01緒論 地球科學(xué)概論

地球科學(xué)概論地震科學(xué)系地質(zhì)教研室劉曉燕辦公室：1號(hào)樓（主樓）2樓最西頭培訓(xùn)教室旁電話mail:

lxy_818@本課程總學(xué)時(shí)數(shù)已授課時(shí)數(shù)尚需授課時(shí)數(shù)本學(xué)期授課時(shí)數(shù)剩余學(xué)時(shí)教學(xué)周數(shù)周學(xué)時(shí)數(shù)教學(xué)總時(shí)數(shù)其中講授實(shí)驗(yàn)習(xí)題課復(fù)習(xí)課課程設(shè)計(jì)測驗(yàn)機(jī)動(dòng)節(jié)假日占用64164645080202020上課時(shí)間與地點(diǎn)工程一班（1150211班）：周二1-2節(jié)（主校區(qū),6＃教學(xué)樓，6＃506,4-19）周四1-2節(jié)（主校區(qū),5＃教學(xué)樓，5＃5j24,4-19）工程二班（1150212班）：周三5-6節(jié)（主校區(qū),5＃教學(xué)樓，5＃5n15,4-19）周五1-2節(jié)（主校區(qū),6＃教學(xué)樓，6＃501,4-19）成績結(jié)構(gòu)平時(shí)成績，占30%（考勤10%+作業(yè)20%）期中考試，占20%期末閉卷考試，占50%（卷面100分）課堂要求做好課堂筆記做好課前預(yù)習(xí)及時(shí)完成作業(yè)學(xué)習(xí)要求了解基本理論和獲得必要知識(shí)掌握一些基本概念建立地質(zhì)科學(xué)的思維方法學(xué)習(xí)一些實(shí)際技能增強(qiáng)探索自然的興趣提高素養(yǎng)、關(guān)愛地球奠定勘查技術(shù)與工程的地質(zhì)基礎(chǔ)山體滑坡也是地震次生災(zāi)害的一種，這是日本新潟潟地震造成山體滑坡導(dǎo)致房層、橋梁被毀一、地質(zhì)學(xué)1、地質(zhì)學(xué)的定義地球科學(xué)

(Earth

science)通稱地學(xué)。是地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)、海洋學(xué)、大氣科學(xué)及其相關(guān)學(xué)科的總稱。地質(zhì)學(xué)（Geology）由兩個(gè)希臘詞匯ge(地球）和logia（論述）通過連詞符o連接而成，意即關(guān)于地球的論述，包括關(guān)于地球的所有內(nèi)容的研究。地質(zhì)學(xué)(Geology)研究對象是地球.主要研究是巖石圈的物質(zhì)組成、物理化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、地球形狀及表面特征、地球上生命的發(fā)生及演化、地殼運(yùn)動(dòng)的形成和發(fā)展，以及進(jìn)行上述研究的相關(guān)科學(xué)技術(shù)。普通地質(zhì)學(xué)(Physical

Geology)是對地質(zhì)學(xué)的概況和基本知識(shí)、基本理論的概括介紹，它不是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，是地質(zhì)學(xué)的入門工具。地球系統(tǒng)科學(xué)(Earth

system

science)從整體論的觀點(diǎn)出發(fā)，研究地球這個(gè)大系統(tǒng)內(nèi)具有有機(jī)聯(lián)系的了系統(tǒng)，即各圈層內(nèi)部以及圈層之間的相互作用和運(yùn)動(dòng)變化的全過程、形成機(jī)制以及可能發(fā)生的發(fā)展變化趨勢1）萌芽時(shí)期（～公元1450年）《詩經(jīng)》記載“高岸為谷、深谷為陵”等對地殼變動(dòng)的認(rèn)識(shí)。

古希臘亞里士多德：“海陸變遷是按一定的規(guī)律在一定的時(shí)期發(fā)生的”。唐代(公元七世紀(jì))書法家顏真卿著《顏魯公麻姑仙壇記》中“東海三為桑田”的說法，是對海陸變遷過程的概括。2、地質(zhì)學(xué)的發(fā)展歷史亞里士多德（前384-前322年）顏真卿（709-784，一說709-785)沈括（1031～1095年）朱熹（1130.9.15～1200.3.9）沈括對海陸變遷、古氣候變化、化石性質(zhì)等做出較為正確的解釋。朱熹科學(xué)的揭示了化石的成因。Georgius

Agricola

(1494

–

1555)李時(shí)珍（1518—1593）2、地質(zhì)學(xué)的發(fā)展歷史2).奠基時(shí)期（1450～1750年）德國的阿格里科拉對礦物、礦脈生成過程和水在成礦過程中的作用的研究，開創(chuàng)了礦物學(xué)、礦床學(xué)的先河。我國李時(shí)珍的《本草綱目》中記載了200多種礦物、巖石和化《徐霞客游記》對自然考察所獲得的超越時(shí)代的成果徐霞客（1587,1,5—1641,3,8)他在山脈、水道、地質(zhì)和地貌等方面的調(diào)查和研究都取得了超越前人的成就。徐霞客在完全沒有政府資助的情況下，先后游歷了江蘇、安徽、浙江、山東、河北、河南、山西、陜西、福建、江西、湖北、湖南、廣東、廣西、貴州、云南等十六個(gè)省。東到浙江的普陀山，西到云南的騰沖，

南到廣西南寧一帶，北至河北薊縣的盤山，足跡遍及大半個(gè)中國。英國的胡克提出用化石記述地球歷史；丹麥的斯泰諾提出地層層序律；（Robert

Hooke，1635—1703）Nicholas

Steno

(1638-1686)斯坦諾在解剖學(xué)研究中名氣很大，一次，佛羅倫薩的大公爵給他送來了一具剛捕獲的鯊魚的頭，供他解剖。當(dāng)斯坦諾在檢查鯊魚的牙齒時(shí)，他發(fā)現(xiàn)這些牙齒很像人們在巖石中發(fā)現(xiàn)的“舌形石”。以前的人在解釋舌形石時(shí)，把它說成是從天空上或月亮上掉下來的石頭，還有的人認(rèn)為它是從石頭里長出來的。通過與鯊魚牙齒的比較，斯坦諾終于得出了正確的解釋：巖石中的舌形石就是古代鯊魚的牙齒。斯坦諾首先發(fā)現(xiàn)了地層層序律。斯坦諾觀察，在一系列地層中，蓋在上面的地層的形狀往往受到躺在下面的地層的影響，所以從時(shí)間上看，最年輕的巖石是最上面的一層，最古老的巖石是最下面的一層?；鸪蓭r要例外，因?yàn)樗鼈儾皇菑乃姓Q生的。3).形成時(shí)期（公元1750～公元1840年）18世紀(jì)末期地層、巖石成因的水成論和火成論的爭論促進(jìn)了地質(zhì)學(xué)從宇宙起源論、自然歷史和古老礦物學(xué)中分離出來，并逐漸形成了一門獨(dú)立的學(xué)科。19世紀(jì)上半葉，災(zāi)變論和均變論爭論對地質(zhì)學(xué)思想方法產(chǎn)生了歷史性的影響.2、地質(zhì)學(xué)的發(fā)展歷史赫頓James

Hutton（1726.6.3～1797.3.26）1726年6月3日生于愛丁堡1797年3月26日卒于愛丁堡。赫頓在英格蘭愛丁堡大學(xué)法律系畢業(yè)后，轉(zhuǎn)而從事醫(yī)藥學(xué)研究，1749年獲萊登大學(xué)醫(yī)學(xué)博士學(xué)位，后務(wù)農(nóng)。1768年放棄農(nóng)業(yè)，從事地質(zhì)科學(xué)的研究。他所倡導(dǎo)的“均變說”為地質(zhì)科學(xué)奠定了一塊基石現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)之父英國史密斯(William

Smith,1769.3.23～1839.8.28)化石層序律在開鑿運(yùn)河的過程中獲得了大量化石，經(jīng)過整理發(fā)現(xiàn)每一地層各有其特定的化石，據(jù)此制訂出世界上第一張系統(tǒng)的地層表。法國古生物學(xué)家居維葉(D.G.Cuvier,1769.8.23～

1832.5.13.)器官相關(guān)律在研究了大量動(dòng)物器官的構(gòu)造與機(jī)能以后，發(fā)現(xiàn)每一種形態(tài)的動(dòng)物機(jī)體都是一個(gè)統(tǒng)一的體系，這個(gè)體系的第個(gè)局部在構(gòu)造和機(jī)能上都是互相適應(yīng)的，因此了解局部就能推知其整體。萊伊爾Charles

Leyll(1797-1875)Present

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past“將今論古”他的巨著地質(zhì)學(xué)原理使地質(zhì)學(xué)真正成為一門科學(xué)。Lyell,

Charles

(1830).

Principles

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1.

London:

John

Murray.Lyell,

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(1832).

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London:

John

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Lyell,

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(1833).

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3.

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John

Murray.The

frontispiece

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Geology4）.發(fā)展時(shí)期（1840-1910年）各國開展區(qū)調(diào)，使地質(zhì)學(xué)從區(qū)域地質(zhì)向全球構(gòu)造發(fā)展，推動(dòng)了地質(zhì)學(xué)各分支學(xué)科迅速發(fā)展。瑞士阿加西對冰川學(xué)研究；英國艾里、普拉特的地殼均衡理論；美國的霍爾和丹納提出山脈形成的地槽學(xué)說；法國貝特朗提出造山旋回概念；奧格對地槽系和大陸區(qū)的劃分；德國施蒂勒對地槽類型的劃分使造山理論更加完善；奧地利休斯和俄國卡爾賓斯基則對地臺(tái)作了系統(tǒng)的研究；2、地質(zhì)學(xué)的發(fā)展歷史休斯《地球的面貌》是19世紀(jì)地質(zhì)學(xué)研究的總結(jié)，同時(shí)休斯用綜合分析的方法，從全球的角度研究地殼運(yùn)動(dòng)在時(shí)間和空間上的關(guān)系，預(yù)示了20世紀(jì)地質(zhì)學(xué)研究新時(shí)期的到來。Eduard

Suess

(August

20,

1831,

London

–

April

26,

1914,

Vienna)Suess,Eduard

(1885-1908)

Das

Antlitz

der

Erde

F.

Tempsky,

Vienna5）.現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)（1910年以來）石油地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)形成獨(dú)立分支學(xué)科?；A(chǔ)學(xué)科穩(wěn)步發(fā)展，分支學(xué)科相互滲透，基礎(chǔ)科學(xué)與地質(zhì)學(xué)結(jié)合，新技術(shù)方法應(yīng)用，邊緣學(xué)科。挪威的戈德施密特，蘇聯(lián)的費(fèi)爾斯曼、維爾納茨基創(chuàng)立了地球化學(xué)。英國的霍姆斯應(yīng)用放射性原理進(jìn)行了地質(zhì)年代學(xué)的研究。地震波研究、高溫高壓巖石實(shí)驗(yàn)研究等，使地質(zhì)學(xué)研究從定性到定量過渡，向微觀和宏觀兩個(gè)方向發(fā)展。2、地質(zhì)學(xué)的發(fā)展歷史大陸漂移之父阿爾弗雷格·魏格納（Alfred

Lothar

Wegener，1880年11月1日－1930年11月2日）德國魏格納提出大陸漂移說美國赫斯、迪茨提出海底擴(kuò)張理論。加拿大威爾遜提出轉(zhuǎn)換斷層，并創(chuàng)用板塊一詞。60年代中期美國摩根、法國勒皮雄等提出板塊構(gòu)造說，形成全球造運(yùn)動(dòng)的基本理論，標(biāo)志著新地球觀形成。二、地質(zhì)學(xué)研究的對象和內(nèi)容研究對象：地球:大氣圈、水圈、生物圈、土壌圈等外部圈層，巖石圈、地幔、地核等內(nèi)部圈層。地球外部：太陽系、銀河系等。2.研究內(nèi)容：研究巖石圈物質(zhì)成分:研究巖石圈結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)規(guī)律:研究巖石圈發(fā)展演化歷史:研究地下資源尋找和勘探方法、地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)對策:研究內(nèi)容1:礦物與巖石黃鐵礦金剛石石英及瑪瑙可可西里

巴顏喀拉群濁積巖雅魯藏布江縫合帶枕狀玄武巖昆侖山

納赤臺(tái)群糜棱巖研究內(nèi)容2:

地球的圈層結(jié)構(gòu)與特征研究內(nèi)容2：地質(zhì)構(gòu)造褶皺構(gòu)造斷裂構(gòu)造斷塊山斷層谷全球洋底地貌圖研究內(nèi)容2:巖石圈板塊運(yùn)動(dòng)7大洲在2億4千萬年前，還是一個(gè)完整的大陸。巖石圈板塊的運(yùn)動(dòng)巖石圈板塊的運(yùn)全球地震分布規(guī)律地震帶位于板塊邊界85%發(fā)生在海洋，15%發(fā)生在大陸魚化石及化石的形成過程研究內(nèi)容3:研究地球發(fā)展演化歷史中生代白堊紀(jì)海底復(fù)原圖遼寧省朝陽市發(fā)現(xiàn)的1億兩千萬前孫氏孔子鳥復(fù)原圖研究巖石圈物質(zhì)組成：結(jié)晶學(xué)、礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)、地球化學(xué)研究巖石圈結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、運(yùn)動(dòng)特征和發(fā)展規(guī)律：構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、大地構(gòu)造學(xué)、地貌學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)、地震地質(zhì)學(xué)研究巖石圈的演化歷史、發(fā)展規(guī)律和古生物演化特征:地史學(xué)、地層學(xué)、古生物學(xué)研究地下資源找尋和勘探方法，以及地質(zhì)環(huán)境對人類生活影響：（地質(zhì)應(yīng)用學(xué)科：礦床學(xué)、石油地質(zhì)學(xué)、煤田地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、環(huán)境地質(zhì)學(xué)、城市地質(zhì)學(xué)、旅游地質(zhì)學(xué)）3.地質(zhì)學(xué)的學(xué)科分支地質(zhì)作用是指由于自然動(dòng)力引起巖石圈或地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地表形態(tài)變化的作用。引起變化的各種自然動(dòng)力，稱為地質(zhì)營力。三、地質(zhì)作用地質(zhì)作用動(dòng)力來源能量來源內(nèi)動(dòng)力外動(dòng)力地?zé)崮芴柲苋?、月引力能重力能旋轉(zhuǎn)能地殼運(yùn)動(dòng)地震作用巖漿作用變質(zhì)作用風(fēng)化作用侵蝕作用外動(dòng)力

搬運(yùn)作用地質(zhì)作用

崩滑作用沉積作用固結(jié)成巖地質(zhì)作用內(nèi)動(dòng)力

地質(zhì)作用水平運(yùn)動(dòng)垂直運(yùn)動(dòng)侵入作用噴出作用接觸變質(zhì)作用氣液變質(zhì)作用動(dòng)力變質(zhì)作用區(qū)域變質(zhì)作用風(fēng)的地質(zhì)作用河流地質(zhì)作用地下水地質(zhì)作用湖泊地質(zhì)作用海洋地質(zhì)作用冰川地質(zhì)作用塊體運(yùn)動(dòng)1.地殼運(yùn)動(dòng)主要是巖石圈的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，使巖石圈發(fā)生變形和變位，如板塊的分離、平移、俯沖、碰撞；區(qū)域性的沉陷與上升；巖層的褶皺和斷裂等。（一）、內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用2.地震作用地震是巖石圈機(jī)械運(yùn)動(dòng)積累的能量造成巖石圈破裂突然釋放引起的一種現(xiàn)象，由于地震波的傳播引起地面快速顫動(dòng)的作用。3.巖漿作用巖漿作用是指軟流圈和巖石圈的中、下部內(nèi)部集聚的高溫熔融物質(zhì)，順通道移到淺部甚至噴出地面冷凝成巖石的地質(zhì)過程。4.變質(zhì)作用變質(zhì)作用是指是由巖石圈內(nèi)先存的巖石，在新的溫度、壓力條件下，也可能有外來氣、液物質(zhì)參與，使巖石在固態(tài)狀況下發(fā)生結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦物組合的改造過程。（二）、外動(dòng)力地質(zhì)作用風(fēng)化作用侵蝕作用搬運(yùn)作用崩滑作用沉積作用固結(jié)成巖巖巖石石的球狀風(fēng)化現(xiàn)象--巖石在原地因氣溫變化、大氣、水、生物等的共同作用下逐步分解、破壞的過程。1.風(fēng)化作用巖性

的差

異風(fēng)

化形

成特

殊的

景觀。沉積巖的風(fēng)化現(xiàn)象?；◢弾r中的風(fēng)化穴巖性的影響生物風(fēng)化之根劈現(xiàn)象2.

剝蝕作用--是風(fēng)、冰川、地面流水、地下水、湖泊、海洋水等地質(zhì)營力在其運(yùn)動(dòng)過程中使地表巖石破壞并脫離原地的地質(zhì)過程。風(fēng)蝕蘑菇風(fēng)蝕谷上游的V形谷與瀑布V形谷與淺灘--運(yùn)動(dòng)著的介質(zhì)（水、大氣、冰川等）將風(fēng)化剝蝕作用下來的產(chǎn)物進(jìn)行搬離和卸載的過程稱搬運(yùn)。3.搬運(yùn)作用沙漠中的新月形沙丘洪積物山洪爆發(fā)航空照片顯示的蛇曲型河流冰川溶水形成辮狀河具有固定河道的曲流河4.崩滑作用--這種作用特指基巖塊體和松散堆積物在重力作用下崩落或沿斜坡下滑的過程。5.沉積作用--被搬運(yùn)的物質(zhì)達(dá)到適當(dāng)場所，由于介質(zhì)條件的變化發(fā)生沉淀、堆積的過程。沖溝與洪積扇黃河三角洲長江三角洲6.

固結(jié)成巖作用--松散的沉積物被壓實(shí)、固結(jié)而形成巖石的地質(zhì)過程稱固結(jié)成巖作用。風(fēng)成黃土砂巖礫巖外力作用

主要是太陽能風(fēng)化、侵蝕、

搬運(yùn)、崩滑、

沉積、固結(jié)成巖內(nèi)力作用地球內(nèi)部的熱能地殼運(yùn)動(dòng)地震作用巖漿活動(dòng)變質(zhì)作用分類：能量來源：表現(xiàn)形式：影響：使地表隆起或拗陷，

削低高山，填平盆地，形成高山或盆地

使地表趨于平坦在內(nèi)外力共同作用下，形成了地球上千姿百態(tài)的地形二者關(guān)系：一般地說，內(nèi)力作用對地殼的發(fā)展變化起著主導(dǎo)作用地質(zhì)作用（三）、內(nèi)外動(dòng)力地質(zhì)作用的關(guān)系四

、地質(zhì)學(xué)在當(dāng)代經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用1、來自巖石圈的三種資源金屬和非金屬資源能源資源：煤、石油和鈾地下水資源查明地質(zhì)構(gòu)造

查明地殼穩(wěn)定性查明地質(zhì)環(huán)境對工程的影響2、城鄉(xiāng)基本建設(shè)的需要自然災(zāi)害調(diào)查：地震、火山、崩塌、泥石流、地方病人為災(zāi)害調(diào)查：能源資源開采礦山環(huán)境問題、地下水超采、地面沉降、海水入侵、鹽港化、土地開發(fā)利用、土壤退化、土地沙化、水土流失3、人類生存環(huán)境地質(zhì)調(diào)