地质学基础课件.ppt

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1、地质学基础,授课对象：资环专业任课教师：李 福 春办 公 室：实验楼311 E-mail:,地质学基础基本情况,1.教材地质与地貌学，梁成华主编，中国农业出版社，20022.考核办法 闭卷考试平时成绩（回答问题笔记）3.学分数：2学分4.学时数：36学时,地质学基础实习基本情况,1.考核办法 实习报告平时成绩2.学分数：1学分3.时间：第8周4.地点：南京市郊,地学基础学时分配,1.绪论（2）2.地球的基本知识（2）2.矿物学（6）3.岩石学（6）4.内动力地质作用（6）5.地质历史（2）6.外动力地质作用（8）7.矿产资源（2）8.复习（2）,参考书,第1讲 绪 论,一、基本概念二、地质学在

2、自然科学中的地位三、地质学的分支学科四、地质学与其他学科的交叉五、地质学的研究对象和内容六、地质学的研究方法七、地质学的特点八、地质学的今天和明天九、学习地质学基础的意义十、地质学基础的任务,一、基本概念,1.地质（geology）泛指地球或地球某一部分的性质和特征，包括物质成分、岩石和地层的形成时代、各种构造和作用及其现象、记录的生命演化情况以及有用矿产的赋存状态，等等。2.地质学（geology）研究地球的科学。研究地球（主要是岩石圈）的物质成分、内部结构、表面特征，以及地球发展历史中的各种地质作用和曾经生活于其上的生命的形式及其演变。古希腊文字geo地，logy学问,3.地理学（geog

3、raphy）研究地球表层人地系统的结构、功能、动态、地域分异规律及优化调控的科学。主要包括自然地理学、人文地理学、地图与地理信息系统三部分。4.自然地理学（physical geography）研究对象是自然地理环境（地球表面的圈层岩石圈、水圈、大气圈和生物圈），研究其组成、结构、功能、动态及其空间分异规律。5.地貌学（geomorphology）又称地形学，研究地表形态特征及其发生、发展和分布规律，是自然地理学和地质学之间的边缘学科。,6.地球科学（Earth Science）泛指与地球有关的科学。,地质学地理学土壤学气象学海洋学水文学遥感与地理信息系统,地球科学,二、地质学在自然科学中的地

4、位 国家自然科学基金委员会学部设置,数理科学部化学科学部生命科学部地球科学部信息科学部管理科学部工程与材料科学部,国家自然科学基金委员会,三、地质学的分支学科,地球物质组成：矿物学、岩石学、晶体化学表面特征：地貌学、冰川学、海洋学、黄土地质学、极地科 学、岩溶学地质作用：动力地质学、火山学、地震学结构构造：大地构造学、构造地质学、显微构造学、地球物 理学（大地测量学、地磁学、地热学、地电学）,演化历史：地质历史学、同位素地质学、第四纪地质学、地层 学、古生物学资源：矿床学、宝石学、煤田地质学、石油地质学天体：天体地球化学、月岩学、陨石学应用：工程地质学、水文地质学、灾害地质学、环境地质学、城

5、市地质学、旅游地质学,四、地质学与其他学科的交叉,地质学数 学 数学地质学地质学物 理 地球物理学地质学化 学 地 球 化 学地质学生物学 古 生 物 学地质学天文学 行星地质学,五、地质学的研究对象和内容,研究对象：1.地球，主要是岩石圈2.月球、类地行星以及空间物质,类木行星土星、木星、天王星、海王星特点：质量大，体积大，密度小，卫星多，H、He、C、N、O多。,类地行星地球、金星、水星、火星,冥王星为何被“开除”出行星家族？,2006年8月24日，在布拉格召开了第26届国际天文学联合会大会。会上表决通过了有关行星和太阳系中其他天体的新定义决议草案。（1）行星它需要具备三个条件：位于围绕太

6、阳的轨道上；有足够大的质量来克服固体应力以达到近于球形；已经清空了其轨道附近的区域。（2）矮行星位于围绕太阳的轨道上；有足够大的质量来克服固体应力以达到近于球形；没有清空其轨道附近的区域；它不是一颗卫星。（3）太阳系小天体其他所有围绕太阳运行的天体。冥王星是美国天文学家汤博于1930年发现的。当时估错了它的质量，以为它比地球大。实际上，它的直径只有2300km，比月球（直径3475km）还小，表面温度很低。它更应该属于柯伊伯环带天体。根据新定义，冥王星应该属于“矮行星”。,研究内容：1.地球的物质组成2.地球的结构构造3.地球的形成4.地球的演化：各种地质作用以及曾经生活在地球上的生命形式和演

7、变规律无 机有 机无生命有生命,六、地质学的研究方法,1.历史比较法：将古论今思想2.局部与整体结合：点线面体3.宏观与微观相结合：火山喷发宏观，矿物结晶微观4.定性与定量相结合5.理论与实践相结合6.室内与野外相结合,The Present is the Key to the Past,野外观察：原始手段与新技术、新装置相结合老三大件：罗盘、地质锤、放大镜新三大件：数码相机、笔记本电脑、GPS任 务：建立空间、时间概念，采集标本,七、地质学的特点,1.空间广阔横向：每个角落纵向：从大气圈到上地幔2.时间漫长地球年龄46亿年，地质计时单位Ma3.无法再现生物演化、海陆变迁、煤和石油的形成过程等

8、4.归纳式的逻辑推理：大胆推理、小心求证,5.现象复杂1）规模：小到原子、分子的微观过程（矿物结晶、化石形成），大到整个地球乃至太阳系的宏观现象。2）性质：物理变化崩塌、泥石流化学变化矿物的结晶、风化生物变化煤和石油的形成3）范围：从无机界到有机界，有机界与无机界的相互转化4）环境：常温常压的地表环境到高温高压的地下深部环境,八、地质学的今天和明天,上天 入地 下海 探极,1.上天空间探测、航空航天遥感,绕地球飞行1957年苏联发射第一颗人造地球卫星。1961年把加加林送上近地轨道。,1934年3月9日生于俄罗斯斯摩棱斯克州，白俄罗斯人。苏联红军上校飞行员，是第一个进入太空的地球人。1961年

9、4月12日，乘坐苏联“东方1号”太空船飞上太空，飞行历时89分钟。169km和314km之间的高度上绕地球飞行40,000km，这也是他在太空的唯一一次旅行。1968年3月27日，加加林与飞行教员谢列金驾驶“米格17”教练机进行例行飞行训练，由于天气恶劣和受到其他同空域飞行的飞机影响，座机不幸失事，加加林和教员不幸牺牲。加加林的骨灰被安葬在克里姆林宫壁龛里，他的故乡格扎茨克被命名为加加林城。,2003年10月15日9时，“神舟五号”载人飞船发射成功，将中国第一名航天员送上太空。飞船经过绕地球14圈（21h）以后，于16日6点23分在内蒙古阿木古郎草原安全着陆。,杨利伟,费俊龙，聂海胜,“神舟六

10、号”于 2005年10月12日发射成功，5d后返回地面。,向月球进军从50年代末到70年代初，苏联共向月球发射了32枚探测器，这些探测器或逼近飞行，或着陆月球。与此同时，美国向月球发射了21个探测装置。Apollo program：从7号开始进行载人飞行。1968年10月11号，“Apollo 7”在环绕地球的轨道上作改变轨道的试验飞行。1968年12月21日，“Apollo 8”进入距月面100km高的绕月轨道，1968年12月27日安全返航。1969年3月3日，“Apollo 9”的登月舱在绕月轨道上与母船成功地进行了分离、对接试验。1969年5月18日“Apollo 10”的登月舱与母船

11、分离后降至距月面15km的高度。1969年7月16日，“Apollo 11”顺利登陆月球。,1969年7月16日，第一艘载人登月飞船“土星5号”运载火箭和登月舱组成的“Apollo 11”宇宙飞船把第一批登月者（美国宇航员N 阿姆斯特朗和E 奥尔德林）送上月球。飞行时间约100h。阿姆斯特朗和奥尔德林在月面上总共停留了21h 18min，在舱外活动了2h 21min。他们安装了自动月震仪、激光后向反射器、太阳风测试仪，收集了23kg的月球岩石标本，插上了一面美国国旗。当时，他们的另一位同胞M 柯林斯在500km高空的月空中飞行，等候他们的胜利归来。,人类在月球上留下的第一个脚印（阿姆斯特朗）,

12、对一个人来说这不过是小小的一步，可是对人类来说却是一个巨大的飞跃！阿姆斯特朗,阿姆斯特朗在月球上插美国国旗,月球上行驶的车,1969年11月，Apollo 12实现定点降落成功1970年4月，Apollo 13任务失败1971年1月，Apollo 14使用手推车搬运月球岩石1971年7月，Apollo 15使用月球漫游车探測月表地形起伏 1972年4月，Apollo 16研究月面高地1972年12月，Apollo 17载地质学家登月以选取研究样本及判定月表基本状況,Apollo program的成果：）共有六次成功登陆月球Apollo 11、12、14、15、16、17）共送了12位太空人登陆

13、月球）共带回月球岩石及土壤 382kg（Apollo共取回381.7kg，三次不载人共取样0.3kg）通过对月球岩石的分析，人类初步了解了月球的年龄及其与地球之间的关系,探月历程和计划（1）第一次探月高潮（19591976）苏联、美国共发射83个月球探测器，成功45个，成功率55.5。（2）宁静期（19761994）（3）重返月球（1994）1984 年，联合国通过的指导各国在月球和其他天体上活动的协定明确规定：月球及其自然资源是人类共同财产，任何国家、团体和个人不得据为己有。月球的探测、开发与利用是没有政治边界的，谁先到达，谁先占有；谁先开发，谁先利用。,美国探月计划：1998年发射了月球勘

14、探者号2005年建立月面前哨站2010年建立永久性居住地2015年建立居住的月球基地2020年兴建实验工厂、农场等俄罗斯欧洲空间局印度：启动“无人月球探测计划”，其目标为2007 2008年进入月球轨道。,我国探月计划分三阶段：（1）一期工程（20042007）：环月探测，月球探测卫星“嫦娥1号”（2）二期工程（20072017）：月面软着陆和月球车巡视探测（3）三期工程（2017？）：月面软着陆和采样返回（不载人）。,中国探月工程首席科学家欧阳自远安于清贫，心如止水。,月质学研究进展（1979）、月球探秘、天体化学（1998）永远的月球梦（2004）,2007年10月24日18时05分，嫦娥

15、一号探测器从西昌卫星发射中心由长征三号甲运载火箭成功发射。经过8次变轨后，于11月7日正式进入工作轨道。11月18日卫星转为对月定向姿态，11月20日开始传回探测数据。,由嫦娥一号传回的信号绘制出的第一幅月面三维立体效果图,研究月球的意义1）资源（1）太阳风带来的H、He、N、C以及Ne、Ar等。He4/He3为23002800，其中He3浓度为0.415ppb，总量100500万吨。He3代替氘和氚发电的优点：产生的能量更大；不产生高能中子（对核反应装置产生放射性损伤）；氚有放射性，而He3没有。地球上只有天然气中可提取He3，但非常少，只有1520t。（2）KREEP岩，本质上属于玄武岩（

16、3）玄武岩中的钛铁矿含量1015，共计2万亿吨以上。TiO2 含量0.513，钛铁矿（FeTiO3）占玄武岩25Vol%。可用来获取水资源：FeTiO3+H2Fe+TiO2+H2O,2）研制新型技术材料、人工晶体、生物制品等。引力小（只有地球的16）、弱重力、高真空、超纯净3）作为深空探测的前哨站、中继站和运转站4）移民？5）研究地球的形成和演化6）战略意义,到2005年11月22日为止，美国宇航局发射的“勇气号”火星车已经在火星表面“存活”了687个地球日，相当于669个火星日（1个火星周年）。,2004年1月4日，“勇气号”六轮火星登陆车着陆,登陆火星,宇宙飞船8个月到达火星，35天到达月

17、球，到空间站只要1020分钟,全球第一位太空游客丹尼斯 蒂托美国人。2001年4月完成8天的太空旅游。他是全美第三大投资管理咨询公司威尔希尔集团公司的创建者。为了这次旅行，他支付了2000万美元，在太空停留了8天，飞行速度27200kmh。,太空游,太空游是1999年8月美国太空探险公司和俄罗斯有关方面合作开发的一个旅游项目。,第二位太空游客马克 沙特尔沃斯南非商人。2002年4月，完成了8天短暂的太空观光后安全返回地面。,第三位雷戈里 奥尔森美国传感器无限公司创始人。2005年10月乘坐俄“联盟TMA7”飞船登上国际空间站开始为期10天的太空之旅。飞船成功进入了距地球200多km的预定椭圆轨

18、道。,第四位太空游客阿努什 安萨里2006年9月20日，世界首位女太空游客与同行的俄美两名宇航员顺利进入国际空间站。2006年9月29日，在哈萨克斯坦北部，她乘坐俄罗斯“联盟TMA-8”载人飞船于在哈萨克斯坦北部成功着陆。,俄罗斯航天部门官员表示，俄联邦航天署已将去往国际空间站的商业太空游价格上调了100万美元，新价格为2100万美元。太空游涨价主要是因为制造“联盟”系列载人飞船所使用的材料和零件价格上涨。,第五位太空游客可能是58岁的匈牙利裔美国亿万富翁查尔斯 希莫尼有望在2007年成为第5位太空游客，目前他正在莫斯科接受训练。,“太空旅游”中国20年后实现 现在的“太空旅游”并不是真正的轨

19、道飞行，而是亚轨道飞行。“亚轨道”是指宇宙飞船进入太空后，离开地球表面的大气层，开始进入太空的边缘，在距离地面大约100km处的一种飞行状态。由于速度和动力赶不上真正的宇宙飞船，不能围绕地球轨道飞行。亚轨道飞行不是通常意义的国际轨道和环绕地球飞行的太空漫游，而是刚刚脱离大气层进入太空边缘的飞行。,太空葬礼第1次：1997年4月，美国“飞马号”将24人的骨灰送上了地球卫星轨道。第5次：2006年3月，187名美国人（其中除了1名宇航员外，其余全是太空迷）的骨灰（每人17g）搭乘商业卫星的“便车”进入太空。费用：9955300$。据扬子晚报，,2.入地大陆钻探、地震层析成像,为研究地壳深部和上地幔

20、地质及矿藏等情况而进行的钻探工程，称科学钻探（Scientific Drilling）。按国际惯例，按钻孔深度分为：浅 孔 20006000中深孔 60008000超深孔 800015000前苏联：1986年3月：12262德国：9010m,中国科学钻探记录是多少？,中国大陆科钻第一井：位于大别苏鲁超高压变质带2001年8月4日，2000m的先导孔开钻，2002年4月6日完工。2002年10月10日，主孔开始钻进。2003年8月4日，钻深达3358.52m。2004年8月4日，钻深达4164.88m。2004年12月21日，钻深穿越地下5000m。2005年3月，实际钻深5158m，取得了51

21、18.2m的岩心和气流体样品。,许志琴,东海深井现场,剪彩,数千米深处的生命,地球5000m深处的岩芯,3.探极南极、北极、青藏高原,共有27个国家在南极建立了150多个科学考察站。国际绿色和平组织1984年建立的世界公园考察站不属于任何国家，4名工作人员监视其他考察站。我国于1985年和1989年分别建立了长城站和中山站。,1985年,1989年,2004年10月25日，中国第21次南极考察队乘“雪龙”号科学考察船踏上赴南极的漫漫征程。随船考察队员和船员共146人。2005年3月底返回上海。2006 年2 月底，第22次南极考察队在南极收集到陨石5354块，完成了考察任务。,秦大河,“雪龙号

22、”极地科学考察船,长城站,雪龙船在中山站附近海上,2007年11月12号，中国第24次南极科学考察船驶往南极。2008年1月12日到达被称为“人类不可接近之极”的南极内陆最高点冰穹A（制高点海拔4093m）。这是继2005年1月18日中国实现人类首次从地面到达南极冰盖冰穹A顶峰后,中国南极科考队第二次来到该地。,第24次南极科学考察的主要任务是：1）为长城站、中山站进行大规模更新改造（1）在长城站新建一幢两层的共1000m2的科研综合楼，总建筑面积约1780m2。中山站新建建筑将更多，使总建筑面积达到3880m2。（2）长城站新建储油量650t的储油系统，中山站的储油量将达到1090t。（3）

23、构建两站局域网、远程通信系统和自动电话交换系统。2）为建立中国第三个南极科学考察站进行选址测量。3）安装我国首架小型光学望远镜进行天文观测。,青藏高原考察1975年，我国测定并发布了珠峰高程：8848.13m，得到几乎所有国家的认可。2006-3-26：国家测绘局局长陈邦柱正式宣布，2005珠峰高度测量获得的新数据为珠穆朗玛峰峰顶岩石面海拔高程8844.43m。珠穆朗玛峰峰顶岩石高程测量精度正负0.21m，峰顶冰雪深度3.50m。2005年3月17日，我国正式开始第二次对珠峰的测量。5月22日上午11点左右，4名藏族登顶测量队员成功登顶，并获得测量数据。与1975年我国公布的珠峰高度8848.

24、13m相比，珠穆朗玛峰降低了3.7m。,施雅风,4.下海海洋观测、深海钻探,目前，海底钻探的世界纪录是2111m。2006年01月26日消息：日本“地球号”钻探船起锚将钻探7000m深海。,汪品先,世界上最大的海上石油钻探,海上石油的开采,九、学习地质学基础的意义,1.土壤的形成和改良岩石+表生地质作用+生物作用 土壤2.自然资源利用水：改良土壤用：沸石、石灰石、粘土、泥炭等制造农药用：硫磺、雄黄、雌黄等制造化肥用：磷矿石、钾矿石等 3.元素地球化学背景与环境4.全球环境变化,十、地质学基础的任务,1.了解地质学的基本特点、学会使用规范的术语。2.掌握地球的基本知识和内外地质作用的特点。3.为

25、学习土壤学、生态学、环境科学等课程奠定基础。,农业资源与环境专业简介,自然环境人类周围所有的客观自然存在物。人类社会出现之前就已存在的空间和物质环境，包括物理的、化学的和生物的三个部分。自然资源在一定的时间条件下，能够产生经济价值以提高人类当前和未来福利的自然环境因素的总称。自然物成为自然资源的基本前提：（1）人类需要（2）人类有开发利用的能力,自然资源,按特征分为,矿产资源气候资源水利资源土地资源生物资源,按用途分为,工业资源农业资源服务业资源：交通、旅游、医疗、科技等,按再生性质分为,可更新资源不可更新资源,农业资源：一般指农业自然资源一切可为农业生产服务的自然条件和农业生产对象，包括农用

26、的土地资源、气候资源、生物资源、水资源以及矿产资源。农业环境：指对农业的生物生产具有直接或间接影响的外部条件的总和，可分为农业自然环境和农业人工环境。自然环境包括土壤环境、大气环境、水体环境和生物环境等。人工环境包括作物栽培与育种技术、动物饲养与培育技术、自然环境保护技术等。,利用,保护可持续发展,资环学院的历史沿革,中央大学农业化学系,金陵大学土壤组,浙江大学农业化学系,南京农学院土壤农化系,自然资源与环境科学系,资源与环境科学学院,1929,1993,1996,专业名称的变化：土壤化学土壤与肥料农业资源与环境土壤肥料种子农药植物农药和除草剂,2005年度国家科技奖励颁奖大会（2006年1月9日）1）李顺鹏教授主持的“农药残留微生物降解技术的研究与应用”获国家科技进步二等奖；2）侯喜林教授主持的“不结球白菜优异种质创新方法及其应用”获国家技术发明二等奖。,中科院土壤所龚子同研究员主持的“中国土壤系统分类研究”获得2005年度国家自然科学二等奖。1984年立项参加者：来自38个大学和科研单位的240人走遍全国各省、市、区，采集1万个样本，分析项目达12万标本次将中国的土壤分成14个土纲、38个亚纲，138个土类和588个亚类。,