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1、地质学基础教学教案（部分）绪论一、地质学的研究对象、任务、内容及分科（一）、地质学的研究对象地球是人类赖以生存的地方，目前世界上95%的能源和75%-80%的工业原料主要取自矿产资源；地质环境的变化直接影响生物及人类的生长及生存，也影响到国民经济和社会的发展。人们要了解认识地球，就必须研究地球。地质学就是人类在实践的基础上形成和发展起来的研究地球的科学。地质学的起源可以追溯到远古时代，但其正式诞生的标志是地质学原理(英国莱伊尔C.Lyell著)1830年问世，至今近200年的历史。地球的半径有6300多公里。人们只能直接观察地球表面，现在世界上最深的钻井仅仅12.6km，这与地球半径相比是微不
2、足道的。地下深处的情况只能靠间接资料推测。所以，地质学就目前来讲，主要是研究地壳，即研究地球最表层。（二）、地质学的研究任务 地质学对人类社会担负着两大使命： 1. 寻找矿产资源。如Au、Ag、Cu、Fe、U、煤、石油是人们所熟悉的金属和非金属矿产。而地下水资源，广义地说也是一种矿产资源。我国是地下水资源缺乏的国家，急须加强地下水的勘探与合理开发利用，这是水文地质学的任务。2环境保护。查明地震、火山爆发、滑坡、泥石流等自然灾害的形成规律，指导人们与自然灾害进行有效的斗争，因为自然灾害会对人民生命财产会造成严重损害。如楼房、城镇、水库等工程建设要考虑许多地质因素，需要加强工程地质的研究；地质环境
3、与人体健康关系非常密切，人与自然是一个统一体，地质环境与生态环境是有机联系的，如一些地方性疾病，常常与该地区岩石和土壤中某些元素元素的缺乏或过多有关。（三）、地质学的研究内容及分科1研究地球的物质组成。其分支学科有；矿物学、岩石学、矿床学、地球化学等。2研究地壳结构、构造及其演变规律。如构造地质学、大地构造学、地球物理学等。 3研究地球的历史。如古生物、地史学等。 4研究地质学应用问题。找矿勘探、水文地质学、工程地质学、环境地质学等。 5研究地质方法学问题。数学地质、遥感地质学等。6综合性研究。地质学发展经历着由合到分、再由分到合。目前正处于新的联合的过程中。边缘学科、综合性学科的兴起。二、地
4、质学研究方法自然科学研究的共性；收集资料-分析、综合-结论，循环、渗透。地质学的特殊性是其研究对象，大到整个地球，小到元素；地质现象形成于过去、漫长历史时期改造变化，带有推测性；地下深处不可直接观察，推断与假说。1自然为实验室，野外资料的重要性。2钻探、物探方法。模拟实验。 3“将今论古”-现在是认识过去的一把钥匙。用现在的地质作用造成的现象与地球上保存的地质现象相对比，探讨过去的地质作用和过程。但不能简单套用。现代盐湖干旱、半干旱、蒸发。珊瑚礁温暖、清澈、浅海。 4建立时空概念。 5本课程与其它学科的关系。一方面需要数理化知识，另一方面为其它专业课铺好基础。三、地质学在地理专业中的地位和作用
5、第一章总论第一节地球概述一、地球的形状和大小地球的外表被一层大气所环绕，透过大气则为大部分被海水所覆盖的固体地球表面。地球表面起伏不平，为便于测量，以平均海水面所形成的封闭曲面为参考面。此参考面称为大地水准面。它是个假想的通过大陆延伸所现成的曲面。地球的形状和大小就是指大地水准面的形状和大小。赤道半径6378km，两极半径6357km。赤道周长40075km，即两极稍稍压扁的球体，旋转椭球体。长短半径差为21km。实际上北凸(10m)南凹(30m)，略呈一梨形。通常当作球体处理。由于这些差别很微小，故从卫星上看，地球仍是很园的，因有水、植被而呈蔚蓝色的星。二、地球表面的一般特征地球表面高低起伏
6、。71的面积为海域，29的面积为陆地。海洋主要分布在南半球，陆地主要在北半球，而且非洲、南美洲、北美洲、大洋洲、欧洲等大陆的形状均为尖端向南的倒三角形。另外，大西洋东西两岸的海岸线形状十分吻合。大陆平均海拔高度800m(0.8km)，最高8848m(8.8km)（珠穆朗玛峰）。大洋底平均深度3700多米(3.7km)，最深11033米(11km)（马里亚纳海沟）。若将地球表面地形拉平，则地球表面位于现在的海平面以下2.44km。（一）、大陆表面的形态（陆地地形）按照高程和起伏特征，大陆表面可分为山地、丘陵、平原、高原、盆地、洼地、裂谷系统。1山地：海拔高程500m（高）、相对高差200m（起伏
7、大）的地区。呈线状延伸的山体叫山脉。如美州西缘安第斯山脉、喜马拉雅山脉。世界上高大的山脉大多是在地壳活动特别强烈的地带。它们可分为两大地带：一为环太平洋两岸地带；另一为略呈东西向横贯亚洲、欧洲南部、非洲北部的地带（地中海沿岸，即阿尔卑斯-喜马拉雅带）。上述两带是现今地球上火山和地震活动最强烈的地带。由此可见，全球的主要山系基本上是南北方向或东西方向延伸。 2丘陵：地表起伏不大、山峦林立的低矮地形。一般海拔500 m，相对高差几十米(200m)。它介于山地和平原之间。我国东南丘陵区、川中丘陵。 3平原：地势宽广较平坦，四周为山岳，或山地与海洋之间。如华北平原、松辽平原。低平原-海拔200m ，华
8、北平原，东北平原高平原-海拔200-600m，成都平原 4高原：海拔600m以上的宽广地区。四周为陡崖。世界上最高的青藏高原，海拔4000米以上。5盆地：四周为高原或山地。中央低平(平原或丘陵)。四川盆地、柴达木盆地。 6洼地：高程在海平面以下的低洼区。吐鲁番盆地中的艾丁湖湖水面比海平面低150m，称克鲁泌洼地。7裂谷系统：东非裂谷为一系列峡谷和湖泊组成，位于高原上。 (大陆)裂谷是指大陆上巨型线状低洼谷地，这是地壳上被拉张而裂开的地区。（二）、海底表面的形态(海底地形)根据海底地形的基本特征，把海底分为大陆边缘，大洋盆地和洋中脊三个单元。 1、大陆边缘：大陆与大洋连接的边缘地带，占海底总面积
9、的1/5。（1）大陆架-大陆在水下自然延伸的部分，围绕大陆的浅水海底平原。表面平坦，坡度0.1，水深一般200m以内。浅海、陆棚（2）大陆坡-大陆架外缘坡度变陡，平均4.3，最大20，这一斜坡直到深海底，这就是大陆坡。坡脚深度1400-3200米。大陆坡常有海底峡谷横切，呈V字形，两岸很陡。（3）大陆基-大陆坡与大洋盆地的过渡地带，坡度缓。（4）海沟-岛弧系，海沟-山弧系。有些地方大陆基不发育，却发育海沟。称活动型大陆边缘。太平洋北部和西部的阿留申群岛、日本群岛、琉球群岛、菲律宾群岛，无论是这些岛屿本身，还是把它们连接起来，都成弧形，称为岛弧。岛弧靠大洋一侧常发育有长条状的巨型凹地，横剖面类似
10、不对称的V字形，深度在6000m以上，称为海沟。海沟与岛弧常平行伴生，构成海沟-岛弧系。太平洋西岸特点。太平洋东岸，有海沟，无岛弧，但这时大陆西岸为一海岸山脉，称安弟斯山脉，亦呈弧形，称海沟-山弧系。板块消减地带。活动型大陆边缘，陆架、陆坡不宽，缺失陆基；稳定型大陆边缘，陆架、陆坡、陆基环绕着大陆。2、大洋盆地海洋主体，占大洋面积一半(45%)，水深主要4000-5000m，也称深海盆地。深海盆地中最平坦的部分称深海平原。深海平原中可见到范围不大，地形比较突出的孤立高地，称海山。露出水面称海峰。夏威夷群岛为一系列海峰。海山顶部被海浪削平，位于水下，称海底平顶山。 大洋盆地中较宽阔的隆起区，称海
11、底高地(海底高原)。海底的山脉(长条状隆起区)，无地震活动的，称海岭。3、洋中脊洋中脊是位于大洋中间，经常发生地震，正在火山活动的海岭。洋中脊是大洋中央的巨大山脉，延伸于四大洋，连绵数万公里。占大洋面积1/3。大西洋中脊，中央部有一巨大的裂谷，称中央裂谷。陡，宽数十公里，深1-2km。太平洋洋隆，中央裂谷不发育。洋中脊被一系列横向断裂错开。转换断层。板块构造基本概念。三、地球的物理性质（一）、密度和压力根据万有引力公式可计算出地球质量，为5.976*1027g；地球质量与地球体积之比，求得地球平均密度5.52g/cm3。按实际测得地表岩石的平均密度2.7，地表水的密度为1，故推测地球内部物质的
12、密度较大。地心最大达13。地球内部的压力主要是静压力，是由上覆地球物质的重量所产生的压力。 Ph=h*dh*gh dh-该深度以上平均密度， gh-该深度以上平均加速度。10km处压力为3000atm，地心350万atm；深度越大，压力越大。（二）、重力地面重力的变化随纬度增加而增加，随海拔高度增加而减少。两极重力最大。因为：地面重力为地面某处所受地心引力和该处地球自转离心力的合力。地心引力与物体的质量成正比，而与地心距离的平方成反比，赤道半径最大，故赤道地心引力最小，两极最大。离心力与该处自转线速度的平方成正比，因此，赤道离心力最大。合力赤道重力最小。赤道重1000g的物体拿到两极就重100
13、5g。离心力比地心引力小得多，赤道最大也只有地心引力的1/289 ，假若，地球自转速度比现在快17倍，赤道离心力增大17*17，即289倍，与地心引力相等，物体就无重量了。可以把地心引力近似当作重力。把地球作为一个均匀球体，以海平面为基准计算出来的各地重力值，称理论值，但实际各地测定的重力值不同于理论值，这种现象称重力异常。实测值大于理论值，称正异常，反之负异常。引起重力异常的原因很多，最主要是地下物质组成不同，不均匀。根据重力异常范围大小分为区域重力异常、局部重力异常。前者范围大，可据以了解地球内部结构；后者范围小，可用以探矿。在进行小面积重力测量时，常常以区域重力异常值作为标准值(背景值)
14、。在埋有密度较小物质如石油、煤、盐等非金属矿产及沉积岩、酸性岩等的地区显示负异常。在埋有密度较大物质如Fe，Cu，Pb，Zn等金属矿产以及基性岩等的地区，显示正异常。浮土或植物覆盖区，用重力探测地下矿产、岩石和构造，叫重力勘探。重力在地球内部随深度而有不甚规则变化。在2900km内，随深度增大，2900km以下，随深度减小，地心为零。（三）、地磁地球是一个球形磁铁，磁力线在地球周围分布，形成一个偶极地磁场。地磁场的南北两极与地理南北两极不重合，相距甚远，地磁极位置也在不断变化。 1970年磁北极位于76N和101W，磁南极位于66S和140E。地磁极的迁移可能是地内深部物质运动引起的。由于地磁
15、极与地理极不相吻合，从而地磁轴与地理轴(地球自转轴)不相重合，两者交角目前约11.5。因此，地磁子午线与地理子午线(经线)之间也就有交角，这个交角叫磁偏角。罗盘指针是地磁南北，指北针偏在经线东边叫做东偏角，符号为正，偏在经线西边叫西偏角，符号为负。用罗盘测方向时应加以校正才能得到地理方向。如南京西偏4 (-4)，正北罗盘刻度盘读数应是356。磁针的空间位置与水平面之间夹角叫磁倾角。磁针与磁力线重合，赤道水平，两极直立。我国地处北半球，南翘北倾，故南针绕有铜丝。使磁针偏和倾的磁力大小的绝对值叫磁场强度。地磁场三要素：磁偏角、磁倾角、磁砀强度。把地磁场近似地看成是均匀磁化球体产生的磁场，这种磁场叫正常磁场。磁异常：正磁异常实测磁场大于正常磁场，磁性岩体和矿体（如磁铁矿、镍矿、超基性岩、高磁性物质）；负磁异常实测磁场小于正常磁场，低磁性或反磁性矿物和岩石（如金
