《地质学与地貌学》教案.docx
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《地质学与地貌学》教案
《地质学与地貌学》教案
授课教师:
***
贵州大学农学院农业资源与环境系
2013.12
第一章绪论
第一节地质学的研究对象与特点
一、地质学(Geology)的概念:
地质学是研究固体地球的组成、构造、形成和演化的一门科学。
1、科学意义:
地质学是六大自然科学的“数、理、化、天、地、生”中的重要一门学科,是研究地球的形成、发展,探索地壳运动规律,是人类认识自然的重要理论;地球是人类生活、生产的舞台,地质学与矿产资源开发、城乡规划建设有着极其重要的关系,是人类改造自然的重要工具。
2、研究内容:
1)、研究组成地球的物质;
2)究地球的构造特征-岩石及岩石组合的空间分布,探索地壳运动规律;
3)究地球形成、演变的历史及地质时期古生物的发展、演变;
4)讨地质学研究的方法与手段;
5)究地质学在矿产资源开发、环境地质和工程防灾等方面的应用。
二、地质学的创立与发展
1、我国古代的地质思想:
《禹贡》、《》、《山海经》、《梦溪笔谈》、《徐霞客游记》等;
2、国外古代的地质思想:
1)公元前384—322年,亚里斯多德认为地球是宇宙的中心,学生奥夫拉斯塔2)公元前63—20年古罗马的斯特拉波著有《地理学》3)中世纪罗马—欧洲,塔吉克的阿维森纳4)14世纪—16世纪末的文艺复兴促进了地质学思想的发展,随着采矿、冶金工业的日益发展,开始形成矿物学。
5)俄国学者罗蒙诺学夫(公元1711—1766年)著有《论地层》、《论金属由地震生成说》
3、地质学的创立——18世纪是地质学史上的转折点—近代是地质学创立时期。
由于研究对象和方法的确立,使地质学成为一门独立的科学,并产生火成论对水成论、进化论对实变论、活动论及固定论的论战。
4、现代地质学的发展:
1)板块物造学继续发展2)运用动力学方法研究地质作用3)沉积物年龄测定工作大大改进4)宇宙空间探索
三、地质学的分类
1、关于地球的形成与发展方面的学科:
宇宙~、地球物理学、古地磁学、火山~、地震~、动力~、地貌学、地质力学、大地构造学、构造地质学;
2、关于地球的物质组成方面的学科:
结晶学、矿物学、玉石和宝石学、岩浆岩岩石学、沉积岩岩石学、变质岩岩石学、地球化学、同位素地质学、岩矿鉴定和岩矿分析;
3、关于地球历史方面的学科:
古生物学、古人类学、地层学、地史学、第四纪~、古地理学;
4、关于地球的矿产资源和某些应用地质方面的学科:
金属矿床和非金属矿床学、煤田~、石油及天然气~、海洋~、水文~、工程~、地热学、环境~;
5、关于地质普查勘探技术方法方面的学科:
测绘学、遥感地质、数学地质、区域地质调查、矿山地质、地球物理勘探及地球化学探矿、钻探工程、矿产加工利用。
四、地质学的特点
1、地质学研究的领域涉及的时间与空间,远远超过人的生存时间和能够直接接触的时间。
2、地质学是复杂的自然科学:
1)任何地质过程都很少是单纯的物理或化学过程。
2)地质学在某些情况下类似社会科学,定性的分析往往是关键的。
3、地质学是实践性很强的科学:
1)是到自然界去调查研究2)是到实验室进行试验。
第二节地貌学的研究与任务
一、地貌学(geomorphotogy)又称地形学。
研究地球表面形态形成、演化和分离的科学。
研究对象是地球表面形态,研究内容为地表形态、结构、空间变化及其形成的动力。
二、地貌学于1858年由诺曼(,国外可追溯到11世纪塔吉克人阿维森纳(Avicenna)的流水侵蚀成山的认识。
1、萌芽阶段
2、经典地貌学理论形成阶段。
鲍威尔的侵蚀基面概念;戴维斯的侵蚀理论和“地貌是构造、过程、阶段(时间)的函数”概念;彭克等等的山麓梯地说;马尔科夫的地貌水准面学说等;重力均衡:
—普拉特模式。
3、新地貌学和部门地貌学纵深发展阶段,重大进展有:
1)以均衡概念研究地貌演化。
2)地形与时间关系。
3)地貌过程,机制与模型。
4)地貌突变与地貌临界。
5)气候成固地貌。
6)板块构造地貌。
7)地貌的数学形态与小尺度形态。
8)地貌(剥蚀)年代。
9)应用地貌及环境地貌。
中国对地貌学的研究很早,有《禹贡》、《水经注》、《梦溪笔谈》、《徐霞客游记》;《诗经》:
“高岸为谷,深谷为陵”。
三、地貌学科分支
1、地貌发生系统:
1)构造地貌学;2)气候地貌学;3)动力地貌学;4)人为地貌(学)。
2、地貌营力(过程系统):
1、流水地貌学;2)冰川与冰源地貌学3)河口与海岸地貌学;4)海底地貌学;5)湖泊地貌学;6)泥石流与重力地貌学7)风沙地貌学;8)岩石地貌学;9)喀斯特地貌学;10)历史地貌学。
3、地貌应用(综合)系统:
1)区域地貌学;2)应用地貌学;3)环境地貌学;4)城市地貌学。
4、地貌技术系统:
1)数量地貌学;2)试验地貌学;3)地貌年代学;4)地貌制图学。
四、地貌学研究的任务
地貌学是介于自然地理学与地质学之间的一门边缘科学。
在当今世界面临人口、资源、环境问题的挑战,因此地貌学已将环境地貌与应用作为热门课题。
1、环境地貌与应用
2、地貌学任务
第三节地质地貌学的研究方法
地质地貌学的基本研究方法是在实践的基础上进行推理,推理的基本方法是演绎和归纳,二者紧密联系。
一、地质地貌研究的一般程序
1、调查研究
2、推断解释
3、实践实验
6、现实主义原则——“将今论古”
归纳法研究问题,经常使用比较的方法,如对研究对象进行分类,既是比较而得出的。
逻辑推理主要是对比事物的已知规律去推断未知,莱伊尔提出:
“现代是古代的一把钥匙”——即根据现代地质地貌作用得出的规律,恢复和认识古代的地质地貌事件。
。
1、“将今论古”的理论基础是均变说。
过去的地质事件可以用今天所观察到的现象和动力来解释,研究“现在”是了解“过去”的关键。
2、与均变说相对的是实变说(激变说)
3、科学实践与发展已对均变论作出必要的修正。
总之,在地质地貌的研究中,必须正确地理解“古”与“今”的关系,才能正确地研究现在、了解过去、预测未来。
三、学习方法
读书、观察、分析、实践
第二章地球的基本知识
第一节固体地球的构造和物质成分
一、地球的内部构造
1、地壳
2、地幔
3、地核
4、软流圈和岩石圈
二、地壳的化学组成
1、不同元素在地壳上的含量极不平衡;
2、同一元素在地壳不同区域、或相同区域的不同深度,其分布存在一定甚至很大差别:
1)洋壳:
又称为硅镁层,主要为玄武岩、辉长岩、绿片岩,成分相当于基性岩;
2)陆壳:
上部陆壳-沉积岩分布面积较大,不超过3KM,其下成分与花岗闪长岩相近,偏基性;
下部陆壳—是化学成分接近中性、变质程度较深的变质岩.
第三章矿物
一、矿物的概念与形态
1、概念:
矿物是天然形成的无机化合物或元素单质,其化学成分和物理性质是相对均一和固定的,一般为结晶质,少数为胶体。
结晶质:
组成矿物的的质点按一定规则重复排列而成的一切固体,形成晶质矿物。
胶体:
组成矿物的的质点不规则排列的非晶质矿物。
2、矿物的形态
二、矿物的化学性质和物理性质
矿物的物理性质决定于其化学成分和晶体格架的特点,是鉴定矿物的重要依据,特别是在野外用肉眼测验物理性质的方法,来鉴定矿物,是地质工作者最重要的基本技能之一。
1、解理
2、硬度
3、透明度和光泽
4、颜色和条痕
5、比重和密度
6、磁性
7、熔点
三、常见矿物
石英、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、软锰矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、方解石、白云石、石膏、磷灰石、萤石、正长石、斜长石、云母、高岭石、石榴子石、角闪石、辉石、橄榄石、绿泥石、蛇纹石
第四章岩石
岩石石自然形成的矿物集合体,它构成了地球的固体部分。
按成因,岩石可分成岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
一、岩浆岩
1、岩浆与岩浆岩
(1)、岩浆——一种粘稠地熔浆,粘度与硅酸含量有密切关系。
(2)、岩浆岩(magma)由岩浆凝结形成地岩石称为岩浆岩或火成岩。
(3)、酸性岩浆岩
中性岩浆岩
基性岩浆岩
超基性岩浆岩
2、岩浆岩的组构
喷出岩很快冷却,矿物迅速结晶,矿物来不及充分生长即已固化,所以喷出岩一般粒度较细,成为玻璃质,侵入岩石在相对密封的条件下冷凝,冷凝缓慢,且压力高,结晶一般较粗。
据研究,一些大的侵入岩体冷却时间可达若干万——百万年以上,矿物晶体可以充分发育成长。
(1)、结构(texture)主要指岩石中矿物颗粒本身的特点及颗粒之间的相互关系。
显晶质结构
隐晶质结构
玻璃质结构
斑状结构
似斑状结构
(2)、构造——主要指岩石中不同颗粒集合体分布与排列的特点,即——某部分颗粒与其他部分颗粒的关系,是比较结构较为宏观的组构。
块状构造
流动构造
流纹构造
气孔构造
杏仁构造
二、沉积岩
1、概述:
由各种外力作用形成的岩石,都属于沉积岩,其中以经海、河、湖等流水剥蚀、搬运沉积而成的岩石为主。
过程:
剥蚀——搬运——沉积——(压实)固化(胶结)成岩——一种次生岩石
成固:
碎削沉积—、化学沉积(岩盐)、生物沉积(煤、石油)
颜色:
主要受沉积环境影响,且较直观易于辨认。
沉积岩的颜色主要为分散的微粒“色素”。
Fe3+-红色、Fe2+-绿色、C-灰黑色、Mn-褐-黑色。
百分之百的铁即可使岩石具较浓的颜色。
2、沉积岩的构造和结构
(1)构造:
成层产出——沉积岩都有层理构造。
一般在两层岩石中间都有一层极薄的物理化学界面,将其分为两层,每一层的顶、底面称为层面。
按照单层厚薄,可分为块状(层厚>1米)、厚层(0.5—1米)、中间层(0.5—0.1米)、薄层(<0.1米);按照层理底形态,可分为水平层理、液状层理、斜层理;层面构造:
液痕、泥裂。
(2)、结构
碎屑结构
化学结构
3、最主要底沉积岩
沉积岩一般按颜色、构造、结构、成分顺序描述。
三、变质岩
1、概述
变质岩是变质作用形成的岩石。
是原来已存在的岩浆岩、沉积岩或变质岩,在特定的地质和物理化学条件下,矿物成分和组构发生变化转化再造形成的岩石。
2、变质岩的结构和构造
(1)、变晶结构——在变质过程中,各种新生矿物基本上同时结晶生长,自形程度相等。
变余结构
(2)、片理构造——表现为片状矿物(如云母等)或柱状矿物(如角闪石等)按一定平面,即片理面定向排列。
片理的成因。
第五章地壳运动与地质构造
第一节地壳运动概述
一、地壳运动的基本形式
1、水平运动:
又称造山运动,是相对短期的剧烈运动,作用时间较短,每次构造运动都导致地壳构造和地表形态的巨大变化,使自然环境、气候发生变化,给生物演化、沉积作用、岩浆活动等造成新的环境,为岩石圈和生物发展开创了一个新的周期,显示地质历史发展的阶段性和旋回性。
2、垂直运动:
又称造陆运动,将广大区域隆起上升的运动,上升-形成高原,下降-形成凹陷盆地。
造陆运动是相对长期的缓慢运动,它常发生于两场强烈的造山运动之间。
二、构造运动阶段划分
1、构造旋回――是以和缓的构造运动开始,经历较长时间,然后以较短时间的剧烈构造运动而结束,即从和缓运动到剧烈运动的一个过程或周期,叫构造旋回。
2、构造运动期――进行剧烈的构造运动的阶段,以最早发现该构造运动的所在地命名,如“喜马拉雅构造运动”。
3、构造运动阶段
地质历史上所发生的具有全球性引起岩石圈飞跃发展的主要运动,由老而新有:
阜平运动―――――前太古代38亿年前
五台运动―――――太古代~元古代之间
吕梁运动―――――早元古代~中元古代之间
晋宁运动―――――晚元古代
加里东运动――――早古生代~晚古生代的志留纪~泥盆纪之间
海西运动―――――晚古生代~中生代的二叠纪~三叠纪之间
印支运动―――――中生代的三叠纪~侏罗纪之间
燕山运动――――中生代后期的白垩纪
喜马拉雅运动――――新
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