地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)緒論PPT課件.ppt

地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) 1 緒論 主要講授內(nèi)容 第一章總論 第二章礦物 第三章巖石 第四章礦床 見習(xí)與實踐 第五章構(gòu)造運動及地質(zhì)構(gòu)造 第六章火山地震 第七章大地構(gòu)造學(xué)說簡介 第八章地層學(xué)與地史學(xué) 第九章各代地史概況 2 參考文獻(xiàn) 1 蘇文才朱積安 基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué) 高等教育出版社 1987年8月第1版 2 夏邦棟主編 普通地質(zhì)學(xué) 地質(zhì)出版社 1984年1月第1版 3 徐秀登 基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)教程 高等教育出版社 1990年10月第1版 4 徐開禮朱志澄主編 構(gòu)造地質(zhì)學(xué) 地質(zhì)出版社 1984年5月第1版 5 金性春 板塊構(gòu)造學(xué)原理 上海科技出版社 1984年1月第1版 6 夏樹芳主編 歷史地質(zhì)學(xué) 地質(zhì)出版社 1991年11月第1版 3 地質(zhì)學(xué)的研究對象地質(zhì)學(xué)研究的內(nèi)容和學(xué)科劃分地質(zhì)學(xué)的特點和研究方法地質(zhì)學(xué)研究的目的意義地質(zhì)學(xué)的發(fā)展簡史 地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) 的任務(wù)與學(xué)習(xí)特點 緒論 4 一 地質(zhì)學(xué)的研究對象地質(zhì)學(xué)是研究地球及其演變的一門自然科學(xué) 它主要研究地球的組成 構(gòu)造 發(fā)展歷史和演化規(guī)律 在當(dāng)前階段 地質(zhì)學(xué)主要研究固體地球的最外層 即巖石圈 包括地殼和上地幔的上部 因為這一部分既是與人類生活和生產(chǎn)密切相關(guān)的部分 同時也是容易直接觀測和研究歷史最久的部分 P1 提問 5 二 地質(zhì)學(xué)研究的內(nèi)容和學(xué)科劃分 P2 6 7 三 地質(zhì)學(xué)的特點和研究方法地質(zhì)學(xué)的研究對象主要是地球 屬于地球科學(xué) 簡稱地學(xué) 的范疇 也是六大基礎(chǔ)自然科學(xué)的一個組成部分 地質(zhì)學(xué)的研究對象及其內(nèi)容既不同于數(shù)學(xué) 也不同于物理和化學(xué) 而是具有它自己的特殊性 從而也具有它自己的研究方法 一 地質(zhì)學(xué)的特點第一 地質(zhì)學(xué)的研究對象涉及到悠久的時間和廣闊的空間 P3 舉例 地球自形成以來已經(jīng)有46億年的歷史地球具有巨大的空間 5 1億平方千米 8 第二 地質(zhì)學(xué)具有多因素互相制約的復(fù)雜性它所研究的對象和內(nèi)容 從宇宙的世界微觀到宏觀世界 從無機(jī)界到有機(jī)界 從常態(tài)環(huán)境到非常態(tài)環(huán)境 從地球本身各個部分的物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化到地球與外部空間的物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化等等 充滿著各種矛盾和相互作用的復(fù)雜過程 P3 第三 地質(zhì)學(xué)是來源于實踐而又服務(wù)于實踐的科學(xué) 但地質(zhì)學(xué)必須首先是以地球為大課堂 以大自然為實驗室 進(jìn)行野外調(diào)查研究 大量掌握實際資料 進(jìn)行分析對比歸納 得出初步結(jié)論 然后再用以指導(dǎo)生產(chǎn)實踐 并不斷修正補充和豐富已有的結(jié)論 舉例 舉例 9 二 地質(zhì)學(xué)的研究方法地質(zhì)學(xué)的上述特點決定了地質(zhì)學(xué)的研究方法主要是在實踐的基礎(chǔ)上 進(jìn)行推理論證 推理的基本方法是演繹和歸納 演繹是由一般原理推出關(guān)于特殊情況下的結(jié)論 歸納是由一系列具體的事實概括出一般原理 在地質(zhì)學(xué)研究中 這兩種推理方法都能用到 但歸納法則是更基本的方法 野外調(diào)查 為了認(rèn)識地殼發(fā)展的客觀規(guī)律 了解一個地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)分布情況 除了搜集和研究前人資料外 必須進(jìn)行野外調(diào)查研究 積累大量感性資料 分析對比 歸納分類 通過 實踐 認(rèn)識 再實踐 再認(rèn)識 循環(huán)往復(fù)的形式 得出反映客觀事物本質(zhì)的結(jié)論 P4 10 室內(nèi)實驗和模擬實驗 室內(nèi)實驗也是進(jìn)行調(diào)查研究的重要手段 在野外采集的各種樣品 都要帶回室內(nèi)進(jìn)行實驗 分析和鑒定 例如巖礦鑒定 巖石定量分析 化石鑒定 同位素年齡測定等 為了生產(chǎn)的實際需要和探討某些地質(zhì)現(xiàn)象的成因和發(fā)展規(guī)律 有時需要利用已知巖礦的各種參數(shù)及物理 化學(xué)過程 進(jìn)行模擬實驗 P4 11 歷史比較法 現(xiàn)實類比法 研究地球的歷史 重塑地質(zhì)時代的古地理環(huán)境 經(jīng)常使用這種方法 著名英國地質(zhì)學(xué)家萊伊爾 1797 1875 在19世紀(jì)提出 以今證古 的研究方法 萊伊爾有一句名言 現(xiàn)在是認(rèn)識過去的鑰匙 意思是我們從現(xiàn)在的已知就可推求過去的未知 根據(jù)目前的地質(zhì)過程和方式就可推斷過去的地質(zhì)過程和方式 從而恢復(fù)地質(zhì)時代的歷史 這種方法也叫做現(xiàn)實主義方法 原則 P4 稍早一點 法國地質(zhì)學(xué)家居維葉 1769 1832 認(rèn)為地殼的變化和生物的發(fā)展 不是自然界逐漸演化而成的 而是由于發(fā)生多次超越現(xiàn)在人類認(rèn)識范圍和經(jīng)驗的短暫而猛烈的激變事件造成的 12 現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)接受了萊伊爾現(xiàn)實主義的合理部分 即以今證古的原理 同時也注意到地球發(fā)展的階段性和不可逆性 必須根據(jù)具體情況 用歷史的 辯證的 綜合的思想作指導(dǎo) 而不是簡單地 機(jī)械地以今證古 這樣才能得出正確的結(jié)論 這種方法就是歷史比較法或現(xiàn)實類比法 P4 舉例 13 四 地質(zhì)學(xué)研究的目的意義 在生產(chǎn)力還不發(fā)達(dá)的時期 人類活動對地質(zhì)環(huán)境的影響較弱 災(zāi)害性地質(zhì)作用給人類帶來的損失也不如今日這樣巨大 在當(dāng)代的發(fā)達(dá)國家里 礦業(yè)和以礦產(chǎn)品為基本原料的工業(yè) 一般要占到整個工業(yè)生產(chǎn)總值的60 左右 生產(chǎn)所使用的動力 幾乎百分之百地取之于地球資源 因此 地質(zhì)學(xué)與人類的關(guān)系不僅僅在于資源的取用 還在于與人類生存和生活環(huán)境的諸多方面直接相關(guān) 現(xiàn)在地質(zhì)學(xué)已成為人類社會所普遍需要的科學(xué) 參照地質(zhì)學(xué)知識制定礦產(chǎn)資源法 海洋法 水法 環(huán)境保護(hù)法等 就表現(xiàn)了這種密切的關(guān)系 P5 14 2020 3 21 15 五 地質(zhì)學(xué)的發(fā)展簡史地質(zhì)學(xué)發(fā)展史是人類在生產(chǎn)和探索地球奧秘的過程中 逐步認(rèn)識地球的組成和結(jié)構(gòu) 地球及其生物界演變的規(guī)律 特別是地殼和巖石圈運動規(guī)律 并為人類合理開發(fā) 利用和保護(hù)礦產(chǎn)資源保護(hù)環(huán)境服務(wù)的歷史 人們對地球的認(rèn)識源遠(yuǎn)流長 在曲折的歷史發(fā)展過程中 原始樸素的地質(zhì)知識逐漸形成了地質(zhì)科學(xué)的知識體系 根據(jù)地質(zhì)知識發(fā)展的程度 并參照其社會文化背景 可將地質(zhì)學(xué)發(fā)展史劃分為6個時期 P7 12 16 一 地質(zhì)知識積累和地質(zhì)學(xué)的萌芽時期 遠(yuǎn)古 1450 遠(yuǎn)古時代人類通過石器的采集和制作 逐步了解了巖石 礦物的某些性質(zhì) 在經(jīng)受地震 火山 洪水的災(zāi)害并與之斗爭的過程中 逐步認(rèn)識了大自然中的地質(zhì)現(xiàn)象和過程 這一時期 人們對地球和地質(zhì)現(xiàn)象的認(rèn)識是直觀的 解釋是猜測的 思辨的 體現(xiàn)了樸素的唯物主義自然觀 在礦冶事業(yè)發(fā)展中 人們積累了豐富的找礦經(jīng)驗?zāi)铣撼蓵?地鏡圖 中記載了 草莖赤秀 下有鉛 草莖黃秀 下有銅 山有蔥 下有銀 唐代段成式在 酉陽雜俎 也有類似記載 如 山上有蔥 下有銀 山上有薤 xie 下有金 等 論述了金屬礦床的指示植物和某些金屬元素對植物生長的影響 杜綰在 云林石譜 中記載116種巖石礦物 及其產(chǎn)地 采法 產(chǎn)狀 品位和物理性質(zhì) 是當(dāng)時中國礦物學(xué)的代表作 巖石和礦物知識的積累對地質(zhì)作用的認(rèn)識對地球的啟蒙認(rèn)識中世紀(jì)的地質(zhì)學(xué) P7 17 二 地質(zhì)學(xué)的奠基時期 1450 1750 歐洲的文藝復(fù)興運動是一場思想解放運動 它使近代自然科學(xué)從神學(xué)中解放出來 哥白尼的天體運行論 1543 是自然科學(xué)脫離神學(xué)走上獨立的開端 15世紀(jì)的地理大發(fā)現(xiàn) 開拓了人們的視野 人們要重新認(rèn)識自然 重新研究地球 并給予地球歷史以理性的解釋 這一切都為地質(zhì)科學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ) 中國北宋唐慎的 經(jīng)史證類備急本草 記載許多可作藥物的礦物 明代醫(yī)學(xué)家李時珍1578年寫成的 本草綱目 記載的礦物種類較前增加很多 并且更加系統(tǒng) 精確在 本草綱目 中敘及的礦物 巖石 化石有200多種 按水部 土部 金石部分類 又將金石部細(xì)分為金類 玉類 石類 鹵石類等 地質(zhì)哲學(xué)思想的初步發(fā)展對化石和地層的認(rèn)識巖石學(xué) 礦物學(xué)和礦床學(xué)的發(fā)展 P7 18 三 地質(zhì)學(xué)的形成時期 1750 1840 從18世紀(jì)下半葉到19世紀(jì)上半葉 工業(yè)革命促進(jìn)了生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步 法國大革命以啟蒙運動為先導(dǎo) 把矛頭指向封建主義 在啟蒙思想影響下 在歐洲科學(xué)考察和旅行探險盛行 地學(xué)研究從對地球的思辨性研究轉(zhuǎn)變?yōu)橐砸巴庥^察分析為主 地殼成為直接觀察研究的對象 具有近代意義的geology 地質(zhì)學(xué) 一詞是由瑞士學(xué)者J A 德呂克于1793年提出的 他認(rèn)為 首要的是把地質(zhì)學(xué)從博物學(xué)中分出來 地質(zhì)學(xué)要把地球所呈現(xiàn)的現(xiàn)象與其原因結(jié)合起來研究 地質(zhì)考察旅行的興起人們對自然界的探索 需要進(jìn)行實地考察 在中國首開先河的是16世紀(jì)明代地理學(xué)家徐霞客 他詳細(xì)考察了中國西南廣大巖溶地區(qū)的100多個巖溶洞穴 并對鐘乳石 石筍等成因做了較為科學(xué)的解釋 歐洲的地學(xué)野外考察開始于18世紀(jì)下半葉 這是地質(zhì)研究方法的一大進(jìn)步 總之 到19世紀(jì)30年代末 地層學(xué)的原理和方法 礦物學(xué)的系統(tǒng)分類 以及地質(zhì)年代和地層系統(tǒng)都已基本建立 特別是作為地質(zhì)科學(xué)的基本思想和方法論 均變論已經(jīng)確立 因此 可以認(rèn)為到1840年地質(zhì)學(xué)建立的工作已經(jīng)完成 地質(zhì)考察旅行的興起水成論和火成論地質(zhì)學(xué)體系的形成災(zāi)變論和均變論 P7 8 19 四 地質(zhì)學(xué)的發(fā)展時期 1840 1910 19世紀(jì)中葉以后 資本主義進(jìn)入全盛時期 生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步 推動了地質(zhì)學(xué)各分支學(xué)科的全面發(fā)展 新的研究領(lǐng)域不斷出現(xiàn) 許多國家成立了地質(zhì)學(xué)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和調(diào)查機(jī)構(gòu) 19世紀(jì)后期 歐洲一些資本主義強(qiáng)國除在本國開展地質(zhì)調(diào)查外 還普遍在亞 非 拉美等地區(qū)進(jìn)行礦資資源和地質(zhì)的調(diào)查 大規(guī)模的區(qū)域調(diào)查所取得的豐富資料 使得全面的歷史地質(zhì)學(xué)及全球地質(zhì)史的綜合研究成為可能 也為全球構(gòu)造理論的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件 地層學(xué)和古生物學(xué)巖石學(xué) 礦物學(xué)和礦床學(xué)動力地質(zhì)學(xué)地槽地臺學(xué)說和全球地質(zhì)構(gòu)造的理論綜合 P8 20 五 20世紀(jì)地質(zhì)學(xué)的發(fā)展 1910 1970 從20世紀(jì)20年代到60年代 社會生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)有了全面穩(wěn)定的發(fā)展 地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科 如地層學(xué) 古生物學(xué) 巖石學(xué) 礦物學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)都向縱深發(fā)展 并開拓許多新的研究領(lǐng)域 社會和工業(yè)的發(fā)展使得石油地質(zhì)學(xué) 水文地質(zhì)學(xué)和工程地質(zhì)學(xué)都形成獨立的分支學(xué)科 地質(zhì)學(xué)各分支學(xué)科間的相互滲透和新技術(shù)方法的應(yīng)用導(dǎo)致了新的邊緣學(xué)科出現(xiàn) 如地球化學(xué) 古地磁學(xué) 海洋地質(zhì)學(xué) 地質(zhì)年代學(xué)等 多學(xué)科的綜合研究和新領(lǐng)域的研究成果使得全面的地球史的總結(jié)成為可能 特別是60年代發(fā)生的科學(xué)技術(shù)革命 國際間大規(guī)模的考察和探測 導(dǎo)致了以地球物理學(xué)與地質(zhì)學(xué)相結(jié)合為特征的地學(xué)革命 新技術(shù)的廣泛采用以及數(shù)學(xué) 物理學(xué) 化學(xué)等基礎(chǔ)自然科學(xué)與地質(zhì)學(xué)的結(jié)合 促進(jìn)了地質(zhì)研究從定性到定量的過渡 并向微觀和宏觀兩個方向縱深發(fā)展 板塊構(gòu)造學(xué)的出現(xiàn) 新地球觀的形成 使得地質(zhì)學(xué)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段 地質(zhì)學(xué)各分支學(xué)科的發(fā)展大陸漂移說地質(zhì)學(xué)的新階段及板塊構(gòu)造學(xué)說 P9 21 六 現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)發(fā)展趨勢20世紀(jì)70年代以來 一方面 人類社會對各類自然資源的需求日益增加 全球變化及其對人類生存環(huán)境的影響 均對地質(zhì)學(xué)的研究提出了更高的要求 大量資料的積累 學(xué)科的交叉 滲透 尤其是航空 航天 計算機(jī) 深部鉆探等高科技手段技術(shù)的應(yīng)用 使得地質(zhì)學(xué)獲得更加有利的發(fā)展機(jī)遇 現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)的發(fā)展主要有以下特點 地質(zhì)學(xué)觀察和研究的范圍和領(lǐng)域?qū)⑷找鏀U(kuò)大 在空間上 不但能通過直接或間接的方法逐步深入到巖石圈深部 而且對月球 太陽系部分行星及其衛(wèi)星的某些地質(zhì)特征 將有更多的了解 陸地深鉆技術(shù)將超過現(xiàn)有的10000余米水平 洋殼和位于大陸坡底的巨厚沉積層的秘密將進(jìn)一步被揭示 石油開發(fā)的邊界會繼續(xù)擴(kuò)大 同時 新型自容式潛艇建成后 也將使觀察深度從已達(dá)到的3000米加深到6000米左右 除少數(shù)特別深的海溝外 海底的其他主要部分都有可能被人觀察到 在時間上 繼35億年以前底棲微生物群的發(fā)現(xiàn) 以及其他古生物跡象的證實 將會加深人們對地球 尤其是地殼 的了解 同時與人類社會最接近的一段時間 第四紀(jì) 的地質(zhì)史的研究也將更精細(xì) P10 22 地質(zhì)學(xué)研究的精度和深度隨著多學(xué)科的合作不斷上升 數(shù)學(xué) 物學(xué) 化學(xué) 生物學(xué) 天文學(xué)等其他學(xué)科的發(fā)展和向地質(zhì)學(xué)的進(jìn)一步滲透 先進(jìn)技術(shù)在地質(zhì)工作中的使用 同精細(xì) 深入的野外地質(zhì)工作相結(jié)合 會使人們有可能對更多的地質(zhì)現(xiàn)象和規(guī)律做出科學(xué)的解釋 進(jìn)行更深入和本質(zhì)性的研究 實驗與模擬成為地質(zhì)學(xué)研究的重要手段 實驗地質(zhì)學(xué)的發(fā)展使地質(zhì)學(xué)的研究從以野外觀察 描述 歸納為主 發(fā)展到歸納與演繹并重的階段 實驗技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn) 計算機(jī)模型的應(yīng)用 使得一些極端地質(zhì)條件可以在實驗室中獲得 如高溫高壓環(huán)境 從而可以模擬更為復(fù)雜的多種可變因素的地質(zhì)作用 并把時間因素也納入模擬實驗之中 全球構(gòu)造理論不斷得到補充 修正 完善板塊構(gòu)造理論樹立了全新的地球觀 開創(chuàng)了地質(zhì)學(xué)的新時代 但是 板塊構(gòu)造理論也不是沒有缺陷的 以海洋地質(zhì)為主要證據(jù)的板塊理論 對大陸構(gòu)造歷史的解釋存在局限性 尤其是各大陸的有關(guān)不同地質(zhì)歷史時期的新資料將在很大程度上檢驗和發(fā)展板塊構(gòu)造說 進(jìn)而會產(chǎn)生一些新的理論和學(xué)說 P10 23 資源與環(huán)境是地質(zhì)學(xué)服務(wù)社會的重要方面 其中有關(guān)礦產(chǎn)資源和新能源的研究 仍處于最重要的地位 因而將繼續(xù)深入 海底含油 氣地層 以及洋底多金屬結(jié)核和現(xiàn)代成礦作用等的形成機(jī)理研究會有新的進(jìn)展 從中國以及各大洲的成礦帶 成礦區(qū)的區(qū)域地質(zhì)發(fā)展歷史全過程出發(fā) 按不同成礦時代分別研究區(qū)域成礦的規(guī)律性 尤其是不同地質(zhì)背景下所形成的礦組或跨礦組的成礦系列的發(fā)生 發(fā)展規(guī)律 也將取得新的成就 非金屬礦床 放射性礦床 地?zé)豳Y源以及其他礦產(chǎn)的綜合利用將顯著發(fā)展 同時 由于區(qū)域成礦研究的需要 將進(jìn)一步加強(qiáng)區(qū)域地質(zhì)的綜合研究 并促進(jìn)地層學(xué) 古生物學(xué) 沉積學(xué) 構(gòu)造地質(zhì)學(xué) 地質(zhì)年代學(xué)以及區(qū)域巖漿活動研究 變質(zhì)地質(zhì)研究等向新的水平發(fā)展 P10 24 國際合作成為現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)研究的必然趨勢 地球是一個整體 區(qū)域地質(zhì)過程是在全球的背景條件下進(jìn)行的 區(qū)域地質(zhì)作用也對全球環(huán)境有所影響 板塊構(gòu)造理論建立起新的全球構(gòu)造觀念 更顯示出地質(zhì)學(xué)全球宏觀研究的重要性 因此 地質(zhì)學(xué)界以及整個地球科學(xué)界 從20世紀(jì)70年代以來 通過國際合作 推動了大量多學(xué)科 全球性的調(diào)查與研究計劃 P10 25 六 地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) 的任務(wù)與學(xué)習(xí)特點 一 任務(wù) 本課程是學(xué)習(xí)地質(zhì)學(xué)專業(yè)的入門課程 屬于專業(yè)基礎(chǔ)課 二 學(xué)習(xí)特點 地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) 具有文 理兼修的特性 既有大量的基本理論 概念 定義 需要理解 記憶 又有不