地质学研究对象的特点论文
地质学研究对象的特点论文
地质学的研究对象是地球。地球包括固体地球及其外部的大气。地质学与地理学的研究对象及其区别固体地球包括最外层的地壳、中间的地幔及地核三个主要的层圈。目前,主要是研究固体地球的上层,即地壳和地幔的上部。
地质学研究具有较强的地域性、历史性和综合性。只有根据足够的实际资料,特别是根据足以充分说明空间和时间变化因素的丰富资料总结出来的地质学理论,才能有较广泛的适用性。
地质学的这些特点,决定了一般的地质研究必须通过一定比重的野外实际调查,配合相应的室内研究。野外调查和室内研究,构成一次观察、记录(包括制图)采样、初步综合、试验分析、总结提高以至复查验证的完整的地质研究过程。地质学研究在实质上都是对其研究对象的一次综合性调查研究过程。
地质学的服务领域,一个重要方面是开发地球资源,其中有关矿产资源和新能源的研究,仍处于最重要的地位。同时,由于区域成矿研究的需要,将进一步加强区域地质的综合研究,并促进地层学、古生物学、沉积学、构造地质学、地质年代学 ,以及区域岩浆活动研究、变质地质研究等向新的水平发展。 保障人类良好的生存环境、干旱半干旱地区和沼泽地区的水文地质问题,以及工程地质问题的研究将不断扩大。环境地质学,包括环境地质调查研究,有关的微量测试技术和环境保护的地质措施等的研究日趋重要。
总之,地质学必须加强基础研究,如矿物学、岩石学地层学、古生物学等具有奠基意义的学科的研究,以提高对各种地质体、地质现象及其形成、演化的认识。同时还要充分吸收和利用其他科学技术的新成果,包括社会科学的研究成果,以更全面、本质地认识地球历史和构造,为科学的发展,为人类更合理、有效地开发和利用地球资源,维护生存环境,作出应有的贡献。
地质学有什么特点
地质学的特点:
第一,地质学的研究对象涉及到悠久的时间和广阔的空间。地球自形成
以来已经有46亿年的历史,在这样漫长的时间里,地球曾发生过沧海桑田、翻天覆地的重大变化,而其中任何一个变化和事件,任何一粒矿物和一块岩石的形成和演化,都往往要经历数百万年甚至数千万年的周期。对这些变化和事件,人们不能像研究人类历史那样,可以借助于文字和文物;也不能像研究物理那样,可以单纯依靠在实验室中做实验,而必须靠研究分析地球本身发展过程中所遗留下来的各种记录。
同时,地球具有巨大的空间,在不同地点和不同深度,具有不同的物质
基础和外界因素,因而有不同的发展过程。海洋和大陆、大陆的各个部分、地球表层和深部,都有其不同的发展过程。因此,既要研究它们的共性,更要研究它们的差异性和相关性,才能全面、深入地找出地球的发展规律。
第二,地质学具有多因素互相制约的复杂性。它所研究的对象和内容,
从小到矿物组成的微观世界到大至整个地球以及宇宙的宏观世界,从矿物岩石等无机界的变化到各种生命出现的演化,从常温常压环境到目前还不能人为模拟的高温高压环境,从各种变化的物理过程、化学过程到生物化学过程,从地球本身各个部分的物质能量转化到地球与外部空间的物质能量转化等等,充满着各种矛盾和相互作用的复杂过程。任何一种地质过程,都不可能是单一的物理过程和化学过程,地球自诞生以来,不仅形成了光怪陆离的矿物世界、岩石世界、海洋大陆、高山深谷,也出现和演化成了种类繁多的生物世界。众所周知,目前在实验室中即使合成最简单的生命物质,也是非常不容易。地球演化到今天,产生出如此面貌,这固然与其具有人类历史所不能比拟的充分时间有关,同时也说明地球演化的地质过程是一个十分复杂的过程。
第三,地质学是来源于实践而又服务于实践的科学。但地质学必须首先
是以地球为大课堂,以大自然为实验室,进行野外调查研究,大量掌握实际资料,进行分析对比归纳,得出初步结论,然后再用以指导生产实践,并不断修正补充和丰富已有的结论。远在数十万年前的旧石器时代,人类的祖先就是在制造石器的过程中,逐步掌握了一些岩石的特性,后来在铜器时代、铁器时代,人类又在生产活动中逐步掌握了寻找有用矿产的某些规律。近代以来,由于工矿业的发展,特别是相邻科学和现代技术的进步,又推动了地质学的突飞猛进,不断形成新的理论。
地学研究的特点
地质学(以下简称地学)是研究地球形成与演化的科学,它包括对地球的物质组成、内部结构、表面特征、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形式及演变等的研究(地质矿产部地质辞典办公室,1983)。根据不同的研究任务和对象,形成许多分支学科。不同分支学科,都是通过对不同地质现象的观察分析,以查明其本质属性,并追溯其形成演化过程和产生的原因,总结有关规律,为人类生存和持续发展服务。
地学研究内容是地质现象(即由地质客体及其之间的关系所表现)的特征、内涵和本质。地质客体(即指地质观察研究尺度内的任何体积矿物或岩石体,及其他能被观察的物体)是观察研究的直接对象,它们都是在地球形成演变过程中留下的“自然遗迹”。由于地球形成演变的长期性(大约46亿a)与不可逆性,地质作用的复杂性和不均衡性,观察者与观察条件的差异性和局限性,从总体来看,这些“遗迹”都是不完整的和残缺的,只能算是“残迹”(贺自爱,1998)。这些“残迹”是不能复原的,在现有科学技术条件下,一般也不可能通过直接实验和模拟,再造其形成过程并加以检验。因此,由这些“残迹”所反映的地质现象的本质与规律,只能由观察者通过观察研究作出解释和判断,必然存在“瞎子摸象”,难以认识全貌的困难。
地质现象是地球形成演化过程中由各种地质作用或相互作用产生的。从本质来说,“运动是物质存在的形式”,没有运动的物质是不存在的。规律又是“宇宙运动中本质的反映”。可以说地质现象,是由物质运动在时间和空间四维中的体现,也是物质在化学的、物理的基本原理制约下相互运动和作用的结果。如岩浆岩的形成,是岩浆作用或火山作用的产物,但又是幔源、壳源及壳幔物质相互运动交换的结果;沉积岩的形成,是在盆地水体及其他陆地中,主要由陆源物质再分配、再沉积的结果;变质岩的形成,是不同类型的原岩,在地球内力(温度、压力等)及流体作用下,加以改造的结果;而构造变形和构造岩的形成,是构造运动对岩石分布产状,结构构造等的破坏和再改造的结果。因此,认识地质现象的本质属性,不仅要对地质作用的性质及发生演变过程进行探索研究,而且要充分运用物理、化学等原理进行思索和论证,“自然界的一切,都服从于基本的物理、数学原理”(张炳熹,1996)。这一点,往往被研究者所忽略。
鉴于地学研究对象的特点,虽然人们在长期生产活动中,通过对地质现象的观察分析,得出很多规律性认识,形成一些重要地学理论,促进了地球科学理论体系的形成与发展。从总体来说,地学研究仍处于探索阶段。可以说:没有对地球与天体形成演化的科学探索,没有对地球深部和各圈层物质运动形式的全面掌握,没有对制约这些运动产生的物理的、化学的原理深刻理解,没有对全球地质现象的分析综合,没有对客观地质现象分析的正确科学思维方法,任何关于地球形成演化、大陆与海洋的形成,以及各种地质作用发生和演变过程,都是一种假设或推论,难以作出全面客观的解释。纵观历史知名地质学家提出的一些地学理论,可以看出这些理论皆受到当时的科学水平、思维方法的制约,以及研究范围、观察手段、技术条件等的限制。从中可看出,对观察的地质现象解释,地质客体的认识,地质规律的阐明,假设或理论的形成等,都有正确的一面和未被认识,或被歪曲的一面。如地学理论中的“水成论”与“火成论”,“渐变论”与“灾变论”,“固定论”与“活动论”,以及地壳运动中的“垂直论”与“水平论”等等,就是很好的说明。在地学研究中最引人关注的是:大陆与海洋的产生,山脉的形成,生命的起源等,曾使很多地质学家终生为此探索,但仍有不能认为是确认的问题;提出的各种学说,有些须完善,有些仍还只是假说。
由“大陆漂移”到“海底扩张”发展形成的板块构造学说,虽然对地学理论的发展,全球构造的阐明起到了很大推动作用,被誉为是一场“地学革命”,但仍处于“假说”阶段。仍有不能被解释的现象,或它为一些新的事实所困惑。假说仍需要发展和完善,或为新的假说所取代。那种把“板块构造”学说看成是地学理论中惟一正确的科学理论体系,能解释一切地质现象,凡是不符合“板块构造学说”的地学研究不支持,凡是不符合“板块构造学说”的地质现象不承认,这将不利于“板块构造学说”的自身开拓与发展。近十年来,与板块构造学说相悖的事实不断被发现。对此,美国Texas工业大学1992年出版的《全球大地构造新概念》一书作了全面反映。除了在板块构造学说中,关于地幔对流驱动力机制、古地磁资料运用、欧拉极旋转、地质时期地球半径不变等概念存有很大争议外;新发现的事实有与大洋中脊平行,长达数千公里的断层、断裂、裂隙带,其运动方向不是垂直于洋脊而是平行洋脊运动。洋底年龄也不像板块构造描述的那样从洋中脊顶部向两侧系统地增加。如在太平洋底,于北纬20°与东经150°交汇处,向东南,由侏罗纪依次渐变为渐新世。太平洋西北部基底为覆盖有年轻沉积物的前寒武纪地盾。在濒临日本的太平洋中有古生代和早中生代古陆。在大西洋中脊有许多元古宙和古生代岩层,如北纬450的鲍尔德山,在长约13km、宽5km、高3km范围内,全由16.90亿~15.50亿a花岗岩(且又被7.85亿a镁铁质岩墙侵入)构成。在大西洋中脊处查明有数百个这类花岗岩产地。印度古大陆不存在独有的生物群,而澳大利亚大陆在生物方面却有独特的特征,两者有明显的区别,表明印度古大陆并不是由澳大利亚大陆分裂漂移而来。古生代及中生代陆生植物、四足类及海生动物群的分布型式,支持大陆和地极相对稳定的联合大陆假说。特别是“板块构造”登陆后,又遇到陆内造山的许多难题。对此,国内外很多学者提出了质疑:如Meyerhoff A A等,根据大量的地质和地球物理资料,提出了在地球收缩体制下新的“颤动构造说”;Owen H G(1992)则用地球的缓慢膨胀解释了大陆分裂和海底扩张,以及联合古陆的解体;杨槐(1993)用思辨的形式,对板块构造理论与实践进行了全面批驳,根据地球高密态起源与“态变”演化,地球非球对称膨胀,非球对称三维运动等论点,对板块构造理论所依据的资料及新发现的现象,进行了新的全面解释;此外,刘粤等(1995)提出了能量补偿论;吴珍汉(1995,1997)提出了旋转地球动力学;池顺良等(1996)提出了海陆起源的内波假说;杨志华提出的抽拉构造(1992)和动力学新理论(2001)等等。上述这些认识,并没有改变当前地学研究中用板块构造理论为指导的一统局面。面对中国如此复杂的大陆构造,一些重大地学研究项目的结论,也只是对板块构造学说进行修补和完善。近年来,大别山区及苏鲁地区,柴达木盆地北缘、阿尔金山、天山等地,相继发现含柯石英的超高压榴辉岩,这似乎为“板块碰撞—深俯冲作用”提供了重要地质依据,给板块构造登陆后遇到的难题求解找到了答案,作者将对此作出与其不同的解释。作者依据大别山及邻区地质构造特征,阐明陆内造山与变质、变形过程,及其形成过程中与深部地幔差速环流的联系。
地质学基础研究对象和研究内容具有哪些特点
第四纪地质学(Quaternary geology)
第四纪地质学研究第四纪时期地质过程、环境演化、生物界演化及人类起源和发展学科地质学分支第四纪时间范围从上新世末(距今约 248万年)至今第四纪冰川广布、火山活动频繁、地势高差显著绝大部分沉积物没有固结成岩出现了人类第四纪新构造运动沉积物形成、环境气候变迁、动植物演替与今天人类经济活动密切相关第四纪地质研究对地质灾害预测和防治、国土整治、环境保护、工程建筑选址、第四纪矿产资源勘查等有重要意义
发展简史
第四纪地质作科学对象进行研究始于18世纪欧洲第四纪冰川沉积和古气候变化始终第四纪地质学研究主体其发展历史分 3阶段①初期阶段时间18世纪至19世纪末主要研究分布于基岩之上松散沉积物当时称漂积物认圣经上所说大洪水带来泥砂堆积而成19世纪初极地探险工作开展开始认识们能冰流搬运和堆积物质19世纪下半叶正式确定所谓漂积物冰流堆积并称第四纪冰河期②发展阶段指20世纪上半叶20世纪初德国A.彭克和E.布吕克纳研究阿尔卑斯山冰川沉积提出第四纪经历了 4次冰期概念概念推动了第四纪地质学发展世界各地相继建立了相应4次冰期国地质学家李四光于 30年代建立了国 4次冰期系统时期从世界各地第四纪地层发现了许多重要哺乳动物化石群和古人类化石对们研究仅促进了进化论发展也成划分第四纪地层重要依据与此同时许多学者对河流、湖泊、海滨、洞穴、火山、黄土和沙漠等开展了广泛研究第四纪地质学建立奠定了基础③成熟阶段第二次世界大战各种测定年轻地质年龄方法断完善古环境指标得确定对前少涉及地区深海、南极、北冰洋开展了大量调查1955年C.埃米利亚尼根据深海沉积氧同位素测定提出近30万年来曾发生7次冰期旋回,成第四纪研究新里程碑从而建立了第四纪气候变化新模式研究表明,240万年来地球至少经历了24气候旋回目前第四纪地质学开始进入全球对比和全球变化研究新阶段方面要实现各大陆和海洋第四纪地层及古气候记录对比另方面要把地球作整体研究岩石圈、水圈、生物圈、大气圈相互作用相互影响全过程预测未来环境和气候变化趋势些都标志着第四纪地质学已日渐成熟
研究内容
第四纪地质学主要包括下列研究内容:①新构造运动研究第四纪地壳运动类型、运动方式和速度、地震活动规律性及们与工程建设关系②沉积物形成与地层划分确定第四纪沉积物分布和成因、物质成分与特性、沉积环境等根据沉积物时代、沉积相和物质特征等进行地层划分和对比③矿产与其资源勘查第四纪时期形成贵重与稀有金属、非金属砂矿,金刚石、砂金、独居石、锆石等砂矿,及岩盐、石膏、泥炭等调查水利、草场、荒地、旅游风景区等各种资源④环境与气候变迁研究第四纪时期气候变化、环境变迁、海面升降等探索们变化原因并预测未来发展趋势⑤动植物演替研究第四纪沉积物保存各种生物化石尤其哺乳动物、软体动物、有孔虫、介形虫、孢粉等划分第四纪动物区系、动物群组合鉴别新生种属与某些种属绝灭了解植被发育与演变过程从而确定古环境历史第四纪地层划分提供依据⑥人类起源与演化通过研究古人类化石解剖特征追溯人类起源及演化历史研究古人类使用生产工具和其活动遗迹探讨劳动起源与人类文明发展过程进化论和辩证唯物主义提供科学依据
研究方法
第四纪地质学除采用地质学般研究方法外还应用同位素地质年代学方法放射性碳测定、热释光法、裂变经迹法、钾-氩法等精确测定第四纪地层和地质事件年龄通过哺乳动物化石、孢粉化石、软体及微体动物化石鉴定确定同时代、同地区动物群组合特征使用孢粉分析、氧同位素测定、古土壤类型划分等方法重建第四纪古环境及古气候变化历史利用古人类化石比较解剖学方法结合旧石器考古、新石器和历史考古学方法探索人类起源、演化和迁徙过程应用大地测量及定点观测方法研究新构造运动使用遥感遥测手段进行资源调查及环境监测
与其学科关系
第四纪地质学与许多相邻学科有密切关系例第四纪新构造运动和沉积相分析地质学、沉积学、地貌学基础第四纪地层划分需要应用地层学、古脊椎动物学、地质年代学理论和方法重建第四纪环境历史和古气候变化过程时需要运用气候学、气象学、天文学、孢粉学、土壤学、动植物学有关知识探索人类起源与演化时人类学、旧石器考古学、历史考古学方面研究缺少资源和矿产普查普遍应用矿物学、矿床学、地理学理论和遥感遥测技术
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