第00章 緒論

1、2024/3/29,1,歡迎進入地質(zhì)科學的殿堂,首先請大家感受一下地質(zhì)隊員的情懷,印象中的地質(zhì)工作是？,2024/3/29,2,地質(zhì)裝備的變遷傳統(tǒng)裝備：,2024/3/29,3,現(xiàn)代地質(zhì)新裝備:,夢想成真,2024/3/29,4,課 程 介 紹,1．主 要 內(nèi) 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(zhì)作用與沉積巖 第6章 變質(zhì)作用與變質(zhì)巖,作為一個地質(zhì)

2、工作者應(yīng)該掌握的知識,2024/3/29,5,第7章 地質(zhì)年代與地層系統(tǒng)第8章 地殼運動第9章 構(gòu)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(zhì)災(zāi)害附：地形圖與地質(zhì)圖的基本知識實習,教材：葉俊林等--《地質(zhì)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(nèi)實習12學時實習內(nèi)容：礦物(3次)巖石(3次)，巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖各一次構(gòu)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(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課，教學上大多為闡述性、敘述性講述的內(nèi)容，不同于中學的數(shù)理化等有嚴謹?shù)睦碚撆c推導(dǎo)，許多問題是定性的講述，因此要調(diào)節(jié)自己，適應(yīng)課程的特點。5．對大家的幾點要求1、課前預(yù)習、課后復(fù)習2、注意聽講、筆記3、重視實習,緒 論,1. 地質(zhì)學的研究對象和內(nèi)容地質(zhì)學發(fā)展簡史地質(zhì)學的特點研究方法

4、 研究的意義,,2024/3/29,9,1．地質(zhì)學(geology)的概念------ 地質(zhì)學是研究地球(地殼)的物質(zhì)成分、內(nèi)部構(gòu)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(zhì)學的產(chǎn)生是人類在長期的生活、生產(chǎn)實踐中逐步了解和認識的結(jié)果。,一、地質(zhì)學研究對象和內(nèi)容,2024/3/29,10,,2．地質(zhì)學的研究對象 地質(zhì)學的研究對象----地球。包括固體地球內(nèi)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(zhì)學的研究內(nèi)容地質(zhì)學是研究地球的一門科學，其研究內(nèi)容主要是地球的物質(zhì)組成、構(gòu)造、各種地質(zhì)作用、地球的形成與演化以及在國民經(jīng)濟建設(shè)中的應(yīng)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(nèi)容分別成為不同的學科，如地質(zhì)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(zhì)學的分科地球科學是六大基礎(chǔ)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(chǔ)的龐大超級學科。物理學：應(yīng)用于研究巖石的構(gòu)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(yīng)用于研究古代生物的特征和環(huán)境等；數(shù)學：應(yīng)用于定量研究地質(zhì)過程等；天文學：應(yīng)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(nèi)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(zhì)組成方面：礦物學、巖漿巖石學、變質(zhì)巖石學、沉積巖石學、地球化學等等；在研究地球的構(gòu)造、地表形態(tài)變化和各種地質(zhì)作用方面：構(gòu)造地質(zhì)學、大地構(gòu)造學、地貌學、動力地質(zhì)學、火山學、地震地質(zhì)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(zhì)學、古氣候?qū)W、古地理學等等。在研究實用地質(zhì)問題方面：礦床學、石油地質(zhì)學、天然氣地質(zhì)學、煤田地質(zhì)學、水文地質(zhì)學、工程地質(zhì)學、環(huán)境地質(zhì)學、農(nóng)業(yè)地質(zhì)學、災(zāi)

8、害地質(zhì)學、旅游地質(zhì)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(lǐng)域和學科。,緒 論,1. 地質(zhì)學的研究內(nèi)容地質(zhì)學發(fā)展簡史地質(zhì)學的特點研究方法 研究的意義,,2024/3/29,16,最早的地質(zhì)思想的萌芽，可以追溯到二千多年前，但地質(zhì)學成為一門系統(tǒng)的科學，只有200多年的歷史。地質(zhì)學正式誕生的標志是1830年英國萊伊爾(C.Lyell)所著《地質(zhì)學原理》的問世,,二、地質(zhì)學發(fā)展簡史,2024/3/29,17,二、地質(zhì)

9、學發(fā)展簡史,地質(zhì)學發(fā)展階段：一、地質(zhì)思想萌芽時期(17世紀以前) 對自然界的地質(zhì)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(zhì)學發(fā)展時期(17世紀～19世紀) 涌現(xiàn)出一批著名的地質(zhì)學家，地質(zhì)學誕生。確立了地質(zhì)學的基本原理和方法，建立了地質(zhì)年代表。科學體系不斷完善和成熟三、現(xiàn)代地質(zhì)學時期(20世紀初～現(xiàn)代) 建立了以板塊構(gòu)造學說為標志的系統(tǒng)的

10、新的地質(zhì)學理論、觀念和方法。地質(zhì)應(yīng)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(zhì)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(zhì)思維，在他的著作《地質(zhì)論》(1785)中形象的表述為：“在地球的現(xiàn)在構(gòu)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(zhì)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(zhì)學原理》(1830)使地質(zhì)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(zhì)學、地理學等學科創(chuàng)立。,2024/3/29,24,這一時期地質(zhì)學方面的主要觀點：關(guān)于化石成因 生物遺體、天體作用的產(chǎn)物、上帝的杰作關(guān)于大地的形成與變動 水動力說、火動力說、升降一致說關(guān)于地球成因及大地的演化 星云假說；災(zāi)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(zāi)變論：災(zāi)變論：地質(zhì)歷史中曾有過今天已不存在的劇烈的地質(zhì)營力，各種地質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)學原理》作者，奠定了近代地質(zhì)學基礎(chǔ)。,2024/3/29,27,三、現(xiàn)代地質(zhì)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(nèi),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(zhì)資料(洋底)建立了以大陸漂移—海底擴張—板塊構(gòu)造學說為標志的新地質(zhì)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(nèi),,,緒 論,1. 地質(zhì)學的研究對象和內(nèi)容地質(zhì)學發(fā)展簡史地質(zhì)學的特點研究方法 研究的意義,,2024/3/29,34,

19、三、地質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)記時單位—百萬年(Ma),2024/3/29,36,5.3億年前的澄江動物群復(fù)原圖,2024/3/29,37,地質(zhì)過程的復(fù)雜性 規(guī)模上：,,小到原子、分子的微觀過程(礦物結(jié)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(zhì)過程的復(fù)雜性 性質(zhì)上：,,物理變化—如泥石流、地震化學

21、變化—礦物的結(jié)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(zhì)過程的復(fù)雜性 范圍上：生成環(huán)境：,,無機界 有機界無機、有機的相互轉(zhuǎn)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(zhì)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(zhì)系統(tǒng)是模擬不了的，只能通過廣泛的野外地質(zhì)調(diào)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(zhì)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(nèi)）南面：崗?fù)呒{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(zhì)學的研究對象和內(nèi)容地質(zhì)學發(fā)展簡史地質(zhì)學的特點研究方法 研究的

24、意義,,2024/3/29,45,野外調(diào)查 最重要和最基本的基礎(chǔ)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(zhì)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(zhì)活動,洋中脊處海底磁異常條帶 洋中脊兩側(cè)條帶狀巖漿隆起帶 它們都是儀器測量的結(jié)果，為海底擴張學說和板塊構(gòu)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(zhì)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(shù)： 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(yīng)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(zhì)過程,大理巖在擠壓應(yīng)力作用下的變形實驗結(jié)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(gòu)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(zhì)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(shù)的應(yīng)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(fù)雜等,2024/3/29,55,研究方法之間的聯(lián)系與結(jié)合理論與實踐相結(jié)合室內(nèi)與室外相結(jié)合局部與整體相結(jié)合

28、宏觀與微觀相結(jié)合定性與定量相結(jié)合原始手段與新技術(shù)、新裝置相結(jié)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(chǔ)、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(zhì)事實，對未知的地質(zhì)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(chǎn)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(zhì)

29、學的研究對象和內(nèi)容地質(zhì)學發(fā)展簡史地質(zhì)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(zhì)學基礎(chǔ)的目的,了解地質(zhì)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(zhì)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(guān)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(chǔ)上指導(dǎo)人類的生產(chǎn)實踐指導(dǎo)找礦： 熱液礦床,幔枝構(gòu)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(chǔ)上指導(dǎo)人類的生產(chǎn)實踐指導(dǎo)找礦：沉積礦床,2024/3/29,62,在正確認識地球的基礎(chǔ)上指導(dǎo)人類的生產(chǎn)實踐指導(dǎo)找礦：沉積礦床,煤,2024/3/29,63,在正確認識地球的基礎(chǔ)上指導(dǎo)人類的生產(chǎn)實踐指導(dǎo)找礦：變質(zhì)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(yù)防和減輕地質(zhì)災(zāi)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?？脊艑W家在一個洞中發(fā)現(xiàn)的已氣化的尸體的印痕,2024/3/29,68