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地質(zhì)學
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博雅論文翻譯
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LXLW010
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地質(zhì)學是關(guān)于地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造、外部特征、各層圈之間的相互作用和演變歷史的知識體系。
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地質(zhì)學（geology）
地質(zhì)學是關(guān)于地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造、外部特征、各層圈之間的相互作用和演變歷史的知識體系。
地球自形成以來，經(jīng)歷了約46億年的演化過程，進行過錯綜復雜的物理、化學變化，同時還受天文變化的影響，所以各個層圈均在不斷演變。
約在35億年前，地球上出現(xiàn)了生命現(xiàn)象，于是生物成為一種地質(zhì)應力。最晚在距今200～300萬年前，開始有人類出現(xiàn)。人類為了生存和發(fā)展，一直在努力適應和改變周圍的環(huán)境。利用堅硬巖石作為用具和工具，從礦石中提取銅、鐵等金屬，對人類社會的歷史產(chǎn)生過劃時代的影響。
隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，人類活動對地球的影響越來越大，地質(zhì)環(huán)境對人類的制約 作用也越來越明顯。如何合理有效的利用地球資源、維護人類生存的環(huán)境，已成為當今世界所共同關(guān)注的問題。
[編輯本段]發(fā)展回顧
人類對地質(zhì)現(xiàn)象的觀察和描述有著悠久的歷史，但作為一門學科，地質(zhì)學成熟的較晚。地質(zhì)學的研究對象是龐大的地球及其悠遠的歷史，這決定了這門學科具有特殊的復雜性。它是在不同學派、不同觀點的爭論中形成和發(fā)展起來的。
地質(zhì)學的萌芽時期（遠古～公元1450年）
人類對巖石、礦物性質(zhì)的認識可以追溯到遠古時期。在中國，銅礦的開采在兩千多年前已達到可觀的規(guī)模；春秋戰(zhàn)國時期成書的《山海經(jīng)》《禹貢》《管子》中的某些篇章，古希臘泰奧弗拉斯托斯的《石頭論》都是人類對巖礦知識的最早總結(jié)。
在開礦及與地震、火山、洪水等自然災害的斗爭中，人們逐漸認識到地質(zhì)作用，并進行思辨、猜測性的解釋。我國古代的《詩經(jīng)》中就記載了“高岸為谷、深谷為陵”的關(guān)于地殼變動的認識 ；古希臘的亞里士多德提出，海陸變遷是按一定的規(guī)律在一定的時期發(fā)生的；在中世紀時期，沈括對海陸變遷、古氣候變化、化石的性質(zhì)等都做出了較為正確的解釋，朱熹也比較科學的揭示了化石的成因。
地質(zhì)學奠基時期（公元1450～公元1750年）
以文藝復興為轉(zhuǎn)機，人們對地球歷史開始有了科學的解釋。意大利的達·芬奇、丹麥的斯泰諾、英國的伍德沃德、胡克等等，都對化石的成因作了論證。胡克還提出用化石來記述地球歷史；斯泰諾提出地層層序律；在巖石學、礦物學方面，李時珍在《本草綱目》中記載了200多種礦物、巖石和化石；德國的阿格里科拉對礦物、礦脈生成過程和水在成礦過程中的作用的研究，開創(chuàng)了礦物學、礦床學的先河 等等。
地質(zhì)學形成時期（公元1750～公元1840年）
在英國工業(yè)革命、法國大革命和啟蒙思想的推動和影響下，科學考察和探險旅行在歐洲興起。旅行和探險使得地殼成為直接研究的對象，使得人們對地球的研究從思辨性猜測，轉(zhuǎn)變?yōu)橐砸巴庥^察為主。同時，不同觀點、不同學派的爭論十分活躍，關(guān)于地層以及巖石成因的水成論和火成論的爭論在18世紀末變得尖銳起來。
德國的維爾納是水成論的代表，他提出花崗巖和玄武巖都是沉積而成的，并對巖層作了系統(tǒng)的劃分。英國的赫頓提出要用自然過程來揭示地球的歷史，以及地質(zhì)過程“即看不到開始的痕跡，也沒有結(jié)束的前景”的均變論思想。水火之爭促進了地質(zhì)學從宇宙起源論、自然歷史和古老礦物學中分離出來，并逐漸形成了一門獨立的學科。在中國，出現(xiàn)在17世紀的《徐霞客游記》也是對自然考察所獲得的超越時代的成果。至1840年，底層劃分的原則和方法已經(jīng)確立，地質(zhì)時代和地層系統(tǒng)基本建立起來。
而此時的礦物學沿著形態(tài)礦物學和礦物化學方向發(fā)展 ，美國丹納的《礦物學系統(tǒng)》標志著經(jīng)典礦物學的成熟；1829年，英國的尼科爾發(fā)明了偏光顯微鏡，使得顯微巖石學的迅速發(fā)展成為可能；法國博蒙于1829年提出地球冷縮造山的收縮說，對近百年來的構(gòu)造理論產(chǎn)生重大影響。
這樣，有關(guān)地球歷史的古生物學、地層學，有關(guān)地殼物質(zhì)組成的巖石學、礦物學 ，和有關(guān)地殼運動的構(gòu)造地質(zhì)理論所組成的地質(zhì)學體系逐漸形成了。
19世紀上半葉，有關(guān)災變論和均變論的爭論，對地質(zhì)學思想方法產(chǎn)生了歷史性的影響。居維葉是災變論的主要代表，他提出地球歷史上發(fā)生過多次災變造成生物滅絕的觀點。英國的萊伊爾是均變論的主要代表，他堅持“自然法則是始終一致”的觀點，并提出以今論古的現(xiàn)實主義方法。在爭論中，地質(zhì)均變論逐漸成為百余年來地質(zhì)學及其研究方法的正統(tǒng)觀點。
地質(zhì)學的發(fā)展時期（公元1840～公元1910年）
隨著工業(yè)化的發(fā)展，各工業(yè)國家都開展了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作，是地質(zhì)學從區(qū)域地質(zhì)向全球構(gòu)造發(fā)展，并推動了地質(zhì)學各分支學科的迅速建立和發(fā)展。
其中重要的有瑞士阿加西等人對冰川學的研究，以及英國艾里、普拉特提出的地殼均衡理論；有關(guān)山脈形成的地槽學說，經(jīng)過美國的霍爾和丹納的努力最終確立起來；法國的貝特朗提出造山旋回概念；奧格對地槽類型的劃分使造山理論更加完善；奧地利的休斯和俄國的卡爾賓斯基則對地臺作了系統(tǒng)的研究；休斯的《地球的面貌》是19世紀地質(zhì)學研究的總結(jié)，同時休斯用綜合分析的方法，從全球的角度研究地殼運動在時間和空間上的關(guān)系，預示了20世紀地質(zhì)學研究新時期的到來。
現(xiàn)代地質(zhì)學的發(fā)展（公元1910～ ）
進入20世紀以來，社會和工業(yè)的發(fā)展，使得石油地質(zhì)學、水文地質(zhì)學和工程地質(zhì)學陸續(xù)形成獨立的分支學科。在地質(zhì)學各基礎(chǔ)學科穩(wěn)步發(fā)展的同時，由于各分支學科的相互滲透，數(shù)學、物理、化學等基礎(chǔ)科學與地質(zhì)學的結(jié)合，新技術(shù)方法的采用，導致了一系列邊緣學科的出現(xiàn)。
地震波的研究揭示了固體地球的圈層構(gòu)造以及洋殼與路殼結(jié)構(gòu)的區(qū)別 ；高溫高壓巖石實驗研究，為人們認識地殼深處地質(zhì)過程提供了較為可靠的依據(jù)。所有這些都促進了地質(zhì)學研究從定性到定量的過渡，并向微觀和宏觀兩個方向發(fā)展。
20世紀50～60年代，全球范圍大規(guī)模的考察和探測，使地質(zhì)學研究從淺部轉(zhuǎn)向深部，從大陸轉(zhuǎn)向海洋，海洋地質(zhì)學有了迅速發(fā)展。同時古地磁學、地熱學、重力測量都有重大進展，為新的全球構(gòu)造理論的產(chǎn)生提供了科學依據(jù)。在這個基礎(chǔ)上，德國的魏格納于1915年提出的與傳統(tǒng)海陸固定論相悖離的大陸漂移說得以復活。
20世紀60年代初，美國的赫斯、迪茨提出的海底擴展理論較好地說明了漂移的機制。加拿大的威爾遜提出轉(zhuǎn)換斷層，并創(chuàng)用板塊一詞。60年代中期美國的摩根、法國的勒皮雄等提出板塊構(gòu)造說，用以說明全球構(gòu)造運動的基本理論，它標志著新地球觀的形成，使現(xiàn)代地質(zhì)學研究進入一個新階段。
[編輯本段]研究對象
地質(zhì)學的研究對象是地球。地球包括固體地球及其外部的大氣。固體地球包括最外層的地殼、中間的地幔及地核三個主要的層圈。目前，主要是研究固體地球的上層，即地殼和地幔的上部。
地球的平均半徑為6371公里 。其核心可能是以鐵、鎳為主的金屬，稱為地核,半徑約3400公里。在地核之外，是厚度近2900公里的地幔。地幔之外是薄厚不一的地殼，已知最厚處為75公里，最薄處僅5公里左右，平均厚度約35公里。
地核的內(nèi)層是固體，也有科學家認為是在強大壓力下原子殼層已被破壞的超固體。外層是具有液體性質(zhì)的物質(zhì)，還推測有電流在其中運動，被認為是地球磁場的本原。外層的厚度約為2220公里。
地幔下部是含有較多金屬硫化物和氧化物的非晶體固體物質(zhì)；地幔上部成份與橄欖巖大致相當；與地殼相接部分和地殼均具有剛硬的性質(zhì)，合稱為巖石圈，厚度約為60～120公里；在巖石圈之下為一層具有可塑性、可以緩慢流動、厚度約為100公里的軟流圈。
地殼表面的海洋、湖泊、河流等水體約占地表總面積的74%。成液態(tài)的地表水與凍結(jié)在兩極地區(qū)和高山上的冰川，以及土壤、巖石中的地下水，組成地球的水圈。
地球的外層是大氣圈。大氣主要集中于高度不超過16公里的近地面中，成份以氮和氧為主。離地越遠，大氣越稀薄，而且成份也有變化。在100公里外，大氣逐漸不能保持分子狀態(tài)，而以帶電粒子的形態(tài)出現(xiàn)，其稀薄程度超過人造的真空。帶電粒子受到地球磁場的控制，形成能夠阻擋來自太陽和宇宙帶電粒子流沖擊的電磁層。
地球的水圈和大氣圈通過水的蒸發(fā)、凝結(jié)、降水和氣體的溶解、揮發(fā)等方式互相滲透和影響。固體的地球界面上下，是大氣和水活動的場所。巖石圈的物質(zhì)也不斷運動 ，并通過火山噴發(fā)的形式進入水圈和大氣圈。地球各圈層的相互作用不斷改變著地球的面貌。
地球的這些圈層，是由于其組成物質(zhì)的重力差異作用而逐漸形成的。地球上的任何質(zhì)點均受到地球引力和慣性離心力的作用，這兩種力的合力就是重力。地球表面重力吸住了大氣和水，并對他們的運動產(chǎn)生了影響。
礦物和巖石
在地球的化學成分中，鐵的含量最高(35%)，其他元素依次為氧(30%)、硅(15%)、鎂(13%)等。如果按地殼中所含元素計算，氧最多(46%)，其他依次為硅(28%)、鋁(8%)、鐵(6%)、鎂(4%)等。這些元素多形成化合物，少量為單質(zhì)，它們的天然存在形式即為礦物。
礦物具有確定的或在一定范圍內(nèi)變化的化學成分和物理特征。組成礦物的元素，如果其原子多是按一定的形式在三維空間內(nèi)周期性重復排列，并具有自己的結(jié)構(gòu)，那么就是晶體。晶體在外界條件適合的時候，其形態(tài)多表現(xiàn)為規(guī)則的幾何多面體，但這種情況很少。
礦物在地殼中常以集合的形態(tài)存在，這種集合體可以由一種，也可以由多種礦物組成，這在地質(zhì)學中被稱為巖石。
地球中的礦物已知的有3300多種，常見的只有20多種，其中又以長石、石英、輝石、閃石、云母、橄欖石、方解石、磁鐵礦和粘土礦物最最多，除方解石和磁鐵礦外，它們的化學成分都以二氧化硅為主，石英全為二氧化硅組成，其余則均為硅酸鹽礦物。
由硅酸鹽溶漿凝結(jié)而成的火成巖構(gòu)成了地殼的主體，按體積和重量計都最多。但地面最常見到的則是沉積巖，它是早先形成的巖石破壞后，又經(jīng)過物理或化學作用在地球表面的低凹部位沉積，經(jīng)過壓實、膠結(jié)再次硬化，形成具有層狀結(jié)構(gòu)特征的巖石。
在地殼中，在大大高于地表的溫度和壓力作用下，巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造或化學成分發(fā)生變化，形成不同于火成巖和沉積巖的變質(zhì)巖�；鸪蓭r、沉積巖、變質(zhì)巖是地球上巖石的三大類別�；鸪蓭r中的玄武巖、花崗巖 是地球中最具代表性的巖石，是構(gòu)成大陸的主要巖石。形成時代最早的花崗巖，年齡達39億年，而玄武巖是構(gòu)成海洋所覆蓋的地殼的主要物質(zhì)，均比較“年輕”，一般不超過2億年。
地層和古生物
地層是以成層的巖石為主體，隨時間推移而在地表低凹處形成的構(gòu)造，是地質(zhì)歷史的重要紀錄。狹義的地層專指已固結(jié)的成層的巖石，有時也包括尚未固結(jié)成巖的松散沉積物。依照沉積的先后，早形成的地層居下，晚形成的地層在上，這是地層層序關(guān)系的基本原理，稱為地層層序律。
地層在形成以后，由于受到地殼劇烈運動的影響，改變原來的位置，會產(chǎn)生傾斜甚至倒轉(zhuǎn)，但只要能查明其形成和變形的時間，仍可以恢復其原始的層序。在同一時間，地球上各處環(huán)境不同，在不同環(huán)境中形成的地層各有特點。在地表的隆起部位，不僅不能形成新的地層，還會因受到剝蝕而使已經(jīng)形成的地層消失。
因此，地層學是研究各地區(qū)地層的劃分，確定地層的順序和相鄰地區(qū)地層在時間上的對比關(guān)系的專門學科。它是地質(zhì)學的基礎(chǔ)，也是地質(zhì)學中最早形成的學科。
古生物是指在地質(zhì)歷史時期，在地球上生存過的各類生物，一般已經(jīng)絕滅，它們的少量遺體和遺跡形成化石保存在地層中。 通過研究這些化石，可以了解地質(zhì)歷史上生物的形態(tài)、構(gòu)造和活動情況。
對各種古生物進行分類，可以認識生物的演化關(guān)系；依據(jù)地層中所含化石，可以斷定地層的層序，生物演化的不可逆性和階段性，使這種判斷具有可靠的根據(jù)；古生物的分布和生活習性，還反映出當時地理環(huán)境的特點。古生物的研究是地質(zhì)學也是生物學的重要組成部分。
地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)作用
地球表層的巖層和巖體，在形成過程及形成以后，都會受到各種地質(zhì)作用力的影響，有的大體上保持了形成時的原始狀態(tài)，有的則產(chǎn)生了形變。它們具有復雜的空間組合形態(tài)，即各種地質(zhì)構(gòu)造。斷裂和褶皺是地質(zhì)構(gòu)造的兩種最基本形式。
地球的巖石圈，已經(jīng)并還在發(fā)生著全球規(guī)模的板塊運動。板塊構(gòu)造學是 二十世紀地質(zhì)學對地質(zhì)構(gòu)造及地質(zhì)作用的新認識。其基本內(nèi)容是，巖石圈是地球中最剛硬的部分，它飄浮在地幔中具有塑性、局部熔融、密度較大的軟流圈之上。巖石圈中存在著許多很深很大的斷裂，這些斷裂把巖石圈分割成被稱為板塊的巨大塊體，全球可分為六大板塊。
一般認為，主要是地球內(nèi)部熱的不均勻分布引起了物質(zhì)對流運動，使巖石圈破裂成為板塊。板塊形成后繼續(xù)運動，發(fā)生分離、碰撞等事件。地幔中的熔融物質(zhì)沿板塊間的拉張斷裂帶擠入，并不斷向斷裂兩側(cè)擴展，形成新的洋殼，而部分板塊則隨著載荷它的軟流圈物質(zhì)向下移動而消失于地幔之中。
板塊運動被認為是使地殼表層發(fā)生位置移動，出現(xiàn)斷裂、褶皺以及引起地震、巖漿活動和巖石變質(zhì)等地質(zhì)作用的總原因，這些地質(zhì)作用總稱為內(nèi)力地質(zhì)作用。內(nèi)力地質(zhì)作用改變著地殼的構(gòu)造，同時為地貌的形成打下基礎(chǔ)。
地質(zhì)作用強烈地影響著氣候以及水資源與土壤的分布，創(chuàng)造出了適于人類生存的環(huán)境。這種良好環(huán)境的出現(xiàn)，是地球大氣圈、水圈和巖石圈演化到一定階段的產(chǎn)物。地球形成的初期，大氣圈和水圈的成分、質(zhì)量都和現(xiàn)代大不相同。例如，大氣曾經(jīng)歷以二氧化碳為主的階段，海水是約在10億年前才具有今天的含鹽度，生物最早出現(xiàn)在地球形成約10億年以后等等。
地質(zhì)作用也會給人帶來危害，如地震、火山爆發(fā)、洪水泛濫等。人類無力改變地質(zhì)作用的規(guī)律，但可以認識和運用這些規(guī)律，使之向有利于人的方向發(fā)展，防患于未然。如預報、預防地質(zhì)災害的發(fā)生，就有可能減輕損失。中國在古代就有“束水攻沙”，引黃河水灌溉淤田壓堿等經(jīng)驗，是利用河流的地質(zhì)作用取得成功的例子。
[編輯本段]研究特點
地殼是一個極其復雜的研究對象，不但具有復雜的物質(zhì)成分，不同的化學性質(zhì)、物理性質(zhì)和各式各樣的結(jié)構(gòu)方式，而且在漫長的時間和廣大的空間內(nèi)，又都受到了一系列物理作用、化學作用甚至生物作用等綜合的地質(zhì)作用影響，不斷地發(fā)生著錯綜復雜的物理和化學變化。
這些作用以及它們所呈現(xiàn)的各種地質(zhì)現(xiàn)象之間，存在著互相制約、互相聯(lián)系、互相轉(zhuǎn)化的關(guān)系。它們的發(fā)生、發(fā)展和演化的規(guī)律，除具有普遍的特點之外，還常有一定的時間變異性和區(qū)域特殊性，因而不同地區(qū)具有不同的地質(zhì)特征，蘊藏著不同種類、成分和規(guī)模的礦產(chǎn)。
地質(zhì)學的另一特點是把空間與時間統(tǒng)一起來研究�，F(xiàn)在能觀察到的地球歷史發(fā)展記錄，主要保存在表層巖石內(nèi)，按時間順序?qū)訉佣逊e的地層中。由不同時代巖漿凝結(jié)而成的火成巖體，以及由早先形成的巖層巖體演變而成的變質(zhì)建造，不同時期留下的構(gòu)造變形遺跡等，是了解地球歷史的基本材料。由于經(jīng)過長期復雜的變動，這些史料已變得凌亂和有缺失，這是地質(zhì)學研究的難點。
地殼中除了保存著各種地質(zhì)變化的遺跡之外，還有記載著生物的演化和同位素的蛻變等其他科學方面的珍貴史料，它是地球的一系列復雜運動的結(jié)果，而這種運動現(xiàn)在還在進行著。對于地表以下較大深度的地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)作用，目前還只能通過地球物理等探測技術(shù)，來進行間接的推測和研究。
同物理、化學等基礎(chǔ)科學比較，地質(zhì)學研究具有較強的地域性、歷史性和綜合性。只有根據(jù)足夠的實際資料，特別是根據(jù)足以充分說明空間和時間變化因素的豐富資料總結(jié)出來的地質(zhì)學理論，才能有較廣泛的適用性。
地質(zhì)學的這些特點，決定了一般的地質(zhì)研究必須通過一定比重的野外實際調(diào)查，配合相應的室內(nèi)研究。野外調(diào)查和室內(nèi)研究，構(gòu)成一次觀察、記錄(包括制圖)采樣、初步綜合、試驗分析、總結(jié)提高以至復查驗證的完整的地質(zhì)研究過程。地質(zhì)學研究在實質(zhì)上都是對其研究對象的一次綜合性調(diào)查研究過程。
隨著生產(chǎn)和科學技術(shù)的發(fā)展，20世紀中葉以來地質(zhì)學的研究中引入了大量的新技術(shù)、新方法，如不同的地球物理勘探方法、地球化學勘察方法、科學深鉆技術(shù)、同位素地質(zhì)方法、航空以及遙感地質(zhì)方法、現(xiàn)代電子計算機技術(shù)、高溫高壓模擬試驗等的采用。
物理、化學等基礎(chǔ)科學新的成就的引用，地球物理、地球化學、數(shù)學地質(zhì)、宇宙地質(zhì)學等地質(zhì)科學中邊緣學科的進一步發(fā)展，推動了地質(zhì)學的發(fā)展，同時使地質(zhì)學的方法不斷地革新。
[編輯本段]分支分科
人類對地質(zhì)的認識，首先是從被視為靜止物體的礦物和巖石的研究開始的。通過保存在地層中的古生物化石的研究，提出了古生物學的理論與方法，并運用于劃分地層，把歷史的觀念引入了地質(zhì)學。
除了地質(zhì)學以外涉及地球科學的還有地理學（geography)、生物學（biology)、氣象學（meteorology)、天文學（astronomy)等。地質(zhì)學著重研究地下，地理學著重研究地表，生物學著重研究地表有機界，氣象學著重研究地球的大氣圈，天文學著重研究天體并從天體的角度研究地球及地球的起源。地球，包括固體地球及環(huán)繞著它并與其密切聯(lián)系，相互影響的水、生物與大氣，是一個復雜的天體，需要從不同的側(cè)面對它加以研究，研究成果都有著密切的聯(lián)系。
天文學的成果，特別是科學的天體演化假說的提出，使人類對地球的現(xiàn)狀和歷史演變的認識，提高到能夠建立一個比較合乎邏輯的完整體系的程度。繼天文學、生物學之后，物理學和化學的成果也為地質(zhì)學的創(chuàng)立和發(fā)展提供了條件，使地質(zhì)學發(fā)展成為自然科學的一大支柱。
早期的地質(zhì)學以研究地殼表層某個地區(qū)的巖石為基礎(chǔ)，礦物學、巖石學、地層學及古生物學、構(gòu)造地質(zhì)學、區(qū)域地質(zhì)學都是在此基礎(chǔ)上建立起來的。歷史地質(zhì)學則是概括這些地質(zhì)實體的發(fā)展歷史的綜合性學科。
地質(zhì)學與物理學、化學結(jié)合而產(chǎn)生的地球物理學、地球化學，是地球科學的重要支柱，也是推動地質(zhì)學向現(xiàn)代科學水平發(fā)展的重要方面。
現(xiàn)代地質(zhì)學把地球作為一次整體來研究，20世紀60年代出現(xiàn)的板塊構(gòu)造說，就是吸收了地震研究、海洋地質(zhì)調(diào)查和古地碰研究等方面的最新科學成果，較好地解釋了全球構(gòu)造問題。
至20世紀80年代，地質(zhì)學已發(fā)展成為包含有下列分支學科的理論體系。這些分支學科大體可分為兩類：一類是探討基本事實和原理的基礎(chǔ)學科；一類是這些基礎(chǔ)學科與生產(chǎn)或其他學科結(jié)合而形成的學科。
礦物學是研究礦物的化學成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、形態(tài)、性質(zhì)、成因、產(chǎn)狀，共生組合、變化條件、用途以及它們之間的相互關(guān)系的學科。
巖石學是研究巖石的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、形成條件、分布規(guī)律、成因、成礦關(guān)系以及巖石的演變歷史和演變規(guī)律的學科。
礦床地質(zhì)學是研究礦床的特征、成固、分布及其工業(yè)意義的學科。
地球化學是研究地球各圈層和各種地質(zhì)體的化學組成、化學作用和化學演化，探討化學元素及其同位素的分布、存在形式、共生組合、集中分散及遷移循環(huán)的規(guī)律的學科。
以地質(zhì)作用及其留下的形跡為主要研究對象的學科包括下列各分支。
動力地質(zhì)學是研究各種地質(zhì)作用，包括引起這些作用的動力在地球各圈層活動的規(guī)律的學科�；鹕降刭|(zhì)學、地震地質(zhì)學、冰川地質(zhì)學等均屬這個學科中有特殊內(nèi)容的分支。
構(gòu)造地質(zhì)學是研究地球巖石圈的構(gòu)造變形，包括斷裂、褶皺等各種構(gòu)造形跡及不同類型構(gòu)造單元的分布、形成、演化和發(fā)展，是從總體上研究地質(zhì)體的構(gòu)造在時間上及空間上的發(fā)展規(guī)律及成固和動力來源的學科。大地構(gòu)造學也屬于構(gòu)造地質(zhì)學范疇。
地貌學是研究地表形態(tài)特征及其發(fā)生、發(fā)展和分布的規(guī)律的學科。又稱地形學，是地質(zhì)學與自然地理學之間的邊緣學科。
地球物理學是研究各種地球物理場和地球的物理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、形態(tài)及其中發(fā)生的各種物理過程的學科，是地質(zhì)學與物理學之間的邊緣科學。地球物理學在狹義上只研究地球的固體部分，又稱固體地球物理學；廣義的地球物理學還包括對水圈、大氣圈的研究。
地質(zhì)力學是運用力學原理研究地殼構(gòu)造和地殼運動規(guī)律及其起因的學科。
以地質(zhì)歷史為主要研究對象的學科，包括下列分支：
古生物學是研究地球歷史上的生物界及其進化過程的學科。主要是對保存在地層中的化石的研究。
地層學是研究成層巖石的時空分布規(guī)律，包括地層的層序和時代及其地理分布、地層的分類、對比以及它們之間的關(guān)系的學科。
歷史地質(zhì)學是研究地球的發(fā)展歷史和規(guī)律，包括地球上生物的進化歷史，古沉積相的分析和古地理面貌的復原，以及地殼地質(zhì)構(gòu)造和有關(guān)地質(zhì)作用的演變等方面的研究，是一門綜合性的學科。
古地理學是研究地球歷史上的海陸分布及其他自然地理特征與發(fā)展過程的學科。
地質(zhì)年代學是研究地質(zhì)歷史時期的順序及其延續(xù)的年代數(shù)據(jù)，地質(zhì)年代表是其研究的最終成果。
綜合一個地區(qū)的地質(zhì)調(diào)查成果，研究闡明該地區(qū)地質(zhì)的總體特征，探討各種地質(zhì)作用的相互關(guān)系的學科稱為區(qū)域地質(zhì)學。
此外，將地球及其他星球作為一個天體來研究，形成了行星地質(zhì)學、天文地質(zhì)學。對地球深部的研究，是剛剛開拓的新領(lǐng)域。
地質(zhì)學為了開發(fā)利用地下資源及改善和利用地球環(huán)境，解決人類社會發(fā)展中的實際問題，形成了既有理論意義又有生產(chǎn)應用價值的下列各分支學科。
水文地質(zhì)學是研究地下水的形成、分布和運動的規(guī)律，以合理開發(fā)地下水、防治地下水的危害，以及利用地下水的化學、物理特征找礦、預報地震和防治地方病、保護環(huán)境。
工程地質(zhì)學是以調(diào)查研究和解決各類工程建設(shè)中的地質(zhì)問題為任務(wù)，包括評價地基的地質(zhì)條件，預測工程建設(shè)對地質(zhì)環(huán)境的影響，選擇最佳場所、路線，為工程設(shè)計提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。
環(huán)境地質(zhì)學是研究地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量和人類活動與地質(zhì)環(huán)境的相互關(guān)系的學科。
災害地質(zhì)學是研究地質(zhì)災害的發(fā)生、分布規(guī)律、形成機制和對人類的影響及其預測預防的學科。
金屬礦產(chǎn)地質(zhì)學、非金屬地質(zhì)礦產(chǎn)學、石油地質(zhì)學、煤地質(zhì)學是把地質(zhì)學基礎(chǔ)理論用于研究這些礦產(chǎn)資源的成因、分布規(guī)律等的學科。這些學科具有很強的實用性，同時又有基礎(chǔ)研究性質(zhì)。
找礦勘探地質(zhì)學是綜合運用地質(zhì)學理論和現(xiàn)有的找礦方法、手段尋找礦藏的學科。
礦山地質(zhì)學是以解決礦山開發(fā)過程中遇到的地質(zhì)問題為任務(wù)的學科。
還有些自成體系、自有理論、與地質(zhì)學相輔相成，對地質(zhì)學的發(fā)展有重要作用的技術(shù)學科，屬于廣義的地質(zhì)學或地質(zhì)科技的范疇。它們包括：運用物理的、化學的方法去取得野外地質(zhì)資料的地球物理勘探和地球化學勘查；運用鉆探或坑探的手段直接向地下取得地質(zhì)樣品的探礦工程；對各種地質(zhì)樣品進行實驗測試的實驗室技術(shù)；為地質(zhì)調(diào)查提供地形底圖并繪制地質(zhì)圖件的測繪學；能在遠距離處取得地質(zhì)資料的航空測量技術(shù)和遙感技術(shù)以及用于處理地質(zhì)資料的數(shù)學方法和計算機技術(shù)等。
隨著研究深度的增加，新的分支學科還在不斷產(chǎn)生各個學科的聯(lián)系愈來愈緊密，建立一個更加充實、完整的有關(guān)地球的知識體系，是發(fā)展的必然趨勢。
[編輯本段]地質(zhì)學與人類
人類是在地球的發(fā)展過程中，生物進化達到高等階段的產(chǎn)物。人的出現(xiàn)有賴于適宜的自然環(huán)境，包括地質(zhì)水文、氣候、生物等方面因素。它們互相依賴和制約，經(jīng)過長期發(fā)展，達到了適于人類生存的相對穩(wěn)定的生態(tài)平衡，如果其中任何一種因素發(fā)生重大變化，都將破壞這個平衡，而且有可能使環(huán)境不再有利于人類。
當人類的活動符合自然界的客觀規(guī)律時，便可以得到利益，如鑿井得水，開山取礦；相反則會蒙受損失，如過量灌溉導致土壤鹽堿化。另一方面，自然界的突發(fā)事件或緩慢積累起來的重大變化，也可以給人類帶來無法逃避的災害。地質(zhì)學正在積極研究人類活動引起的地質(zhì)環(huán)境的變化和地質(zhì)作用造成的對人的危害。
地質(zhì)學是提高人類認識自然，增進與環(huán)境的協(xié)調(diào)和求得環(huán)境改善的科學。地球表層的生物和人類的大量活動，都與地質(zhì)條件相關(guān)。在生產(chǎn)力還不發(fā)達的時期，人類活動對地質(zhì)環(huán)境的影響較弱，災害性地質(zhì)作用給人類帶來的損失也不如今日這樣巨大。
在當代的發(fā)達國家里，礦業(yè)和以礦產(chǎn)品為基本原料的工業(yè)，一般要占到整個工業(yè)生產(chǎn)總值的60%左右；進行生產(chǎn)所使用的動力，幾乎百分之百地取之于地球資源。
20世紀80年代，人類從地下采出石油的數(shù)量，較半個世紀前增長一百倍以上。砂石等非金屬材料也成為重要的資源被大量開采，它們一年產(chǎn)出的數(shù)量，無論就重量或體積均超過了其他工業(yè)礦物原料年產(chǎn)量的總和。
如此大量的開采，就使地質(zhì)學不僅要找出新的礦產(chǎn)資源以維持社會龐大需求，而且還要擔當起指導合理開發(fā)、保護礦產(chǎn)資源、防治環(huán)境惡化等重任。
現(xiàn)代建設(shè)的發(fā)展，使人口密集、建筑集中，許多工程規(guī)模巨大，這對地質(zhì)環(huán)境的依賴和對環(huán)境的影響超過人類史上的任何時期。在現(xiàn)代化的工程建設(shè)中，不僅要重視地質(zhì)作用引起的突發(fā)事件，還要注意它的長期影響，比如泥沙淤積、地面緩慢升降等。這些都是地質(zhì)學應該研究解決的問題。
在現(xiàn)代化的社會中，社會的生產(chǎn)和生活組成一個息息相關(guān)的整體，電力、煤氣、自來水的供應，一刻不可缺少，交通、電訊必須保持暢通，而地震破壞上述設(shè)施造成的后果，可以比地震本身直接造成的危害還要嚴重。不僅地震，其他如山崩、滑坡、泥石流、塌陷、地震海浪沖蝕等可能造成災害的地質(zhì)作用，都必須運用地質(zhì)學去認識和提出防治意見。同時，人們還須遵循地質(zhì)學的科學指導，避免因人類的活動而觸發(fā)災害，導致地質(zhì)環(huán)境的惡化。
因此，地質(zhì)學與人類的關(guān)系不僅僅在于資源的取用，還在于與人類生存和生活環(huán)境的諸多方面直接相關(guān)�，F(xiàn)在地質(zhì)學已成為人類社會所普遍需要的科學，參照地質(zhì)學知識制定礦產(chǎn)資源法、海洋法、水法、環(huán)境保護法等，就表現(xiàn)了這種密切的關(guān)系。
[編輯本段]發(fā)展趨勢
未來，地質(zhì)學能觀察和研究的范圍和領(lǐng)域?qū)⑷找鏀U大。在空間上，不但能通過直接或間接的方法逐步深入到巖石圈深部，而且對月球、太陽系部分行星及其衛(wèi)星的某些地質(zhì)特征，將有更多的了解。
數(shù)學、物理學、化學、生物學、天文學等其他學科的發(fā)展和向地質(zhì)學的進一步滲透，先進技術(shù)在地質(zhì)工作中的使用，同精細、深入的野外地質(zhì)工作相結(jié)合，會使人們有可能對更多的地質(zhì)現(xiàn)象和規(guī)律作出科學的解釋進行更深入和本質(zhì)性的研究。
實驗條件將進一步改進，如將實驗室中所能達到的溫度壓力提得更高，模擬更為復雜的多種可變因素的地質(zhì)作用，并把時間因素也納入模擬實驗之中。
地質(zhì)學理論不斷得到補充、修正，尤其是各大陸所提供的有關(guān)不同地質(zhì)歷史時期的新資料將在很大程度上檢驗、發(fā)展板塊構(gòu)造說，進而會產(chǎn)生一些新的理論和學說。
在地質(zhì)學的服務(wù)領(lǐng)域，一個重要方面是開發(fā)地球資源，其中有關(guān)礦產(chǎn)資源和新能源的研究，仍處于最重要的地位。同時，由于區(qū)域成礦研究的需要，將進一步加強區(qū)域地質(zhì)的綜合研究，并促進地層學、古生物學、沉積學、構(gòu)造地質(zhì)學、地質(zhì)年代學 ，以及區(qū)域巖漿活動研究、變質(zhì)地質(zhì)研究等向新的水平發(fā)展。
保障人類良好的生存環(huán)境、干旱半干旱地區(qū)和沼澤地區(qū)的水文地質(zhì)問題，以及工程地質(zhì)問題的研究將不斷擴大。環(huán)境地質(zhì)學，包括環(huán)境地質(zhì)調(diào)查研究，有關(guān)的微量測試技術(shù)和環(huán)境保護的地質(zhì)措施等的研究日趨重要。
總之，地質(zhì)學必須加強基礎(chǔ)研究，如礦物學、巖石學地層學、古生物學等具有奠基意義的學科的研究，以提高對各種地質(zhì)體、地質(zhì)現(xiàn)象及其形成、演化的認識。同時還要充分吸收和利用其他科學技術(shù)的新成果，包括社會科學的研究成果，以更全面、本質(zhì)地認識地球歷史和構(gòu)造，為科學的發(fā)展，為人類更合理、有效地開發(fā)和利用地球資源，維護生存環(huán)境，作出應有的貢獻。
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