第00章 緒論

1、2024/3/29,1,歡迎進入地質科學的殿堂,首先請大家感受一下地質隊員的情懷,印象中的地質工作是？,2024/3/29,2,地質裝備的變遷傳統(tǒng)裝備：,2024/3/29,3,現(xiàn)代地質新裝備:,夢想成真,2024/3/29,4,課 程 介 紹,1．主 要 內 容緒論第1章 地球概況 第2章 巖石圈 第3章 礦物 第4章 巖漿作用與巖漿巖 第5章 外動力地質作用與沉積巖 第6章 變質作用與變質巖,作為一個地質

2、工作者應該掌握的知識,2024/3/29,5,第7章 地質年代與地層系統(tǒng)第8章 地殼運動第9章 構造變形第10章 礦床的基本知識第11章 地下水第12章 環(huán)境與地質災害附：地形圖與地質圖的基本知識實習,教材：葉俊林等--《地質學概論》,2024/3/29,6,2．學時分配總共52學時，其中講授44學時，室內實習12學時實習內容：礦物(3次)巖石(3次)，巖漿巖、沉積巖、變質巖各一次構造(2次)3．成績

3、考核平時成績 20%（實習作業(yè)、提問、曠課）；期末考試（閉卷）成績 80%,室外：秦皇島實習,2024/3/29,7,4．課程性質專業(yè)基礎課，教學上大多為闡述性、敘述性講述的內容，不同于中學的數(shù)理化等有嚴謹?shù)睦碚撆c推導，許多問題是定性的講述，因此要調節(jié)自己，適應課程的特點。5．對大家的幾點要求1、課前預習、課后復習2、注意聽講、筆記3、重視實習,緒 論,1. 地質學的研究對象和內容地質學發(fā)展簡史地質學的特點研究方法

4、 研究的意義,,2024/3/29,9,1．地質學(geology)的概念------ 地質學是研究地球(地殼)的物質成分、內部構造、表面特征及地球演化歷史的科學。,地球是人類賴以生存之本，地質學的產生是人類在長期的生活、生產實踐中逐步了解和認識的結果。,一、地質學研究對象和內容,2024/3/29,10,,2．地質學的研究對象 地質學的研究對象----地球。包括固體地球內部的地

5、核、地幔、地殼及其外部的水、大氣。,2024/3/29,11,,水圈,,2024/3/29,12,3．地質學的研究內容地質學是研究地球的一門科學，其研究內容主要是地球的物質組成、構造、各種地質作用、地球的形成與演化以及在國民經(jīng)濟建設中的應用等。目前，由于探測的深度有限，研究的對象主要局限于地球的表層，即大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈。不同的研究內容分別成為不同的學科，如地質學、地理學、氣象學、水文學、土壤學、地球物理學等。,2024

6、/3/29,13,4、地質學的分科地球科學是六大基礎自然科學（數(shù)、理、化、天、地、生）之一，是一個以多學科知識為基礎的龐大超級學科。物理學：應用于研究巖石的構造、變形等；化學：研究巖石、礦物、油氣等成分和成因等；生物學：應用于研究古代生物的特征和環(huán)境等；數(shù)學：應用于定量研究地質過程等；天文學：應用于研究其他天體對地球的影響等。,2024/3/29,14,根據(jù)實際的研究內容和特色，這門科學已經(jīng)細分為三、四十個學科：在研究地球

7、的物質組成方面：礦物學、巖漿巖石學、變質巖石學、沉積巖石學、地球化學等等；在研究地球的構造、地表形態(tài)變化和各種地質作用方面：構造地質學、大地構造學、地貌學、動力地質學、火山學、地震地質學、沉積學等等；在研究地球的發(fā)展歷史和演變規(guī)律方面：地層學、古生物學、地史學、同位素年代學、第四紀地質學、古氣候學、古地理學等等。在研究實用地質問題方面：礦床學、石油地質學、天然氣地質學、煤田地質學、水文地質學、工程地質學、環(huán)境地質學、農業(yè)地質學、災

8、害地質學、旅游地質學等。,隨地球科學和其他學科的發(fā)展，還會出現(xiàn)更多的新領域和學科。,緒 論,1. 地質學的研究內容地質學發(fā)展簡史地質學的特點研究方法 研究的意義,,2024/3/29,16,最早的地質思想的萌芽，可以追溯到二千多年前，但地質學成為一門系統(tǒng)的科學，只有200多年的歷史。地質學正式誕生的標志是1830年英國萊伊爾(C.Lyell)所著《地質學原理》的問世,,二、地質學發(fā)展簡史,2024/3/29,17,二、地質

9、學發(fā)展簡史,地質學發(fā)展階段：一、地質思想萌芽時期(17世紀以前) 對自然界的地質現(xiàn)象的認識是樸素、直觀、零散的，分析問題帶有極大的直觀性二、近代經(jīng)典地質學發(fā)展時期(17世紀～19世紀) 涌現(xiàn)出一批著名的地質學家，地質學誕生。確立了地質學的基本原理和方法，建立了地質年代表。科學體系不斷完善和成熟三、現(xiàn)代地質學時期(20世紀初～現(xiàn)代) 建立了以板塊構造學說為標志的系統(tǒng)的

10、新的地質學理論、觀念和方法。地質應用學科得到了極大的發(fā)展,2024/3/29,18,1. 17世紀以前地球科學知識的萌芽與積累北宋科學家沈括(1031-1095)--《夢溪筆談》 根據(jù)太行山東麓山崖間所見海生螺蚌化石推斷該地在古代曾經(jīng)是海濱——“滄海桑田”；編制《天下州縣圖》 明朝徐宏祖(1586-1641)—地理學家 《徐霞客游記》--完成了對我國南方石灰?guī)r(巖溶)地貌的考察先于歐洲200年,

11、,2024/3/29,19,古希臘學者畢達哥拉斯、亞里士多德、狄奧弗拉斯特等都曾對火山噴發(fā)和尼羅河三角洲的形成進行了觀察和解釋，并根據(jù)巖層中的貝殼化石提出海陸變遷的概念；1492-1493哥倫布到達美洲和1519-1522年麥哲倫環(huán)球航行成功，證實地球是球形，并對大洋和大陸輪廓有了初步了解，推動了地理學的發(fā)展。1530-1540年哥白尼的《天體運動》提出“太陽中心說”，對天文學做出了巨大貢獻。,2024/3/29,20,2024/3

12、/29,21,,2024/3/29,22,二. 主要學科的創(chuàng)立與初步發(fā)展(17~19世紀)主要的地質學家及其成就：英國 郝頓(James Hutton, 1726-1797) 確立了時空統(tǒng)一的地質思維，在他的著作《地質論》(1785)中形象的表述為：“在地球的現(xiàn)在構造中可以看到舊世界的廢墟” 博物學家達爾文(Darwin Charles,1809-1882) 《物種起源》一書的出版宣示生物進化論的誕生，

13、適者生存的思想對均變論提出了質疑,2024/3/29,23,英國 萊伊爾(Charles Leyll,1797-1875) 用更豐富的事實論證和闡明了被概括為“將今論古”的現(xiàn)實主義原理。 Present is the key to the past 他的巨箸《地質學原理》(1830)使地質學真正成為一門科學英國 史密斯(William Smith,1769-1832) 化石層序律：在開鑿運河

14、的過程中獲得了大批化石，經(jīng)過他的研究整理發(fā)現(xiàn)每一地層各有其特定的化石，據(jù)此制定出世界上第一張系統(tǒng)的地層表這一時期氣象學、地質學、地理學等學科創(chuàng)立。,2024/3/29,24,這一時期地質學方面的主要觀點：關于化石成因 生物遺體、天體作用的產物、上帝的杰作關于大地的形成與變動 水動力說、火動力說、升降一致說關于地球成因及大地的演化 星云假說；災變論與均變論,2024/3/29,25,水成論與火成論：水成論：地

15、表的巖層都是從原始海洋中一層層沉積形成的，下面的老，上面的新。代表：德國的魏納(Adam. G. Werner，1749—1817)火成論: 地表的巖層都是巖漿冷凝形成的。代表：英國的赫頓(James Hutton，1726-1797),2024/3/29,26,均變論與災變論：災變論：地質歷史中曾有過今天已不存在的劇烈的地質營力，各種地質現(xiàn)象就是在這些營力作用下瞬間形成的。 代表：法國的居維葉(1769-1832)

16、均變論：在漫長的地質歷史中，地球表面經(jīng)歷的各種各樣的變化是連續(xù)、逐漸的，今天正在發(fā)生的地質作用與過去是相同的。 代表：赫頓(1726—1797)； 蘇格蘭人萊伊爾(1797—1875)，《地質學原理》作者，奠定了近代地質學基礎。,2024/3/29,27,三、現(xiàn)代地質學時期(20世紀初～ ) 固體地球科學革命—“活動論”取代“固定論” 固定論：大陸在原來的地理位置上作垂直升降運動，海陸雖有擴

17、大或縮小，但其相對地理位置始終不變。 以槽臺學說為代表：美國的霍爾（1811--1898）、丹納（1813--1895)。 由黃汲清介紹國內,2024/3/29,28,活動論：大陸有過長距離的水平運動, 海陸的相對地理位置有過較大變化。以大陸漂移說和海底擴張說為代表：德國的魏格納（A. L. Wegener，1880-1930),2024/3/29,29,2024/3/29,30,2024/3/29,31,20

18、24/3/29,32,隨著科技手段的更新、發(fā)展，同時人類自身探索資源的需要收集到了更廣泛的地質資料(洋底)建立了以大陸漂移—海底擴張—板塊構造學說為標志的新地質學理論、觀點和方法。板塊學說由劍橋大學的麥肯齊和派克(1967)，普林斯頓大學的摩根和拉蒙特觀測所的勒皮松(1968)提出由馬杏垣院士介紹到至國內,,,緒 論,1. 地質學的研究對象和內容地質學發(fā)展簡史地質學的特點研究方法 研究的意義,,2024/3/29,34,

19、三、地質學的特點,空間的廣闊性橫向：遍布全球任一角落(陸地、海洋、山脈、平原、極地、赤道)縱向：大氣圈—上地幔(水圈、生物圈、巖石圈),地球圖、圖層圖,2024/3/29,35,時間的漫長性過程的緩慢 地球的歷史約有46億年，最老的巖石為38億年。許多地質過程是相當緩慢的，如滄海變桑田、山脈的隆起、生物的演化、難溶礦物的生長、油氣田的形成等等，常需要幾十、幾百、幾千萬年的時間。事件的久遠

20、 許多地質事件發(fā)生在很久很久以前，如澄江動物群生活在5.3億年前的前寒紀、恐龍的滅絕發(fā)生在6500萬年前。 地質記時單位—百萬年(Ma),2024/3/29,36,5.3億年前的澄江動物群復原圖,2024/3/29,37,地質過程的復雜性 規(guī)模上：,,小到原子、分子的微觀過程(礦物結晶、化石形成)大到巖石圈的變形，地球及太陽系的形成,,2024/3/29,38,地質過程的復雜性 性質上：,,物理變化—如泥石流、地震化學

21、變化—礦物的結晶、炭酸巖的形成 生物變化—煤、石油的形成、化石,,2024/3/29,39,地質過程的復雜性 范圍上：生成環(huán)境：,,無機界 有機界無機、有機的相互轉化,,,地表—常溫常壓深層—高溫高壓,,2024/3/29,40,過程的無法再現(xiàn)性眾多地質現(xiàn)象對于人類來說都是無法再現(xiàn)的，如生物的演化、海陸的變遷、煤、石油的形成等雖然可利用比例模型進行研究，(如水

22、槽模實驗)，但這種模擬總是大大進行了簡化，很難準確地模擬實際情況，而且有些地質系統(tǒng)是模擬不了的，只能通過廣泛的野外地質調查或借助衛(wèi)星進行研究。,2024/3/29,41,板塊運動只能在電腦中模擬出來,從地圖上看出，大西洋兩岸海岸線彎曲形狀非常相似，但細究起來，并不十分吻合。這是因為海岸線并不是真正的大陸邊緣，它在地質歷史中隨著海平面升降和侵蝕堆積作用發(fā)生過很大的變遷。1965年，英國科學家Burllad借助計算機，按1000米等深線，將

23、大西洋兩緣完美地拚合起來，如此完美的大陸拚合，只能說明它們曾經(jīng)連在一起,2024/3/29,42,聯(lián)合古陸及其裂解 2億年前的聯(lián)合古陸：北面：勞亞古陸－包括北美、歐洲、亞洲（阿拉伯半島和印度不在其內）南面：崗瓦納大陸（南美、非洲、印度、阿拉伯半島、南極洲）,2024/3/29,43,三疊紀,侏羅紀,白堊紀,第三－第四紀,,,緒 論,1. 地質學的研究對象和內容地質學發(fā)展簡史地質學的特點研究方法 研究的

24、意義,,2024/3/29,45,野外調查 最重要和最基本的基礎工作，獲取研究對象的第一手資料。,2024/3/29,46,2. 儀器觀測： ①可以獲得地質活動的定量數(shù)據(jù)； ②可以確定人類不能直接感知的地質活動,洋中脊處海底磁異常條帶 洋中脊兩側條帶狀巖漿隆起帶 它們都是儀器測量的結果，為海底擴張學說和板塊構造學說提供了強有力支

25、持,2024/3/29,47,3. 大地測量：主要用于高程測量和地質體運動速率測定,中國西部與中亞地區(qū)現(xiàn)今地殼運動矢量（據(jù)Reigber等，2001）,2024/3/29,48,4. 航空、航天和遙感技術： 視域大、實時動態(tài),天山南部巴楚地區(qū)衛(wèi)星影像圖,2024/3/29,49,天山,準噶爾盆地,克拉瑪依,2024/3/29,50,應用Google earth所看到的中國情景,2024/3/29,51,經(jīng)濟學院北門----Google

26、earth提供,5. 實驗室分析、測試與科學試驗： --------重現(xiàn)并驗證地質過程,大理巖在擠壓應力作用下的變形實驗結果有助于理解巖石在受力時的變形與破裂行為,2024/3/29,53,6. 歷史比較法（“將今論古”、“現(xiàn)實主義原則”）： Present is the key to the past,現(xiàn)代海灘砂體表面波紋

27、 巖石表面古老的波痕構造 可以推斷古老波痕形成于水體動蕩環(huán)境,2024/3/29,54,7. 綜合分析 地質學研究中經(jīng)常會出現(xiàn)“多解性”和“不確定問題”，需要綜合分析8. 電子計算機技術的應用 地球科學研究對象空間廣闊，需要觀測處理的資料量大，模擬形成演變過程復雜等,2024/3/29,55,研究方法之間的聯(lián)系與結合理論與實踐相結合室內與室外相結合局部與整體相結合

28、宏觀與微觀相結合定性與定量相結合原始手段與新技術、新裝置相結合,2024/3/29,56,地球科學研究的一般程序(1)資料收集：了解已有的研究現(xiàn)狀和存在的問題，奠定良好的研究工作基礎、實地踏勘；(2)歸納、綜合和推理：利用已知的地球科學原理，基于已知的地質事實，對未知的地質現(xiàn)象做出合理的歸納、綜合和推理(3)推論的驗證：通過生產實踐或科學實驗來證實或檢驗已經(jīng)形成的認識，并進一步修正、補充和完善。,,,緒 論,1. 地質

29、學的研究對象和內容地質學發(fā)展簡史地質學的特點研究方法 學習目的及研究意義,,2024/3/29,58,一、學習地質學基礎的目的,了解地質學的基本理論獲得必要的知識掌握一些專業(yè)的基本概念建立地質科學的思維方法學習一些實際技能增強探索自然的興趣提高素養(yǎng)，關愛地球,2024/3/29,59,二、地球科學的研究意義,認識我們賴以生存的地球： -------了解地球的形成和演變規(guī)律,2024/3/29,60,

30、在正確認識地球的基礎上指導人類的生產實踐指導找礦： 熱液礦床,幔枝構造與熱液成礦(牛樹銀),,2024/3/29,61,,準噶爾盆地陸梁隆起區(qū)油氣藏模式圖,在正確認識地球的基礎上指導人類的生產實踐指導找礦：沉積礦床,2024/3/29,62,在正確認識地球的基礎上指導人類的生產實踐指導找礦：沉積礦床,煤,2024/3/29,63,在正確認識地球的基礎上指導人類的生產實踐指導找礦：變質礦床,2024/3/29,64,為大型

31、工程提供地基選址與場地穩(wěn)定性評價,2024/3/29,65,為大型工程提供地基選址與場地穩(wěn)定性評價,意大利比薩斜塔,地球科學有助于避免類似工程隱患,2024/3/29,66,為大型工程提供地基選址與場地穩(wěn)定性評價,2024/3/29,67,預防和減輕地質災害（如山崩、滑坡、泥石流、地震、火山、地面沉降等）,公元79年維蘇威火山噴發(fā)時6米多厚的火山灰吞噬了附近的龐貝城。考古學家在一個洞中發(fā)現(xiàn)的已氣化的尸體的印痕,2024/3/29,68