第一章绪论课程概况.ppt
第一章绪论,2011年2月,东华理工大学地球科学学院,一、课程简介,河西地区,兰坪地区,普通地质学是地学类专业学生专业基础课 1999年院级一类课程 2001年列为东华理工学院第一批重点建设课程 2003年评为江西省优质课程,http:/http:/202.101.244.105/yzhkch/ptdzhx,一、课程简介,河西地区,兰坪地区,目的与要求:了解地球科学基本理论和知识,为专业课打基础专业对象：构造地质学，固体地球物理学，古生物学,岩石学，矿物学,矿床学,地球化学，放射地质学，水文学，工程地质学,地球探测与信息,地理学基地班.属于General education.专业培养流程：普地野外实习专业课野外实习毕业论文实习毕业论文毕业去向：考研,高校,科研单位，管理部门,其它安排:总学时60（讲课46,实验14）学分:4考试记分:考试70%+实验15%+平时成绩10%+专业表现5%教学方式:1.讲课+实习；2.经典理论+现代最新进展；3.理论+图象实验课：1.分班；2.时间:第三周开始；3.普地实验室其他安排：4月课间野外；课堂讨论；,二、本课程学习方法,河西地区,兰坪地区,专业基础课，阐述性、叙述性讲授，内容也不是中学数理化一类有严格的推导，许多问题是定性讲叙。学生应调节自己，适应课程特点：大量阅读，认真理解、总结归纳。课堂作笔记，课后阅读参考书，消化当天内容。第一次接触专业课，同时课程特点与中学差别较大，应在学习中注意培养自己专业课学习的良好的习惯和方法。,三、主要参考书,河西地区,兰坪地区,第一章绪论,河西地区,兰坪地区,为什么学？,学什么？,怎么学？,第一章绪论,1.地质学的任务、内容与分科,地质学是研究地球及其演变的一门综合性自然科学。目前主要是研究固体地球的上层既岩石圈。,第一章绪论,两亿年前的洋陆,地球的层圈,劳亚,冈瓦纳,特提斯,地球科学是研究地球的科学,重点研究地球表层的物质、结构与构造。,1.研究对象 Object:地球,地球的时、空、源。,地球的结构 Texture：层圈状。,地球的构造 Structure：指地球各个部分之间关系及其它们的分布规律及演化。如大气圈、水圈、岩石圈、地幔、地核,壳幔作用,山脉-盆地,大陆-海洋。,地球物质 Material：各种元素-矿物-岩石-矿床-地层,它们的分布及其迁移富集规律。,地质事件 Event：地壳运动在地表反映.如地震、火山、海啸、褶皱、断裂等；,预测Forecast和预防Preventing将来发生的地质事件,地球的历史 Earth history,生命和演化 Life&evolution,第一章绪论,2.为什么要学习普地，重视普地？Why?“上天、下海、入地”是人类远古以来的梦想。最难的是入地。地球科学参与“上天”（航天、遥感，气候环境），积极下海（海洋地质、深海钻探），主攻入地（地质各科、大陆超深钻）。为了了解地球的起源（包括生命起源），了解 地球的过去、现在和未来 为了从地球上获取人类生存必需的各类资源 为了减轻危害人类生存的各种地质灾害（地震、火山、滑坡、洪灾、荒漠化、环境污染）为了人类的持续生存与繁衍，为了改善人类生存环境,提高生活质量，经济可持续发展.“人类只有一个地球,应使之清洁、安全、富有”。,第一章绪论,第一章绪论,第一章绪论,1.研究地球的过去，恢复地球的历史；,2.查明矿产资源和提供地质资料；,3.查明和预测影响人类活动的地震、火山活动、地面沉降、滑坡以及生物大量灭绝等地质事件的时间、地点、性质和规模；,评价地质环境对人类所造成的影响。,（一）地质学的任务,（二）地质学研究的内容与分科,地质学研究的内容十分广泛，按其内容和性质可划分成许多相互联系又各自独立的学科：,研究地壳物质组成；有地球化学、结晶学、矿物学、岩石学；,研究地壳发展历史以及古生物演化规律；有古生物学、地史学（地层学）、同位素地质学、岩相古地理；,（二）地质学研究的内容与分科,研究构造运动、变化和发展规律；有动力地质学、构造地质学、大地构造学、地球物理学；,（二）地质学研究的内容与分科,研究矿产的形成和分布规律；有矿床学；,研究地下资源的找寻和勘探方法；有找矿勘探 地质学、探矿工程学、地球物理勘探学；,（二）地质学研究的内容与分科,研究地下水的形成、运动和分布规律；有水 文地质学；,研究地质条件与工程建筑之间的关系；有工程地质学；,研究地质环境与人类相互关系；有环境地质学。,（二）地质学研究的内容与分科,还有某些专门学科：海洋地质学、煤田地质学、石油地质学、地震地质学、火山地质学、月球地质学等。,研究地质学的研究方法和手段；有遥感地质学、数学地质学；,江西赣州卫星遥感地图,二、地质学的发展概况,（一）古代地质思想萌芽和地质发展石器的使用矿产开采、冶炼,（二）现代地质学的产生和发展概况,1.德国矿物学家魏尔纳第一个将地质学系统化，并于1775年在德国富莱堡矿业学院开设了地质学。,2.英国地质学家莱伊尔在18301833年出版了三卷地质学原理，为地质科学体系的建立奠定了最重要的基础。,3.上世纪中期，随着科学技术的飞速发展，许多新技术、新方法和新成果广泛应用于地质学中，获得了大量的地质学新资料，使地质学得到了迅猛的发展。,（三）现代地质学在中国的传播与发展,1.我国人民在四千多年前就能开采、利用陶土、铜、锡等矿产，二千多年前就能制成铁成品，利用煤和石油做燃料，并发明了指南针。一千八百多年前，张衡发明了候风地动仪。但到十九世纪末，还没有自己的地质人员和地质机构，只有几个外国人到我国做过几次地质调查。,2.我国最早的地质机构成立于1912年（实业部矿物司下设置的地质科），1918年北京大学成立了地质系。到全国解放前，我国只有200多名地质人员和14台破旧钻机，仅对18种矿产进行过粗略勘察。,章鸿钊（）地质学家、地质教育家、地质科学史专家。参与筹建中国地质学会，并任首届会长，为我国地质界一代宗师。,3.新中国成立后，我国的地质事业得到了很大的发展，目前已建立起一支学科门类齐全，专业工种配套的百万地质大军。1:20万区域地质调查已基本完成，1:5万区域地质调查正在全面开展，新一轮的国土资源调查已经启动。我国目前已发现的矿产有160多种，已探明储量的矿产近150种。为我国的经济建设做出了巨大的贡献。,（一）地质学的基本特点,1、研究对象涉及大跨度的空间和时间，,3、来源于实践服务于实践，归纳式的逻辑推理。,（二）地质学的研究方法,1、野外调查,观察各种地质现象，确定地质体之间的空间关系，确定地质事件发生的时间关系，采集各种野外标本。,三、地质学的特点与研究方法,2、具有多因素相互制约的复杂性。常表现出问题的多解性和结论的不确定性。,2.运用分析、试验手段,通过物理、化学、数学和生物的方法提高对地球物质的分辨能力、穿透能力、鉴定能力、模拟能力、遥感能力。,3.进行理论研究,在丰富的地质现象和数据的基础上，运用地质学知识和原理分析、研究、总结其特点和规律，由感性认识上升到理性认识。常用的方法为历史比较法（现实类比法）：,地质调查主流程包含的主要环节,“将今论古”的方法,即用现在正在发生的地质作用去推测过去、类比过去、认识过去。,“以古论今、论未来”的方法,今天的地质作用只是地质历史时期的一个片断，而过去的地质现象却记录了全部过程，认识了过去就能够帮助我们了解现在、预测未来。,四、普通地质学的任务及学习特点,1.任务本课程是学习地质学专业的入门课程，属于专业基础课。通过学习掌握地球的基本知识和内外力地质作用的基本内容，了解地质学的基本特点、研究方法，从而了解地质学各主要分科的基本内容及其相互关系，初步掌握地质工作的一般方法和技能，为以后学习其他地质课程奠定基础。,2.学习特点普通地质学具有文、理兼修的特性，既有大量的基本理论（概念、定义）需要理解、记忆，又有不少的基本技能要通过实验、实训观察认识掌握。,3.本课程与数、理、化联系不太多，因此，原来数、理、化基础较差的同学不必太过担心，只要肯努力，完全能学好这门课。,学习意义,是高科技研究领域的重要组成：-地球科学家是遥感与宇航的决策者之一-地球科学家参与了历次ERTS的发射与研究(Earth Resources Technology Satellite)-NASA(美国家宇航局)中有大批地球科学家，参与了火星“旅行者”计划和Apollo登月计划的决策，负责月球样品分析.-我国的多种卫星以及资源遥感飞机等技术设备均为世界前列，已发射两颗自己的GPS通讯卫星.,在国民经济建设和急需目标中有举足轻重的地位（国土资源部,国家地调局,水利部，国家地震局，石油天然气总公司,交通建设部,中国科学院，中国有色金属总公司，中国煤炭总公司，中国冶金勘探总公司）,地球科学是现代科学的重要组成:天、地、生、化、物密不可分(材料),学习意义,是科技进步的主要动力之一-对资源的需求使世界各国不惜代价，发展技术，发射资源卫星、间谍卫星,但解译均少不了地球科学家-应用侧视雷达来掌握资源情报受目前科技水平的限制，目前的研究仅限于地壳及上地幔上部-地球平均半径6371229公里;地壳平均厚度30多公里（大陆20-70公里，海洋7-10公里）-超深钻：“深入地球深部的望远镜”。中国大陆超深钻CCSD，仅钻探5km深度（东海县）；俄罗斯地台钻孔最深，也仅10km:,德国：7-8km。-其他部分只能通过分析地震波、重力、磁力等 间接推测其物质组成及存在状态,中国地质科学的重要性,1.中国地域广大，地球各个演化时期信息丰富，物质记录齐全。2.有地球上最古老和最年轻的造山带、有独特的盆地构造、有巨大面积的花岗岩、有丰富的能源矿产,吸引着各国学者竞相来华研究。3.我国具有独特的地学优势 1）独一无二的青藏高原 Tibet Plateau;2）全球最大面积的西北黄土高原 Loose;3）世界罕见的大别山高压-超高压变质带,4）震惊世界的辽西北票中华龙鸟（J3)、中华神州鸟（义县，K1,真正会飞的 恐龙）;Dragon-bird5）全球最典型的云南早寒武世密集生 物群(生命大爆炸)；Big explosion of life6)分布面积最广的华南喀斯特地貌,等等。Karst landform 成果均为国际领先水平,一直是国际上的研究热点,并带动了其它学科发展。,中国地质科学的重要性,当今地学理论突飞猛进,知识更新速度很快.激光、遥感、数字系统、高分辨分析测量仪 器等高新技术进入地学领域.服务目标日益和城市建设、生存环境、地质灾害、气候变迁、能源矿产等紧密联系。近年国际上取得了一系列重大的理论突破和学科进展,如地球内外核间的旋转角速度的差异、大陆深俯冲、岩石圈拆沉、板片断离、玄武岩浆底侵、生命大爆炸、陨石撞击生物突变、青藏高原隆升、太空新发现、臭氧层空洞、盆地分析、计算机数字模拟、韧性剪切带与构造运动学等，大大拓宽了地学的科学内涵，推进了地学界的前进步伐，并带动了其它学科的发展。,现代地质球科学的特征,1.寻找急缺资源：水,黄金,油气,富铁,地热。2.对地质灾害进行预测预报:地震,火山,海平面变化,洪灾,滑坡，海啸，泥石流-1902-5-8夜,Pelee火山爆发,200km/h下泻,St.Pierre市2.8万人死亡,仅2人幸存,形成1397米高的火山岛-79-8-24,(意)Vesuvius火山爆发,埋没了Pompeii城和Herculaneun城-98年中国洪灾,损失数百亿元;1976-8,唐山8级大地震,数十万人死亡;99年9月台湾集集7级地震,日月潭被严重破坏；08年四川汶川地震；09年青海玉树地需；以及09年的甘肃舟曲泥石流。,地质学家的任务？,3.为工程建设提供可靠的地质资料（青藏铁路；高速公路；长江大桥；城市地铁；黄河小浪底；三峡大坝;高楼地基）4.为解决重大理论问题提供线索（材料力学，长时间变形结果分析，高压高温实验,矿物岩石形成条件模拟实验）5.普及地学知识，让全人类都来关心地球家园（黄河断流、三峡库区、黄山、华山滑坡问题）,地质学家的任务？,1.研究地球结构构造的分科a.构造地质学（Structural Geology）研究地壳岩石-变质变形（Metamorphism-deformation）-运动学(Kinematics)-地球动力学(Geodynamics)-地质历史b.地球物理学（Geophysics）研究地球重力、地磁、电性、地震波传播特性 与构造地质结合，研究地球深部的成分、结构、构造,地球科学的分支科学,2.研究地球的物质组成及其迁移富集规律的分科a.矿物学（Mineralogy）:矿物形态、成分、结构构造b.岩石学(Petrology):岩石类型、成因、年龄c.矿床学(Economic Geology):矿体的形成条件、机制、过程d.地球化学(Geochemistry):元素迁移富集过程、地质作用的化学过程,地球科学的分支科学,3.研究地球历史的分科 Earth historya.地史学(Historical Geology):地球历史上的重大事件。b.古生物学(Paleotology):研究地质时期地球上的生物及其演化。4.地球科学应用的分科 Applied Earth sciences a.水文地质学(Hydrology Geology):地下水的分布、活动规律b.工程地质学(Engineering Geology):研究基岩的稳定性（路基、大坝、厂址、核电站）c.遥感(Remote sensing):空间对地观测d.放射性地质学（Radiological geology):物质的同位素成分，火成岩结晶年龄。E.经济地质学（Economic Geology）：金属和非金属矿产、油气能源,地球科学的分支科学,1.收集资料:了解现有研究成果，确定研究方案2.现场考察:验证前人结果，采集样品，记录测量结果和现场分析结果（野外地质学和填图）3.分析化验:确定样品中元素含量、样品的年龄4.模拟实验:野外地质现象再现5.综合分析:各种资料汇总-实事求是合乎逻辑的分析-科学解释-演化模型的建立-结论6.将今论古（历史比较法）:用现在发生的地质作用去推测过去的过程 如螺蚌，现在是水生动物；如在高山上找到其化石，可知当时属于水体环境 人类历史中尚未发生的仍靠推测：恐龙的灭绝（全球火山？外星撞击？）7.以古论今、论将来“将今论古”和“以古论今、论将来”是两大最基本的地质学思维方法论,地球科学学习模式,8.现代技术 Modern technology a.高新技术GPS,RS，GIS,CS：Global Position System,Remote Sensing,Geography Information System（储存、分析大量的地球科学信息）,Communication System b.分析测试技术：正确、全面的测定成分；可观察超微结构(TEM,SEM)；质谱仪（Mass spectrometer）c.高温、高压、模拟实验：100公里处,30千巴，近2千度；正常结构石英变为紧密堆积柯石英;碳变为金钢石 d.计算机应用：各种专门应用软件（复杂运算、模拟），各种文字处理和绘图软件,地球科学学习模式,9.新理论、新技术、新方法 科学的特点:不失一般性,可检验与重复,预见性,定量性。目前,地球科学正处在一个多学科交叉、跨学科联合的新时代;各学科的相互渗透，促使地学从定性朝定量发生质的飞跃，使地学进入崭新阶段；并形成了一系列新的边缘学科生长点。,地球科学学习模式,了解地质学的任务、内容、分科和发展概况，以及地质学的特点与研究方法,学习重点：,重点是地质学研究的内容及方法；,作业及思考题：,1.地质学研究的对象及重点是什么？,2.地质学包括哪些内容及分科？,本章学习要求,3.简述地质学的特点及研究方法。,谢谢！,金顶露天矿区,
