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文档简介
1、.:.; HYPERLINK javascript:gotothis() 地质学地质学是关于 HYPERLINK javascript:hotword(地球,24847) 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化历史的知识体系。在现阶段,由于察看、研讨条件的限制,主要以岩石圈为研讨对象,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。地球自构成以来,阅历了约46亿年演化过程,进展着错综复杂的物理、化学变化,同时还遭到天文变化的影响。地球的各个圈层均在不断演化,约在35亿年前,出现了生命景象。于是,生物作为一种地质营力,时时在改动着地球的容颜。最晚在距今200
2、300万年,开场有人类出现。地球成为人类栖身之所,衣食之源。人类为了生存和开展,不断在努力顺应和改动周围的环境。利用巩固岩石作为器具和工具,从 HYPERLINK javascript:hotword(矿石,27437) 矿石中提取铜、铁等金属制造工具,对人类社会的历史产生过划时代的影响。察看、研讨地球,利用地球资源,对地球的现状、历史和未来建立起科学的系统认识,是人类社会继续向前开展的需求。人类对地球及其演化规律的认识,阅历了漫长的过程。由于地球具有1.0831012立方公里这样庞大的体积,人类感官所能直接察看到的只是地球的表层和部分;那些发生在地球上的 HYPERLINK javascri
3、pt:hotword(地质作用,10662) 地质作用过程可以长达千百万年乃至亿万年,无论是个人或整个人类,都难以反复验证;这些地质作用,在不同时期、不同地域,各有特点。因此,只需人类的认识才干到达较高程度时,才干建立起对地球总体的科学认识。具有现代科学意义的地质学,是19世纪3040年代才构成的。到20世纪,以地球为对象,从不同角度和范围进展研讨的学科,除地质学外,地理学、海洋科学、大气科学、水文科学、固体地球物理学、地球化学等都开展起来,构成了比较完好的地球科学体系。地质学是其中起骨干作用的根底学科。随着社会消费力的开展,人类活动对地球的影响越来越大,地质环境对人类消费和生活的制约也越来越
4、明显。合理有效地利用地球资源、维护人类的生存环境,已成为当今世界所共同关注的问题。用各种现代科技手段和方法获得地质资料,进展综合研讨,扩展地质学的研讨深度、范围和效力领域,已成为20世纪60年代以来地质学开展的总趋势。本文根据地质学已获得的成果,对它的研讨对象、特点、学科体系、开展简史和趋势,作概要引见,详细的内容由本卷各有关条目分别论述。 地质学的研讨对象地质学的研讨对象包括以下各方面。地球的内外圈层地球的平均半径为6371公里,其中心能够是以铁、镍为主的金属,称为地核,其半径长约3400余公里。在地核之外,为厚度近2900公里的地幔。地幔之外是厚薄不一的地壳,知最厚处达75公里,最薄处仅
5、5公里左右,平均厚度约35公里。见彩图 地核的内层内核为固体,或以为是因受压力强大(3.333.67) 1011帕、原子壳层已破坏的超固态体;外层因弹性横波不能经过而被解释为具有液体的性质,还推测有电流在其中运动,被以为是地球磁场的根源,外层的厚度约为2220公里。地幔下部为含有较多的金属硫化物和氧化物的非晶质固体物质。地幔上部成分与橄榄岩大致相当,其与地壳相接部分和地壳均具有刚硬的性质,合称为岩石圈,厚约 60120公里。在岩石圈之下为一层具有塑性、可以缓慢流动、厚约100公里的软流圈。地壳外表的海洋、湖沼、河流等水体,约占地表总面积的74。呈液态的地表水与冻结在两极地域及高山上的冰川,以及
6、土壤、岩石中的 HYPERLINK javascript:hotword(地下水,32516) 地下水,组成地球的水圈。地球的外层是大气圈。大气质量的99.999集中在离地面100公里的空间以内,并且主要集中于高度不超越16公里的近地面的空中,成分以氮和氧为主。离地面越远,大气越稀薄,大气成分也有变化。到1000公里上下,变成以氧为主;2400公里上下,变成以氦为主;再往外,主要是氢的微粒。在100公里左右以上,大气逐渐不能坚持分子形状,而以带电粒子的形状出现,其稀薄的程度超越人造的真空。带电粒子遭到地球磁场的控制,构成一个可以阻挠太阳及宇宙的高速带电粒子流冲击的磁层。地球的水圈和大气圈经过水
7、的蒸发、凝结、降水和气体的溶解、挥发等方式相互浸透和影响。固体的地球界面上下,是大气和水活动的场所。岩石圈的物质也不断运动并经过火山喷发等方式进入水圈和大气圈。生物生存在岩石圈、水圈和气圈的交接带,构成一个不延续的生物圈。地球各圈层的相互作用不断改动着地球的容颜。地球的质量为5.9761027克,其中大气圈的质量占不到百万分之一,水圈那么仅占千分之一左右,但它们对岩石圈特别是对人类的影响极大。地球的这些圈层,是由于组成物质的重力分异作用而逐渐构成的。地球上任何质点均遭到地球引力和惯性离心力的作用,这两种力的合力就是重力。地球外表重力吸住了大气和水,并对它们的运动产生影响。地球内部的圈层构造,主
8、要是根据地震波在其中的传播速度不同而划分出来的;各圈层组成物质的物理性质的不同决议着速度的变化,同时也反映出化学成分的差别。矿物和岩石在地球的化学成分中,铁的含量最高(35),其他元素依次为氧30、硅15、镁(13)等。就地壳计算,氧最多(46),其他依次为硅(28)、铝(8)、铁(6)、镁4等,共92种元素。这些元素多构成化合物,少量为单质,它们的天然产出即为 HYPERLINK javascript:hotword(矿物,8775) 矿物。矿物具有确定的或在一定范围变化的化学成分和物理特征。组成矿物的元素,其原子多是按一定的方式在三维空间内周期性反复陈列,具有本人的构造,成为 HYPERL
9、INK javascript:hotword(晶体,1980) 晶体。晶体的外部形状在外界条件适宜,得到正常发育时,表现为规那么的几何多面体,但很多时候没有条件构成这样规那么的外貌。还有少量矿物没有结晶,为非晶质。矿物在地壳中常成集合体产出,这种集合体可以由一种也可以由多种矿物组成,在地质学中被称为 HYPERLINK javascript:hotword(岩石,7630) 岩石。地球上的矿物知有3300多种。在岩石中常见的矿物只需20多种,其中又以 HYPERLINK javascript:hotword(长石,11186) 长石、 HYPERLINK javascript:hotword(
10、石英,26474) 石英、 HYPERLINK javascript:hotword(辉石,17161) 辉石、 HYPERLINK javascript:hotword(闪石,1799) 闪石、 HYPERLINK javascript:hotword(云母,27884) 云母、 HYPERLINK javascript:hotword(橄榄石,16975) 橄榄石、 HYPERLINK javascript:hotword(方解石,5856) 方解石、 HYPERLINK javascript:hotword(磁铁矿,7470) 磁铁矿和 HYPERLINK javascript:hotw
11、ord(粘土矿物,14260) 粘土矿物为最多,除方解石和磁铁矿外,它们的化学成分都以二氧化硅为主,石英全为二氧化硅组成,其他那么均为 HYPERLINK javascript:hotword(硅酸盐矿物,29567) 硅酸盐矿物。由硅酸盐熔浆岩浆凝结而成的 HYPERLINK javascript:hotword(火成岩,8953) 火成岩或称岩浆岩构成了地壳的主体,按体积和分量计都最多。但在地面最常见到的那么是 HYPERLINK javascript:hotword(堆积岩,7468) 堆积岩,它是早先构成的岩石破坏后,又经过物理或化学作用在地球外表(大陆或海洋)的低凹部位堆积,经过压实
12、、胶结再次硬化,构成具有层状构造特征的岩石。在地壳中,在大大高于地表的温度和压力作用下,岩石的构造、构造或矿物成分发生变化,构成不同于火成岩或堆积岩的 HYPERLINK javascript:hotword(蜕变岩,16672) 蜕变岩。火成岩、堆积岩、蜕变岩是地球上岩石的三大类别。火成岩中 HYPERLINK javascript:hotword(玄武岩,22599) 玄武岩、花岗岩类岩石是地壳中最具有代表性的岩石,是构成大陆的主要岩类。构成时代最早的 HYPERLINK javascript:hotword(花岗岩,6584) 花岗岩年龄达39亿年,而玄武岩那么是构成海洋所覆盖的地壳的主
13、要物质,现今各大洋底上的玄武岩均较年轻,普通不超越2亿年。地层和古生物 HYPERLINK javascript:hotword(地层,20706) 地层是地质历史的重要记录。它们以成层的岩石为主体,随着时间的推移而在地表低凹部位构成。狭义的地层专指已固结的成层的岩石堆积岩和火山岩类,有时也包括尚未固结成岩的松散堆积物。按照堆积的先后,早构成的地层居下,晚构成的地层在上,这是地层层序关系的根本原理,称为 HYPERLINK javascript:hotword(地层层序律,18526) 地层层序律。地层在构成以后,由于遭到地壳猛烈运动的影响,改动原来的位置,会产生倾斜甚至倒转,但只需能查明其构
14、成和变形的时间,仍可以恢复其原始的层序。在同一时间,地球上各处环境不同,在不同环境中构成的地层各有特点。在地表的隆起部位,不仅不能构成新的地层,还会因遭到剥蚀而使曾经构成的地层消逝。因此, HYPERLINK javascript:hotword(地层学,7345) 地层学是研讨各地域地层的划分,确定地层的顺序和相邻地域地层在时间上的对比关系的专门学科。它是地质学的根底,也是地质学中最早构成的学科。上下相邻地层之间,或因上下地层倾角不同而表现出不延续或 HYPERLINK javascript:hotword(不整合,31318) 不整合;或因组成物质的明显差别而具有明显的界限。但有时上下相邻
15、的地层之间,界限不清楚,表现为过渡关系,这就需求对地层的岩石,特别是对所含古生物的 HYPERLINK javascript:hotword(化石,28861) 化石作深化研讨,才干作出划分。从 HYPERLINK javascript:hotword(堆积学,16885) 堆积学的角度研讨地层,查明它的 HYPERLINK javascript:hotword(堆积环境,18867) 堆积环境及构成过程;从 HYPERLINK javascript:hotword(古生物学,84) 古生物学的角度研讨地层中所含化石,运用生物演化规律确定地层的时代顺序,这是地层学研讨的两大方面。古生物学的研讨
16、具有奠定根底的意义,传统的地层学就是由此开端,主要研讨地层的时代顺序。古生物是指在地质历史时期,在地球上生存过的各类生物,普通曾经绝灭,它们的少量遗体和遗址构成化石保管在地层中。研讨这些化石,可以了解地质历史上生物的形状、构造和活动情况。对各种古生物进展分类,可以认识生物的演化关系。根据地层中所含化石,可以断定地层的层序。生物演化的不可逆性和阶参性,使这种判别具有可靠的根据。古生物的分布和生活习性,还反映出当时地理环境的特点。古生物的研讨是地质学也是生物学的重要组成部分。地质构造和地质作用地球表层的岩层和 HYPERLINK javascript:hotword(岩体,17291) 岩体,在构
17、成过程中及构成以后,都会遭到各种地质作用力的影响,有的大体上坚持了构成时的原始形状,有的那么产生了形变。它们具有复杂的空间组合形状,即各种地质构造。断裂和 HYPERLINK javascript:hotword(褶皱,18509) 褶皱是地质构造的两种最根本方式。从覆盖全球的大陆和洋底,到一块岩石标本,都具有本人的 HYPERLINK javascript:hotword(构造,933) 构造。岩层、岩体本身的物理、化学性质和构成条件的不同,使这些构造各有特点。地质学把它们作为重要的研讨对象来追索、认识历史上发生过的各种地量变动。地球的岩石圈,曾经并还在发生着全球规模的板块运动。 HYPER
18、LINK javascript:hotword(板块构造学,17839) 板块构造学是20世纪地质学到达的对地质构造及 HYPERLINK javascript:hotword(地质作用,28813) 地质作用的新认识。其根本内容是,岩石圈是地球中最刚硬的部分,它飘浮在地幔中具有塑性、部分熔融、密度较大的软流圈之上。岩石圈中存在着许多很深很大的断裂,这些断裂把岩石圈分割成被称为 HYPERLINK javascript:hotword(板块,30066) 板块的宏大块体。全球可分为六大板块。普通趋向以为,主要是地球内部热的分布不均匀所引起的物质对流运动,使岩石圈破裂成为板块。板块构成后继续运动
19、,发生分别、碰撞等事件。地幔中的熔融物质沿板块间的拉张断裂带挤入,并不断向断裂两侧扩展,构成新的洋壳,而部分板块那么随着载荷它的软流圈物质向下挪动而爬升消逝于地幔之中。板块运动被以为是使地壳表层发生位置挪动,出现断裂、褶皱以及引起 HYPERLINK javascript:hotword(地震,3320) 地震、岩浆活动和岩石蜕变等地质作用的总缘由,这些地质作用总称为内力地质作用。内力地质作用改动着地壳的构造,同时为地貌的构成打下根底。这就是说板块运动可以解释地壳中岩石的变形,包括区域的和整个地壳的。产生内力地质作用的能源,在现阶段普通推测,主要是放射性元素蜕变释放的热能和地幔重熔构成的热能。
20、这些能量,部分传导到地面散失,大量的内热由于岩石导热性差,在地下聚积,成为产生各种内力地质作用的动力。还有人以为,地球自转所产生的能也是产生内力地质作用的要素之一。太阳的热能,是引起大气和水不断运动的主因,同时给生物的繁衍以能量,并直接对岩石圈施加影响。这一切活动的结果,使地表的凸出部分遭到风化、侵蚀等作用的破坏,破坏的产物在低凹的部位堆积起来构成新的岩石。上述变动总称外力地质作用。地球的内力和外力地质作用同时存在并相互影响。水往低处流是遭到重力的作用,而地势的高低又是内力地质作用所塑造。 HYPERLINK javascript:hotword(火山,28594) 火山喷出的气体和水分是地球
21、大气圈和水圈重要的物质来源之一,一次剧烈的火山活动还可以引起人能直接感遭到的气候异常。地质作用剧烈地影响着气候以及水资源与土壤的分布,发明出了适于人类生存的环境。这种良好环境的出现,是地球大气圈、水圈和岩石圈演化到一定阶段的产物。地球构成的初期,大气圈和水圈的成分、质量都和现代大不一样,大气曾阅历以二氧化碳为主的阶段,海水是约在10亿年前才具有今天的含盐度,生物最早出如今地球构成约10亿年以后。由此也阐明在地球演化的不同历史阶段,各种地质作用的规模乃至性质都有所不同。地质作用也会给人带来危害,如 HYPERLINK javascript:hotword(地震,14285) 地震、火山迸发、洪水
22、泛滥等。人类无力改动地质作用的规律,但可以认识和运用这些规律,使之向有利于人的方向开展,防患于未然。如预告预防地质灾祸的发生,就有能够减轻损失。中国在古代就有“束水攻沙,引黄河水灌溉淤田压碱等阅历,是利用 HYPERLINK javascript:hotword(河流的地质作用,2581) 河流的地质作用的规律来治理河流获得胜利的例子。 地质学的特点地壳是一个极其复杂的研讨对象,它的不同组成部分或单位,包括矿物、岩石及 HYPERLINK javascript:hotword(矿床,24870) 矿床、地层、 HYPERLINK javascript:hotword(地下水,18728) 地下
23、水,以及各种地质体,不但具有复杂的物质成分,不同的化学性质、物理性质和各式各样的构造方式,而且在漫长的时间和宽广的空间内,又都遭到了本质上是一系列物理作用、化学作用甚至生物作用等综合的地质作用影响,不断地发生着错综复杂的物理和化学变化。这些作用以及它们所呈现的各种地质景象之间,存在着相互制约、相互联络、相互转化的关系,其阅历的时间之长,活动的空间之广,尤其是时间要素,在现阶段往往不是人们在实验室内所易于模拟的。它们的发生、开展和演化的规律,除具有普遍的特点之外,还常有一定的时间变异性和区域特殊性,因此不同地域具有不同的地质特征,蕴藏着不同种类、成分和规模的矿产。地质学的另一特点是把空间与时间一
24、致同来研讨。如今能察看到的地球历史开展记录,主要保管在表层岩石内按时间顺序层层堆积的地层中。由不同时代岩浆凝结而成的火成岩体,以及由早先构成的岩层岩体演化而成的蜕变建造,不同时期留下的构造变形遗址等,是了解地球历史的根本资料。由于经过长期复杂的变动,这些史料已变得混乱和有缺失,这是地质学研讨的难点。地壳中除了保管着各种地量变化的遗址之外,还有记载着生物的演化和同位素的蜕变等其他科学方面的珍贵史料,它是地球的一系列复杂运动的结果,而这种运动如今还在进展着。对于地表以下较大深度的地质景象和地质作用,目前还只能经过地球物理等探测技术,来进展间接的推测和研讨。同物理、化学等根底科学比较,地质学研讨具有
25、较强的地域性、历史性和综合性。只需根据足够的实践资料,特别是根据足以充分阐明空间和时间变化要素的丰富资料总结出来的地质学实际,才干有较广泛的适用性。地质学研讨不能“栽培、“饲育它的研讨对象,这是和某些生物科学不同的地方;地质学也不属“制造性质的学科,就是适用性最强的矿山地质学也不例外,这是和许多工程学科不同的地方。当然,在实验地质学研讨中,地质学家也要进展不同地质作用的模拟实验,如矿物合成实验、成岩作用实验、成矿实验等,但实验的条件与自然界的实践总有差别,更不能做到历史过程的重演。英国地质学家 HYPERLINK javascript:hotword(C.莱伊尔,1201) C.莱伊尔最先提出
26、经过研讨今天的地质作用所产生的影翔,去推断地质历史上发生过的变化,即“将今论古。它是地质研讨中常用的一种方法。在对地球历史上一些事件获得可信的认识后,反过来又可用以认识现今还在进展的地量变化,预测未来。将今论古不失为提示地球历史容颜的入门钥匙,但是仅按照这一原那么和方法还不能到达完全、正确的认识。这不仅由于地球上的地质作用并非不断在简单地反复、均匀地渐变,还有前后不延续的突变方式,不同地质时期的作用力不仅有量的不同,性质上有的也有差别。地球历史特别是生物的突变,不是将今论古能完全解释的。还由于今天我们所能得到的地质历史资料,几乎总是有缺陷的,而且往往有多次变动的痕迹叠加在一同,这就更添加了认识
27、地球历史的困难。上述这些地质学的特点,决议了普通的地质研讨必需经过一定比重的野外实践调查,配合相应的室内研讨。野外调查和室内研讨,构成一个察看、记录(包括制图)、采样、初步综合、实验分析、总结提高以致复查验证的完好的地质研讨过程。地质学研讨在本质上都是对其研讨对象的一个综合性调查研讨过程。随着消费和科学技术的开展,20世纪中叶以来地质学的研讨中引入了大量的新技术、新方法,如不同的 HYPERLINK javascript:hotword(地球物理勘探,1492) 地球物理勘探方法、 HYPERLINK javascript:hotword(地球化学勘查,31717) 地球化学勘查方法、科学深钻
28、技术、同位素地质方法、航空以及 HYPERLINK javascript:hotword(遥感地质,12090) 遥感地质方法、现代电子计算机技术、高温高压模拟实验等的采用。物理、化学等根底科学新的成就的援用,地球物理、 HYPERLINK javascript:hotword(地球化学,3793) 地球化学、 HYPERLINK javascript:hotword(数学地质,5307) 数学地质、 HYPERLINK javascript:hotword(宇宙地质学,8352) 宇宙地质学等地质科学中边缘学科的进一步开展,推进了地质学的开展,同时使地质学的方法不断地革新。地质学能进展察看、
29、记述的空间和时间的范围日益扩展,定量数据日益增多,研讨的准确性不断提高,实验、模拟实验的比重也在增大。同时,消费实际也为地质学研讨提供了大量的科学资料,并且为许多地质学实际提供了反复实际和验证的时机,为一些艰苦地质学实际问题的处理提供了能够。可以说,地质学正处在一个新的开展阶段。 历史回想人类对地质景象的察看和描画有着悠久的历史。但是作为一门学科,地质学成熟较晚。地质学研讨的是庞大的地球及其悠远的历史,这就决议了这门学科具有特殊的复杂性。地质学是随着社会消费力的开展,在不同窗派、不同观念的争论中构成和开展起来的。地质学的开展大致阅历了以下五个时期。地质科学萌芽时期远古1450人类对岩石、矿物性
30、质的认识可以追溯到远古时期。在中国,铜矿的开采在2000多年前即已到达可观的规模。春秋战国时成书的、 、 中的某些篇章,古希腊的泰奥弗拉斯托斯的(公元前 4世纪)是人类对岩矿知识的最早总结。在开矿及与地震、火山、洪水等自然灾祸格斗中,人们逐渐认识到地质作用,并给予思辨行、猜测性的解释。中国记载了“高岸为谷、深谷为陵的关于对地壳变动的认识。古希腊的亚里士多德提出,海陆变化是“按着一定规律在一定时期发生的。在漫长的中世纪时期,欧洲科学开展缓慢。这一时期,中国的沈括对海陆变化、古气候变化、化石的性质作出了较为正确的解释,朱熹也比较科学地解释了化石的成因。在四川天然气的钻井到达千米以上的深度。地质学奠
31、基时期(14501750)以文艺复兴为转机,有了对地球历史的科学解释。意大利的达芬奇、丹麦的N.斯泰诺、 英国的J.伍德沃德、 R.胡克都对化石的生物成因作了论证。胡克还提出用化石来记述地球历史(1705)。斯泰诺提出地层层序律(1669)。在岩石学、矿物学方面,中国李时珍在(1578)中记载了200 多种矿物、岩石和化石。德国的G.阿格里科拉对矿物、矿脉生成过程和对水在成矿中作用的研讨,开创了德国研讨 HYPERLINK javascript:hotword(矿物学,16632) 矿物学、 HYPERLINK javascript:hotword(矿床学,32006) 矿床学的先河,在欧洲有
32、着深远的影响。地质学构成时期(17501840)在英国工业革命、法国大革命和启蒙思想的推进和影响下,科学调查和探险游览在欧洲兴起。游览和探险使得地壳成为直接研讨的对象,使得人们对地球的研讨从思辨性猜测转变为以野外察看为主。同时,不同观念、不同窗派的争论非常活泼,关于地层以及岩石成因的水成论和火成论的争论在18世纪末变得锋利起来。德国的 HYPERLINK javascript:hotword(A.G.维尔纳,30218) A.G.维尔纳是水成论的代表。他提出花岗岩和玄武岩都是堆积构成的,并根据萨克逊地域地质对岩层作了系统的划分(1787)。英国 HYPERLINK javascript:hot
33、word(J.赫顿,63) J.赫顿(1785、1795)提出要用自然过程来解释地球的历史,以及地质过程“既看不到开场的痕迹,也没有终了的前景的均变论思想。水火之争促进了地质学从宇宙来源论、自然历史和古老矿物学中分别出来,并逐渐构成一门独立的学科。在中国,出如今17世纪的也是对自然调查所获得的超越时代的成果。古生物学、地层学的奠基者是英国 HYPERLINK javascript:hotword(W.史密斯,7235) W.史密斯(1815)、法国 HYPERLINK javascript:hotword(G.居维叶,16067) G.居维叶(1812)、J.-B.de M.拉马克(18151
34、822)。至1840年,地层划分的原那么和方法曾经确立,地质时代和地层系统根本建立起来。矿物学沿着形状矿物学和矿物化学方向开展。美国 HYPERLINK javascript:hotword(J.D.丹纳,16440) J.D.丹纳的(1837)标志着经典矿物学的成熟。1829年,英国W.尼科尔发明了偏光显微镜,使得下半世纪显微岩石学迅速开展成为能够。法国 HYPERLINK javascript:hotword(E.de博蒙,2726) E.de博蒙于1829年提出地球冷缩造山的收缩说,对近百年来的构造实际产生了艰苦影响。这样,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
35、和有关地壳运动的构造地质实际所组成的地质学体系逐渐构成。同时19世纪上半叶,有关灾变论和均变论的争论,对地质学思想方法产生了历史性的影响。G.居维叶是灾变论的主要代表,他提出地球历史上发生过多次灾变呵斥生物绝灭的观念(1812)。英国 HYPERLINK javascript:hotword(C.莱伊尔,25066) C.莱伊尔是均变论的主要代表,他坚持“自然法那么是一直一致的观念,并提出将今论古的现实主义方法。在争论中,地质均变论逐渐成为百余年来地质学及其研讨方法的正统观念。地质学开展时期(18401910)随着工业化的开展,各工业先进国家都开展了区域地质调查任务,使地质学从区域地质向全球构
36、造开展,并推进了地质学各分支学科的迅速建立和开展。其中重要的有瑞士J.L.R.阿加西等人对冰川学的研讨1837、1840以及英国G.B.艾里(1855)、J.H.普拉特(1859)提出的地壳平衡实际。有关山脉构成的地槽说经过美国的 HYPERLINK javascript:hotword(J.霍尔,4009) J.霍尔(1859)和J.D.丹纳(1873)的努力最终确立起来。法国M.A.贝特朗提出造山旋回概念1887, HYPERLINK javascript:hotword(G.-.奥格,9785) G.-.奥格对地槽系和大陆区的划分(1900)以及德国 HYPERLINK javascri
37、pt:hotword(W.H.施蒂勒,5076) W.H.施蒂勒对地槽类型的划分(1924)使造山实际更加完善。奥地利 HYPERLINK javascript:hotword(E.修斯,17683) E.修斯和俄国的卡尔宾斯基那么对地台作了系统的研讨。对阿尔卑斯构造的研讨,推进了全球构造的研讨。E.修斯的(18831909)是19世纪地质学研讨的总结。同时修斯从全球的角度来研讨地壳运动在时间和空间上的关系的综合分析方法预示了20世纪地质学研讨新时期的到来。20世纪地质的开展(1910)进入20世纪以来,社会和工业的开展,使得 HYPERLINK javascript:hotword(石油地质
38、学,22869) 石油地质学、 HYPERLINK javascript:hotword(水文地质学,8701) 水文地质学和 HYPERLINK javascript:hotword(工程地质学,32620) 工程地质学陆续构成独立的分支学科。同时,在地质学各根底学科稳步开展的同时,由于各分支学科的相互浸透,数学、物理、化学等根底科学与地质学的结合,新技术方法的采用,导致了一系列边缘学科的出现。挪威的 HYPERLINK javascript:hotword(V.M.戈尔德施密特,10717) V.M.戈尔德施密特,苏联的 HYPERLINK javascript:hotword(.费尔斯曼
39、,26493) .费尔斯曼, HYPERLINK javascript:hotword(.维尔纳茨基,10297) .维尔纳茨基创建了地球化学。英国 HYPERLINK javascript:hotword(A.霍姆斯,10209) A.霍姆斯运用放射性蜕变原理进展了 HYPERLINK javascript:hotword(地质年代学,5955) 地质年代学的研讨。地球物理手段与地质学相结合,导致了一系列的艰苦发现。地震波的研讨提示了固体地球的圈层构造以及洋壳与陆壳构造的区别。高温高压岩石实验研讨为人们认识地壳深部地质过程提供了较为可靠的根据。一切这些都促进了地质学研讨从定性到定量的过渡,并
40、向微观和宏观两个方向开展。20世纪5060年代,全球范围大规模的调查和探测,使地质学研讨从浅部转向深部,从大陆转向海洋, HYPERLINK javascript:hotword(海洋地质学,8763) 海洋地质学有了迅速开展。同时古地磁学、地热学、重力丈量都有艰苦进展,为新全球构造实际的产生提供了科学根据。在这根底上,德国 HYPERLINK javascript:hotword(A.L.魏格纳,18793) A.L.魏格纳于1915年提出的、与传统海陆固定论相悖的 HYPERLINK javascript:hotword(大陆漂移说,16718) 大陆漂移说得以复活。60年代初,美国的H.
41、H.赫斯、R.S.迪茨提出海底扩张实际较好地阐明了漂移的机制。加拿大的 HYPERLINK javascript:hotword(J.T.威尔逊,68) J.T.威尔逊提出 HYPERLINK javascript:hotword(转换断层,17064) 转换断层,并创用“板块一词。60年代中期美国W.J.摩根、法国X.勒皮雄等提出板块构造说,用以阐明全球构造运动的根本缘由和运动方式。板块构造说被称之为新全球构造实际,它标志着新地球观的构成,使现代地质学研讨进入一个新阶段。见 HYPERLINK javascript:hotword(地质学开展简史,25622) 地质学开展简史 地质学的分科人
42、类对地质的认识,首先是从被视为静止物体的矿物和岩石的研讨开场的。经过保管在地层中的古生物化石的研讨,提出了古生物学的实际与方法,并运用于划分地层,把历史的观念引入了地质学。天文学的成果,特别是科学的天体演化假说的提出,使人类对地球的现状和历史演化的认识,提高到可以建立一个比较符合逻辑的完好体系的程度。继天文学、生物学之后,物理学和化学的成果也为地质学的创建和开展提供了条件,使地质学开展成为自然科学的一大支柱。地质学的建立,反过来又推进了相关学科的开展,给它们以地球的历史观和地质学认识世界的方法。古生物化石的研讨,促进了生物学的开展,达尔文进化论的提出,直接得到地质学的支持;从地质学的角度对行星
43、的研讨,大大协助 了建立对太阳系其他天体的正确认识;用地质学的实际与方法去研讨行星与月球的行星地质学、月球地质学,随着航天技术的开展,已成为现实。地质学还与物理学、化学不断相互交汇交融,构成新的边缘性学科,并为哲学、社会科学的开展提供了资料。早期的地质学以研讨地壳表层某个地域的岩石为根底,矿物学、岩石学、地层学及古生物学、 HYPERLINK javascript:hotword(构造地质学,21163) 构造地质学、 HYPERLINK javascript:hotword(区域地质学,10304) 区域地质学都是在此根底上建立起来的。 HYPERLINK javascript:hotwor
44、d(历史地质学,41) 历史地质学那么是概括这些地质实体的开展历史的综合性学科。地质学与物理学、化学结合而产生的地球物理学、地球化学,是地球科学的重要支柱,也是推进地质学向现代科学程度开展的重要方面。现代地质学把地球作为一个整体来研讨,20世纪60年代出现的板块构造说,即是吸收了地震研讨、海洋地质调查和古地磁研讨等方面的最新科学成果,较好地解释了全球构造问题。至80年代,地质学已开展成为包含有以下分支学科的实际体系。这些分支学科大体可分为两类:一类是讨论根身手实和原理的根底学科;一类是这些根底学科与消费或其他学科结合而构成的学科。这些根底学科以物质成分为主要研讨对象,主要有以下分支。矿物学研讨
45、矿物的化学成分、 内部构造、 形状、性质、成因、产状,共生组合、变化条件、用途以及它们之间的相互关系。岩石学研讨岩石的物质成分、构造、构造、构成条件、分布规律、成因、成矿关系以及岩石的演化历史和演化规律。矿床地质学研讨矿床的特征、成因、分布及其工业意义。地球化学研讨地球各圈层和各种地质体的化学组成、化学作用和化学演化,讨论化学元素及其同位素的分布、存在方式、共生组合、集中分散及迁移循环的规律。以地质作用及其留下的形迹为主要研讨对象的学科,包括以下各分支。动力地质学研讨各种地质作用,包括引起这些作用的动力在地球各圈层活动的规律。 HYPERLINK javascript:hotword(火山地质
46、学,19540) 火山地质学、 HYPERLINK javascript:hotword(地震地质学,20295) 地震地质学、 HYPERLINK javascript:hotword(冰川地质学,9894) 冰川地质学等均属这个学科中有特殊内容的分支。构造地质学研讨地球岩石圈的构造变形,包括断裂、褶皱等各种构造形迹及不同类型构造单元的分布、构成、演化和开展,是从总体上研讨地质体的构造在时间上及空间上的开展规律及成因和动力来源的学科。大地构造学也属于构造地质学范畴。地貌学研讨地表形状特征及其发生、开展和分布的规律。又称地形学,是地质学与自然地理学之间的边缘学科。地球物理学研讨各种地球物理场和
47、地球的物理性质、构造、形状及其中发生的各种物理过程,是地质学与物理学之间的边缘科学。地球物理学在狭义上只研讨地球的固体部分,又称固体地球物理学;广义的地球物理学还包括对水圈、大气圈的研讨。地质力学运用力学原理研讨地壳构造和地壳运动规律及其原因的学科。以地质历史为主要研讨对象的学科,包括以下分支。古生物学研讨地球历史上的生物界及其进化过程。主要是对保管在地层中的化石的研讨。地层学研讨成层岩石的时空分布规律,包括地层的层序和时代及其地理分布,地层的分类、对比以及它们之间的关系。历史地质学研讨地球的开展历史和规律,包括地球上生物的进化历史,古堆积相的分析和古地理容颜的复原,以及地壳地质构造和有关地质
48、作用的演化等方面的研讨,是一门综合性的学科。古地理学研讨地球历史上的海陆分布及其他自然地理特征与开展过程。地质年代学研讨地质历史时期的顺序及其延续的年代数据,地质年代表是其研讨的最终成果。综合一个地域的地质调查成果,研讨阐明该区地质的总体特征,讨论各种地质作用的相互关系的学科称为区域地质学。此外,将地球及其他星球作为一个天体来研讨,构成了行星地质学、天文地质学。对地球深部的研讨,是刚刚开辟的新领域。地质学为了开发利用地下资源及改善和利用地球环境,处理人类社会开展中的实践问题,构成了既有实际意义又有消费运用价值的以下各分支学科。水文地质学研讨地下水的构成、分布和运动的规律,以合理开发地下水、防治
49、地下水的危害,以及利用地下水的化学、物理特征找矿、预告地震和防治地方病、维护环境。工程地质学以调查研讨和处理各类工程建立中的地质问题为义务,包括评价地基的地质条件,预测工程建立对地质环境的影响,选择最正确场所、道路,为工程设计提供可靠的地质根据。环境地质学研讨地质环境质量和人类活动与地质环境的相互关系。灾祸地质学研讨地质灾祸的发生、分布规律、构成机制和对人类的影响及其预测预防。金属矿产地质学、非金属矿产地质学、石油地质学、煤地质学把地质学根底实际用于研讨这些矿产资源的成因、分布规律等的学科。这些学科具有很强的适用性,同时又有根底研讨性质。找矿勘探地质学综合运用地质学实际和现有的找矿方法、手段寻
50、觅矿藏的学科。矿山地质学以处理矿山开发过程中遇到的地质问题为义务的学科。还有些自成体系、自有实际、与地质学相辅相成,对地质学的开展有重要作用的技术学科,属于广义的地质学或地质科技的范畴。它们包括:运用物理的、化学的方法去获得野外地质资料的地球物理勘探和地球化学勘查;运用钻探或坑探的手段直接向地下获得地质样品的 HYPERLINK javascript:hotword(探矿工程,8470) 探矿工程;对各种地质样品进展实验测试的实验室技术;为地质调查提供地形底图并绘制地质图件的测绘学;能在远间隔 处获得地质资料的航空丈量技术和遥感技术,以及用于处置地质资料的数学方法和计算机技术等。随着研讨深度的
51、添加,新的分支学科还在不断产生,各个学科的联络愈来愈严密,建立一个更加充实、完好的有关地球的知识体系,是开展的必然趋势。由于地质学的开展和社会的开展相互支持、依赖,从社会科学的角度来研讨地质学的开展历史,是社会也是地质学开展的需求。对地质学从史学、哲学和社会学的角度进展交叉研讨已获得进展,孕育着新的学科。 地质学与人类人类是在地球的开展过程中,生物进化到达高等阶段的产物。人的出现有赖于适宜的自然环境,包括地质、水文、气候、生物等方面要素。它们相互依赖和制约,经过长期开展,到达了适于人类生存的相对稳定的生态平衡,假设其中任何一种要素发生艰苦变化,都将破坏这个平衡,而且有能够使环境不再有利于人类。
52、在地球上,部分地域已出现了这种情况。还要看到,人类的活动也是影响周围环境的日益重要的要素。当人类的活动符合自然界的客观规律时,便可以得到利益,如凿井得水,开山取矿;相反那么会蒙受损失,如过量灌溉导致土壤盐碱化。另一方面,自然界的突发事件或缓慢积累起来的艰苦变化,也可以给人类带来无法逃避的灾祸。地质学正在积极研讨人类活动引起的地质环境的变化和地质作用呵斥的对人的危害。地质学是提高人类认识自然,增进与环境的协调和求得环境改善的科学。地球表层的生物和人类的大量活动,都与地质条件相关。在消费力还不兴隆的时期,人类活动对地质环境的影响微弱,灾祸性地质作用给人类带来的损失也不如今日这样宏大。人类社会越现代
53、化,越需求充实地质知识。早期的地质学,主要运用于矿业消费。现代化的社会对矿产资源的需求,大大超越了工业化初期。在当代的兴隆国家里,矿业和以矿产品为根本原料的工业普通要占到整个工业消费总值的60左右;进展消费所运用的动力,几乎百分之百地取之于地球资源。20世纪80年代人类从地下采出石油的数量,较半个世纪前增长一百倍以上。砂石等非金属资料也已成为重要的资源被大量开采,它们一年产出的数量,无论就分量或体积均超越了其他工业矿物原料年产量的总和。如此大量的开采,就使地质学不仅负有继续找出新的矿产资源以维持社会庞大需求的使命,而且还要担当起指点合理开发、维护矿产资源、防治环境恶化等重担。地下水是维持生态平
54、衡所不可短少的要素,同时也是一种重要的资源。一个地域地下水的量与质,直接影响着那里地面生命存在的条件。地下水是分布最广泛的、比较稳定的水源,且多为适于饮用和灌溉的淡水。因此在充分利用地面的淡水资源的同时,还要开发利用地下水。但地下水水量有限,大量取用,还会发生 HYPERLINK javascript:hotword(地面沉降,3216) 地面沉降等恶果。因此,必需运用地质学实际和方法,合理地开发地下水。现代化建立的开展,使人口密集、建筑集中,许多建立工程规模宏大,这对地质环境的依赖和对环境的影响超越人类史上的任何时期。在现代化的工程建立中,不仅要注重地质作用引起的突发事件,还要留意它的长期影响,比如泥沙淤积、地面缓慢升降等。这
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