地質(zhì)學(xué)(geology)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(shí)體系。
是研究地球及其演變的一門(mén)自然科學(xué)。 地球自形成以來(lái),經(jīng)歷了約46億年的演化過(guò)程,進(jìn)行過(guò)錯(cuò)綜復(fù)雜的物理、化學(xué)變化,同時(shí)雅丹地貌還受天文變化的影響,所以各個(gè)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(yīng)力。最晚在距今200~300萬(wàn)年前,開(kāi)始有人類(lèi)出現(xiàn)。人類(lèi)為了生存和發(fā)展,一直在努力適應(yīng)和改變周?chē)沫h(huán)境。利用堅(jiān)硬巖石作為用具和工具,從礦石中提取銅、鐵等金屬,對(duì)人類(lèi)社會(huì)的歷史產(chǎn)生過(guò)劃時(shí)代的影響。 隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展,人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地球的影響越來(lái)越大,地質(zhì)環(huán)境對(duì)人類(lèi)的制約作用也越來(lái)越明顯。如何合理有效的利用地球資源、維護(hù)人類(lèi)生存的環(huán)境,已成為當(dāng)今世界所共同關(guān)注的問(wèn)題。編輯本段發(fā)展回顧人類(lèi)對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象的觀察和描述有著悠久的歷史,但作為一門(mén)學(xué)科,地質(zhì)學(xué)成熟的較晚。地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象是龐大的地球及其悠遠(yuǎn)的歷史,這決定了這門(mén)學(xué)科具有特殊的復(fù)雜性。它是在不同學(xué)派、不同觀點(diǎn)的爭(zhēng)論中形成和發(fā)展起來(lái)的。地質(zhì)學(xué)的萌芽時(shí)期(遠(yuǎn)古~公元1450年) 人類(lèi)對(duì)巖石、礦物性質(zhì)的認(rèn)識(shí)可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)期。在中國(guó),銅礦的開(kāi)采在兩千多年前已達(dá)到可觀的規(guī)模;春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期成書(shū)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(lèi)對(duì)巖礦知識(shí)的最早總結(jié)。 在開(kāi)礦及與地震、火山、洪水等自然災(zāi)害的斗爭(zhēng)中,人們逐漸認(rèn)識(shí)到地質(zhì)作用,并進(jìn)行思辨、猜測(cè)性的解釋。我國(guó)古代的《詩(shī)經(jīng)》中就記載了“高岸為谷、深谷為陵”的關(guān)于地殼變動(dòng)的認(rèn)識(shí);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(shí)期發(fā)生的;在中世紀(jì)時(shí)期,沈括對(duì)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?zhuān)祆湟脖容^科學(xué)的揭示了化石的成因。地質(zhì)學(xué)奠基時(shí)期(公元1450~公元1750年) 以文藝復(fù)興為轉(zhuǎn)機(jī),人們對(duì)地球歷史開(kāi)始有了科學(xué)的解釋。意大利的達(dá)·芬奇、丹麥的斯泰諾、英國(guó)的伍德沃德、胡克等等,都對(duì)化石的成因作了論證。胡克還提出用化石來(lái)記述地球歷史;斯泰諾提出地層層序律;在巖石學(xué)、礦物學(xué)方面,李時(shí)珍在《本草綱目》中記載了200多種礦物、巖石和化石;德國(guó)的阿格里科拉對(duì)礦物、礦脈生成過(guò)程和水在成礦過(guò)程中的作用的研究,開(kāi)創(chuàng)了礦物學(xué)、礦床學(xué)的先河等等。地質(zhì)學(xué)形成時(shí)期(公元1750~公元1840年) 在英國(guó)工業(yè)革命、法國(guó)大革命和啟蒙思想的推動(dòng)和影響下,科學(xué)考察和探險(xiǎn)旅行在歐洲興起。旅行和探險(xiǎn)使得地殼成為直接研究的對(duì)象,使得人們對(duì)地球的研究從思辨性猜測(cè),轉(zhuǎn)變?yōu)橐砸巴庥^察為主。同時(shí),不同觀點(diǎn)、不同學(xué)派的爭(zhēng)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(zhēng)論在18世紀(jì)末變得尖銳起來(lái)。 德國(guó)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(duì)巖層作了系統(tǒng)的劃分。英國(guó)的赫頓提出要用自然過(guò)程來(lái)揭示地球的歷史,以及地質(zhì)過(guò)程“即看不到開(kāi)始的痕跡,也沒(méi)有結(jié)束的前景”的均變論思想。水火之爭(zhēng)促進(jìn)了地質(zhì)學(xué)從宇宙起源論、自然歷史和古老礦物學(xué)中分離出來(lái),并逐漸形成了一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科。在中國(guó),出現(xiàn)在17世紀(jì)的《徐霞客游記》也是對(duì)自然考察所獲得的超越時(shí)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(shí)代和地層系統(tǒng)基本建立起來(lái)。 而此時(shí)的礦物學(xué)沿著形態(tài)礦物學(xué)和礦物化學(xué)方向發(fā)展,美國(guó)丹納的《礦物學(xué)系統(tǒng)》標(biāo)志著經(jīng)典礦物學(xué)的成熟;1829年,英國(guó)的尼科爾發(fā)明了偏光顯微鏡,使得顯微巖石學(xué)的迅速發(fā)展成為可能;法國(guó)博蒙于1829年提出地球冷縮造山的收縮說(shuō),對(duì)近百年來(lái)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(xué)、地層學(xué),有關(guān)地殼物質(zhì)組成的巖石學(xué)、礦物學(xué),和有關(guān)地殼運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造地質(zhì)理論所組成的地質(zhì)學(xué)體系逐漸形成了。 19世紀(jì)上半葉,有關(guān)災(zāi)變論和均變論的爭(zhēng)論,對(duì)地質(zhì)學(xué)思想方法產(chǎn)生了歷史性的影響。居維葉是災(zāi)變論的主要代表,他提出地球歷史上發(fā)生過(guò)多次災(zāi)變?cè)斐缮餃缃^的觀點(diǎn)。英國(guó)的萊伊爾是均變論的主要代表,他堅(jiān)持“自然法則是始終一致”的觀點(diǎn),并提出以今論古的現(xiàn)實(shí)主義方法。在爭(zhēng)論中,地質(zhì)均變論逐漸成為百余年來(lái)地質(zhì)學(xué)及其研究方法的正統(tǒng)觀點(diǎn)。地質(zhì)學(xué)的發(fā)展時(shí)期(公元1840~公元1910年) 隨著工業(yè)化的發(fā)展,各工業(yè)國(guó)家都開(kāi)展了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作,是地質(zhì)學(xué)從區(qū)域地質(zhì)向全球構(gòu)造發(fā)展,并推動(dòng)了地質(zhì)學(xué)各分支學(xué)科的迅速建立和發(fā)展。 其中重要的有瑞士阿加西等人對(duì)冰川學(xué)的研究,以及英國(guó)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(xué)說(shuō),經(jīng)過(guò)美國(guó)的霍爾和丹納的努力最終確立起來(lái);法國(guó)的貝特朗提出造山旋回概念;奧格對(duì)地槽類(lèi)型的劃分使造山理論更加完善;奧地利的休斯和俄國(guó)的卡爾賓斯基則對(duì)地臺(tái)作了系統(tǒng)的研究;休斯的《地球的面貌》是19世紀(jì)地質(zhì)學(xué)研究的總結(jié),同時(shí)休斯用綜合分析的方法,從全球的角度研究地殼運(yùn)動(dòng)在時(shí)間和空間上的關(guān)系,預(yù)示了20世紀(jì)地質(zhì)學(xué)研究新時(shí)期的到來(lái)。我國(guó)地質(zhì)學(xué)家李四光現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)的發(fā)展(公元1910~) 進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái),社會(huì)和工業(yè)的發(fā)展,使得石油地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)和工程地質(zhì)學(xué)陸續(xù)形成獨(dú)立的分支學(xué)科。在地質(zhì)學(xué)各基礎(chǔ)學(xué)科穩(wěn)步發(fā)展的同時(shí),由于各分支學(xué)科的相互滲透,數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)與地質(zhì)學(xué)的結(jié)合,新技術(shù)方法的采用,導(dǎo)致了一系列邊緣學(xué)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(shí)驗(yàn)研究,為人們認(rèn)識(shí)地殼深處地質(zhì)過(guò)程提供了較為可靠的依據(jù)。所有這些都促進(jìn)了地質(zhì)學(xué)研究從定性到定量的過(guò)渡,并向微觀和宏觀兩個(gè)方向發(fā)展。 20世紀(jì)50~60年代,全球范圍大規(guī)模的考察和探測(cè),使地質(zhì)學(xué)研究從淺部轉(zhuǎn)向深部,從大陸轉(zhuǎn)向海洋,海洋地質(zhì)學(xué)有了迅速發(fā)展。同時(shí)古地磁學(xué)、地?zé)釋W(xué)、重力測(cè)量都有重大進(jìn)展,為新的全球構(gòu)造理論的產(chǎn)生提供了科學(xué)依據(jù)。在這個(gè)基礎(chǔ)上,德國(guó)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(shuō)得以復(fù)活。 20世紀(jì)60年代初,美國(guó)的赫斯、迪茨提出的海底擴(kuò)展理論較好地說(shuō)明了漂移的機(jī)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(guó)的摩根、法國(guó)的勒皮雄等提出板塊構(gòu)造說(shuō),用以說(shuō)明全球構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的基本理論,它標(biāo)志著新地球觀的形成,使現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)研究進(jìn)入一個(gè)新階段