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1、,地质学绪论及地球概论,课程介绍,课程安排 讲课51学时，课堂约45学时，实验室教学约6学时。 使用教材 徐九华等主编、冶金工业出版社出版的地质学（第4版） 课程主要内容 地壳及地质作用 矿物与岩石 地质年代与地史 地质构造 矿床等 课程考核方式 闭卷考试,绪论,地质学的研究对象和内容,一、基本概念 地质学的定义：地质学是研究地球的学科之一。 它是关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各圈层间的相互作用和演变历史的知识体系。在现阶段，由于观察、研究条件的限制，主要以岩石圈为研究对象，也涉及水圈、气圈、生物圈和岩石圈下更深的部位，以及某些地外物质。 地质学的研究对象 ：为地球的固体外壳岩石圈（
2、Lithosphere),因此确切的说，地质学主要是研究岩石圈的一门学科。 二、地质学的研究内容与分科 1.研究地球物质组成及元素分布规律的学科 矿物学、岩石学、矿床学、地球化学 2.研究地壳运动及地表形态变化的学科 动力地质学、构造地质学、地貌学 3.研究地壳演变历史的学科 古生物学、地层学、地史学等 4.其它 煤田地质学、工程地质学、灾害地质学、宇宙地质学等。,绪论,地质学的特点与研究方法,由于地质学研究内容的特殊性，因而地质学具有以下特点： 1.学科的实践性 地质学科的大部分研究对象存在于野外，因此地质学是一门实践性很强的学科，只有深入到大自然中去，才能较好的理解和掌握地质学。 2.地质
3、现象的复杂性 由于地质现象种类繁多，每一种现象都具有独特的形成原因和过程，因此在研究地质现象时应树立正确的时空观。例如当我们研究晶体的结构时常用微米、纳米作为尺度单位，而一次造山作用则用百万年作用时间单位等。 3.认识的局限性 由于人类的技术手段及地质现象的复杂性，造成人类对地质现象的认识十分有限。例如，目前世界上最深的钻孔大约为12公里，不到地球半径的2，因此我们无法直接观察地球内部的情况，另外，人类的寿命一般不超过100岁，而一次造山运动的形成过程则长达数百万年至上千万年，因此对单个人来说我们也无法观察到其形成的全过程。,绪论,5,大陆科学钻江苏省东海市,地质学的特点与研究方法,鉴于地质现
4、象的特殊性有别于其它学科，其研究方法可分为以下几类： 1.野外观察 对野外地质现象进行详细、系统地观察是获取第一手资料的基本手段。因工作目的的不同，野外观察的要求与精度也不同，并制定了相应的工作规范。 2.现实类比与历史分析法 现实类比法“将今论古”原则，即对现代正在进行的地质现象进行研究，找出它们的形成原因、过程及结果等的内在规律，然后利用这种规律对地质历史时期同类地质现象进行类比，得出其相应形成原因与过程。 “将今论古”原则是研究地质历史事件最常用的方法之一，其根本思想为：今天是研究过去的钥匙。,绪论,地质学的特点与研究方法,例如，通过对现今植物的研究我们发现，不同气候条件下的植物具有不同
5、的特征，寒带植物以针叶林为主，温带以落叶林为主，而热带以阔叶林为主等。根据此规律，当发现地层中含有针状植物叶化石时，可以判断地层形成于寒冷气候环境。 在应用“将今论古”原则时，我们不可盲目、不加分析地套用，而应用历史分析方法辩证唯物主义思维方法。这是因为今天地质作用与地质历史时期同类地质作用的形成原因与条件不可能完全相同，因而我们不可将今天的地质作用完全与地质历史时期的地质作用类化，而不加区别。例如腕足动物现今多生活在水体较深的海洋环境，而地质历史时期则多生活在水较浅的海洋环境等。,绪论,地质学的特点与研究方法,3.综合分析法 地质作用的原因是多种因素共同作用产生的。在对一具体地质现象进行分析
6、时，我们应充分考虑其各种因素的影响结果，分析它们的关系，这样我们才能得出正确的答案。例如，当我们对地层的沉积环境进行分析时，应对地层中的生物标志、岩矿标志、物理标志等进行综合分析，来正确判断地层的沉积环境。 4.实验模拟 为了验证地质结论的正确性，通常要进行模拟实验。例如，一般的模拟（泥巴实验）、数字模拟、计算机模拟、高温高压试验等。,绪论,我们这个专业为什么要学习地质学,绪论,我们这个专业为什么要学习地质学,绪论,我们这个专业为什么要学习地质学,绪论,我们这个专业为什么要学习地质学,绪论,我们这个专业为什么要学习地质学,绪论,我们这个专业为什么要学习地质学,绪论,我们这个专业为什么要学习地质
7、学,绪论,我们这个专业为什么要学习地质学,绪论,思考题： 什么是地质学，地质学的研究对象是什么？,地球及其构造,地球是一颗迷人而复杂的星球，了解她的过去、现在与将来，合理的利用她赋予给我们的资源，为我们及子孙后代创造良好的生活环境是地质工作者应尽的职责与义务。 一、地球在宇宙中的位置 地球位于银河系，九大行星之一的地球围绕太阳这颗恒星公转的同时还在自转，地球的自转与公转形成了地球的昼夜与四季的变化。 另外地球有一个卫星月亮。,地球及地质作用概述,二、地球的形状与大小 通常所说的形状，指的是地球固体外壳及其表面水体所圈闭的轮廓，近似于扁球体。 地球的赤道半径稍大，约6378km，两极半径稍小，约
8、6357km。但北极稍凸出，南极稍凹进。 三、地球的表面形态 现今地球表面形态按地貌特征可分为陆地和海洋两大地理单元。海洋占70.8%，陆地占29.2%。只有统一的大洋，没有统一的大陆。陆地被海洋分割包围，最高峰8848.13m，最低点菲律宾海沟为-11515m。,地球及其构造,地球及地质作用概述,（一）陆地地形 按起伏高度和形态的不同可分为以下单元： 1.山地 海拔500m以上，相对高差200m以上的地区称为山地，进一步划分为： 1）低山，海拔5001000m 。 2）中山，海拔10003500m 。 3）高山，海拔大于3500m 。 呈线状延展山地，称其为山脉。具有成因联系的若干平行或大致
9、平行的山脉，称其为山系，例如阿尔卑斯喜马拉雅山系。 2.丘陵 海拔500m以下，相对高差200m内的伏不平的地区。 3.平原 地势相对平坦、面积较大、相对高差仅几十米的地区。 4.高原 海拔600m以上，地势平坦广阔的地区。,地球及其构造,地球及地质作用概述,5.盆地 四周高，中间低形似盆状的地区。 （二）海底地形 海洋是由海（SEA）和洋（OCEAN）组成的。海是围绕大陆边缘与洋有一定间隔的水体较浅的水域，分为陆缘海与陆间海。洋为远离大陆、面积宽广、深度大的水域。 根据海底地形的基本特征，可把海底分为大陆边缘、洋中脊和大洋盆地三个单元。 1.大陆边缘 大陆与大洋连接的边缘地带，通常可分为以下
10、次一级单元： 1）大陆架 围绕大陆的浅水台地，平均坡度0度7分平均宽度约75公里，深约60米，下界深度约为130米。 2）大陆坡 大陆架外侧坡度明显变陡的地带，水深范围约为1302000米，平均坡度约为4度17分。宽度各地不一，其上常发育海底峡谷和陆坡阶地。,地球及其构造,地球及地质作用概述,3）大陆基 大陆坡与大洋盆地之间的缓倾斜地带，坡度通常为535 ，多分布于水深2000-5000米的海底。大陆基主要由大陆坡上发育的浊流物质及滑塌物质堆积而成。 4）海沟与岛弧 岛弧 延伸远，呈带状分布的弧形列岛。岛弧向洋凸出，内侧为大陆。 海沟 岛弧外侧常发育深度大于6000米的狭长形凹地。宽约几-几十
11、公里。岛弧与海沟组成了弧海沟体系，常发育于陆、洋交界地带。 2.大洋盆地 海底的主体，它是介于大陆边缘与洋中脊之间的较平坦地带，一般水深40006000米，由以下次一级单元构成： 1）深海平原 靠近大陆边缘一侧、平均深度约为4877米，坡度极小（1/1000)的平缓地带。,地球及其构造,地球及地质作用概述,2）海山与无震海岭 海山 洋盆中高度1000米，呈孤立的锥状高地。多为海底火山喷发形成。 无震海岭 多分布于洋中脊两侧，呈脊状隆起的高地，以无地震或少地震为其特征。 3.大洋中脊 横穿大洋的全球性洋底山系称之为洋中脊。它是洋壳生成的地带，其地震与火山活动十分强烈，在大洋中脊的中央部位存在一巨
12、大裂谷称之为中央裂谷。 海底地形各主要单元 思考题: 1.简述现今地球表面的基本特点。 2.地球为什么是一个椭球体？为什么又是一不规则椭球？ 3.按地形起伏特征，大陆与海洋可进一步划分为哪些主要单元。,地球及其构造,地球及地质作用概述,地球及其构造,地球最显著的特点是具有圈层构造。因地球的组成物质成分的不同，以固体地球的表面为界将地球分为两大圈层：外部圈层与内部圈层。 一、外部圈层构造 外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈。 二、地球的内部圈层构造 一）地球内部圈层的划分依据 目前最深的钻孔不超过12公里，人们又不能直接进入地球内部观察地球的内部特点，因而只能利用间接方式进行分析推论。对地球内部圈
13、层构造及特征的认识主要根据以下三方面： 1. 宇宙地质的依据： 铁陨石 石陨石 铁石陨石 2.地质学依据：利用岩浆岩人工实验推论岩浆岩的形成环境。 3.地球物理依据：主要利用地震波在地球内的传播特性（目前的主要依据）。,地球及地质作用概述,地球及其构造,二）地球内部圈层的划分,地球及地质作用概述,地球的物理性质,地球的密度 通过地球物理和实验岩石学方法研究发现，地球内部的密度存在数个不连续界面。,地球及地质作用概述,地球的物理性质,地球的重力是指地心的引力与地球自转产生的离心力的合力。 地球表面重力值的变化：固体地球表面的重力随着高度的增加而减小，随着纬度的增加而加大。 地球内部重力值的变化：
14、从地面向下，重力值逐渐增加，至2891km处达最大值，2891-地心，重力值急剧减小，地心处为零。 重力异常的概念 ： 理论值：以大地水准面为标准，计算的地球表面各处的重力值。 实测值：实际测量的重力值。 实测值与理论值不符的现象称重力异常。 当矫正后的实测值大于理论值时称正异常，反之称负异常。正异常区表示地下存在高密度物质，负异常区则为低密度物质。,地球的重力,地壳及地质作用概述,地球的物理性质,所谓地球内部的压力是指地球内部的静压力，它取决于深度、上覆物质的平均密度和平均重力。,地球内部的压力,火山喷出的灼热熔岩流以及温泉的喷出，均告诉人们：地下深处具有巨大的热源。 一）地热的来源 1）放
15、射性元素的衰变能（地热主要来源） 2）化学反应能 3）重力能 4）地球旋转能 5）结晶能等。,地球的温度,地球及地质作用概述,地球的物理性质,二）地下的温度 从地表至地下深处，温度的变化分为三种类型： 1.变温层：接近地表，深度平均约为15米，其热量主要来至于太阳的辐射能。该层的温度随昼夜、季节的变化而变化。 2.恒温层：变温层下温度常年不变的地带，热量来自于地球内部地热。该层的温度与当地的年平均气温相等，通常两极较深，赤道较浅。 3.增温层：恒温层以下温度随深度的增加而增高，热量来自于地球内部。为了反映该层的温度变化特征，我们常用地温梯度（/100m）、地温级（m/ ）来表示。处于不同地壳构
16、造状态下的地区，其地温梯度或地温级不同。,地球及地质作用概述,地球的物理性质,地球是一个磁化的球体，具有一定的磁性，地球磁力线分布的范围称为地球的磁场。,地磁,地球及地质作用概述,由于地磁极常发生缓慢的位移并与地理极不在同一位置，因而我们用下列要素来表示地球磁场的特征： 磁倾角 磁偏角 磁场强度 地磁异常现象与磁法勘探,地球的物理性质,一）表现形式 地震波在地球内部传播，表明地球具有弹性，日月引力作用造成地球发生固体潮（7-15cm）也表明地球具有弹性。地球的自转，因离心力作用造成地球成为一椭球体，表明地球具有塑性。 二）地震波的基本概念 地震波按传播方式分为体波和面波。 横波 纵波 体波的传播速度与介质的密度、物态有关，在同一介质中纵波的波速是横波的1.73倍。另外横波不能通过液态介质。 根据体波的特点，我们通过人工地震方式，可以间接了解地球内部的物质组成与物态等特征。,地球及地质作用概述,地球的弹性与塑性,放射性,地球的物理性质,岩石 矿
