中国地质大学-普通地质学课件-00引 言

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1、黄定华黄定华中国地质大学（武汉）中国地质大学（武汉） 地球生物学系地球生物学系地球地球金星金星水星水星火星火星木星木星土星土星天王星天王星冥王星冥王星海王星海王星在太阳系中，有一颗最美丽在太阳系中，有一颗最美丽的行星蓝色的地球的行星蓝色的地球地质学是研究地球的主要学科之一地质学是研究地球的主要学科之一地质学的主要任务，是研究地质学的主要任务，是研究地球的起源，组成，运动和演化地球的起源，组成，运动和演化 人类进入人类进入2121世纪面临的主要问题：世纪面临的主要问题： 需要居住在一个宽敞的地球上（需要居住在一个宽敞的地球上（人口人口） 需要居住在一个清洁的地球上（需要居住在一个清洁的地球上（环

2、境环境） 需要居住在一个安全的地球上（需要居住在一个安全的地球上（灾害灾害） 需要居住在一个富裕的地球上（需要居住在一个富裕的地球上（资源资源） 现代自然科学的四大问题：现代自然科学的四大问题： 相对论的局域性与量子力学的全域性的不协调问题；相对论的局域性与量子力学的全域性的不协调问题；遗传与进化的统一问题；遗传与进化的统一问题；脑知结构和本质问题；脑知结构和本质问题；宇宙、物质和生命三大起源问题。宇宙、物质和生命三大起源问题。普通地质学介绍普通地质学介绍“普通的普通的”地质过程、事件、地质过程、事件、产物及其产生的原因产物及其产生的原因动力作用动力作用。 10000km 局局 地地10km1

3、000km100km 全全 球球秒分天年百年万年百万年十亿年秒分天年百年万年百万年十亿年Log(s)全球气候变化全球气候变化 厄尔尼诺现象厄尔尼诺现象上层海洋混合上层海洋混合土壤湿度变化土壤湿度变化二氧化碳变化二氧化碳变化地球和生命的起源地球和生命的起源营养物循环营养物循环大气对流大气对流大气湍流大气湍流火山爆发火山爆发地震周期地震周期季节性季节性植物循环植物循环土壤侵蚀土壤侵蚀土壤发展土壤发展成矿作用成矿作用绝灭事件绝灭事件海洋环流海洋环流大气组成大气组成板块构造板块构造地幔对流地幔对流物种形成物种形成造山作用造山作用冰河期冰河期气候气候 地球从形成到今天已经有地球从形成到今天已经有4646

4、亿年。若以亿年。若以4646亿年比作人类的亿年比作人类的一年，那么在这一年，那么在这“一年一年”中，中，地球形成于一年肇始的地球形成于一年肇始的1 1月初；月初；地壳于地壳于2 2月凝结（月凝结（3838亿年前）；亿年前）；原古海洋在原古海洋在3 3月产生；月产生；最早的生命诞生于最早的生命诞生于4 4月，但它们留下化石则已是月，但它们留下化石则已是5 5月间了；月间了；1212月中旬时，恐龙成为当时地球上的主宰；月中旬时，恐龙成为当时地球上的主宰；灵长类的踪迹晚至灵长类的踪迹晚至1212月月2626日才出现；日才出现；作为一代天骄的人类历史，如以作为一代天骄的人类历史，如以300300万年计

5、，则直到万年计，则直到1212月月3131日日“傍晚傍晚”的的“6 6点点2424分分”，方才姗姗来迟。，方才姗姗来迟。但却恰好赶在但却恰好赶在“除夕除夕”之夜的之夜的新闻联播新闻联播之前，之前，成为这一成为这一“年年”内最具爆炸性的新闻内最具爆炸性的新闻如果从最早的人类开始算起，可以把上下如果从最早的人类开始算起，可以把上下5 5千年的中华民族历史延长千年的中华民族历史延长600600倍；如果从倍；如果从地球肇始的地球肇始的4646亿年开始，可以把从猿到人亿年开始，可以把从猿到人的演变过程操练的演变过程操练15001500遍。遍。一支永不停留的时间之矢一支永不停留的时间之矢一个容微纳巨的空间

6、舞台一个容微纳巨的空间舞台无数相互制约的影响参数无数相互制约的影响参数神学家向神学家向“上上”看看经济学家向经济学家向“前前”看看地质学家必须向地质学家必须向“下下”和向和向“后后”看看 你在阅读居维叶的地质学著作时，是否曾投身于无限广你在阅读居维叶的地质学著作时，是否曾投身于无限广阔的时间和空间里？被他的天才所指引，你是否曾像被一只阔的时间和空间里？被他的天才所指引，你是否曾像被一只魔术师的手托住那样，飞越一个无边无际的过去的深渊魔术师的手托住那样，飞越一个无边无际的过去的深渊。拜伦诚然用文字描述了人类精神的激动状态；但是，我们不拜伦诚然用文字描述了人类精神的激动状态；但是，我们不朽的科学家

7、却用白骨重建了各个时代的世界，像卡谟那样，朽的科学家却用白骨重建了各个时代的世界，像卡谟那样，他用牙齿重新建筑了城市，用煤块复原了隐蔽整个动物学秘他用牙齿重新建筑了城市，用煤块复原了隐蔽整个动物学秘密的千万座森林，而且从一只巨大毛象的脚，重新找到了巨密的千万座森林，而且从一只巨大毛象的脚，重新找到了巨兽群生活的痕迹。这些形象都一一站立起来，逐渐变大，和兽群生活的痕迹。这些形象都一一站立起来，逐渐变大，和谐地布满了与它们身躯相适应的各个地域。谐地布满了与它们身躯相适应的各个地域。巴尔扎克巴尔扎克 巴尔扎克的一段叙述，已突出显示了地质学的基本特征和特殊任巴尔扎克的一段叙述，已突出显示了地质学的基本

8、特征和特殊任务，那就是：务，那就是：用过去遗留下来的地学证据，来研究过去发生的地用过去遗留下来的地学证据，来研究过去发生的地球事件，以恢复过去的地质过程球事件，以恢复过去的地质过程。 问题在于，当事件在过去发生时，我们问题在于，当事件在过去发生时，我们“不在现场不在现场”，未能亲历，未能亲历亲见；而遗留下来的证据，多经受了时间的改造和破坏，早已残亲见；而遗留下来的证据，多经受了时间的改造和破坏，早已残缺不全；影响事件和过程的主要因素，又往往各式各样，有多种缺不全；影响事件和过程的主要因素，又往往各式各样，有多种可能。因此，地学家面临的任务和解决问题的条件，常常和福尔可能。因此，地学家面临的任务

9、和解决问题的条件，常常和福尔摩斯、波洛接手的案件一样，需要绞尽脑汁，还时常没有答案。摩斯、波洛接手的案件一样，需要绞尽脑汁，还时常没有答案。但地学家并非束手无策。但地学家并非束手无策。19世纪初期，达尔文的好友、世纪初期，达尔文的好友、英国地质学家莱伊尔（英国地质学家莱伊尔（Charles Lyell,1797-1875）想）想出了一个办法，认为可以通过观测现在正在进行的地质出了一个办法，认为可以通过观测现在正在进行的地质事件，来研究过去曾经发生的地质过程，也就是事件，来研究过去曾经发生的地质过程，也就是“将今将今论古论古”。“The present s the key to the past

10、.”改变地球面貌的自然力量在全部地质历史上就性质和强度而言都改变地球面貌的自然力量在全部地质历史上就性质和强度而言都是相同的；是相同的；这些改变地球面貌的自然力量作用虽然缓慢，却从不间断；这些改变地球面貌的自然力量作用虽然缓慢，却从不间断；正是这些力量缓慢地、然而不间断地累积作用，才导致了地球面正是这些力量缓慢地、然而不间断地累积作用，才导致了地球面貌的巨大改变。貌的巨大改变。有此三点，莱伊尔推断现在的地质过程和过去的地质过程在性质有此三点，莱伊尔推断现在的地质过程和过去的地质过程在性质上是一致的，即使有些许速率和强度的差异，也不致造成上是一致的，即使有些许速率和强度的差异，也不致造成“将今将

11、今论古论古”时的推断错误。时的推断错误。“胚胎的发育与生物的进化胚胎的发育与生物的进化” 历史分析与现实对比的原则历史分析与现实对比的原则莱伊尔提出的三点理由只强调了地质作用的同一性和渐变性，忽略了地质作莱伊尔提出的三点理由只强调了地质作用的同一性和渐变性，忽略了地质作用的趋异性和突变性。今天发生的地质过程和过去有相似之处，但绝非雷同，用的趋异性和突变性。今天发生的地质过程和过去有相似之处，但绝非雷同，甚至可以完全不同。不能断然就把今天的地质产物和过去的地质记录划上等甚至可以完全不同。不能断然就把今天的地质产物和过去的地质记录划上等号。比如在距今号。比如在距今4亿年前的泥盆纪时，总鳍鱼正在试图