文档介绍：绪论第一节地质学的基本任务和主要特点一现在是进入过去的钥匙二现实类比与历史分析用现在的眼光看,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。前一个方面使我们有可能运用将今论古原理,去发现地质事件和地质过程的某些特征和规律;后一个方面则提醒我们在进行具体研究时,还需要注重现实类比和历史分析。换句话说,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。不能断然把今天的地质产物和过去的地质记录划上等号。第二节地质学的研究内容和研究方法地质学的研究内容包括三个方面:地球的组成和结构,运动和演化,地质作用及其产物。在地质学中,对地球物质组成的研究分为三个层次进行,分别是地球上的矿物、地球上的岩石和地球的化学组成。就三者的关系来看,矿物的集合体就是岩石;不同类型岩石的形成、分布和相互转换, 决定了地球的整体化学组成。只要从这三个层次出发,对地球上的物质组成就能够有一个大概的了解和把握。野外地质观察的一个重要特点是, 很多情况下“眼见”都不一定“为实”。因为许多年代久远的地质现象随着时间的流逝,早已面目全非。即使部分保存完好的景观, 也有可能产生视觉和感觉上的多解性(图0-3),使人作出错误的解释。因此野外获得的印象、资料和标本,还需要转到室内,作进一步的实验测试和理论研究,再通过逻辑分析,在确信“物理上合理, 地质上可能”的前提下,才能作出正确的判断。第三节地球系统和地质作用地球系统的概念主要包含如下内涵,即地球是一个由两台发动机构成和驱动的系统。一台发动机是地球内部的放射性和原生热,它驱动和维持着全球的岩石圈板块运动。另一台发动机是太阳,驱动和维持着地表的风化、剥蚀和沉积过程(图0-4) 第一章地球的形成与演化第二节地球形成与生命演化 20世纪70年代英国地球物理学家洛维洛克重新强调了生物对地球环境的影响和控制作用,并借用古希腊神话中大地女神盖雅的名字,提出了盖雅假说(Gaiahypothesis )。该假说认为: 根据天体物理学研究证明, 自地球形成以来的 46亿年中,太阳辐射强度增加了约30%。从理论上讲, 太阳辐射强度± 10% 就足以引起全球海洋蒸发干涸或全部冻结成冰。但地质历史记录却证明,地球上尽管发生过冰期和暖期的交替变化,地表的平均温度变化却仅在10 ℃上下。这反映地球上存在某种内部自动平衡( homeostasis ) 的机制, 显然生物界在其中起了关键的调节作用。地质年代表(表1-4) 就是根据生物演化的巨型阶段,将46亿年来的地球演化史划分为4个最高级别的地质年代单位, 并由老到新分别称作冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙。在显生宙中,还根据生物界的总体面貌差异,划分出3个二级地质年代单位:古生代(含早古生代、晚古生代)、中生代和新生代。在地质年代表中,最常用的地质年代单位是纪,每个纪的生物界面貌各有特色,例如震旦纪时伊迪卡拉动物群的爆发演化和集群绝灭,泥盆纪的生物登陆,侏罗纪的恐龙、裸子植物高度繁荣和第四纪的人类演化等。早期的地质年代表虽然在19世纪末叶就已经建立, 但主要是依据生物演化的先后顺序来确定相对的年龄早晚,整个地球历史演化持续的绝对年龄长短无法知晓。一直到 20世纪60 — 70年代同位素年代学和天文地质学的巨大进展,人们才建立起地球已经存在46亿年历史的概念。表1-4中注出了各个宙、代和纪的绝对年龄值,其中有的数值今后还可能发生一定调整。海洋和固体潮汐的存在不仅使地球的整体形态发生变化,而且不断影响着地球的自转过程和运动规律。一方面,月球的吸积作用使地球自转轴的方向发生偏移,另一方面,日月潮汐引起的摩擦力使地球的自转速率越来越慢。从对珊瑚的研究发现,石炭纪时地球每年为397天, 现在已减少到约365天。在遥远的将来,地球(和月球) 的转速还会进一步减慢, 直到逼近以48天为周期的极限自转状态。并且因为太阳潮汐的作用,月-地系统的旋转角动量变化将缓慢地传递给绕太阳的轨道运动,其长期作用的结果会使月球和地球发生相撞的趋势而最终结合为一体。固体地球的弹性和塑性特点都是相对的,在不同的条件下有不同的表现。在施力速度快、作用时间短的条件下,地球往往表现为弹性体乃至类似于刚性体,岩层会因此产生弹性变形或破裂;反之,在施力速度缓慢,作用时间漫长的条件下,地球则表现出明显的塑性特征。比如在强烈构造运动期间,岩石经弯曲形成各种褶皱的现象,就是地球塑性变形的一种典型实例。由于具有弹性,地球作为一个整体在受激后能够产生无穷多种振型的自由振荡。图2-3显示了其中两类基本的振荡方式:周期性的涨缩振荡和扭转振荡。涨缩振荡是一种沿地球径向发生的自由振荡,它还可以进一步划分出三种不同的形式:n=0的相位代表整体地球作交替的压缩或扩张;n=1时两极扩张,赤道压缩;n=2的相位则对应着