《地质学基础》《地质学基础》Ø主讲人:赵赵德德军军Ø单 位:地球科学学院:地球科学学院Ø地 点:6B402、7302、D6501Ø电 话:《地《地质质学基学基础础》》课程安排 课时课时数:数:40学学时时v讲讲授授课课::28学学时时v实习课实习课::12学学时时Ø成成绩绩考核:考核:v理理论论((闭闭卷):卷):75%v实验实验((15%))v考勤(考勤(10%))第一章第一章 绪绪 论论Ø第一节第一节 地质学概述地质学概述(A)v一、地质学研究的目的一、地质学研究的目的v二、二、 地质学的研究对象、内容地质学的研究对象、内容 (B)v三、三、 地质学的分支学科地质学的分支学科(C)v四、四、 地质学的特点及研究方法地质学的特点及研究方法(C)v五、地质学基础的任务五、地质学基础的任务Ø第二节第二节 地质学发展简史地质学发展简史 Ø第三节第三节 地质学基础的任务地质学基础的任务 地质学定义:地质学定义:(A)v 地质学是一门研究地球的科学它是研究地质学是一门研究地球的科学它是研究地球(地球(目前主要研究地球表层岩石圈目前主要研究地球表层岩石圈)的)的物质组成、物质组成、结构构造、结构构造、动力地质作用、及其演化历史动力地质作用、及其演化历史并并服务于生产斗争的一门科学。
服务于生产斗争的一门科学第一节第一节 地质学概述地质学概述(A)Earth sciences 表达地球科学的全部表达地球科学的全部Geosciences 表达固体地球科学部分表达固体地球科学部分Geology 只用于狭义的地质学只用于狭义的地质学Ø人类对地球的探索直到人类对地球的探索直到19世纪初叶,人类对地球世纪初叶,人类对地球的探索仍基本属于自然哲学的范畴:的探索仍基本属于自然哲学的范畴:v突变论突变论——1821年,法国古生物学家居维叶年,法国古生物学家居维叶v地球在发展中经历过一次又一次江海横溢,岩浆漫流有机地球在发展中经历过一次又一次江海横溢,岩浆漫流有机界发生周期性灾变,世界灾变一次,上帝再创造一次界发生周期性灾变,世界灾变一次,上帝再创造一次v均变论均变论——1830~1833年,英国地质学家莱伊尔年,英国地质学家莱伊尔((C.Lyell))出版了三卷《地质学原理》出版了三卷《地质学原理》v地球发展是缓慢的,生物演化也是由简单到复杂发展变化的,地球发展是缓慢的,生物演化也是由简单到复杂发展变化的,即均变论(渐变论)即均变论(渐变论)。
v现在是了解过去的钥匙这一思想通常被称为现在是了解过去的钥匙这一思想通常被称为——将今论古将今论古 《地质学原理》《地质学原理》标志着地质学的诞生标志着地质学的诞生地质学的诞生地质学的诞生一、地质学研究的目的一、地质学研究的目的Ø理论目的:正确认识地球和地球的发展历史满足人理论目的:正确认识地球和地球的发展历史满足人类认识自然,欣赏自然的精神需要求,满足人类物质类认识自然,欣赏自然的精神需要求,满足人类物质需求的前提与基础需求的前提与基础v “上天、下海、入地上天、下海、入地”是人类远古以来的梦想最难的是入地是人类远古以来的梦想最难的是入地地球科学参与地球科学参与“上天上天”(航天、遥感,气候环境)(航天、遥感,气候环境),积极下海积极下海(海洋地质、深海钻探),主攻入地(地质各科)海洋地质、深海钻探),主攻入地(地质各科)v为了了解地球的起源(包括生命起源),了解地球的过去、为了了解地球的起源(包括生命起源),了解地球的过去、现在和未来现在和未来Ø实践目的:指导人类寻找并合理开发利用人类生存必实践目的:指导人类寻找并合理开发利用人类生存必需的各类资源,查明与防治地质灾害需的各类资源,查明与防治地质灾害。
Ø我国矿产资源情况(我国矿产资源情况(C))v中国的矿产资源的特点:中国的矿产资源的特点:v贫矿多,富矿少;资源总量多,人均量少,只占贫矿多,富矿少;资源总量多,人均量少,只占世界平均的世界平均的58%v20052005年我国石油需求量约为年我国石油需求量约为3.13.1亿吨,生产亿吨,生产1.81.8亿亿吨,吨,1.31.3亿吨,即亿吨,即4343%需从国外进口,到%需从国外进口,到20082008年,年,达到达到49.849.8%v我国钢铁公司的铁矿石我国钢铁公司的铁矿石5050%需从国外进口,%需从国外进口,中国中国是国际铁矿石的最大买主是国际铁矿石的最大买主2008年中国共进口年中国共进口4..4366亿吨铁矿石,占全球海运铁矿石比重约为亿吨铁矿石,占全球海运铁矿石比重约为52%%Ø “中国贫油论中国贫油论”,在,在1949年时谢家年时谢家荣提出中国找油的希望在荣提出中国找油的希望在“北满北满”1954年,李四光提出:对松辽平原年,李四光提出:对松辽平原和华北平原油气资源进行摸底和华北平原油气资源进行摸底返回返回Ø例一例一 法国的马尔帕塞坝(法国的马尔帕塞坝(Malpasset),v1959.12.2,,拱坝突然倒塌,下游一个小镇拱坝突然倒塌,下游一个小镇被毁,死亡被毁,死亡400多人,原因左坝地基楔形岩多人,原因左坝地基楔形岩块渗水作用而滑出。
损失块渗水作用而滑出损失300多亿法郎多亿法郎Ø例二例二 锦屏一级水电站锦屏一级水电站v拟建坝高拟建坝高305m的世界第一高坝(投资的世界第一高坝(投资238亿),左岸深部裂缝成为其能否修建的关键亿),左岸深部裂缝成为其能否修建的关键所在 返回返回Ø 我国地质灾害严重,平均每年直接损我国地质灾害严重,平均每年直接损失可达每年失可达每年200亿元左右亿元左右Ø我国对各种地质灾害的中近期、短期我国对各种地质灾害的中近期、短期预报水平多数较低:预报水平多数较低:v1967.7.28.唐山大地震:死亡唐山大地震:死亡24万多人v2004.12.26.印度洋海啸:印度洋海啸:29万多人死亡万多人死亡v2008.5.12.汶川地震:共遇难汶川地震:共遇难69227人,受伤人,受伤374643人,失踪人,失踪17923人 Ø5月月14日航拍的地震后汶川县映秀镇日航拍的地震后汶川县映秀镇 Ø唐山大地震震后的铁路唐山大地震震后的铁路Ø专业需要专业需要v勘查技术与工程勘查技术与工程:v培养具备工程地质学、岩土钻掘工培养具备工程地质学、岩土钻掘工程学、应用地球物理学等方面的基础程学、应用地球物理学等方面的基础知识,能在资源勘查、工程勘查、地知识,能在资源勘查、工程勘查、地质工程设计与施工、监理等方面工用质工程设计与施工、监理等方面工用的高级工程技术人才。
的高级工程技术人才二、二、 地质学研究对象、内容(地质学研究对象、内容(B))Ø研究对象研究对象v从大陆从大陆(未被第四纪沉积物)(未被第四纪沉积物)向大洋向大洋v从地壳向地幔从地壳向地幔v岩石圈到地球各圈层之间的相互作用岩石圈到地球各圈层之间的相互作用v类地行星类地行星Ø地质学主流的研究对象还是集中在地质学主流的研究对象还是集中在地球的上部地球的上部----岩石圈岩石圈Ø地质学研究内容(地质学研究内容(B) ::v一、地球的物质组成一、地球的物质组成v二二 、地球的结构构造、地球的结构构造v三、地球的动力地质作用三、地球的动力地质作用v四、地球的形成与演化历史四、地球的形成与演化历史v五、与社会经济发展相适应的工程技五、与社会经济发展相适应的工程技术方法三、地质学的分支学科三、地质学的分支学科(C)Ø 根根据据研研究究对对象象内内容容的的不不同同,,可可为为分分6 个部分:个部分:四、四、 地质学的特点及研究方法地质学的特点及研究方法(C)Ø地质学的特点:地质学的特点:v空间的宏观性与微观性空间的宏观性与微观性v时间的悠久性与短暂性时间的悠久性与短暂性v成因的复杂性与有序性成因的复杂性与有序性v地质现象的四维性地质现象的四维性(三维空间+时间)(三维空间+时间)v实践性实践性——来源于实践而又服务于实践来源于实践而又服务于实践Ø地质学的研究方法:地质学的研究方法:v 1..野外调查野外调查 v 物探、化探、钻探方法。
物探、化探、钻探方法v航空、航天和遥感技术航空、航天和遥感技术 v2.实验室分析、测试与科学实验实验室分析、测试与科学实验 v3、、历史比较法历史比较法(( “ “将今论古将今论古””、、““现实主现实主义原则义原则””))v4、综合分析法、综合分析法野外调查野外调查v历史比较法历史比较法(( “ “将今论古将今论古””、、““现实主现实主义原则义原则””))v这是地质学最基本的方法论这是地质学最基本的方法论 “ “现现在是了解在是了解过过去的去的钥钥匙匙”(( 英国莱伊英国莱伊尔尔))也是说,根据现在的地质作用推断过去的也是说,根据现在的地质作用推断过去的地质作用地质作用现代珊瑚现代珊瑚古生代珊瑚化石古生代珊瑚化石Ø4、综合分析法、综合分析法 v过程和影响因素的复杂性,根据某些个别特过程和影响因素的复杂性,根据某些个别特征,利用单学科的原理和方法,往往会得出征,利用单学科的原理和方法,往往会得出片面甚至错误的结论,这就是在地质学研究片面甚至错误的结论,这就是在地质学研究中经常碰到的中经常碰到的“多解性多解性”或或“不确定性不确定性”问问题所以,只有在综合各方面研究的基础上,题。
所以,只有在综合各方面研究的基础上,才能得出统一的、最合乎实际情况的结论才能得出统一的、最合乎实际情况的结论 第二节第二节 地质学发展简史(地质学发展简史(A)Ø 根据地质知识发展的程度,并参照其社会文化背景分根据地质知识发展的程度,并参照其社会文化背景分根据地质知识发展的程度,并参照其社会文化背景分根据地质知识发展的程度,并参照其社会文化背景分为为为为6 6个阶段:个阶段:个阶段:个阶段:v一、萌芽阶段(远古一、萌芽阶段(远古—1450))v对岩石、矿物有了一定的认识,并逐渐对岩石、矿物有了一定的认识,并逐渐认识到地质作用认识到地质作用v代表:春秋战国时期:《山海经》、《禹贡代表:春秋战国时期:《山海经》、《禹贡》、《管子》、古希腊的泰奥弗拉斯托斯》、《管子》、古希腊的泰奥弗拉斯托斯《石头论》《石头论》v“高岸为谷,深谷为陵高岸为谷,深谷为陵”v海陆变迁海陆变迁“按照一定规律在一定时期发生的按照一定规律在一定时期发生的”Ø二、奠基时期(二、奠基时期(1950—1750))Ø欧洲的文艺复兴时期欧洲的文艺复兴时期v斯泰诺提出地层层序律,对化石有了进一步认识李时珍在斯泰诺提出地层层序律,对化石有了进一步认识。
李时珍在本草纲目中记录了本草纲目中记录了200多种矿物、岩石与化石多种矿物、岩石与化石Ø三、形成时期(三、形成时期(1750—1840))v对地球的认识从思辨性猜测转变为野外观察为主的实证性研对地球的认识从思辨性猜测转变为野外观察为主的实证性研究v水成论与火成论之争、灾变论与均变论之争水成论与火成论之争、灾变论与均变论之争v至至1840年,地层划分的原则与方法已经确立,地质时代和地年,地层划分的原则与方法已经确立,地质时代和地层系统基本建立起来层系统基本建立起来v这一时期,有关地球历史的古生物学、地层学,有关地壳物这一时期,有关地球历史的古生物学、地层学,有关地壳物质组成的岩石学、矿物学和有关地壳运动的构造地质学理论质组成的岩石学、矿物学和有关地壳运动的构造地质学理论所形成的地质学体系逐渐形成,特别均变论作为地质科学的所形成的地质学体系逐渐形成,特别均变论作为地质科学的基本思想和方法论已经确立基本思想和方法论已经确立Ø四、发展时期(四、发展时期(1840—1910))v各工业先进国家开展了区域地质调查各工业先进国家开展了区域地质调查工作,使地质学从区域地质向全球构工作,使地质学从区域地质向全球构造发展,并失去了地质学各分支学科造发展,并失去了地质学各分支学科的迅速建立和发展。
的迅速建立和发展v地壳均衡理论、槽台学说地壳均衡理论、槽台学说v奥地利修斯奥地利修斯E《地球的面貌》《地球的面貌》Ø五、五、20世纪地质学的发展(世纪地质学的发展(1910—1970))v石油地质学、水文地质学和工程地质石油地质学、水文地质学和工程地质学陆续形成独立的分支学科同时,学陆续形成独立的分支学科同时,导致一系列边缘学科的出现导致一系列边缘学科的出现v固定论与活动论之争固定论与活动论之争——大陆漂移学大陆漂移学说、海底扩张学说、板块构造理论说、海底扩张学说、板块构造理论Ø六、现代地质学的发展趋势六、现代地质学的发展趋势v地质学观察与研究的范围和领域日益扩大地质学观察与研究的范围和领域日益扩大v研究的精度与深度随着多学科的合作而不断研究的精度与深度随着多学科的合作而不断提升v实验与模拟成为地质学研究的重要手段实验与模拟成为地质学研究的重要手段v全球构造理论不断补充完善全球构造理论不断补充完善v资源与环境是地质学服务社会的重要方面资源与环境是地质学服务社会的重要方面v国际合作成为现代地质学研究的必然趋势国际合作成为现代地质学研究的必然趋势 Ø地质学基础的任务地质学基础的任务:v1 需需要要掌掌握握的的基基本本知知识识有有::地地球球的的物物理理性性质质、、地地球球的的物物质质组组成成、、地地球球的的圈圈层层结结构构、、地地质质时时代代、、地地质质构造等。
构造等v2 需需要要掌掌握握有有关关的的基基础础地地质质理理论论有有::动动力力地地质质的的基基本本原原理理、、动动力力来来源源、、动动力力性性质质、、作作用用过过程程、、及及结结果,成矿的基本理论果,成矿的基本理论v3 需需要要掌掌握握一一定定的的基基本本技技能能如如肉肉眼眼掌掌握握鉴鉴定定常常见见岩石、矿物的方法、地质构造观察方法等岩石、矿物的方法、地质构造观察方法等Ø第三节第三节 地质学基础的任务地质学基础的任务v4.了解地质学的基本特点.了解地质学的基本特点v5.学会使用规范的地质学语言.学会使用规范的地质学语言v6.掌握地质工作的基本方法,具备初.掌握地质工作的基本方法,具备初步的野外调查能力步的野外调查能力。