地质学(Geology)是以地球为研究对象的一门自然科学,是自然科学基础学科地球科学的重要组成部分。地质学主要研究地球的物质组成、结构特征、外部特征、各圈层间的相互作用、地球演变历史,用来正确的认识地球和地球的发展历史,并形成理论基础来指导人类合理的开发地球资源改善生存环境。

本页面主要目录有关于地质学的:研究对象、研究目的、学科划分、发展阶段、研究特点和研究方法、地质学史上的主要理论、地质学发展趋势等介绍

中文名

地质学

英文名

geology

提出时间

1779~1796

相关人物

Charles Lyell(查尔斯·莱伊尔)、Nicolaus Steno(尼古拉斯·斯丹诺)、James Hutton(詹姆斯·赫顿)、李四光、彭善池

相关著作

《地质学原理》《中国地质学》

研究对象

地球物质组成、结构构造、外部特征、各圈层间的相互作用、地球演变历史

运用领域

矿业研究发展、生物学、物理学、化学、天文学、自然地理学

简介

地质学是出现最早的自然科学分支学科之一,最初是以地理学的形式发展,1779~1796年,瑞士地质学家奥拉斯-贝内迪克特·德索叙尔(Horace-Bénédict de Saussure)发表了《阿尔卑斯旅行》一书首次使用了“地质学一词”,在18世纪中叶开始,地质学逐渐成为一门专门的学科发展起来。

地质学是地球科学系统中的一门综合性和应用性很强的基础学科,根据研究对象和特点,地质学又分为岩石学、矿物学、地层学、古生物学、古地理学、古地磁学、地质年代学、动力地质学、工程地质学、环境地质学等相关学科,随着近代科学的发展地质学衍生出如海洋地质学、地震地质学、板块地质学、天体地质学等新兴分支学科,并在人类认识的发展下不断扩大和丰富着地质学的研究范畴和内容。

研究对象

地质学以地球为研究对象,研究其物质组成、结构构造、外部特征、各圈层间的相互作用、地球演变历史。受现阶段观察和研究条件的限制,主要以地球表层为研究对象,包括岩石圈、水圈、大气圈、生物圈、岩石圈以下的部分和某些地外物质。

研究目的

理论研究目的

正确认识地球和地球的发展历史。

实践研究目的

在正确认识地球的基础上,形成理论基础,指导人类寻找并合理开发利用矿产、地下水、油气等资源与能源,查明与防止地质灾害,改善人类生存的地质环境。

学科划分

研究内容和性质

主要科目

地壳物质组成、分类、成因及转化规律

结晶学、矿物学、岩石学等

地壳运动、地质作用、地质构造及成因

动力地质学、构造地质学、地震地质学、大地构造学等

地壳的发展历史、生物及古地理演化规律

地质年代学、古生物学、地层学、地史学、第四纪地质学、区域地质学、古地理学、古气候学等

应用学科

资源

矿床地质学、找矿勘探地质学、水文地质学、旅游地质学等

能源

煤田地质学、石油地质学、天然气地质学、放射性矿产地质学、地热学、非常规能源学等

环境、生活、灾害防护

工程地质学、环境地质学、灾害地质学等

新兴分支

同位素地质学、海洋地质学、天文地质学、核子地质学、地震地质学、板块构造学、深部地质学等

参考资料:

发展阶段

地质学来源于人类生活和生产实践中逐步对地球的物质组成、结构及其发展演化、生物界的演变、地壳和岩石圈的运动规律进行探索所得出的认知, 得出的对岩石、矿物的认知。18世纪以来,对地球的研究逐渐形成了一门系统化的学科—地质学。地质学的形成标志着近代地球科学的开端。

世界地质学发展史

萌芽(远古时期~1450)

这一时期的地质学主要以直观的认识与猜测性的解释为主要特征,是对地质现象在生活生产中的归纳和总结所得出的基础性结论。如矿物的识别与运用;中国最早青铜器的发展与冶炼;中国《山海经》记述了各地区的自然环境以及某些矿物和岩石的名称、矿产产地;亚里士多德的宇宙论;斯特拉波的《地理学》;比鲁尼的《识别贵重矿物的资料汇编》等都是对地学认知的应用与总结。

奠基(1450~1750)

文艺复兴运动是科学与文化发展的转折点,这一时期的地质矿产知识不断累积,地球历史开始有系统性科学性的解释。

  • 1500年,意大利博学者列奥纳多·达·芬奇(Leonardo da Vinci)在《地球与海洋》中记述了海陆变迁、山脉形成,特别是对生物化石及其成因做了科学的解释。

  • 1556年,德国学者格奥尔格·阿格里科拉(Georgius Agricola)发布《论金属》,记录了对矿物、矿脉生成过程和对水在成矿中作用的研究。

  • 1669年,丹麦解剖学和地质学先驱尼古拉斯·斯丹诺(Nicolaus Steno)提出地层层序律,指出年代较新的地层叠覆盖在较老地层之上。

  • 1695年,英国博物学家、古物学家和地质学家约翰·伍德沃德(John Woodward)发表了《地球自然历史试探》一篇关于地球和陆地物体,尤其是矿物等的自然历史的论文,他以传说的摩西洪水说为依据论证了水成作用,认为海生物体按照比重堆积在地层里 。

  • 1705年,英国自然科学家、发明家罗伯特·胡克(Robert Hooke)出版的《胡克医生的遗著》中,载有编者称写于1688年的一篇《地震论》,并对化石成因做了论证。

  • 1721年,意大利医学科学家、医师和博物学家安东尼奥·瓦利斯内里(Antonio·Vallisneri)发表《De ' corpo marini, che su' monti si trova》,试作了意大利海相沉积物的叙述、地理范围和生物遗迹。

  • 1740年,安东·拉扎罗·莫罗(意大利)发表著作《论在山中找到海生物体》(On the Marine Bodies which are found in the Mountains),他用阿尔卑斯等山脉断层和底层位移来证明大陆受地下运动的影响而隆起,反对约翰·伍德沃德的水成说,他认为地质变化的原因在于地球内部熔岩的运动,火山喷发后将生物遗骸包裹堆积成了新的岩层,高山上发现的海洋生物化石并不是洪水造成的,而是火山作用的结果。

形成(1750~1840)

英国工业革命、法国大革命和启蒙思想的推动使得科学考察和探险旅行在欧洲星期,对地球的认识从思辨性猜测转变为实证性研究。在此期间成成了不同的观点学派,如水成论和火成论的争辩,在争辩论证中逐渐形成了地层划分的原则和方法,基本建立了地质时代和地层系统,古生物学、地层学、岩石学、矿物学也随之发展,形成了最初的地质学体系。

  • 1759年,意大利博物学家、岩石和火山学者乔瓦尼·阿杜诺(Giovanni Arduino)出版《Giornale de' Criselini》将岩石分为第一纪原始岩石(很少或没有分层,没有化石)、第二纪次生岩石(分层的、含化石的)和第三纪岩石(松散的或软的沙子、粘土等)。

  • 1787年,德国地质学家亚伯拉罕·戈特洛布·维尔纳 (Abraham Gottlob Werner)出版《岩层的简明分类和描述》,该论著根据萨克逊地区的地质对岩层做了系统划分,他提出所有岩石都是在水中沉积而成,从而创立了水成学派,成为水成论的代表人物。

  • 1788年,苏格兰地质学家、医生、博物学家、化学家詹姆斯·赫顿(James Hutton)发表论文《地球的学说》(Theory of the Earth),表达了詹姆斯·赫顿反对“水成论”观点,认为火和水两者都对地壳地层系统的形成起重要作用。 在后来时间对该论文进行扩充整理,于1795年出版《地球的理论及其证据和解说》一书,论证了“火成论”的论点,成为“火成论”的代表人物。在詹姆斯·赫顿去世之后,好友约翰·普莱费尔(John Playfair)按其观点写成《赫顿理论的解说》于1802年出版,书中阐述了赫顿均变论思想,为现代地质学的产生奠定了基础,詹姆斯·赫顿也被称之为为“现代地质学之父”。

  • 法国动物学家、比较解剖学家和古生物学家乔治·居维叶(Georges Cuvier)在其出版的《四足动物骨骼化石研究》 (1812) 、《巴黎盆地附近的地质》 (1811)、《论地球表面的突变》 (1825)等著作中阐述了巴黎盆地的地质法语史,确定了该地区白垩纪、第三纪地层层序,推断了其古地理环境,成为“灾变论”的代表人物。

  • 1829年,英国地质学家、地质学的奠基人查尔斯·莱伊尔(Charles Lyell)发表出版了《地质学原理》,并用40年的时间,不断地以新资料和研究成果修订该著作,查尔斯·莱伊尔认为地球的变化是各种外力长期、缓慢作用的结果,地质作用具有一致性、均一性,系统地论述了渐进论的基本思想,形成“均变论”,“均变论”表明了地质科学的基本思想和方法论的确立,标志着经典地质学体系的成熟。

  • 英国地质学家威廉·史密斯 (William Smith )提出生物地层学概念,并根据沉积岩层中的生物化石来确定地层顺序,被誉为“英国地质学之父”。

快速发展(1840~1910)

工业化的进程开启了地质学从区域地质向全球构造发展的历程,推动了地质学分支科学的建立,形成了矿物学、地层古生物学、岩石学、构造地质学、矿床学、大地构造学等基础学科。诸如地壳均衡理论、地槽学说、造山旋回概念等新的地质构造理论也在这一时间形成,为全球构造理论研究奠定了基础。

  • 瑞士生物学家和地质学家让·路易斯·鲁道夫·阿加西(Jean Louis Rodolphe Agassiz)致力于冰川学的研究,于1840年在阿尔卑斯山的阿尔冰川旁建立世界上第一个冰川研究站,并提出冰期学说,著有《冰川研究》《冰川体系》,为冰川学奠定了基础。

  • 英国大地测量学家约翰·亨利·普拉特(John Henry Pratt)于1854年在喜马拉雅山的印度一侧进行大地测量提出假设,指出在地壳内部某一深度上存在一个压力相同的均衡面,在均衡面上的每个单位横截面的直立方体质量相等,山越高则柱体密度越小,海越深则柱体密度越大。美国大地测量学家约翰·菲尔莫尔·海福特(John Fillmore Hayford)对普拉特的理论进行完善形成了普拉特-海福特均衡理论。

  • 英国数学家、天文学家乔治·比德尔·艾里(George Biddell Airy)于1855年提出艾里假设,艾里认为地壳浮在黏性熔岩之上,地形高度是由地壳厚度变化造成的,山脉越高底部插入岩浆的深度越大。芬兰大地测量学家维科·亚历山大·海斯卡涅(Veikko Aleksanteri Heiskanen)对艾里的理论进行完善形成了艾里-海斯卡涅均衡理论。

  • 美国地质学家、古生物学家詹姆斯·霍尔( James Hall )在1857年所著的《北美大陆的地质历史》中,以阿巴拉契亚山脉为例,首次提出了在大陆边缘地壳下开始时接受沉积,继而转化为造山带的论点。美国地质学家詹姆斯·德怀特·丹纳 (James Dwight Dana)在此论点基础上将其发展成为了“地槽学说”。

  • 英国博物学家、地质学家和生物学家查尔斯·罗伯特·达尔文(Charles Robert Darwin)在1859 年出版了《物种起源》(On the Origin of Species),其对生物进化机制的诠释成为现代进化思想的基础,在生物进化论思想的指导下,科学家对地层进行了系统性的研究,1879 年确认了早古生界地层系统,1874 年和 1893 年分别提出太古界、元古界。

  • 1887年法国地质学家马塞尔·亚历山大·贝特朗(Marcel Alexandre Bertrand)提出造山旋回概念,他将地壳的演化阶段划分为休伦旋回、加里东旋回、海西旋回及阿尔卑斯旋回等4个褶皱旋回,造山旋回概念也成为现代地质学的基本概念之一。

  • 法国地质学家和古生物学家古斯塔夫·埃米尔·奥格( Gustave Émile Haug)发展了地槽学说,将地槽和大陆区(陆台)明确区分开,其编著的《地质学教程》成为地史学的经典教科书。

  • 德国地质学家汉斯·威廉·施蒂勒( Hans Wilhelm Stille)提出研究地质历史的地质构造划分法,以不整合的定时性作为造山事件的证据。他将地槽类型进行划分,使造山理论更加完善。他将地壳分为活动带与稳定陆块,把大洋边缘的活动带称为正地槽、稳定陆块称为克拉通;正地槽又分为优地槽和冒地槽,克拉通的沉积带称为准地槽等。

  • 奥地利地质学家爱德华·修斯(Eduard Suess)认为连接今日印度-非洲与欧洲之间的山链原为海洋,阿尔卑斯山曾经位于海洋底部,于1893年将其命名为特提斯洋(古地中海);他首次提出稳定陆块的概念,并划分出五大古陆:劳亚古陆、芬兰-斯堪的纳维亚古陆(波罗的地盾)、安加拉古陆、冈瓦纳古陆及南极古陆,并将其写进了在1883-1909年期间出版了《地球的面貌》(Das Antlitz der Erde)一书,该书总结了19世纪地质学的研究,讨论了关于岩石圈结构和演化的理论,许多常见的术语和概念仍在构造学中使用。

辐射发展(1910~1970)

分支学科辐射发展

科学技术的发展使得地质学的分支学科成辐射式发展,在基础学科稳步发展的同时,新技术方法的采用和数学、物理化学等基础学科与地质学的结合导致了一系列边缘学科的出现。石油地质学、水文地质学、工程地质学等应用学科陆续成为独立的分支学科,同时出现了地球物理学、地球化学等新兴交叉学科。

  • 挪威地球化学家维克多·戈尔德施密特(Victor Moritz Goldschmidt)1923~ 1938出版《元素的地球化学分布规则1~9》将晶体化学原理和方法应用于地球化学研究,探讨化学元素在地球中分布的控制规律,提出了元素地球化学分类,推动地球化学学科的发展 。苏联矿物学及地质化学家弗拉基米尔·伊万诺维奇·维尔纳茨基(Влади́мир Ива́нович Верна́дский)与亚历山大·叶夫根耶维奇·费斯曼(Александр Евгеньевич Ферсман)共同创立了苏俄地球化学学派。

  • 英国地质学家亚瑟·霍姆斯(Arthur Holmes)最早使用矿物的放射性测年法,最早提出绝对地质年代表并将地球年龄测定为45.5亿年。 霍姆斯于1947 年首先建立显生宙地质时代表,经过多次修订,最后形成 1989 年的国际地质科学联合会颁布的全球地层表。

研究方向辐射发展

20世纪五六十年代全球开启了大规模的考察和探测,空间探测、航空航天遥感、大陆和海洋的深钻技术、地震层析成像技术、深潜技术以及南北极考察站的设立等新技术的广泛运用,使得地质学研究从浅部转向深部,促进了海洋地质学的迅速发展,同时古地磁学、地热学、重力测量等分支学科也都有重大进展,为新的全球构造理论的产生提供科学依据。

  • 德国地质学家阿尔弗雷德·洛塔尔·魏格纳(Alfred Lothar Wegener)发现大西洋两岸大陆轮廓的凹凸极其吻合,从古生物化石、古气候、地层构造等方面找到了一些两岸相同或相吻合的证据,并用实验证明了其提出的用深海中的陆坡边缘进行大陆拟合复原的思路,于1912年提出于传统海陆固定论相悖的“大陆漂移说”。

  • 美国地质学家哈里·哈蒙德·赫斯(Harry Hammond Hess)与罗伯特·辛克莱·迪茨(Robert Sinclair Dietz)一起进行了有关海底扩张的开创性研究,提出了著名的“海底扩张学说”,较好的说明了大陆漂移的机制,成为板块构造论发展的理论基础。

  • 英国剑桥大学地球物理学教授丹·麦肯齐(Dan Peter McKenzie)、美国地球物理学家和数学家罗伯特·拉迪斯拉夫·帕克(Robert Ladislav Parker)、美国地球物理学家威廉·杰森·摩根(William Jason Morgan)和法国地球物理学家泽维尔·勒比尚(Xavier Le Pichon)等人在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上提出“板块构造学说”,用以说明全球构造运动的基本原因和运动模式。

  • 加拿大地球物理学家和地质学家约翰·图佐·威尔逊(John Tuzo Wilson)在研究大西洋关闭模式时发现,在北美和欧洲之间存在一条早古生代的生物古地理界线并将其解释为此处曾存在一个原大西洋,该大洋在晚古生代关闭、晚中生代再度打开。威尔逊发现在该界线附近存在构造变形,并以此提出了一个以大洋盆地演化为主线的大地构造模型,即威尔逊旋回,成为板块构造的重要基础理论之一。

现代科学化地质学(1970~至今)

现代地球科学的的不断发展,全球化进程不断地淘,学科之间的交叉渗透,地质资料的不断积累等等使得地质学走向更全面的发展。其发展领域已不再局限于地表空间,岩石圈深部、对月球、木星、土星等行星的探索也进一步加深了对地球系统的认知。全球构造理论的不断完善树立了全新的地球观,地球系统科学将地球看成一个由地核、地幔、岩石圈、水圈、大气圈、生物圈和行星系统等组成的整体来不断演化,认知水平的发展也将地质学的发展趋势由“资源开发型”逐渐拓展为“环境保护型”。全球一体化进程的加剧推动了大量多学科、全球化的研究计划,如深海钻探计划(Deep Sea Drilling Program;DSDP,1968~1983)、国际大洋钻探计划 (Ocean Drilling Program;ODP,1985~2003)、综合大洋钻探计划 (lnteqrated Ocean Driling Program; ODP,2003~2013)、国际大洋发现计划(International Ocean Discovery Plan;IODP,2013 - 2023) ;国际地质对比计划(International Geological Correlation Programme;IGCP,1973~);国际地圈-生物圈计划(International Grosphere-Biosphere Programme;IGCP,1991~)等皆为国际合作的研究计划。

中国地质学发展史

萌芽(远古时期~1840):传统地理学

先秦时期

早在石器时代,人们已经在生产活动中逐步了解了岩石、矿物的某些特性,并利用岩矿的硬度来制造石器,中国的蓝田人、北京人所用石器大都由硬度较大的石英质矿物和岩石制成。而石器的制造是人类最初认识和利用自然物质的开始,被称之为地质学发展的开端。随着社会生产力的不断发展,铜器时代、铁器时代相继出现,青铜业、冶铁业的发达均说明了人类对岩石和矿物的认知达到了一定的认识。继而也生成了大量对自然界的认知而形成的理论、观点和学说,如《周易》形成的“阴阳说”、《尚书·洪范》中记载的“五行说”、老子以“道”为核心的“宇宙演化说”等。

秦汉魏晋南北朝时期

随着封建制王朝的建立,中央集权统治得到推行,社会进入稳定发展时期。人们开始开发和利用煤、石油及天然气和盐,西汉初年已开始用煤作为炼铁的燃料;天然气井在古代称为火井,最早见于《汉书·郊祀志》中“祠天封苑火井于鸿门”,汉代杨雄的《蜀都赋》中记述四川人民开凿天然气井并用来煎煮井盐。魏晋南北朝时期的分裂割据则造成了地方志的大量涌现,同时出现了很多区域和要素系统的地理著作,如《吴越春秋》《华阳国志》《水经注》等。

隋唐五代宋元

社会生产力的提高使各类地方志等地志类书籍呈现繁荣状态,其种类更为繁多,内容更加丰富。相应的本草类、石谱类、水利类文献也有相应发展,元朝的统一横跨了欧亚地区,打开了东西方交流的通道,许多记载国外情况的游记类地学文献也大为增加。如《大唐西域记》《括地志》等。

明清时期

相对稳定的政治局面有利于生产力的发展和社会进步,政府推进的奖励开荒、减轻赋税的一系列政策有助于农业、手工业和科学技术的发展,社会分工更为细致,科学技术的发展也使得采矿业更加繁荣,出现了许多官修总志和地方志,形成了许多传统地理性的总结书籍,如本草类文献《本草纲目》、山川类文献《徐霞客游记》《天下郡国利病书》及石谱类文献的完善化。

孕育(1840~1912)

1840年鸦片战争以后,中国清朝政府开启了西学东渐的路程,洋务运动一边兴办新式的学校,培养掌握新技术的人才;一边向国外派遣留学生,学习西方先进的科学技术知识。同时在地方上设立了多个翻译机构,来翻译出版西方科技之作,如将美国地质学家詹姆斯·德怀特·丹纳 (James Dwight Dana)编著的《矿物学手册》编译成《金石识别》、将查尔斯·莱伊尔的《地质学原理》编译成《地学浅释》。在此期间,诸多学者也来到中国来进行了最早的地质周查和勘测工作,他们对中国地质学的发展也起到了积极的推动作用,如德国地质学家费迪南·冯·李希霍芬(Ferdinand von Richthofen)于19世纪60年代~70年代先后7次考察中国地质地理并1875年出版《中国》一书。

奠基(1912~1949)

1912年中华民国临时政府实业部矿物司设立地质科,科长章鸿钊,这是中国政府机构中第一次出现“地质”一词。

1922 年1月 27 日中国地质学会的成立标志着中国地质科学发展的一个里程碑。

中华人民共和国成立之前,从事地质调查及研究的全国性机构主要有3个,分别是中央地质调查所、中央研究院地质研究所和矿产测勘处。除中央上设立了地质研究的专门单位之外,地方上也相继设立了地方地质研究所,如河南省地质调查所、湖南省地质调查所、两广地质调查所、江西省地质调查所、四川省地质调查所、贵州省地质调查所、云南省地质调查所、浙江省矿产调查所、福建省地质土壤调查所、新疆省地质调查所、中国台湾省地质调查所等,各地区的学校也相继开展地质学科,为中国地质工作和地质学科的发展提供相应的科技人才。

中央地质调查所

中央地质调查所是中国成立的首个地质机构,集结和培育了许多学有成就的地质学家,如丁文江、翁文灏、黄汲清、尹赞勋、李春昱、章鸿钊、叶良辅、谢家荣、杨钟健、赵亚曾、葛利普、孙云铸、杨钟健、裴文中等科研人员,中央地质调查所曾下设北平分所和西北分所两个分所,下设古生物学研究室、新生代研究室、沁园燃料研究室、地震研究室四个研究室,并设有图书馆、地质矿产陈列馆。主要开展测绘地质图、矿产调查、矿物矿石研究、古生物研究、地震记测、燃料研究、土壤调查的工作,出版了《中国古生物志》《地质汇报》《地质专报》《地震专报》《土壤专报》等书刊,对中国地质工作、地质研究、地质人才的培养与团结起到了中坚作用。

中央研究院地质研究所

中央研究院地质研究所成立于1928年1月,是中央研究院成立之初设立的四个研究单位之一,所长李四光。地质研究所的工作主要以地质理论研究工作为主,其构造地质(地质力学)、第四纪冰川、古生物研究等诸项成绩突出,出版了《中央研究院地质研究所集刊》《中央研究院地质研究所西文集刊》《中央研究院地质研究所专刊》《中央研究院地质研究所丛刊》《龙潭地质指南》《庐山地质图》《费氏旋转台工作方法》《扭秤工作方法》等书刊。

矿产测勘处

矿产测勘处成立于1940年,1950年宣告结束,处长谢家荣。主要任务为举办区域地质调查,勘定矿产分布概况;搜集有关矿产地质之一切资料,加以整理,以供参考。矿产测勘处在成立的10年内完成了云南东部及西康南部的地质图,初步奠定了研究滇康地质基础;详测了贵州及昆明的铝土矿,探测了威宁水城的煤田和铁矿。出版物以《矿测近讯》为主,以及《临时报告》《经济地质丛刊》和《年报》。

经过30多年的探索和发展,中国的地层学、古生物学、构造地质学和大地构造学已有了相当扎实的基础;区域地质学取得了重要进展;矿床学(含化石能源)初步奠基并有白云鄂博铁矿、滞校花铁矿、昆阳磷矿、黔贵钥土矿和淮南煤出等重大发现;矿物学和岩石学出现了一些重要论著;地球化学、水文地质学和工程地质学等开始萌芽。

发展(1949~1978)

中华人民共和国成立后至1978年,发展地质工作上升为“国家经济建设的重要事业”。为恢复国民经济和大规模经济建设的需要,地质人才培养、地质研究机构和队伍的组建,为地质科学的发展奠定了基础。

1949年中华人民共和国成立了中国科学院,作为中国自然科学最高学术机构、科学技术最高咨询机构、自然科学与高技术综合研究发展中心。1950年8月,中华全国自然科学工作者代表会议在北京召开并成立了中华全国自然科学专门学会联合会和中华全国科学技术普及协会,简称全国科联和全国科普,选举地质学家李四光和林学家梁希为两个组织的主席,吴玉章同志担任两个团体的名誉主席,初步建立了科技领导体制。

为全面推动地质科技进步,中国地质学会定期举办年会和学术活动。1951年10月,召开第一次全国地质会议;1954年2月,召开第一次全国会员代表大会;1957年1月,《地质论评》复刊;1958年9月,学会联合地质部、冶金部和中科院共同召开第一次全国矿产会议。

1952年,设立地质部,任命李四光为部长。

这段时期中国地质学科研究形成了由地质勘察队伍的科技力量、专门的地质学科研究机构和地质类院校科技力量组成的地质科学研究主体团队,分布在地质部、中国科学院、冶金部、煤炭部、石油部、化工部、建材部、轻工部和国防科委下属的核工业部门等的中央直属部门,形成了以服务于行业、产业的需要而建立和配置的地质科学技术研究体系和布局。构建了基础地质调查、矿产地质、水文地质、工程地质、环境地质勘查、地球物理、地球化学、遥感地质勘查、探矿工程技术与装备、岩矿测试、地质经济与管理、地质信息系统等行业体系,形成了不同风格和不同学术思想的大地构造学派,如李四光的地质力学学说、黄汲清的多旋回构造学说、张文佑的断块学说、张伯声的波浪镶嵌构造说等。

拓展与深化(1978~至今)

改革开放以后,地质教育得到恢复和发展。全国统一高考的恢复,使高等地质教育在培育地学类专业人才提供了发展路径。地质学刊的恢复也使学术交流增加起来,逐渐发展形成以《地质学报》《地质论评》《中国地质》《地球物理学报》《古生物学报》《地质科学》《古脊椎动物与古人类》《中国科学》《科学通报》为主流学术,以《地球科学》《矿床地质》、《地球化学》《矿物学报》《岩石学报》《岩石矿物学杂志》《地层学杂志》《沉积学报》《水文地质工程地质》《工程地质学报》《大地构造与成矿》《石油与天然气地质》《石油实验地质》《地震学报》为专业性期刊的学科学术交流的平台。国内外学术交流是繁荣学术、促进科技水平的提高和学科发展的重要途径,这一时期地质科学学科领城的学术交流活动多而广,方式多样。中国地质学会、中国古生物学会、中国地球物理学会、中国矿物岩石地球化学学会和中国地震学会每年都举办学术会议,为国内地质、地球物理、地球化学工作者提供相互交流的机会。同时参加国际上主流的学术活动,如国际地质对比计划(IGCP)项目、积极参加历届国际地质大会、参加地科联地质委员会的各个分会及各种学术会议和国际合作项目,进行学术交流活动共同促进地质学学科的发展。

至1978年前中国地质学基础分支学科古生物学、地层学、构造地质学(含大地构造学)、岩石学、矿物学等已经较为成熟,分支学科水文地质学、工程地质学、岩溶地质学、沉积学、地球化学、前寒武纪地质学、第四纪地质学、石油与天然气地质学、煤地质学、古地理学等也都得到一定程度的发展。改革开放恢复发展以来,地质学各分支学科之间的研究不断深入,学科间的交叉碰撞,使得原有分支学科不断深化,新的分支学科相继涌现,出现了如勘探地球物理学、勘查地球化学、海洋地质学、数学地质学、遥感地质学、地震地质学、有机地球化学、古地理学、陨石学、天体地质学、天文地质学、古地磁学、古海洋学、环境地质学、农业地质学、城市地质学、地质勘探和探矿工程学、灾害地质学等一系列新型学科。

研究特点和研究方法

研究特点

研究对象的时间性和空间性

地质学以地球为主要研究对象,其时间跨度为地球形成至今46亿年的时间,空间性遍布整个地球,不同时间和地点发生的事件,都有可能对地球的状态发生重大变化。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、深入的找出丢球的发展规律。

地质现象多因素相互制约的复杂性

地球是充满了各种矛盾和相互作用的复杂整体,不论是岩石矿物的形成还是生命的发展演化,都不是单一的物理或化学过程。

实践和理论的互相结合

地质学是一门从实践中而来又服务于实践的科学,只有大量的野外调查研究获得实际资料,不断地对比归纳才能形成理论基础来指导实践生产。人类科技水平的不断进步,对各种岩石矿物特性的了解,正式将大量的实践经验运用到理论科技中去来不断地促进地质学和科学技术的发展。

研究方法

  1. 野外调查认识事物的客观规律,获得大量的实际资料,了解地区地质构造和矿产分布。

  2. 对采集的样品进行实验、分析和鉴定,获得各种数据参数,了解事物形成的原因和发展规律。

  3. 历史比较法,查尔斯·莱伊尔(Charles Lyell)认为地球上的地质记录都是地壳历史发展的产物,根据现在的地质过程和方式可以推断过去的地质过程和方式,从而恢复地质时代的历史。现代地质学接受查尔斯·莱伊尔理论的合理部分,也认识到地球发展有阶段性和不可逆性的特点,每个阶段都呈现不同的特点,对地球历史的研究根据具体情况,用历史的、辩证的、综合的思想指导来得出正确的结论。

地质学史上的主要理论

理论名称

主要观点

代表人物

代表著作

参考资料

水成论

地质变化的原因是水的作用,所有的岩石都是水成岩

亚伯拉罕·戈特洛布·维尔纳

《岩层的简明分类和描述》

火成论

地质变化的原因是火山的作用,所有的岩石都是火成岩

詹姆斯·赫顿

《地球理论》

灾变论

地球历史上发生过多次巨大的灾变事件,每经一次灾变,原有生物被毁灭,新的则被创造出来

乔治·居维叶

《地球表面灾变论》

均变论

生物演化是一个长期、平稳、缓慢的渐变过程,漫长的时间足以使微小的渐变逐渐积累,产生惊人的效果,而化石记录中出现的明显变化和突变现象则是由地层缺失造成的

詹姆斯·赫顿

查尔斯·罗伯特·达尔文

查尔斯·莱伊尔

《物种起源》

《地质学原理》

新灾变论

宇宙和地球的演化过程中发生过一系列突发性的灾难性事件释放的巨大能量导致地球上的生物大规模集群绝灭。新灾变论强调了宇宙和地外因素,摒弃了神学色彩

奥托·辛德沃尔夫

《古生物学基本问题》

固定论

主张大陆自形成以来,其位置不变,从未经过水平运移,形成地槽-地台说

詹姆斯·霍尔

詹姆斯·德怀特·丹纳

《北美大陆地质历史》

活动论

主张在地壳历史演变过程中,大陆在地球表面上的位置发生过比较显著的水平移动

阿尔弗雷德·洛塔尔·魏格纳

《全球板块运动模式》

地壳均衡理论

地壳漂浮平衡于液态底层之上,固体地壳各处密度不同,如隆起的山脉部分密度小、下陷的海盆部分密度大,地形起伏不平,但它和液态底层的界面——均衡补偿面是水平的

约翰·亨利·普拉特

——

大陆漂移学说

全球的陆地在古生代时是彼此相连的一个整体,后来由于受到力的作用,不断分离并漂移形成现在海陆分布

阿尔弗雷德·洛塔尔·魏格纳

《大陆和海洋的形成》

海底扩张学说

大陆漂移说的进一步发展,认为地地幔物质在大洋中脊上涌,在洋中脊顶部产生新的洋壳,以后继续上涌的岩浆又把原先生成的洋壳以每年几厘米的速度推向两侧,使海底不断更新和扩张

哈里·哈蒙德·赫斯、罗伯特·辛克莱·迪茨

《大洋盆地的历史》

板块构造学说

认为地球上的岩石圈分成不同的板块在软流层上做水平运动,提出了六大板块划分与三种板块边界类型

丹尼尔·麦肯齐(Dan Peter McKenzie)、罗伯特·拉迪斯拉夫·帕克(Robert Ladislav Parker)、威廉·杰森·摩根(William Jason Morgan)

《板块构造概论》

地质力学

用力学的观点研究地质构造现象,研究地壳各部分构造形变的分布及其发生、发展过程,用来揭示不同构造形变间的内在联系

李四光

《地质力学概论》

多旋回构造运动

以地槽地台说为基础,认为地槽系的发生、发展到结束,要经历若干个构造旋回(即多旋回)逐步转化成褶皱系

黄汲清

《中国主要地质构造单位》

波浪状镶嵌构造

地壳是由不同级别的构造带组成的,地壳由大小不同的地壳块体和活动带组成,称为地壳的镶嵌构造。构造带或结构面和夹在它们之间的地块相间分布,在地貌上呈现波状起伏,形成地壳波浪。地壳几个系统的、从宏观到微观级级相套的地壳波浪状构造的交织与叠加,形成了形成的地壳构造为波浪状镶嵌构造

张伯声

《中国地壳的波浪状镶嵌构造》

断块构造学说

岩石圈固结之后,断裂活动占据主导地位。岩石圈中不同深度的断裂及层间滑动断裂切割形成的块体称为断块,各块体之间在物质组成、构造滑动性和地质演化诸方面均有明显的差异

张文佑

《中国大地构造纲要》

地洼学说

地壳演化中,稳定区和活动区可以互相转化,大陆地壳的发展阶段为地槽-地台-地洼,地洼阶段是重要的成矿阶段

陈国达

《地洼区(活化区)一大陆地壳第三构造单元》

地质学发展趋势

地质学是地质科学所有学科的基础,贯穿于地球科学研究的全过程,渗透地球科学领域、学科的方方面面。21世纪以来,地质学研究领域的不断扩展,新兴分支学科不断兴起,服务功能不断增强,科技引领地质工作的作用越来越明显,使得地质学逐步从传统地质学向现代地球系统科学转变,向“大地质”“大地学”等方向转变,形成了地球物理学、环境地质学、岩石学和地球化学四个地质学体系的流行学科。

地质学的转型与体系发展

从地质学国际发展动态与趋势来看,地质学体系已经从资源开发型向环境保护型转变,逐渐形成了以第四纪地质学(全球变化)、古生物学、地层学、构造地质学、地球物理学和岩石学为先导,以空间和海洋科学为竞争领域,以众多传统地质学科为知识基础,以一系列高新技术为支撑的现代地质学学科体系。

以科技为导向,促进合作发展

地球物理探测技术、星载遥感技术、大洋钻探技术和空间探测技术的进步推动了20世纪90年代大陆动力学的问世,深空探测技术的更新使地质学不再局限于地球内部,而是走向更广阔的宇宙中去。新一代地球物理、地球化学和遥感技术的发展,加速了各主要国家区域地质调查及其工作内容的变化,地质学研究的精度和深度也随着多学科、多国家的合作不断上升,国际合作计划项目的推进,体现了地质学全球宏观研究的重要性,不论是地球历史、古环境、古气候、古生物的演化还是针对地震、风暴(热带气旋、飓风、龙卷风、台风)、海啸、洪水、滑坡、火山、自然大火等灾害的监测、预警及防御,都离不开多学科之间的相互配合及国际间的积极参与。

矿产地质始终是地质学发展的主题之一

资源与环境是地质学服务社会的重要方面,国际经济局势的紧张归根结底是源自于资源供给与需求的矛盾,实现地质找矿重大突破,是地质学发展的主要任务之一。矿床被当做区域岩石圈演化过程的一个重要产物,对矿产资源和新能源的深入研究,对区域岩石圈的形成机理,成矿规律、发展规律的探索,非金属矿床、放射性矿床、地热资源以及其他矿产的综合利用,可以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。

注释

[a]

自然科学的基础学科分为数学、物理学、化学、天文学、地球科学、生物学6大门类。

[b]

《De ' corpo marini, che su' monti si trova》:在山上发现的海洋生物

[c]

奥托·辛德沃尔夫(Otto Heinrich Schindewolf):德国古生物学家