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1、第一章緒論第一節(jié) 地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容一、基本概念地質(zhì)學(xué)的定義:地質(zhì)學(xué)是研究地球的學(xué)科之一。它是關(guān)于地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造、外部特征、各圈層間的相互作用和演變歷史的知識(shí)體系。在現(xiàn)階段,由于觀察、研究條件的限制,主要以巖石圈為研究對(duì)象,也涉及水圈、氣圈、生物圈和巖石圈下更深的部位,以及 某些地外物質(zhì)。地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象:為地球的固體外殼一巖石圈(Lithosphere),因此確切的說,地質(zhì)學(xué) 主要是研究巖石圈的一門學(xué)科。二、地質(zhì)學(xué)的研究內(nèi)容與分科:1 .研究地球物質(zhì)組成及元素分布規(guī)律的學(xué)科:礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)、地球化學(xué)等。2 .研究地殼運(yùn)動(dòng)及地表形態(tài)變化的學(xué)科:動(dòng)力地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地貌

2、學(xué)等。3 .研究地殼演變歷史的學(xué)科:古生物學(xué)、地層學(xué)、地史學(xué) 等4 .其它:煤田地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、災(zāi)害地質(zhì)學(xué)、宇宙地質(zhì)學(xué)等。第二節(jié)地質(zhì)學(xué)的特點(diǎn)與研究方法由于地質(zhì)學(xué)研究內(nèi)容的特殊性,因而地質(zhì)學(xué)具有以下特點(diǎn):1 .學(xué)科的實(shí)踐性地質(zhì)學(xué)科的大部分研究對(duì)象存在于野外,因此地質(zhì)學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,只有深入到大自然中去,才能較好的理解和掌握地質(zhì)學(xué)。2 .地質(zhì)現(xiàn)象的復(fù)雜性由于地質(zhì)現(xiàn)象種類繁多, 每一種現(xiàn)象都具有獨(dú)特的形成原因和過程,因此在研究地質(zhì)現(xiàn)象時(shí)應(yīng)樹立正確的時(shí)空觀。 例如當(dāng)我們研究晶體的結(jié)構(gòu)時(shí)常用微米、納米作為尺度單位, 而一次造山作用則用百萬年作用時(shí)間單位等。3 .認(rèn)識(shí)的局限性由于人類的技術(shù)手

3、段及地質(zhì)現(xiàn)象的復(fù)雜性,造成人類對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)十分有限。例如,目前世界上最深的鉆孔大約為12公里,不到地球半徑的 2%0,因此我們無法直接觀察地球內(nèi)部的情況,另外,人類的壽命一般不超過 100歲,而一次造山運(yùn)動(dòng)的形成過程則長達(dá)數(shù)百 萬年至上千萬年,因此對(duì)單個(gè)人來說我們也無法觀察到其形成的全過程。鑒于地質(zhì)現(xiàn)象的特殊性有別于其它學(xué)科,其研究方法可分為以下幾類:1 .野外觀察對(duì)野外地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)、系統(tǒng)地觀察是獲取第一手資料的基本手段。因工作目的的不同,野外觀察的要求與精度也不同,并制定了相應(yīng)的工作規(guī)范。2 .現(xiàn)實(shí)類比與歷史分析法現(xiàn)實(shí)類比法將今論古”原則,即對(duì)現(xiàn)代正在進(jìn)行的地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行研究,找出它們

4、的 形成原因、過程及結(jié)果等的內(nèi)在規(guī)律,然后利用這種規(guī)律對(duì)地質(zhì)歷史時(shí)期同類地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行 類比,得出其相應(yīng)形成原因與過程。將今論古”原則是研究地質(zhì)歷史事件最常用的方法之一,其根本思想為:今天是研究過去的鑰匙。例如,通過對(duì)現(xiàn)今植物的研究我們發(fā)現(xiàn),不同氣候條件下的植物具有不同的特征,寒帶植物以針葉林為主, 溫帶以落葉林為主, 而熱帶以闊葉林為主等。 根據(jù)此規(guī)律,當(dāng)發(fā)現(xiàn)地層 中含有針狀植物葉化石時(shí),可以判斷地層形成于寒冷氣候環(huán)境。在應(yīng)用 將今論古”原則時(shí),我們不可盲目、不加分析地套用,而應(yīng)用歷史分析方法 一一辯證唯物主義思維方法。這是因?yàn)榻裉斓刭|(zhì)作用與地質(zhì)歷史時(shí)期同類地質(zhì)作用的形成原因與 條件不可能完全

5、相同,因而我們不可將今天的地質(zhì)作用完全與地質(zhì)歷史時(shí)期的地質(zhì)作用類化, 而不加區(qū)別。例如腕足動(dòng)物現(xiàn)今多生活在水體較深的海洋環(huán)境,而地質(zhì)歷史時(shí)期則多生活在水較淺的海洋環(huán)境等。3 .綜合分析法地質(zhì)作用的原因是多種因素共同作用產(chǎn)生的。在對(duì)一具體地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行分析時(shí),我們應(yīng)充分考慮其各種因素的影響結(jié)果,分析它們的關(guān)系,這樣我們才能得出正確的答案。例如, 當(dāng)我們對(duì)地層的沉積環(huán)境進(jìn)行分析時(shí),應(yīng)對(duì)地層中的生物標(biāo)志、巖礦標(biāo)志、物理標(biāo)志等進(jìn)行綜合分析,來正確判斷地層的沉積環(huán)境。4 .實(shí)驗(yàn)?zāi)M為了驗(yàn)證地質(zhì)結(jié)論的正確性,通常要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。例如,一般的模擬(泥巴實(shí)驗(yàn))、數(shù)字模擬、計(jì)算機(jī)模擬、高溫高壓試驗(yàn)等。第三節(jié)地質(zhì)學(xué)

6、的形成與發(fā)展地質(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(shí)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(yùn)動(dòng)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)境的歷史。人們對(duì)地球的認(rèn)識(shí)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(shí)逐漸形成 了地質(zhì)科學(xué)的知識(shí)體系。根據(jù)地質(zhì)知識(shí)發(fā)展的程度,并參照其社會(huì)文化背景,可將地質(zhì)學(xué)發(fā)展史劃分為5個(gè)時(shí)期。1.地質(zhì)知識(shí)積累和地質(zhì)學(xué)萌芽時(shí)期(遠(yuǎn)古1450)這一時(shí)期,人們對(duì)地球和地質(zhì)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)是直觀的,解釋是猜測(cè)的、思辨的,體現(xiàn)了樸素的唯物主義自然觀為主要特征。遠(yuǎn)古時(shí)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)

7、。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(shí)了大自然中的地質(zhì)現(xiàn)象和過程。主要表現(xiàn)在:1)巖石和礦物知識(shí)的積累;2)對(duì)地質(zhì)作用的認(rèn)識(shí);3)對(duì)地球的啟蒙認(rèn)識(shí);4)中世紀(jì) 的地質(zhì)學(xué)等方面。2.地質(zhì)學(xué)奠基時(shí)期(14501750)其特征為:隨著自然科學(xué)的誕生,地質(zhì)知識(shí)趨向系統(tǒng)化。對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象試作理性解釋,并逐步建立了觀察和推理方法。主要表現(xiàn)在:1)地質(zhì)哲學(xué)思想的初步發(fā)展(哥白尼的天體運(yùn)行論);2)對(duì)化石和地層的認(rèn)識(shí)(丹麥的 N.斯泰提出地層的疊置律,原始連續(xù)律,原始水平律) ;3)巖石 學(xué)、礦物學(xué)和礦床學(xué)的發(fā)展(德國的 G.阿格里科拉的礦物學(xué)和礦床學(xué)理論) 。3.地質(zhì)學(xué)的形成時(shí)期(17501

8、840)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。其特點(diǎn)為:地學(xué)研究從對(duì)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(duì)象。各種學(xué)說與理論的建立,使地質(zhì)學(xué)科逐漸完善。主要表現(xiàn)在:1)瑞士學(xué)者J.A.德呂克于1793年提出具有近代意義的geology(地質(zhì)學(xué))一詞;2)地層系統(tǒng)與地層年代的建立;3)災(zāi)變與均變(將今論古原則)論的提出等。4.地質(zhì)學(xué)的發(fā)展時(shí)期(18401910)其特點(diǎn)為:隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,推動(dòng)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)。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。主要表現(xiàn)在:1)地層學(xué)和古生物學(xué);2)巖石學(xué)、礦物學(xué)和礦床學(xué):3)動(dòng)力地質(zhì)學(xué);4) 地槽地臺(tái)學(xué)說和全球地質(zhì)構(gòu)造的理論綜合等。5.二十世紀(jì)地質(zhì)學(xué)的發(fā)展(1910)其特點(diǎn)為:地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科向縱深發(fā)展,并開拓許多新的研究領(lǐng)域。社會(huì)和工業(yè)的發(fā)展形成新的分支學(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)。主要表現(xiàn)在:1)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)等的進(jìn)一步完善與深化;2)石油地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)和工程地質(zhì)學(xué)等都形成獨(dú)立的各分支學(xué)科;3)地球化學(xué)、古地磁學(xué)、

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