《地质学与地貌学》教案

1《地质学与地貌学》教案授课教师：文雪峰贵州大学农学院农业资源与环境系2013.122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3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（K.F.Nauman）提出，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”4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。51、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6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。7二、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――――新生代的早第三纪～晚第三纪新构造运动――――第四纪以来的构造运动三、确定构造运动的方法1、沉积岩相分析方法岩相，“相”――是代表成因标志和时空分布的环境概念。地层沉积相组合，即相序，实际上反映了环境参数变化和环境演变过程。沉积相：是指沉积物或岩沉积时的自然地理环境。它是通过沉积物或岩石的沉积特征、生物特征等综合判别和划分的。沉积相按自然地理环境可分为陆相、海相、海陆过渡相三大类。然后再分相、亚相及微相等。2、厚度分析方法沉积岩相厚度分析在很大程度上可获得地壳升降幅度的定量变化。3、岩层接触关系分析方法――是分析、阐明地壳运动的证据（1）、整合接触（2）、不整合接触a、平行不整合（假整合）――――――――b、角度不整合～～～～～～～～五、火山和地震1、火山（1）、火山构造含火山通道、火山锥、火山口（2）、火山喷发物分