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1、1,课程名称：自然地质学,总学时：40 学时/2学分 其中： 实习课 4-6学时 （根据具体情况调整）,2,上课的时间、地点与考核方式,地点：综合楼414 时间：星期一（78），星期三（78）,考试成绩=平时成绩标本鉴定+期末考试（闭卷）,办公室：教学楼610,3,选课对象 教学方法 教学目的和要求 主要内容,4,选课对象,其他专业改口到一级学科地质学的学生 地学其他学科学生的拓展课程,大学期间修过“普通地质学”或“自然地理学”的学生限选(包括本科为地质院校或综合大学地质系毕业),5,教学方法,讲课 课内实习 各类标本参观 标本鉴定 课内多媒体材料,6,教学目的和要求：,自然地质学以研究地球的
2、物质成分、内部构造、表面现象与地质作用为主。通过课堂讲授和实习，使学生对地质学的研究方法、时空概念、主要内容和最新进展有比较清晰的了解。,7,主 要 内 容,矿物 岩浆岩 沉积岩 变质岩 地质时代 构造运动与板块构造,8,主 要 内 容,地震 风化作用和土壤 地面流水和地下水 海岸地质作用 冰川和冰川作用,9,参 考 书,Brian J Skinner, Stepher C Porter. The Dynamic Earth: An introduction to physical geology (4th ed.), John Wiley and Sons Inc.2000. Charles
3、 C Plummer, David McGeary, Diane H. Physical geology (8th ed. ). 1999 夏邦栋，普通地质学，地质出版社，2006,10,特别说明,本课程PPT文件中相关图片及数据文献资料仅用作教学用途，绝大多数通过网络、学术活动、参考文献获得，没有注明出处，大家引用时请查阅原文献并注明出处。,11,第一章 导 论,一、研究对象 二、研究意义 三、研究内容 四、研究方法 五、分支学科和相关学科,12,一、研 究 对 象,13,1、地壳 莫霍面以上的地球表层，厚度变化在5-70 km之间。 地壳在横向上是极不均一的。按地壳的物质组成、结构、构造及
4、形成演化的特征，主要可分为大陆地壳与大洋地壳两种类型。,14,Crust: Oceanic crust Thin: 10 km Relatively uniform stratigraphy = ophiolite suite: Sediments pillow basalt sheeted dikes more massive gabbro ultramafic (mantle),Continental Crust Thicker: 20-90 km average 35 km Highly variable composition Average granodiorite,15,2、地 幔
5、 位于莫霍面以下、古登堡面以上的地球中的圈层 地震波中的横波可以穿过整个地幔，应该是由固态的岩石所组成 上地幔（层，33400 km深）是由具橄榄石结构的镁铁硅酸盐为主所组成 地幔过渡层（层，400670 km深）由具有尖晶石结构为主所组成的镁铁硅酸盐 下地幔（层，6702885 km深）则由具有钙钛矿结构的镁铁硅酸盐为主所组成,16,Core: Fe-Ni metallic alloy,6370,5145,2898,660,410,60,220,Crust,Mantle,Core,Upper Mantle,Transition,Zone,Inner,Core,Depth (km),Lower
6、,Mantle,(solid),Outer,Core,(liquid),Outer Core is liquid No S-waves,Inner Core is solid,3、地 核 地球内部古登堡面至地心的部分,17,地球的层圈结构,18,二、 研究意义,理论意义 自然辩证法的组成部分天体的起源与生命的起源问题的最后解决都离不开地质学的研究。 揭示地球的形成、发展、演化过程及其规律,19,二、研究意义,实际意义 资源（寻找矿产、能源和水） 环境（地方病，温泉） 减灾（地震、火山、滑坡等）,20,三、 研究内容,组成地球的物质 岩石或建造在地壳及整个地球内部的分布，阐明地壳及地球的构造特征
7、 地球的历史 地质学的应用,21,三、 研究内容,组成地球的物质 岩石或建造在地壳及整个地球内部的分布，阐明地壳及地球的构造特征 地球的历史 地质学的应用,22,组成地球的物质矿物,橄榄石,绿帘石,绿柱石,祖母绿,红宝石,钻石,23,库利南I ，II及英王权杖,24,传说就是泰坦尼克号女主人公罗丝的那块。极富传奇色彩，1642年产自印度。传说它传到谁手中，其主人必遭厄运。它从印度传到法国富商，后献给法王路易十四。又传给路易十五，1774年死于天花。后传给路易十六，他被送上断头台。后被盗，在伦敦市场又露面，被一银行家霍普(Hope)买下，从此该钻定名为“希望之星”，后来银行家穷困潦倒；以后又传到
8、土耳其商人手中，该家车祸翻下悬崖；1911年传到美国，现藏于美国一家博物馆。,并不重，44.50ct,名 钻 “希望之星”,25,星光红宝石,月光石,金绿宝石猫眼,星光蓝宝石,26,星光蓝宝石,27,28,土耳其皇帝带扣上的胡克祖母绿，75克拉,29,老坑玻璃种,30,不同颜色的翡翠,31,玛瑙,32,岫岩玉 和田玉,寿山石 青田石 巴林石 昌化石,33,岫岩玉,34,组成地球的物质岩石,35,36,美国西北部活火山。位于华盛顿州北段。海拔2950米。原为一休眠火山，沉默123年后，于1980年3月27日复活。经过1980年3月27日、5月18日和25日3次大喷发，火山高度降低至2550米，山
9、顶被削去近13，形成一个长3千米、宽1.5米，深125米的火山口，喷出大量的火山灰和熔岩。,圣海伦斯火山 Saint Helens，Mount,37,2004年6月8日，从下午15时20分开始爆发，喷射出的火山灰和浓烟高达3000米。,印尼东爪哇省布罗莫火山,38,法国留尼汪岛的富尔奈斯火山 2004年8月13日,39,印度尼西亚北苏门答腊省卡罗区的锡纳朋火山于2010年8月28日午夜过后突然喷发，这是有记录以来锡纳朋火山自1600年来的首次喷发。,40,熔岩流,（引自Hawaii Volcanoes National Park 1969) （根据莫少龙等，2000）,液相以硅酸盐成分为主的炽
10、热、粘稠的熔融体,41,42,美国科学家近日研究发现，火山喷发气体中的羰基硫化物可以通过反应生成链状肽，进而产生蛋白质。专家据此认为，羰基硫化物可能是地球上生命的起源。 研究人员说，羰基硫化物是一种非常重要的化合物。它通过反应生成链状肽时，速度快而有效，因此具有创造最初有机生物分子的可能。同时据推测，地球生命诞生初期，火山附近的水域可以为上述反应提供便利条件。 研究人员指出，现在火山喷出的气体中大约0.1的物质是羰基硫化物。但还不能明确生命起源之前羰基硫化物在火山喷发气体中所占比例。但这一发现将促使科学家继续把火山作用作为孕育地球生命摇篮的研究对象。,火山可能是孕育地球生命的摇篮！,43,三、
11、 研究内容,组成地球的物质 岩石或建造在地壳及整个地球内部的分布，阐明地壳及地球的构造特征 地球的历史 地质学的应用,44,岩层在形成时，成层叠覆，新岩层总是叠覆在老岩层之上。因此，未经构造变动的岩层顺序总是“上新下老”。,45,发生倾斜的岩层,46,板块俯冲是地球上最重要的地质现象之一，例如环太平洋俯冲带超过4万公里长，而古俯冲带遍布全球各地，如青藏高原、阿尔卑斯、秦岭大别等。,47,大陆漂移和海底扩张,48,三、 研究内容,组成地球的物质 岩石或建造在地壳及整个地球内部的分布，阐明地壳及地球的构造特征 地球的历史 地质学的应用,49,目前已知的地球的历史有46亿年，如果将这46亿年看作现在
12、的一年。,1月：地球形成,2月：地壳凝结,3月：原始海洋和最早的生命诞生,12月初：植物出现,5月：原核生物出现,11月下旬：海生无脊椎生物出现,12月26日：灵长类出现,12月31日18时24分：人类出现,50,三、 研究内容,组成地球的物质 岩石或建造在地壳及整个地球内部的分布，阐明地壳及地球的构造特征 地球的历史 地质学的应用,51,地震（earthquake） 地球或地壳的快速颤动。它是构造运动的一种重要表现形式，是现今正在发生构造运动的有力证据。 地震过程中地壳或岩石圈不仅表现出明显的水平运动和垂直运动，而且还可造成明显的岩石变形。,52,全球地震分布（数据来源：ISC）,53,全球
13、板块边界,图中红色线条，表示的大部分为扩张型与转换断层型边界，这类边界上发生的地震相对不会很大；特大地震大多数发生在黄色边界上，既所谓的海沟处及陆陆碰撞处等。,54,全球巨大地震的地理分布图（1904-1985），可以看出，绝大多数地震发生在环太平洋的板块边界带上。,55,全球浅源大震发生数量的年度分布图（1900-1990）（上图）及这些地震造成的死亡人数分布（下图）,每年地震次数,地震死亡人数,56,史上著名照片旧金山地震导致的篱笆墙错位,57,唐山大地震,图片转引自USGS,58,汶川地震简介,地震三要素（来源USGS）： 时间：2008年5月12日14时28分1秒 地点：北纬31.0东
14、经103.4震源深度19公里 强度：震级M8.0,59,北川县城2008年状况 (朝SW),60,北川县政府大楼倒塌（朝SW）,61,北川大桥逆冲1.4m和假右旋剪切 1.3m(朝NW),62,北川大桥移位（朝NW）,63,北川中学操场南北向破裂与左旋运动,64,盐亭喷砂冒水高6m,NW向延伸长达2km,在发震阶段由地壳震颤使未成岩的沙土液化，地下水携带着沙土沿地裂缝上涌而发生的一种现象。开始时水柱甚高，可达数米，以后渐次低落。沙粒在地表有时可堆积成圆丘状小沙堆，并常沿着地裂缝呈定向排列。,65,映秀镇通道大量车辆被滚石击中,66,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,7
15、7,78,79,80,玉树结古镇倒塌的房屋,81,地震灾后的玉树县县城结古镇,82,地表破裂（镜向NW）,83,地表破裂（SE）,84,沿地下电缆铺设线路发育的鼓包与裂缝（镜向NW）,85,这些巨大地震，在造成巨大人员伤亡的同时，也同时给各类建筑物造成巨大破坏。,86,大震发生之前 普通百姓：我们应该做什么？,以日本为例：地震最为多发国家。 小学：设置防震教育课程。 社区：年度一至两次的防灾演习 平常：必备三样东西：水、手电筒和收音机，并将此摆放在靠近门口的一个固定并且最为显眼的位置，关键时刻，这三样可能就是救命稻草。,87,大震发生之后 我们应该做什么？ （中国地震信息网）,一人跑出 全家得
16、救 力折钢丝 床下逃生 垒砖支物 拱开屋顶 自救无效 呼喊待救 死亡线上 险越鬼门 脚动示意 目标显著 积极自救 扩大空间 节省氧气 保存体力 保护口鼻 维持呼吸 先人后己 返回救妻 耐心沉着 终免截肢 负荷过重 巧用炕洞,88,上世纪60年代，我国地震进入活跃阶段，1966年3月8日，河北邢台发生6.7级地震，周总理接到报告后当天准备飞机，第二天便赶赴灾区，并总共先后三次亲临灾区指挥。 我国地震学家对发生于1975年2月4日的海城地震进行了一次史无前例的成功预测，并由政府进行了预报。这次预报成功，对大量地降低海城地震引致的伤亡人数起到了决定性作用； 不过，随后1976年7月28日发生在华北地区的唐山大地震，一百万人员伤亡，整个唐山市被夷为平地，地震学家们充分认识到，我们对于地球内部运动规律的了解程度，仍然十分有限，依然任重道远。,89,Rocks,Igneous,S
