吕洪波《地球科学概论》(双语)第四章
2010年第一讲地球科学概论宇宙中的地球

第二章 地球构造
地球的内部构造,地壳,地幔,地核; 地球的内部构造,地壳,地幔,地核; 地壳运动; 地壳运动; 地壳的演变(人类生存环境的形成) 地壳的演变(人类生存环境的形成),地质年 代表,地球的诞生,陆地环境的形成, 代表,地球的诞生,陆地环境的形成,大气环 境的形成,水环境的形成, 境的形成,水环境的形成,气候环境的形成和 变迁,生物环境的形成,人的进化; 变迁,生物环境的形成,人的进化; 大陆漂移说,海底扩张说,板块构造说; 大陆漂移说,海底扩张说,板块构造说;
恒星的演化过程
恒星从形成到衰亡经过 引力收缩阶段 主序星阶段 红巨星阶段 白矮星、中子星、 白矮星、中子星、黑洞阶段
3 星系
星系: 星系:星系是包括大量恒星的天体体系 目前观测工具所能察觉的星系约有10亿 目前观测工具所能察觉的星系约有 亿 个。
4 银河系
银河系是一个普通的星系。 银河系是一个普通的星系。 银河系以外的星系称河外星系。 银河系以外的星系称河外星系。 在没有云层和月光的夜晚, 在没有云层和月光的夜晚,人们可以在天空中 看到一银灰色的光带。在没有望远镜的年代, 看到一银灰色的光带。在没有望远镜的年代, 人们把这一光带看成天上的河流。因此, 人们把这一光带看成天上的河流。因此,古人 把它形象地称为银河 聚集在银河中的恒星所构成的天体体系, 聚集在银河中的恒星所构成的天体体系,叫做 银河系
课程目的与教学基本要求
地球科学概论在阐述地球科学一般基础理论的 同时, 强调在大气圈, 岩石圈, 水圈, 同时 , 强调在大气圈 , 岩石圈 , 水圈 , 冰冻 圈、生物圈之间的动态的相互关系,强调地球 生物圈之间的动态的相互关系, 表层系统的整体性。 表层系统的整体性。 地球科学概论是一门激发学生对地球的认识和 理解的课程, 理解的课程,是大气科学类本科学生在学习其 他专业必修课的先行课程。 他专业必修课的先行课程。 讲课内容想方设法地让学生理解地球的动态、 讲课内容想方设法地让学生理解地球的动态、 全球环境以及地球是一个复杂的系统。 全球环境以及地球是一个复杂的系统。 强调整体性。 强调整体性。
地球科学概论

1、地球的起源(假说阶段)•彗星碰撞说(1749年,法国,布冯)•陨星说(1755年,德国,康德)•《自然通史与天体理论》•基本微粒——团块——行星。
•宇宙星云说(1796年,法国,拉普拉斯)•《宇宙体系论》炽热的气体云—分离环—团块—行星。
•卫星说•双星说•行星平面说。
2、依照人类历史划分朝代的办法,地球自形成以来也可以划分为5个“代”,从古到今是:太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。
有些代还进一步划分为若干“纪”,如古生代从远到近划分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪;中生代划分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪;新生代划分为第三纪和第四纪。
3、中国的玉:和田玉、南阳玉、岫玉4、世界地球日是4月22日今年是第43个世界地球日今年世界地球日的主题是共担绿色责任展示绿色中国5。
地球科学是研究地球系统并预测其未来的唯一科学。
它不仅承担着揭示自然界奥秘与规律的科学使命,同时也为生活在地球上的人类如何利用、适应和改造自然提供科学的方法论。
地球科学的根本任务,是正确认识地球系统的基本特征和自身发展规律,合理地开发利用自然资源,保护与改善生存环境,有效防治自然灾害,协调人与自然的关系,为人类社会的可持续发展服务。
既要为人类继续寻找更多的矿产资源,满足社会进步和发展不断增长的需要,又要探求地球自然变化及人类活动对地球环境的影响,参与解决当今人类生活中不断出现的诸多社会重大难题。
一些科学家大胆预言“21世纪将是地球科学的世纪” 。
6、地球科学作用(1)人口问题:地球科学需要参与地球负担人口数量极限及其可能后果的科学预测。
(2)资源问题:不断提出新的成矿理论、新的成矿方法、研究废物利用方法等。
(3)能源问题:加强地球科学研究和地质勘探工作, 是解决能源和矿产资源供需矛盾最主要的途径。
(4)环境问题:加强地球表层的全球变化趋势研究与预测,已成为地球科学的研究重点。
(5)自然灾害:只有通过地球科学的深入研究才能查明致灾原因、成灾机理和找出防治灾害的有效措施7、大爆炸宇宙学说是最有影响的一种学说(能讲述即可)大约在200亿年以前,构成我们今天所看到的天体的物质都集中在一起,密度极高,温度高达100多亿度,物质与反物质以及物质与能量均呈平衡状态,被称为原始火球。
地球科学概论简介

•An Environment Concern
2019/9/18
重点在地表作用与环境
Exploring Earth
An Introduction to Physical Geology
Davidson J.P., Reed W.E., Davis P.M.,
2019
Too Stress in Plate Tectonics
•The Atmosphere,
Weather and Climate,
• The Earth Fresh Water, Earth’s Changing Surface,
• Earth Geological History, The Ocean
•The Restless Crust, Beyond the Earth,
2019/9/18
The Blue Planet
An Introduction to Earth System Science
Skinner B. J., Porter S. C., 2019
• The Earth in Space • The Earth Beneath Our Feet • The Earth Blanket of Water and Ice • The Earth Gaseous Envelope • The Dynamics of Life on Earth • Living on the Earth
2019/9/18
三 新体系
层圈物质 特征 运动 及其相互作用
2019/9/18
过去的教学体系
地质作用为纲
2019/9/18
Earth Science
Fariel R. E., Hinds R. W., Berey D. V., Barr B. B.
地质大地球科学概论课件00绪论

环 境 科 学
环环 环环环 环环环 环 环环环环 环 境境 境境境 境境境 境 境境境境 境 物化 地生医 经法管 教 科心情统 工 理学 学物学 济学理 育 学理报计 程 学 学 学 学 学 史学学学 学
四大起源问题 判断:求知欲与生存的需要 学科建设:在边缘上寻找生长点 “问题地球科学”
2. 为什么学习“地球科学概论”
基本素质的需要 宏观更宏微观更微,“拆0”与“组装” 建立科学的思维方式 值得一学吗?认识.关心.重建.拯救
3. 地球科学的科学位置与框架
科学的概念 致知在格物,格物而后知玉. ---《礼记.大学》 天演论-严复将science译为科学。什么是科学?
6. 地球科学发展趋势(续)
从数值模拟向预测发展 高新技术的应用: 遥感,深部探测 非线性应用:0.618在地学上的局限性 微观地球科学:电镜,隧道电子显微镜,分子生物学,纳米科学,同步辐射加速器,质子加速器。 地球科学的革命——板块构造有待微观地球科学的发展:分子古生物学,结构矿物学,纳米环境地球化学,元素和同位素地球化学等。
地球科学概论
本堂课内容
1. 地球科学的目标 2. 为什么学习“地球科学概论” 3. 地球科学的科学位置与框架 4. 应用地球科学 5. 地学发展简史 6. 地球科学发展趋势 7. 中国地球科学的发展现状 8. 环境科学 9. “十五”期间优先资助领域 10. 极地科学
1. 地球科学的目标
学科之间的交叉:2.7K,质子加速器 界面过程的研究:Sr/Ba,海-气交换,水岩,冰上、冰下
深度
B/Ga Sr/Ba
6. 地球科学发展趋势(续)
研究功能-社会服务(研究功能的动力):找矿,社会型,环境型,气象计划 关键区域:南北极,青藏高原,黄土高原,洋脊,地幔热柱,大陆架和大陆内部的碰撞带 典型现象:厄尔尼诺,酸雨,臭氧空洞,海平面变化,洋底锰结核,黄土,温室效应 CO2 280-353ppm (1800-1990) N2O 285-315ppbv (1800-1999) CH4 0.7-1.72ppm (1800-1990)
地理科学导论第四章地理科学思想与方法

(二)西欧北美近代地理学
英国地理学最著名的是麦金德的大陆腹地学说。
法国地理学在欧美地理学中独树一帜。保尔· 维达尔· 德· 拉· 白兰士是 法国近代地理学的奠基人。其后的代表性人物还有让· 白吕纳等。 到20世纪前半叶美国地理学起到近代欧美地理学领头羊的作用。戴维
斯是美国地理学的奠基人之一。哈特向是20世纪美国最有影响的地理
埃拉托色尼还发展了亚里士多德的居住适应地带学说,将世界分为欧洲、亚
洲和利比亚(以后的非洲)三个地区,以及一个热带、两个温带和两个寒带等五 个地带,并首次根据经纬网绘制世界地图。
第四章 地理科学思想与方法
第一节 地理科学发展简史
一、古代地理学(19世纪中期以前)
(一)西方古代地理学
2. 西方中世纪地理学
第四章 地理科学思想与方法
第一节 地理科学发展简史
一、古代地理学(19世纪中期以前)
(一)西方古代地理学 1. 古希腊地理学
古希腊地理学最主要的贡献是对地球球体的发现,即所谓 “地圆说”。
公元前6世纪毕达格拉斯制定了天体圆周运动的数学法则。 公元前5世纪-4世纪,两位伟大的哲学家柏拉图(前428-前 348)和亚里士多德(前384-前322)分别从演绎推理角度和实 际观察角度提出地球是圆的看法。
地球科学概论_研究生专业课笔记解剖

重力)的重力观测值减去正常重力值所得的差。
向上游方向移动的现象。
纵剖面逐渐演变成为平滑的曲线,称为河流的平衡剖面。
如果灰岩的层理水平,又发育垂直裂隙,在地面流水和地下水沿裂隙溶蚀作用下,使溶沟加深、石牙增长,就可形成巨型石牙,称石林。
指颜色为灰白、肉红色,具块状构造花岗结构其矿物成分以石英、长石和云母的岩石。
岩套。
坏其结晶格架的现象,称为类质同象。
的晶体,构成晶体形态和物理性质不同的矿物,称同质多象。
绪论地球为地球科学研究对象有以下特点:空间的广泛性与微观性、整体性与差异性、时间的漫长性与瞬间性、自然过程的复杂性与有序性研究方法:野外调查、仪器观测、大地测量、航空航天和遥感技术、实验室分析测试与科学实验、历史比较法、综合分析、电子计算机技术应用“将今论古”的含义及其辩证分析。
含义:通过各种地质事件遗留下来的地质现象与结果,利用现今地质作用的规律,反推古代地质事件辩证分析:历史比较法是一种研究地球发展历史的分析推理方法,它的提出,对现代地质学的发展起了重要的促进作用。
这一原理的理论基础是“均变论”。
均变论认为,在漫长的地质历史过程中,地球的演变总是以渐进的方式持续地进行,无论是过去还是现在,其方式和结果都是一致的。
但是,现代地质学的研究证明,均变论的观点是片面和机械的。
地球演变的过程是不可逆的,现在并不是过去的简单重复,而是既具有相似性,又具有前进性。
在地球演变过程中,发生的地质作用的方式与过程具有一系列与今天不同的特点。
地球演变的过程也并不总是以渐进、均变的形式进行,而是在均变的过程中存在着一些短暂的、剧烈的激变过程。
讨论地球科学研究的意义理论意义:地球科学承担着揭示整个地球的形成、演变规律的科学使命。
它的研究对人类正确地认识自然界、建立辩证唯物主义世界观起着重要作用,对整个自然科学的发展也具有促进和推动作用。
当代自然科学的一些重大基本理论问题,如天体的起源、生命的起源等问题的最后解决也都离不开地球科学的研究。
地球概论

经度:本地子午面的东西方向和角距离
经度是两面角,本初子午面为起始面; 本地子午面为终面; 经度通常在赤道上度量,东西经各分 180度。
East China Normal University
图1-4 经度和纬度 纬度是线面角,即本地法线与赤道平面的交角; 经度是两面角,即本地子午面与本初子午面的交角。
图1-7 天球示意图 天球的半径是任意的,所有天体,不论多远,都可以在天 球上有它们的投影。
East China Normal University
天球的视运动
对于地球观测者:天球围绕我们以与地 球自转相反的方向(向西),和相同的 周期(1日)旋转; 天球周日运动; 周日圈:天体周日运动行经的路线,天 体愈近天极周日圈愈小,反之亦然。
二、天球坐标 球坐标系的一般模式 以基圈、始圈和终圈构成一球面三角形; 纵坐标即纬度; 横坐标即经度。
East China Normal University
两大类天球坐标系
右旋坐标系:与天球周日运动(地球 自转)联系,向西; 左旋坐标系:与太阳周年运动(地球 公转)联系,向东。
图1-14 地平坐标系的圆圈系统: 地平圈上4个相距90°的点:东、 南、西、北点;得到子午圈(过 南、北点)和卯酉圈(过东、西 点)。
East China Normal University
图1-15 天体的地平坐标: 高度和方位
第一赤道坐标系(也称时角坐标系)
用途:用于时间度量;
圆圈系统:天赤道,子午圈和六时圈;
高 等 教 育 出 版 社
East China Normal University
出版
高等教育电子音像出版社
使用说明
地球科学概论课程内容

地球科学概论课程内容
地球科学概论课程的内容非常广泛,包括地球的组成与演化、地学基础知识与基本原理、地质现象的解读以及人与自然和谐发展理念的普及等。
具体来说,该课程可能涵盖以下内容:
1. 地球的物理性质和化学组成,包括地球的结构、元素和化合物等。
2. 地球的历史和演化,包括地质年代、地球的演化历程和地质年代的测定等。
3. 地球的板块构造和地壳运动,包括板块构造理论、地震和火山等。
4. 地球的水文地理和气候变化,包括水循环、气候变化和环境变化等。
5. 地球的资源和能源,包括矿产资源、能源资源和水资源等。
6. 地球的环境和生态系统,包括土壤环境、生态系统、环境保护和可持续发展等。
7. 地球科学的研究方法和应用,包括地质调查、地球探测技术和地球科学的应用等。
此外,该课程可能还会涉及地球科学与其他学科的交叉领域,如物理学、化学、生物学、地理学、环境科学和工程学等。
总的来说,地球科学概论课程是一个综合性很强的课程,它可以帮助学习者更好地了解我们的地球家园,培养人与自然和谐发展的理念,并为后续的地学专业课程打下基础。
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联系方式:
青岛市黄岛区长江西路66号(邮编:266555)。 中国石油大学 地球科学系 Email: hongbolu@; hongbolu@
Chapter 4 Magmatism and Igneous Rocks
Rock(岩石)is any naturally formed, consolidated or unconsolidated material (excluding soil) composed of one or more rock-forming minerals(造岩矿物). In other words, all rocks are composed of minerals.
According to the origin, rocks can be classified into three types— igneous rocks(火成岩), sedimentary rocks(沉积岩)and metamorphic rocks(变质岩), and their percentages in the crust are as following: Igneous rocks---------------------------66% of volume of the crust Sedimentary rocks----------------------8% of volume of the crust Metamorphic rocks--------------------20% of volume of the crust
Magma is naturally occurring mobile material with high temperature, generated within the Earth and capable of intrusion(侵入作用)and extrusion (侵出作用,喷出作用). Characteristics: High temperature: from 650oC (Si, Al) to 1400oC (Mg, Fe). Complex components: (A). Mainly liquid silicates(液态硅酸盐)(Si, Al, O, Mg, Fe, Ca, K, Na...). (B). Volatile matter(挥发物): (H2O, CO2, CO, N2, SO...). (C). Solid rock fragments (固态岩屑sometimes). Viscous (thick and sticky) and Mobile(粘滞而且流动): The viscosity(粘度)depends on the components and the temperature of magma. The higher the silica content, the more viscous and the less mobile the magma is. The higher the temperature, the lower viscosity and the higher mobility the magma has.
主讲教师简介:
吕洪波
男,1957年10月生于内蒙古赤峰。 兴趣与特长:野外与科研,教学与教材(+文学+音乐+摄影+健身)。 理念:教学与科研都需要奉献精神。少谈大师,多做事实,身教重年考入南京大学地质系铀矿地质与地球化学专业,1985年在南京 大学地球科学系构造地质专业获硕士学位并留校任教。1997年获得硕士生 导师资格,1998年底在职博士毕业。 1985.7—1999.9年在南京大学地球科学系任教,先后任助教(1985— 1987)、讲师(1987—1993)、副教授(1993—1999)。 1994.3—1995.11:苏丹喀土穆大学地质系教授(中国国家教委派遣援 非任教)。 1999.9—2002.9:移居加拿大工作并学习。 2002年09月起长期受聘于中国石油大学(华东),任地球科学系教授。
先后在下扬子地区、滇黔桂地区、阿尔金地区、青藏高原、内蒙古西部、赤峰、辽西、冀东北、 山东等地进行过沉积盆地构造演化研究以及第四纪冰川地貌研究。在非洲的撒哈拉沙漠和加拿大西海 岸进行过多次野外实地考察。参与完成自然科学基金项目5项,横向石油地质课题6项,其他课题5项, 已发表论文50多篇,独自编写出版地质学双语教材1部。 近期研究领域: 1.构造地质学:目前主要从事软沉积物构造变形研究,将构造地质学与沉积学紧密结合起来,先 后发现并命名了同沉积挤压构造和同沉积布丁构造,探讨了不同板块背景下的震积岩,并将这些构 造分别与挤压和伸展背景下的盆地演化阶段联系起来。 2.沉积学与沉积盆地构造演化研究:利用前积层、垂直缝合线、震积液化脉等构造、地震剖面、 碎屑岩物质组成等综合探讨沉积环境与盆地构造演化。先后在辽西、河北、山东等环渤海湾地区进行 多次野外地质考察,在山东新泰地区野外识别出下古生界含油碳酸盐岩。主持并参与多项基础石油地 质研究课题。 3.中国东部第四纪冰川地貌研究:四年来对内蒙古、河北、山东等地的花岗岩高山区进行了详细 的野外考察,发现了大量独特的第四纪冰川剥蚀地貌。明确指出:中国东部曾经存在过第四纪大陆冰 川,其南界至少曾经达到北纬36o以南。这一认识打破了近年来地学界“中国东部不存在第四纪冰川” 的垄断论点。通过对青岛地区海岸山脉的详细考察,提出了胶州湾的冰川剥蚀成因说。 4. 近年来参与中国地质科学院地质公园推广研究中心多项地质公园考察与研究项目,为中国地质 公园建设和地学科普工作提供科学依据。两次野外考察太行山黎城段,在元古宙地层中识别出多种特 殊的痕迹化石和重要的沉积构造,为地球早期生命演化与华北地区沉积环境研究提供了重要的素材; 在黑龙江伊春地区考察了红星地质公园,为玄武岩石海的成因机制提供了科学的解释;通过对五大连 池世界地质公园考察,为其“火山弹”与“喷气锥”景点的命名提供了科学的更正建议。
(第一作者论文续) 吕洪波,杨超,2005,山东新泰青云山发现第四纪大陆冰川遗迹。地质论评, 51(5):608。 吕洪波,章雨旭,肖加飞,2004,贵州贞丰中三叠统关岭组中Chirotherium—原 始爬行类足迹研究。地质学报,78(4):468—474。 吕洪波,章雨旭,夏邦栋,方中,周伟明,彭阳,吴智平,李伟,2003. 南盘江 盆地中三叠统复理石中的同沉积挤压构造----一类新的沉积构造的归类、命名和构造 意义探讨。地质论评。49(5): 449-456. 近年来发表的教学研究论文: 吕洪波,2006,在高校低年级实施双语教学的体会。中国石油大学学报(社会科 学版),Z1: 127—130。 吕洪波,2007,编写《地球科学概论》双语教材的体会。教育理论与实践,27 (2007年全国双语教学研讨会论文集专刊):190—192。 吕洪波,2009,指导大学生创新性实验计划的感受。中国石油大学学报(社会科 学版),Z1:139—141。 出版教材: 吕洪波,2006,An Outline of Earth Sciences(高等学校双语教材)。中国石油大 学出版社,东营,367页。(已第二次印刷)
2002年以来主讲课程:
《地球科学概论》:2004—2009级地质学专业(双语) 《专业英语》:2004—2007级地质学专业 《地质学基础》:2007—2009级巴基斯坦留学生班(英语) 《板块构造与沉积作用》:2004—2009级地质学研究生 (双语) 《野外基础地质实习》、《鲁东地质综合实习》、《综合 地质实习》等,2002年起每年夏天在新泰、秦皇岛、巢湖等地 此外,还先后主讲过《构造地质学》、《海洋地质学》 (双语)等课程。
< 45 45—52 52—65 > 65
Rich in mafic (basic基性的): Fe, Mg, Ca, etc.
Rich in sialic (felsic长英质): Si, Al, Na, K etc.
Magmatism岩浆作用
Magmatism(岩浆作用)is the development, movement, and solidification to igneous rock, of magma. The two major processes are intrusion(侵入作用)and extrusion(侵出作 用)or eruption(喷出作用). Intrusion forms intrusive rocks—plutonic rocks(深成岩) that have a depth of more than 3 kilometers from the surface of the Earth and hypabyssal(浅成岩)rocks that have a depth of 1.5 to 3 km.
An Outline of Earth Sciences
Chapter 4 Magmatism and Igneous Rocks
授课对象:地质学专业本科学生 课程性质:专业基础课 开课学期:第一学期 主讲教师:吕洪波(教授) 中国石油大学双语教学试点课程(2004—) 山东省高等学校首批双语教学示范课程( 2008—)
2003年以来发表的第一作者学术论文
吕洪波,任晓辉,许民,欧阳江城,2010,再论山脊壶穴的冰川融水成因—兼与施雅风院士 商榷。地质论评,56(4):693—702。
吕洪波,2009,鲁西古生代碳酸盐岩中的垂直缝合线及其在华 北板块构造演化中 的意义。地质论评,55(4):473—483。 吕洪波,章雨旭,2008,壶穴、锅穴、冰臼、岩臼等术语的辨析与使用建议。地质 通报,27(6):917—922。 吕洪波,朱晓青,杨超,黄蝶芳,张成凤,张林,2008,山东新泰野外露头发现下 古生界含油碳酸盐岩。地质论评,54(2):252,277。 吕洪波,任晓辉,许民,欧阳江城,2008,壶穴差异风化或风蚀作用成因质疑。地 质论评,54(2):192—198。 Lu Hongbo, Yan Shiyong, and Zhang Yue, 2007, Quaternary glacio-erosional landforms in Laoshan Mountain and their constraints on the origin of Jiaozhou Bay, Qingdao, east of China. Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 25 (2): 139—148. 吕洪波,2007,五大连池世界地质公园中“火山弹”与“喷气锥”景点定名商榷。 地质论评,53(3):383—388。 LU Hongbo, ZHANG Yuxu, ZHANG Qiling, XIAO Jiafei, 2006, Earthquakerelated tectonic deformation of soft sediments and their constraints on the basins’ tectonic evolution. ACTA GEOLOGICA SINICA (English Edition), 80 (5): 724—732. (Sci.收 录) 吕洪波,任晓辉,杨超,2006,赤峰等地第四纪大陆冰川的地貌证据。地质论评, 52(3):379-385。 吕洪波,章雨旭,张绮玲,肖国望,2006,内蒙古白云鄂博东南黑脑包腮林忽洞群 发现地震滑塌岩块。地质论评52(2):163-169。