A第一章绪论45.ppt

地球科学概论，魏君奇，课程基本情况，地质类专业基础课54点，其中讲课48点，室内实习6点。 野外教育实习为12天，计划学时不计入。 教育大纲后附各章复习题，第一章绪论，主要内容：第一节地球科学研究的对象，内容和意义第二节地质学的发展简史第三节地质学的特征和研究方法第四节中国地质学的优势第五节普通地质学的任务，六大自然科学(数、理、化、天、地、生)之一。 一、研究对象地球科学的研究对象地球包括固体地球本身及其外侧圈(水圈、大气圈、生物圈)。 地球科学主要包括地质学、地理学、气象学、水文学、海洋学、土壤学、环境学等领域。 第一节地球科学研究的对象、内容和意义、地质学(geology ) :研究固体地球的物质组成、构造、地质作用过程，形成进化规律的自然科学。 地质学的研究范围：受人类生活需求和科学技术水平的制约，从固体地球表层地壳和岩石圈(200km )向地球深部发展。 目前世界上最深的钻探俄罗斯西北可乐半岛超深钻探为12.5km，我国东海超深钻探为5km，相对半径为6371km的地球仍然非常有限。 二、研究内容和相关学科，固体地球(重点是地壳和岩石圈)的物质组成、构造、地质作用过程、地球的形成演化过程。 1 .地球物质组成：各种元素矿物岩石矿床地层，它们的分布及其迁移富集规律。 结晶学、矿物学、岩石学、矿物学等。 2 .地球结构：层环状结构，各部分之间的关系和进化。 例如大气层、水层、岩石层、地幔、地核、壳幔作用、山脉-盆地、大陆-海洋； 构建地质学、地球动力学等。 3 .地球的进化史：古生物学、地史、地层学等。 4 .地球资源和环境：矿床学、石油地质学、煤田地质学、水文地质学等环境地质学、地震地质学、工程地质学等。 5 .交叉学科：地球化学、同位素地质学、地球物理学、数学地质学、天文地质学、海洋地质学、遥感地质学、实验地质学等。 三、研究的意义、精神是“进入天、海、地”是人类远古以来的梦想。 生命的起源和进化地球的形成和进化，过去、现在和未来，2 .物质必须寻找、开发、利用自然资源(能源资源、矿产资源、水资源和土地资源等)，为人类的持续生存和繁殖、经济的可持续发展提供保障。 3 .发展要掌握自然规律，与自然灾害作斗争：减轻危害人类生存的各种地质灾害(地震、火山、滑坡、洪水、沙漠化、环境污染)。 改善人的生存环境，提高生活质量。 我现在指导开采。 预防和减轻、地质灾害(山崩、滑坡、泥石流、地震、火山、地面下沉等)，公元79年维苏威火山爆发时，6米多厚的火山灰吞没了附近的庞培城堡。 考古学家发现的腐烂尸体遗迹为大型工程提供了地基选址和场地稳定性评价、甘肃舟曲、三峡大坝、第二节地质学发展简史，地质学发展历史大致可分为三个阶段：一、古代地质学知识的萌芽和积累阶段(17世纪以前)二、主要学科的建立和初步发展阶段(1719世纪) 三、地质学的革命和全面发展阶段(20世纪现在)目前地球科学正处于创新的关键时期，不久的将来，地质学将进入一个新的、更成熟的发展新阶段。 一、古代地质学知识的萌芽和积累(17世纪以前)阶段是在人类出现的同时开始的，经历了旧石器时代、新石器时代、陶瓷器、青铜器、铁器时代。 地理、地质、水文、气象着作有禹贡、山海经、管子、水经注、梦溪笔谈等。“指南针”“气候变化计”“雨量计”等。 宋沈含首次使用“石油”这一科学术语。 表现地质现象的名文：沧海桑田、山崩地裂、水滴穿透石头、鬼斧神工等。 明晨徐霞客道：“早晨游碧海，生活爬苍梧。 旅游知识：一线天、飞来峰、丹霞地形、雅丹地形、海外古代地质知识的萌芽与积累主要集中于欧洲文艺复兴期的科学史英雄时代，哥白尼着有徐霞客游记这部伟大着作，提出了太阳中心说的开普勒与加利利天体力学规律的发现牛顿万有引力规律的发现等。 哥伦布、麦哲伦等相继在全球航海中取得了成功，证明了地球是球形的，初步理解了大洋和大陆的轮廓。 过去，卡尔和莱布尼茨认为地球是熔化的球，在变冷的过程中形成坚固的壳，围绕地球的水蒸气被大洋浓缩。 达芬奇认为，现在在内陆和高山发现的海生贝壳化石是原教师在海水中生长的生物，后来埋在泥沙中，推测了海陆的变迁历史。 斯坦诺建立了地层层序律：上下古层叠关系，地层原始连续性和原始水平产状。 是从地质概念积累到地质科学的重要一步。 二、地球科学主要学科的建立和发展(17-19世纪)在地球科学中，地质学的建立具有划时代意义。 欧洲进入18世纪产业革命时期，随着生产力的提高和近代工业化的迅速发展，矿产需求日益增加，促进了开采和地质调查，迅速积累了地质知识和资料，逐渐形成了系统的地质学理论和研究方法，地质学作为独立的科学而诞生。 在地质学的创立过程中，学术思想争论起了重要的促进作用。 当时的论战有“火成论”、“水成论”、“均变论”和“灾害变论”。 1、“火成论”和“水成论”论战“水成论”的代表人物是德国矿物学教授威尔纳，认为构成地壳的所有岩石都是由原始海洋物质结晶沉淀形成的，否定了地壳运动的存在，主张地球采取现在的形态后没有多大变化。 “火成论”的代表是英国学者郝屯，发现花岗岩脉侵入沉积岩中存在接触关系，认为除沉积岩外还有岩浆岩和变质岩，认为地壳不断演化，这一过程缓慢，过去发生的变化与现代演化过程类似。 他比较准确地论述了三大岩类的成因和地壳运动的影响。 2、“平均变论”和“灾害变论”论战“平均变论”的代表人物是法国学者拉马克，认为生物的物种与物种之间存在过渡性关系，有一种属从另一种属发展而来，由低级物种向高级物种演变的规律。 他认为生物进化的过程极长，与地球进化的历史同时进行。 “灾害变革论”的代表是法国学者居维叶，强调了地质发展过程中的突变阶段，将其演变历史归结为一系列与古今无关的未知突变事件。 考虑到地壳发生巨大变化，发生大灾害，地形发生变化，生物灭绝，在一定的时间内重新创造了新的动植物。 地球上经历过多次这样的大灾害和再创造过程的最后一次大灾害发生在56000年前，创造了地球现在的姿态和生物的特征。 三、地质科学的革命和全面发展(二十世纪现在)二十世纪是现代地质科学发展的新时期，其中影响最大的是固体地球科学(包括地质学和地球物理学等)的革命，主要是围绕大地构造理论活动论和固定论的思想革命。 “固定论”地质观念，因为大陆和海洋只是在原来的位置进行垂直升降运动，其相对位置没有显着变化，所以被称为“固定论”。 “裂谷”“地台”说。“活动论”者认为，大陆有长距离的水平运动，大陆和海洋的相对位置不断变化。 “大陆漂移海底扩张板块构造说”。 到本世纪60年代末，板块构造说取得了决定性的胜利，推进了地质学的深刻革命。 随着科学技术的进步，本世纪地质学取得了前所未有的全面发展。 高温高压实验技术、同位素地质年代测量技术、电子计算机、电子显微镜、大陆超深钻探和深海钻探等对地质学的发展有着巨大的推动作用，使地质学从定性描述向半定量、定量分析和研究发展。 地球物理、地球化学法在研究地球和地壳的物质组成、结构和运动特征方面取得了丰富的成果，成为推动地质学发展的强大动力。 航天技术在地质学中的应用取得了很大的成果，基于航天技术的新兴天文地质学显示出了旺盛的生命力。 这些研究为人类最终了解地球的起源和演化，解决许多重大地质问题发挥着重要作用。 第三节地质学特征与研究方法，一、地质学特征一、空间广泛性与微观性二、时间长期性与瞬间性三、自然过程复杂性与秩序性四、地质事件与地质现象四维空间特征五、地质学实践性二、地质学研究方法一、时空观：宏观与微观； 长期与短期之二，发展观：发生、发展与消亡之三，活动观：地球演化与发展之四，渐变观与灾害观：量与质的变化交替，(2)收集研究方法1 .资料：了解现有研究成果，确定研究方案。 2 .验证现场调查：前人的结果，采样，记录测定结果和现场分析结果(野外调查)。 3 .确定分析检测：样品中元素的含量、样品年龄等。 4 .模拟：野外地质现象再现。 综合分析：种资料基于事实的逻辑分析科学解释演化模型的建立结论。 大理岩压应力变形实验结果有助于理解岩石受力时的变形和破裂行为，三是地质学研究的基本原理，地质学以固体地球为研究对象，利用过去遗留的地质证据研究过去发生的地质事件，恢复过去的地质过程。 但是我们说“不在现场”。缺少证据的影响因素很复杂，有各种各样的可能性。 因此，地质学家面临的任务和解决问题的条件，和解决事件一样，经常绞尽脑汁。 19世纪英国地质学家莱尔认为，通过观测现在正在进行中的地质事件，可以研究过去发生的地质过程，也就是“古论今”的观点，在地质学家的基础上概括为“现在是了解过去的关键”，至今已经成为地质学研究的基本原理。 其原因有以下三点： (1)改变地球面貌的力量在所有地球历史中性质和强度相同，是同一性原则；(2)这些力量的作用较慢，但不断；(3)这些长期地质时代的缓慢变化，引起了地球上的巨大变化。 莱尔1830年出版了天工开物，确定了地质科学的概念和研究方法，初步完成了地质科学体系，是地质科学建立的标志。 现代沙滩沙体表面波岩表面的古老波痕结构，古老波痕形成水体不稳定的环境，冰川伤，第四节中国地质学优势，1 .形成于独一无二的青藏高原2 .世界最大面积的西北黄土高原3 .世界罕见的大别山高压超高压变质带4 .世界惊人的辽西中华龙鸟(北票、 J3)、中华神州鸟(义县、K1、真正飞行的恐龙)5.世界上最典型的云南早寒武世密集生物群(生命大爆炸)等。 秦岭造山带和鄂尔多斯盆地是西大地质系基地，第五节是普通地质学的任务，“普通地质学”不是地质学的分支学科，而是地质学的入门和基础课程。基本内容：地球基本知识