南京大學(xué)-普通地質(zhì)學(xué)-1普地緒論

1、普通地質(zhì)學(xué) General Geology,南京大學(xué)地球科學(xué)系 舒良樹(shù),第一章 緒論 Chapter 1 Introduction,普通地質(zhì)學(xué) (General Geology),南京大學(xué)地球科學(xué)系 舒良樹(shù),普通地質(zhì)學(xué) (General Geology, Physical Geology) 目的與要求: 了解地球科學(xué)基本理論和知識(shí),為專(zhuān)業(yè)課打基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)對(duì)象：構(gòu)造地質(zhì)學(xué)，固體

2、地球物理學(xué)，古生物學(xué), 巖石學(xué)，礦物學(xué),礦床學(xué), 地球化學(xué)，放射地質(zhì)學(xué)，水文學(xué)，工程地質(zhì)學(xué),地球探測(cè)與信息,地理學(xué)基地班.屬于General education.專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)流程：普地→野外實(shí)習(xí)→專(zhuān)業(yè)課→野外實(shí)習(xí)→畢業(yè)論文實(shí)習(xí)→畢業(yè)論文畢業(yè)去向：考研, 高校, 科研單位，管理部門(mén), 其它安排: 教學(xué)20周(復(fù)習(xí)1周)；周學(xué)時(shí)6（講課4,實(shí)驗(yàn)2）學(xué)分:4考試記分:考試50%+實(shí)驗(yàn)15%+考試15%+小論文15%+專(zhuān)業(yè)表現(xiàn)5%教學(xué)方式

3、: 1.講課+實(shí)習(xí)；2.經(jīng)典理論+現(xiàn)代最新進(jìn)展；3.理論+圖象實(shí)驗(yàn)課：1.分班；2.時(shí)間:第一周開(kāi)始；3.普地實(shí)驗(yàn)室A103其他安排：10月課間野外；課堂討論；看錄象片 (臨時(shí)通知),Further reading suggestions1. Jolivet L, Nataf H-C. 2001. Geodynamique. Paris: DUUNOD.2. Jean DERCPURT, Jacques Paque

4、t. 1999. Geologie objets et methodes. Paris: DUUNOD, 1-456 3. Andre BRAHIC, Michel HOFFERT, Andre SCHAAF, Marc TARDY, Jean-Yves DANIEL. 1999. Sciences de la Terre et de l’Univers. Paris: Vuibert, 1-6344.

5、 P. McL. D. Duff. 1993 (4th edition). Holmes’ principles of physical geology. London, GLASGOW, New York, Tokyo, Melbourn, Madras:Chapman & Hall, 1-791,10. 舒良樹(shù)，2004.普通地質(zhì)學(xué)講義,1-81.,9．孫鼐，1943.普通地質(zhì)學(xué)（1953年第三次

6、修訂）。商務(wù)印書(shū)館，1-243 （中國(guó)最早的普通地質(zhì)學(xué)版本之一）,8．成都地質(zhì)學(xué)院,1978.動(dòng)力地質(zhì)學(xué)原理.地質(zhì)出版社,1-359,7. 趙懿英等,1990.現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)講座.南京大學(xué)出版社,1-171,6. 夏邦棟，1995.普通地質(zhì)學(xué).北京：地質(zhì)出版社,1-283,5. K C Condie, 1996 (4th edition). Plate Tectonics and Crustal Evolution. Pergamon P

7、ress，1-536,兩億年前的洋陸,地球的層圈,勞亞,岡瓦納,特提斯,,Section 1 Studying objects,地球科學(xué)是研究地球的科學(xué),重點(diǎn)研究地球表層的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造。,1. 研究對(duì)象 Object: 地球,地球的時(shí)、空、源。,① 地球的結(jié)構(gòu) Texture：層圈狀。,②地球的構(gòu)造 Structure：指地球各個(gè)部分之間關(guān)系及其它們的分布規(guī)律及演化。如大氣圈、水圈、巖石圈、地幔、地核,殼

8、幔作用,山脈-盆地,大陸-海洋。,③ 地球物質(zhì) Material：各種元素-礦物-巖石-礦床-地層,它們的分布及其遷移富集規(guī)律。,④ 地質(zhì)事件 Event：地殼運(yùn)動(dòng)在地表反映.如地震、火山、海嘯、褶皺、斷裂等；,⑤ 預(yù)測(cè)Forecast和預(yù)防Preventing將來(lái)發(fā)生的地質(zhì)事件,⑥ 地球的歷史 Earth history,⑦ 生命和演化 Life & evolution,2.為什么要學(xué)習(xí)普地，重視普地？ Why ?● “上天

9、、下海、入地”是人類(lèi)遠(yuǎn)古以來(lái)的夢(mèng)想。最難的是入地。地球科學(xué)參與“上天”（航天、遙感，氣候環(huán)境），積極下海（海洋地質(zhì)、深海鉆探），主攻入地（地質(zhì)各科、大陸超深鉆）?！?為了了解地球的起源（包括生命起源），了解 地球的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)● 為了從地球上獲取人類(lèi)生存必需的各類(lèi)資源● 為了減輕危害人類(lèi)生存的各種地質(zhì)災(zāi)害（地震、火山、滑坡、洪災(zāi)、荒漠化、環(huán)境污染）● 為了人類(lèi)的持續(xù)生存與繁衍，為了改善人類(lèi)生存環(huán)境,提高生活質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)可

10、持續(xù)發(fā)展. “人類(lèi)只有一個(gè)地球, 應(yīng)使之清潔、安全、富有”。,危害人類(lèi)生存的主要地質(zhì)災(zāi)害,1963-1992年全球危害人類(lèi)生存的重大級(jí)災(zāi)害,是高科技研究領(lǐng)域的重要組成：-地球科學(xué)家是遙感與宇航的決策者之一-地球科學(xué)家參與了歷次ERTS的發(fā)射與研究(Earth Resources Technology Satellite) -NASA(美國(guó)家宇航局)中有大批地球科學(xué)家，參與了火星“旅行者”計(jì)劃和Apollo登月計(jì)劃的決策，

11、負(fù)責(zé)月球樣品分析.-我國(guó)的多種衛(wèi)星以及資源遙感飛機(jī)等技術(shù)設(shè)備均為世界前列，已發(fā)射兩顆自己的GPS通訊衛(wèi)星.,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和急需目標(biāo)中有舉足輕重的地位（國(guó)土資源部,國(guó)家地調(diào)局,水利部，國(guó)家地震局，石油天然氣總公司,交通建設(shè)部,中國(guó)科學(xué)院，中國(guó)有色金屬總公司，中國(guó)煤炭總公司，中國(guó)冶金勘探總公司）,3. 學(xué)習(xí)意義 Importance,地球科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)的重要組成:天、地、生、化、物密不可分(材料),●是科技進(jìn)步的主要?jiǎng)恿χ?-對(duì)

12、資源的需求使世界各國(guó)不惜代價(jià)，發(fā)展技術(shù)，發(fā)射資源衛(wèi)星、間諜衛(wèi)星,但解譯均少不了地球科學(xué)家 -應(yīng)用側(cè)視雷達(dá)來(lái)掌握資源情報(bào)●受目前科技水平的限制，目前的研究?jī)H限于地殼及上地幔上部 -地球平均半徑6371．229公里; 地殼平均厚度30多公里 （大陸20-70公里，海洋7-10公里） -超深鉆：“深入地球深部的望遠(yuǎn)鏡”。中國(guó)大陸超深鉆CCSD，僅鉆探5km深度（東?？h）；俄羅斯地臺(tái)鉆孔最深，也僅10km:, 德國(guó)：7-8km。

13、 -其他部分只能通過(guò)分析地震波、重力、磁力等 間接推測(cè)其物質(zhì)組成及存在狀態(tài),Section 2 Predominance of China on geoscience 1.中國(guó)地域廣大，地球各個(gè)演化時(shí)期信息豐富， 物質(zhì)記錄齊全。2.有地球上最古老和最年輕的造山帶、有獨(dú)特 的盆地構(gòu)造、有巨大面積的花崗巖、有豐富 的能源礦產(chǎn),吸引著各國(guó)學(xué)者競(jìng)相來(lái)華研究。3. 我國(guó)具有獨(dú)特的地學(xué)優(yōu)勢(shì) 1）獨(dú)一無(wú)二的青藏高原 Tibet

14、 Plateau; 2）全球最大面積的西北黃土高原 Loose; 3）世界罕見(jiàn)的大別山高壓-超高壓變質(zhì)帶 HP-UHP metamorphic zone;,4）震驚世界的遼西北票中華龍鳥(niǎo)（J3)、 中華神州鳥(niǎo)（義縣，K1, 真正會(huì)飛的 恐龍）; 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) 分布面積最廣的華南喀斯特地貌,

15、等 等。Karst landform 成果均為國(guó)際領(lǐng)先水平,一直是國(guó)際上的研究熱點(diǎn),并帶動(dòng)了其它學(xué)科發(fā)展。,Section 3 Character & the latest advances on modern geology●當(dāng)今地學(xué)理論突飛猛進(jìn),知識(shí)更新速度很快.●激光、遙感、數(shù)字系統(tǒng)、高分辨分析測(cè)量?jī)x 器等高新技術(shù)進(jìn)入地學(xué)領(lǐng)域.●服務(wù)目標(biāo)日益和城市建設(shè)、生存環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害、氣候變遷、能源礦產(chǎn)等緊密聯(lián)系。

16、●近年國(guó)際上取得了一系列重大的理論突破和學(xué)科進(jìn)展,如地球內(nèi)外核間的旋轉(zhuǎn)角速度的差異、大陸深俯沖、巖石圈拆沉、板片斷離、玄武巖漿底侵、生命大爆炸、隕石撞擊生物突變、青藏高原隆升、太空新發(fā)現(xiàn)、臭氧層空洞、盆地分析、計(jì)算機(jī)數(shù)字模擬、韌性剪切帶與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)等，大大拓寬了地學(xué)的科學(xué)內(nèi)涵，推進(jìn)了地學(xué)界的前進(jìn)步伐，并帶動(dòng)了其它學(xué)科的發(fā)展。,Section 4 Geoscientists’ mission How ?1.尋找急缺資源：水,黃金

17、,油氣,富鐵,地?zé)帷?.對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào):地震,火山,海平面變化,洪災(zāi),滑坡，海嘯，泥石流-1902-5-8夜,Pelee火山爆發(fā),200km/h下瀉,St.Pierre市2.8萬(wàn)人死亡,僅2人幸存,形成1397米高的火山島-79-8-24,(意)Vesuvius火山爆發(fā),埋沒(méi)了Pompeii城和Herculaneun城-98年中國(guó)洪災(zāi),損失數(shù)百億元;1976-8,唐山8級(jí)大地震, 數(shù)十萬(wàn)人死亡;99年9月臺(tái)灣集集7級(jí)地震

18、,日月潭被嚴(yán)重破壞3.為工程建設(shè)提供可靠的地質(zhì)資料（青藏鐵路；高速公路；長(zhǎng)江大橋；城市地鐵；黃河小浪底；三峽大壩;高樓地基）4.為解決重大理論問(wèn)題提供線(xiàn)索（材料力學(xué)，長(zhǎng)時(shí)間變形結(jié)果分析，高壓高溫實(shí)驗(yàn),礦物巖石形成條件模擬實(shí)驗(yàn)）5.普及地學(xué)知識(shí)，讓全人類(lèi)都來(lái)關(guān)心地球家園（黃河斷流、 三峽庫(kù)區(qū)、黃山、華山滑坡問(wèn)題）,Section 5 Contents and branches of Earth sciences1.研究地球結(jié)

19、構(gòu)構(gòu)造的分科a.構(gòu)造地質(zhì)學(xué)（Structural Geology）研究地殼巖石-變質(zhì)變形（Metamorphism-deformation）-運(yùn)動(dòng)學(xué)(Kinematics)-地球動(dòng)力學(xué)(Geodynamics)-地質(zhì)歷史b.地球物理學(xué)（Geophysics）● 研究地球重力、地磁、電性、地震波傳播特性● 與構(gòu)造地質(zhì)結(jié)合，研究地球深部的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造2.研究地球的物質(zhì)組成及其遷移富集規(guī)律的分科a.礦物學(xué)（Mineralog

20、y）:礦物形態(tài)、成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造b.巖石學(xué)(Petrology): 巖石類(lèi)型、成因、年齡c.礦床學(xué)(Economic Geology): 礦體的形成條件、機(jī)制、 過(guò)程d.地球化學(xué)(Geochemistry): 元素遷移富集過(guò)程、地質(zhì) 作用的化學(xué)過(guò)程,3.研究地球歷史的分科 Earth historya.地史學(xué)(Historical Geology): 地球歷史上的重大事件。

21、 b.古生物學(xué)(Paleotology): 研究地質(zhì)時(shí)期地球上的生物及其演化。 4.地球科學(xué)應(yīng)用的分科 Applied Earth sciences a.水文地質(zhì)學(xué)(Hydrology Geology): 地下水的分布、活動(dòng)規(guī)律b.工程地質(zhì)學(xué)(Engineering Geology): 研究基巖的穩(wěn)定性（路基、大壩、廠(chǎng)址、核電站）c.遙感(Remote sensing): 空間對(duì)地

22、觀(guān)測(cè)d. 放射性地質(zhì)學(xué)（Radiological geology): 物質(zhì)的同位素成分，火成巖結(jié)晶年齡。E.經(jīng)濟(jì)地質(zhì)學(xué)（Economic Geology）：金屬和非金屬礦產(chǎn)、油氣能源,Section 6 Studying methods of Earth Sciengs1.收集資料:了解現(xiàn)有研究成果，確定研究方案2.現(xiàn)場(chǎng)考察:驗(yàn)證前人結(jié)果，采集樣品，記錄測(cè)量結(jié)果和 現(xiàn)場(chǎng)分析結(jié)果（野外地質(zhì)學(xué)和填圖）3.分析化驗(yàn):確定樣品中

23、元素含量、樣品的年齡4.模擬實(shí)驗(yàn):野外地質(zhì)現(xiàn)象再現(xiàn)5.綜合分析:各種資料匯總-實(shí)事求是合乎邏輯的分析-科 學(xué)解釋-演化模型的建立-結(jié)論6.將今論古（歷史比較法）:用現(xiàn)在發(fā)生的地質(zhì)作用去推 測(cè)過(guò)去的過(guò)程 ●如螺蚌，現(xiàn)在是水生動(dòng)物；如在高山上找到其化石， 可知當(dāng)時(shí)屬于水體環(huán)境 ●人類(lèi)歷史中尚未發(fā)生的仍靠推測(cè)：恐龍的滅絕（全球 火山？外星撞擊？）7.以古論今、論將來(lái) “將今論古”和“以古論今、論將來(lái)”

24、 是兩大最基本的地質(zhì)學(xué)思維方法論,7.現(xiàn)代技術(shù) Modern technology a.高新技術(shù)GPS,RS，GIS,CS：Global Position System, Remote Sensing, Geography Information System（儲(chǔ)存、分析大量的地球科學(xué)信息）,Communication System b.分析測(cè)試技術(shù)：正確、全面的測(cè)定成分；可觀(guān)察超微結(jié)構(gòu)(TEM,

25、SEM)；質(zhì)譜儀（Mass spectrometer） c.高溫、高壓、模擬實(shí)驗(yàn)：>100公里處,30千巴，近2千度；正常結(jié)構(gòu)石英變?yōu)榫o密堆積柯石英;碳變?yōu)榻痄撌?d.計(jì)算機(jī)應(yīng)用：各種專(zhuān)門(mén)應(yīng)用軟件（復(fù)雜運(yùn)算、模擬），各種文字處理和繪圖軟件8.新理論、新技術(shù)、新方法 科學(xué)的特點(diǎn):不失一般性,可檢驗(yàn)與重復(fù),預(yù)見(jiàn)性,定量性。 目前,地球科學(xué)正處在一個(gè)多學(xué)科交叉、跨學(xué)科聯(lián)合的新時(shí)代;各學(xué)科的相互滲透，促使地學(xué)從定性朝定量發(fā)生