普通地质学序言

普通地质学序言第1页，共64页，2023年，2月20日，星期一本节课核心内容课程介绍绪论地质学的研究内容地质学的特点第一章地球概述地球的圈层构造岩石圈第2页，共64页，2023年，2月20日，星期一1、课程性质、学时分配

地质学入门课 必修课 共48学时

其中讲课38学时，实验10学时。课程介绍第3页，共64页，2023年，2月20日，星期一

绪论第一章地球概述第二章地质作用第三章造岩矿物第四章岩浆岩第五章变质岩第六章沉积岩第七章沉积相第八章古生物与地层第九章构造地质第十章石油地质基础讲课38学时2、课堂讲授内容课程介绍第4页，共64页，2023年，2月20日，星期一3、实验内容

矿物（2学时）、岩石（6学时）

地质博物馆参观或课内实习（2学时）课程介绍理论课实验课内讨论鲜本忠魏立春研究生TA成绩的构成：课堂成绩占（80）%，实验成绩占（20=5*4）%课堂成绩的构成：平时成绩占（40）%，期中成绩占（0）%，期末成绩占（60）%平时成绩共（40）分，其中：

1、课内讨论及报告：（3）次，每次（10）分，共30分；

2、考勤及课堂提问：（5）次，每次（2）分-三次旷课重修；4、成绩考核

第5页，共64页，2023年，2月20日，星期一教学时间讨论及报告内容学时分配时间截点周次星期节次讨论1：常见岩石的特征及识别标志（课内实习）2提前通知讨论2：如何识别不同类型的节理、断层和褶皱？2讨论3：各种沉积相中沉积岩分布的规律性2课内分班讨论及报告安排1、因为分班，各班报告具体上交时间截点等候通知，地点：地质楼906；2、推迟交报告者，每推迟1天，扣本次报告成绩30%，扣完为止；3、每个小组4-5人，合作完成PPT，临时指定一位同学汇报，其余同学需在讨论中回答老师和其他同学的提问。要求：1、每人独立完成报告；2、与要求内容密切相关；3、字数要求2000字以上；4、引用资料标注文献第6页，共64页，2023年，2月20日，星期一5、教材及参考书张琴主编.地质学基础.北京：石油工业出版社参考书目：（1）刘吉余主编.油气田开发地质基础（第四版）.北京:石油工业出版社,2006.（2）张家环编.普通地质学（第三版）.北京:石油工业出版社,1993.（3）PlummerCC，McgearyD.PhysicalGeology.BrownPublishers,1988.课程介绍第7页，共64页，2023年，2月20日，星期一课程学习要求与建议1、考勤：没有特别理由，坚持听课（面子、重点）2、成绩：强调平时学习，允许“天才”特例3、课堂纪律： ——安静进出 ——不要讲话 ——关于睡觉：理解+唯一要求 ——关于提问：注意力、信息反馈、考勤成绩第8页，共64页，2023年，2月20日，星期一课程介绍学习方法——学会学习中学大学到都没有的知识从从中学到大学都没有的知识第9页，共64页，2023年，2月20日，星期一1.上课.2.完成实验.3.完成课内报告4.课堂演讲.5.参加考试.课程要求课程介绍学习方法知识结构、重点、难点实践、探索、学以致用资料收集、整理、消化报告编写，口头报告过程+小结+复习接受发现批判观摩第10页，共64页，2023年，2月20日，星期一一、地质学的研究内容二、地质学的特点三、地质学的研究方法四、学习目的及意义绪论第11页，共64页，2023年，2月20日，星期一重点：1.地质学主要研究的内容？2.地质学的主要特点？难点：1.历史比较法（现实主义原则，将今论古）？绪论第12页，共64页，2023年，2月20日，星期一地质学——地球科学（地理学、气象学、海洋学、土壤学）的分支研究对象：地球，主要是岩石圈。研究内容：1.岩石圈的物质组成；2.局部地区、大陆以至整个岩石圈和地球的发展和演化史；3.区域地质构造、岩石圈的结构和运动规律；4.地质学的应用问题；5.地球矿产资源勘探的理论和方法。一、地质学的研究内容第13页，共64页，2023年，2月20日，星期一根据研究内容和特色，地质学已经细分为三、四十个学科：

1）在研究物质组成方面：

矿物学、结晶学 岩浆岩石学 变质岩石学 沉积岩石学 地球化学等等；一、地质学的研究内容第14页，共64页，2023年，2月20日，星期一2）在研究地球的发展和演化史方面：

地层学、古生物学、地史学、同位素年代学、第四纪地质学、古气候学、古地理学等等。3）在研究构造、岩石圈的结构和运动规律方面：

构造地质学、大地构造学、地貌学、动力地质学、火山学、地震地质学、沉积学等等；一、地质学的研究内容第15页，共64页，2023年，2月20日，星期一4）研究实用地质问题方面矿床学、石油、天然气、煤田水文、工程、环境、农业、灾害、旅游，等。5）研究地球矿产资源勘探理论和方法方面

地质制图学、地震勘探原理、地球物理、地球化学勘探矿产调查与勘探、油气田开发地质学，等等。一、地质学的研究内容第16页，共64页，2023年，2月20日，星期一

地质学的任务：

——基础科学＋应用科学

(1)正确认识地球系统的基本特征和自身发展规律; (2)合理地开发利用自然资源,指导人们寻找矿产资源、能源和水资源；

(3)保护和改善生存环境，有效防治自然灾害，协调人与自然的关系，为人类社会的可持续发展服务。第17页，共64页，2023年，2月20日，星期一二、地质学的特点

时间的漫长性空间的广泛性地质过程的复杂性第18页，共64页，2023年，2月20日，星期一1、时间的漫长性两种含义：过程的缓慢、事件的久远。过程的缓慢：地球46亿年历史：沧海变桑田、山脉的隆起、生物的演化、难溶矿物的生长、油气田的形成等等，常需要几十、几百、几千万年的时间。事件的久远：许多地质作用和地质过程很难详细观察的，很难在实验室中再现。如恐龙的灭绝发生在6500万年前。二、地质学的特点第19页，共64页，2023年，2月20日，星期一第20页，共64页，2023年，2月20日，星期一研究对象：地球，固体地球+大气；涉及到的相关学科有： 地理学——研究地表； 生物学——研究地表有机界； 气象学——研究地球的大气圈； 天文学——研究天体，并从天体的角度研究地球及地球的起源。2、空间的广泛性二、地质学的特点地球上各地区的地质現象均有其差异性。第21页，共64页，2023年，2月20日，星期一第22页，共64页，2023年，2月20日，星期一3、地质过程的复杂性

一种地质产物往往是多种因素、多种作用综合影响的结果，变量数多，常常是“多元多次方程”。

如海退、白云岩的同位素组成等等。

因此，地质结论常常是概率性的，而不是确定性的。二、地质学的特点第23页，共64页，2023年，2月20日，星期一第24页，共64页，2023年，2月20日，星期一1.岩石和化石标本采集岩石和化石是地质学家最基本的工作。2.显微镜3.地质图、地形图、卫星图等4.地球化学分析地质学家的“取证”方法

三、地质学的研究方法第25页，共64页，2023年，2月20日，星期一5.年龄测定6.地质钻井7.地球物理探测8.海底探测地质学家的“取证”方法第26页，共64页，2023年，2月20日，星期一现实主义原理（将今论古，或历史比较法）

——现在是打开过去的钥匙”（Thepresentisthekeytothepast)

－英国地质学家莱伊尔

(C.Lyell,1791～1875)

三、地质学的研究方法基础：均变论（Uniformitarianism）——在漫长的地质历史中，地球表面经历的各种变化是连续、逐渐的，今天正在发生的地质作用与过去是相同的。并非普适：如6亿年前海洋的成分和温度有可能与今天的不同；今天的大气与过去是有差别的；今天火山活动弱，但地球形成初期应该是强烈的。第27页，共64页，2023年，2月20日，星期一今天正在发生的地质作用与过去是相同的第28页，共64页，2023年，2月20日，星期一是地质学科的基础课程，集中了地球科学众多学科的基本知识；是油气田开发的基础；在许多非地质领域有广泛的应用。四、学习目的及意义第29页，共64页，2023年，2月20日，星期一汶川5·12大地震产生的变形第30页，共64页，2023年，2月20日，星期一谁的选择？为什么？为什么选择石油学科？第31页，共64页，2023年，2月20日，星期一中国能源问题主要是石油问题：石油消耗占能源总量39%，煤炭占26%，核能及其它可再生能源占35%。1993年：我国成为石油净进口大国。2006年：全年原油及成品油进口1.5亿吨2020年：石油消耗量4.5～6亿吨，石油的对外依赖度70%，超越国际通行的石油供应战略安全警戒线一倍！第32页，共64页，2023年，2月20日，星期一如何保证我国能源供应安全？国际“走出去”+国内“保产量”：

其一：海外合作勘探开发油气田多位于中东等政治风险较大的地区其二：海外油气合作项目正遭遇美国、日本及印度等国家的搅局其三：我国的在海外获取的份额油和购买的石油运回国内的航道风险太高。提升我国国内外两个领域的油气勘探开发效益：国家能源战略当前重大需求——首先是石油人才的需求！

国家能源战略背景与需求第33页，共64页，2023年，2月20日，星期一优秀是一种习惯既要脚踏实地，又要仰望星空为什么学习地质学？第34页，共64页，2023年，2月20日，星期一人类科学(Outline)

社会科学数自然科学（理）物化天地生地理地质第35页，共64页，2023年，2月20日，星期一石油类学科涵盖三大门类：

勘探、开发、炼制石油工程： 油藏工程+钻井工程+采油工程与地质学密切相关石油工程专业为什么要学地质学？

发现之前：油气分布规律投入开发之前：油气藏类型、储层状态、储量估算开发后：

油气藏结构、油层及流体、剩余油分布——地质学应用贯穿油气田勘探到开发的整个过程第36页，共64页，2023年，2月20日，星期一第一节地球的物理性质第二节地球的圈层构造第三节岩石圈第一章地球概述第37页，共64页，2023年，2月20日，星期一——大爆炸前，宇宙是一个处于极高温和超高密状态的物质团，物质与能量均处于平衡状态。——大约150-200亿年前，由于某种物理条件的变化，宇宙发生了大爆炸，体积急剧膨胀。——在急剧膨胀的宇宙中，物质分布是不均匀的，局部高浓度的星云在万有引力作用下聚集在一起，形成了高速旋转的星球和星系，直到今天，还在有新星形成。——太阳大约于50亿年前形成，地球是46亿年前形成的。宇宙的起源--“大爆炸宇宙学说（BIGBANG）”第38页，共64页，2023年，2月20日，星期一地球呈犁形：北极略凸，南极略凹，梨柄在北极，梨底在南极。地球参数：赤道半径6378.160km

极半径6357.755kｍ（比赤道约短20km）

平均半径6371km（约6400km）扁率1/298.25=0.0033529赤道周长40075.24km（约4万）子午线周长40008.08km

表面积510070100km2（约5.1亿）

体积1083157900000km3（约1万亿）质量约598X1019t

平均密度约5.52g/cm3第39页，共64页，2023年，2月20日，星期一密度

压力温度重力场磁场第一节地球的物理性质自学，了解！第40页，共64页，2023年，2月20日，星期一地球由外向内依次分为：

外部圈层：大气圈水圈生物圈

内部圈层：地壳地幔地核

第二节地球的圈层特征第41页，共64页，2023年，2月20日，星期一1、大气圈

大气圈或称大气层：是地球的最外层，主要是由气体组成的一个连续的层圈，两极薄，赤道厚。——下限是大陆或海洋的表面，称下垫面；——上限可达3000km高空，但75%的气体集中于10km以下。一、地球的外部圈层第42页，共64页，2023年，2月20日，星期一大气圈自上而下分为5层约2600km约200km约30km约30km约14km第43页，共64页，2023年，2月20日，星期一2、水圈——闭合连续的层圈，包括海洋、河流、湖泊、冰川、地下水以及渗入岩石裂隙中的水分。——水圈的厚度各地不同，厚者可达11km以上。——水圈由地下水以及渗入岩石裂隙中的水分组成的部分与地壳上部重合。一、地球的外部圈层第44页，共64页，2023年，2月20日，星期一3、生物圈——生命物质分布于地球的表面：连续的生物圈层。——生物圈与水圈和大气圈重合：生命分布于水圈和大气圈下部。——生物通过新陈代谢过程和死后遗体分解出各种气体及有机酸等，可与地表的物质直接或间接地发生各种物理、化学作用，从而改造地表物质。第45页，共64页，2023年，2月20日，星期一二、地球的内部圈层第46页，共64页，2023年，2月20日，星期一1、内部圈层研究的方法

钻探、火山活动、推覆构造、陨石、天然地震等。第47页，共64页，2023年，2月20日，星期一物质组成、密度、弹性等不同，地震波的传播速度不同。纵波，又称P波；横波，又称S波地震波第48页，共64页，2023年，2月20日，星期一这两种波的传播方式和速度也不同。纵波>横波。地震波ｐ波：造成建筑物上下震动，但是随着穿过地层，能量衰减很快。

ｓ波：造成建筑物左右摇晃，且时间会持续比较长。第49页，共64页，2023年，2月20日，星期一纵波在固态、液态、气态介质中都能传播。横波只能在固态介质中传播。 地震波第50页，共64页，2023年，2月20日，星期一二、地球的内部圈层第51页，共64页，2023年，2月20日，星期一

莫霍面（MohoDiscontinuity）或M界面：1909年莫霍洛维奇（Mohorovicic）发现，约35km处，速度突增：横波由4.2km/ｓ突增到4.6km/ｓ；纵波由7.6km/ｓ突增到8.1km/ｓ。这种速度突变是由于物质性质不同、上下之间存在一个界面的结果。莫霍面第52页，共64页，2023年，2月20日，星期一地球内部结构与地震波速的变化MohoDiscontinuity第53页，共64页，2023年，2月20日，星期一

古登堡面：1914年古登堡发现2898km深处有一个更明显的界面，称为古登堡面。纵波由13.6km/s突降到8.1km/s，以后又慢慢增加。

横波到了这个界面就消失了。说明地下2891km深处确实存在着一个物质的物理性质截然变化的分界面。古登堡面第54页，共64页，2023年，2月20日，星期一地球内部结构与地震波速的变化古登堡面第55页，共64页，2023年，2月20日，星期一是固体地球的最外层，位于莫霍面以上主要由固体岩石组成，其厚度变化较大，由几公里到近80km，平均33-35km。组成岩石：岩浆岩、沉积岩和变质岩。面积:沉积岩约占3/4。重量:沉积岩仅占５％，岩浆岩占80％，变质岩占15％。2、地壳第56页，共64页，2023年，2月20日，星期一详见PP.13地壳主要分两类：陆壳和洋壳。陆壳厚(平均33-35km，最厚近80km）陆壳具双层结构：上层-花岗质硅铝层；下层-玄武质硅镁层洋壳形成大洋盆地。厚度较小，一般为8-10km，最薄处仅1.6km。洋壳具“单层结构”，主要发育硅镁层，除上面有不厚的沉积物外，主要是由玄武岩组成的。2、地壳第57页，共64页，2023年，2月20日，星期一

地壳表面起伏高差悬殊：大陆的平均海拔为875ｍ，最高8848.13m；海洋的平均深度为3729ｍ，最深11033ｍ。

地势越高，莫霍面越深，地壳厚度越大。这是因为地壳位于密度较大、具有一定塑性的地幔物质之上，所以地壳如同浮在水上的大冰山，地形越高，莫霍面越深，这就是重力均衡。2、地壳第58页，共64页，2023年，2月20日，星期一地幔位于莫霍面和古登堡面之间，其底面深度约为2898km，厚度约为2865km，质量占整个地球的2/3。地幔所蕴藏的能量（包括热能）是整个地球构造运动的主要内动力来源。在984km处，地震波传播速度有明显的增加，据此将地幔分为上地幔、过渡带和下地幔。3、地幔第59页，共64页，2023年，2月20日，星期一上地幔

上部由莫霍面向下至60-100km处，由结晶质固体岩石组成，地震波传播速度较快，它与地壳连在一起构成地球表层的岩石圈。