Section 4 Geoscientists’ mission How ?1.尋找急缺資源：水,黃金

17、,油氣,富鐵,地熱。2.對地質災害進行預測預報:地震,火山,海平面變化,洪災,滑坡，海嘯，泥石流-1902-5-8夜,Pelee火山爆發(fā),200km/h下瀉,St.Pierre市2.8萬人死亡,僅2人幸存,形成1397米高的火山島-79-8-24,(意)Vesuvius火山爆發(fā),埋沒了Pompeii城和Herculaneun城-98年中國洪災,損失數百億元;1976-8,唐山8級大地震, 數十萬人死亡;99年9月臺灣集集7級地震

18、,日月潭被嚴重破壞3.為工程建設提供可靠的地質資料（青藏鐵路；高速公路；長江大橋；城市地鐵；黃河小浪底；三峽大壩;高樓地基）4.為解決重大理論問題提供線索（材料力學，長時間變形結果分析，高壓高溫實驗,礦物巖石形成條件模擬實驗）5.普及地學知識，讓全人類都來關心地球家園（黃河斷流、 三峽庫區(qū)、黃山、華山滑坡問題）,Section 5 Contents and branches of Earth sciences1.研究地球結

19、構構造的分科a.構造地質學（Structural Geology）研究地殼巖石-變質變形（Metamorphism-deformation）-運動學(Kinematics)-地球動力學(Geodynamics)-地質歷史b.地球物理學（Geophysics）● 研究地球重力、地磁、電性、地震波傳播特性● 與構造地質結合，研究地球深部的成分、結構、構造2.研究地球的物質組成及其遷移富集規(guī)律的分科a.礦物學（Mineralog

20、y）:礦物形態(tài)、成分、結構構造b.巖石學(Petrology): 巖石類型、成因、年齡c.礦床學(Economic Geology): 礦體的形成條件、機制、 過程d.地球化學(Geochemistry): 元素遷移富集過程、地質 作用的化學過程,3.研究地球歷史的分科 Earth historya.地史學(Historical Geology): 地球歷史上的重大事件。

21、 b.古生物學(Paleotology): 研究地質時期地球上的生物及其演化。 4.地球科學應用的分科 Applied Earth sciences a.水文地質學(Hydrology Geology): 地下水的分布、活動規(guī)律b.工程地質學(Engineering Geology): 研究基巖的穩(wěn)定性（路基、大壩、廠址、核電站）c.遙感(Remote sensing): 空間對地

22、觀測d. 放射性地質學（Radiological geology): 物質的同位素成分，火成巖結晶年齡。E.經濟地質學（Economic Geology）：金屬和非金屬礦產、油氣能源,Section 6 Studying methods of Earth Sciengs1.收集資料:了解現有研究成果，確定研究方案2.現場考察:驗證前人結果，采集樣品，記錄測量結果和 現場分析結果（野外地質學和填圖）3.分析化驗:確定樣品中

23、元素含量、樣品的年齡4.模擬實驗:野外地質現象再現5.綜合分析:各種資料匯總-實事求是合乎邏輯的分析-科 學解釋-演化模型的建立-結論6.將今論古（歷史比較法）:用現在發(fā)生的地質作用去推 測過去的過程 ●如螺蚌，現在是水生動物；如在高山上找到其化石， 可知當時屬于水體環(huán)境 ●人類歷史中尚未發(fā)生的仍靠推測：恐龍的滅絕（全球 火山？外星撞擊？）7.以古論今、論將來 “將今論古”和“以古論今、論將來”

24、 是兩大最基本的地質學思維方法論,7.現代技術 Modern technology a.高新技術GPS,RS，GIS,CS：Global Position System, Remote Sensing, Geography Information System（儲存、分析大量的地球科學信息）,Communication System b.分析測試技術：正確、全面的測定成分；可觀察超微結構(TEM,

25、SEM)；質譜儀（Mass spectrometer） c.高溫、高壓、模擬實驗：>100公里處,30千巴，近2千度；正常結構石英變?yōu)榫o密堆積柯石英;碳變?yōu)榻痄撌?d.計算機應用：各種專門應用軟件（復雜運算、模擬），各種文字處理和繪圖軟件8.新理論、新技術、新方法 科學的特點:不失一般性,可檢驗與重復,預見性,定量性。 目前,地球科學正處在一個多學科交叉、跨學科聯(lián)合的新時代;各學科的相互滲透，促使地學從定性朝定量發(fā)生