地质学

地质(来自古希腊 γῆ )的“地球”和 λoγία -logía “研究,话语”)是与地球和其他天文对象有关的自然科学的一个分支,它们所构成的岩石以及它们随着时间而改变的过程。现代地质显著重叠所有其他地球科学,包括水文学。它与地球系统科学行星科学融为一体。

地质描述了地球在其表面上和下方的结构以及塑造了结构的过程。地质学家研究岩石的矿物学成分,以了解其形成史。地质确定在给定位置发现的岩石的相对年龄地球化学(地质分支)决定了它们的绝对年龄。通过结合各种岩石学,晶体学和古生物学工具,地质学家能够记录整个地球的地质历史。一个方面是展示地球的年龄。地质为板块构造生命的进化史以及地球过去的气候提供了证据。

地质学家广泛研究了地球和其他陆地行星的特性和过程。地质学家使用多种方法来了解地球的结构和进化,包括野外工作岩石描述地球物理技术化学分析物理实验数值建模。实际上,地质对于矿物质碳氢化合物勘探和剥削至关重要,评估水资源,了解自然危害,修复环境问题,并为过去的气候变化提供见解。地质是一门主要的学科,它对于地质工程至关重要,在岩土工程中起着重要作用。

地质材料

大多数地质数据来自对固体材料的研究。还通过地质方法研究了陨石和其他外星天然材料。

矿物

矿物质是天然存在的元素化合物,具有确定的均质化学成分和有序的原子成分。

每个矿物质都有不同的物理特性,并且有许多测试可以确定它们中的每一个。通常通过这些测试来识别矿物质。可以测试样品:

  • 光泽:从矿物表面反射的光质量。例子是金属,珍珠,蜡状,乏味的。
  • 颜色:矿物质由其颜色分组。主要是诊断,但杂质可以改变矿物质的颜色。
  • 条纹:通过在瓷板上刮擦样品来执行。条纹的颜色可以帮助命名矿物质。
  • 硬度:矿物刮擦的抵抗力。
  • 破裂模式:矿物质可以显示裂缝或裂解,前者是不均匀表面的断裂,而后者则沿紧密间隔的平行平面折断。
  • 比重:矿物质的特定体积的重量。
  • 泡腾:涉及在矿物上滴入盐酸以测试碳酸。
  • 磁性:涉及使用磁铁测试磁性
  • 口味:矿物质可以具有独特的味道,例如halite (味道像奶盐)。

岩石

岩石周期显示了火成岩沉积物变质岩石之间的关系。

岩石是任何天然存在的固体质量或矿物质或矿物质的骨料。地质学上的大多数研究都与岩石的研究有关,因为它们提供了大多数地球地质历史的主要记录。岩石有三种主要类型:火成岩沉积变质岩石周期说明了它们之间的关系(请参见图)。

当岩石从熔体(岩浆熔岩)中凝固结晶时,它是一块火成岩。这块岩石可以经过风化侵蚀,然后重新沉积刻板到沉积岩石中。然后,它可以通过加热和压力变化变质岩石,从而改变其矿物质含量,从而产生特征性的织物。这三种类型都可能再次融化,当发生这种情况时,形成了新的岩浆,火成岩可能再次巩固。有机物,例如煤炭,沥青,石油和天然气,主要与有机丰富的沉积岩有关。

来自委内瑞拉本地黄金
来自西藏石英。石英通过质量占地球地壳的10%以上。

为了研究所有三种类型的岩石,地质学家评估了它们所构成的矿物质以及其其他物理特性(例如纹理织物)

非材料

地质学家还研究位于基岩上方的非材料(称为浅表沉积物)。这项研究通常被称为第四纪地质,在地质历史的第四纪时期,这是地质时期的最新时期。

岩浆

岩浆是所有火成岩岩石的原始非财产来源。在火山学中对熔融岩石的活性流进行了仔细研究,火成岩质学旨在确定火成岩的历史,从其原始熔融源到其最终结晶。

全月球结构

板块构造

导致俯冲火山弧导致海洋 - 洲际收敛说明了板块构造的一种影响。
地球的主要构造板

在1960年代,发现地球的岩石圈(包括上地幔地壳和刚性最高部分)被分成构造板,这些板块跨越了跨层状,固体,上层地幔,称为动态层。该理论得到了几种类型的观察,包括海底蔓延以及山地地形和地震性的全球分布。

板在表面上的运动与地幔的对流之间存在着亲密的耦合(即是由延性地幔岩的缓慢运动引起的传热)。因此,海洋板和毗邻的地幔对流电流总是朝着相同的方向移动 - 因为海洋岩石圈实际上是对流地幔的刚性上部热边界层。在地球表面和对流地幔上移动的刚性板之间的这种耦合称为板块构造

在基于地震断层扫描的该图中,俯冲为蓝色和大陆边缘,一些板块边界为红色。切片区的蓝色斑点是Farallon板块,它在北美下方俯冲。该板在地面上的残余物是美国西北部和加拿大西南部的胡安·德福卡板探险家板,以及墨西哥西海岸的可可

板块构造的发展为许多观察到固体地球提供了物理基础。地质特征的长线性区域被解释为板边界。

例如:

改变边界,例如圣安德烈亚斯断层系统,导致广泛的强大地震。板块构造还为阿尔弗雷德·韦格纳(Alfred Wegener)大陆漂移理论提供了一种机制,在该理论中,大陆在地质时代在地球表面移动。它们还为地壳变形提供了一种驱动力,并为结构地质的观察提供了新的环境。板块构造理论的力量在于其将所有这些观察结果结合到岩石圈如何在对流地幔上移动的单一理论中的能力。

地球结构

地球的分层结构。 (1)内核; (2)外核; (3)较低的地幔; (4)上地幔; (5)岩石圈; (6)地壳(岩石圈的一部分)
地球分层结构。这样的地震的典型波道使早期的地震学家见解了地球分层结构

高温和压力下的地震学计算机建模以及矿物学晶体学的进步使人深入了解地球的内部组成和结构。

地震学家可以利用地震波的到来时间来对地球的内部进行想像。该领域的早期进展表明存在液体外核剪切波无法传播)和密集的固体内芯。这些进步导致了地球分层模型的发展,顶部是地壳岩石圈,下面的地幔(通过410和660公里的地震不连续性在自身内部分开),外部核心和内部核心以下。最近,地震学家能够以与医生在CT扫描中的身体相同的方式创建地球内波速的详细图像。这些图像导致了地球内部的更详细的视图,并用更动态的模型代替了简化的分层模型。

矿物学家已经能够利用地震和建模研究的压力和温度数据以及对地球元素组成的了解,以在实验环境中重现这些条件并测量晶体结构内的变化。这些研究解释了与地幔中主要地震不连续性相关的化学变化,并显示了地球内核中预期的晶体学结构。

地质时代

地质时间尺度涵盖了地球的历史。它最早的日期是最早太阳系材料的日期(或4.567亿年前),地球的形成为4.54 ga(45.4亿年),这是非正式认可的Hadean Eon的开始 - 地质时代的一个划分。在量表的后期,它以当今(在全新世时代)为标志。

地球的时期

以下五个时间表显示了扩展地质时间尺度。第一个展示了从地球形成到现在的整个时间,但这几乎没有空间的最新空间。第二个时间表显示了最新的EON的扩展视图。以类似的方式,最近的时代在第三个时间表中扩大了,最近的时期在第四个时间表中扩大了,最近的时代在第五个时间表中扩展。

Siderian Rhyacian Orosirian Statherian Calymmian Ectasian Stenian Tonian Cryogenian Ediacaran Eoarchean Paleoarchean Mesoarchean Neoarchean Paleoproterozoic Mesoproterozoic Neoproterozoic Paleozoic Mesozoic Cenozoic Hadean Archean Proterozoic Phanerozoic Precambrian
Cambrian Ordovician Silurian Devonian Carboniferous Permian Triassic Jurassic Cretaceous Paleogene Neogene Quaternary Paleozoic Mesozoic Cenozoic Phanerozoic
Paleocene Eocene Oligocene Miocene Pliocene Pleistocene Holocene Paleogene Neogene Quaternary Cenozoic
Gelasian Calabrian (stage) Chibanian Pleistocene Pleistocene Holocene Quaternary
Greenlandian Northgrippian Meghalayan Holocene
数百万年(第一,第二,第三和第4)千年(第5)

地球上的重要里程碑

地质时间在一个名为地质时钟的图中,显示了地球历史的相对长度和时代相对长度

月亮的时间尺度

Early Imbrian Late Imbrian Pre-Nectarian Nectarian Eratosthenian Copernican period
在场之前数百年


火星的时期

Noachian Noachian Hesperian Amazonian (Mars)
火星时期(数百年前)

约会方法

相对约会

横切关系可用于确定岩层和其他地质结构的相对年龄。说明:通过推力断层切割的 -折叠岩层; B - 大侵入(切开A); C -侵蚀角度不整合(切断A&B),在其上沉积了岩石地层; D -火山堤(切开A,B&C); E - 甚至是年轻的岩层(上覆的C&D); F -正常故障(切开A,B,C&E)。

当地质首次成为自然科学时,开发了相对约会的方法。地质学家今天仍然使用以下原则作为提供有关地质历史和地质事件时机的信息的一种手段。

统一主义的原则指出,在运行中观察到的地质过程在地质时期内的作用是在运行中修改地壳的作用。 18世纪苏格兰医师和地质学家詹姆斯·赫顿(James Hutton)提出的一个基本地质原则是“现在是过去的关键”。用赫顿的话说:“我们地球的过去历史必须用现在可以看到的事情来解释。”

侵入性关系的原则涉及穿越侵入的人。在地质学中,当火成岩横穿沉积岩的形成时,可以确定火成岩的侵入比沉积岩年轻。不同类型的入侵包括库存, laccoliths浴力石窗台堤防

横切关系的原理与它们切割的断层的形成和序列的年龄有关。断层比他们砍伐的岩石还年轻。因此,如果发现某个断层穿透了某些地层而不是在其顶部的断层,则切割的地层比断层还老,而未切割的地层必须比断层年轻。在这些情况下找到钥匙床可能有助于确定故障是正常的故障还是推力断层

夹杂物和成分的原理指出,在地层中发现夹杂物(或碎屑)的情况下,夹杂物必须比包含它们的形成的年龄更古老。例如,在沉积岩石中,从较旧的地层中碎裂并将其包含在较新的层中是常见的。当发现异种石时,会发生类似的火成岩岩石。这些异物被作为岩浆或熔岩流捡起,并掺入后,后来在矩阵中冷却。结果,异种石比包含它们的岩石还要古老。

犹他州东南部科罗拉多高原地区侏罗纪地层的二叠纪是原始水平和叠加定律的一个例子。这些地层构成了广泛的保护区,例如国会大厦礁国家公园峡谷国家公园等著名的著名岩层。从上到下:纳瓦霍砂岩的圆形棕褐色圆顶,分层的红色kayenta地层,悬崖形成,垂直接头,红色的翼砂岩,斜坡形成,紫色的chinle地层,较轻的红色摩恩科比形成,白色,白色,层次的库库,地层砂岩。犹他州格伦峡谷国家娱乐区的图片。

原始水平的原理指出,沉积物的沉积本质上是水平床。在各种环境中观察现代海洋和非海洋沉积物都支持了这种概括(尽管跨层矿是倾向的,但跨层的单元的总体取向是水平的)。

叠加的原理指出,构造不受干扰的序列中的沉积岩层比其下方的岩石层比上面的岩石层年轻。从逻辑上讲,年轻的层不能滑落在先前沉积的层下。该原理允许沉积层被视为垂直时间表的一种形式,这是从最低层的沉积到最高床沉积的部分时间或完整的记录。

动物继承的原理基于沉积岩石中化石的外观。由于生物体在全世界的同一时期都存在,因此它们的存在或(有时)缺席提供了它们出现的地层的相对年龄。基于威廉·史密斯(William Smith)在查尔斯·达尔文(Charles Darwin进化论出版前将近一百年来规定的原则,继承原则独立于进化思想。然而,鉴于化石的不确定性,由于栖息地的横向变化而导致的化石类型的定位(相应的相位变化),并且并非所有化石同时在全球形成。

绝对约会

矿物锆石通常用于辐射测定

地质学家还使用方法来确定岩石样品和地质事件的绝对年龄。这些日期本身很有用,也可以与相对约会方法或校准相对方法一起使用。

在20世纪初,通过使用放射性同位素和其他方法获得准确的绝对日期,地质科学的进步得到了促进。这改变了对地质时代的理解。以前,地质学家只能使用岩石相对于彼此的岩石段使用化石和地层相关性。使用同位素日期,可以将绝对年龄分配给岩石单位,这些绝对日期可以应用于具有数据材料的化石序列,将旧相对年龄转换为新的绝对年龄。

对于许多地质应用,放射性元件的同位素比在矿物质中进行测量,这些矿物给出了以来岩石经过特定闭合温度以来已经过去了的时间,而不同的辐射同位素停止散射到水晶晶格中。这些用于地质学热量研究研究。常见方法包括铀 - 颗粒约会钾 - 阿尔贡的约会氩 - 阿尔贡的约会铀 - thorium dedating 。这些方法用于多种应用。在地层序列中发现的熔岩火山灰层的日期可以为不包含放射性同位素并校准相对约会技术的沉积岩单元提供绝对年龄数据。这些方法也可以用于确定plut子置换的年龄。热化学技术可用于确定地壳内的温度曲线,山脉的隆升和古读术。

由于从地幔中去除岩石,因此使用灯笼序列元素的分馏来计算年龄。

其他方法用于最近的事件。光学刺激的发光宇宙放射性核素约定的日期和/或侵蚀速率。树突年代学也可以用于景观的约会。放射性碳年代用于含有有机碳的地质年轻材料。

区域的地质发展

最初是沉积岩的水平序列(在棕褐色的阴影中)受火成活性的影响。表面深处是一个岩浆室和大型相关的火成岩。岩浆腔室为火山提供喂食,并发送岩浆的分支,后来将结晶成堤防和窗台。岩浆还向上发展以形成侵入性火成岩的身体。该图既说明了煤灰的煤石锥火山,又释放了灰烬,也说明了一个复合火山,该火山均释放熔岩和灰烬。
三种类型的故障的例证。 A.岩石单元相互滑动时,会出现滑移断层。 B.当岩石经过水平延伸时,正常断层发生。 C.当岩石在水平缩短时发生反向(或推力)断层。
加利福尼亚州圣安德烈亚斯故障

随着岩石单位被沉积和插入,区域的地质随着时间的变化而变化,变形过程改变了它们的形状和位置。

首先,通过沉积到表面上或入侵上覆的岩石来扩展岩石单元。当沉积物沉降到地球表面并随后将其刻在沉积岩中时,或者是火山灰分(例如火山灰熔岩流动的表面)时,可能会发生沉积。火成岩的入侵,例如浴力石laccolithsdikessills ,向上向上推进上覆的岩石,并在侵入时结晶。

在沉积岩石的初始序列后,岩石单元可以变形和/或变形。变形通常是由于水平缩短,水平延伸或左右(滑滑)运动而发生的。这些结构状态广泛地与构造板之间的收敛边界分歧边界和边界分别相关。

当岩石单元放在水平压缩下时,它们会缩短并变厚。由于除泥浆以外的岩石单元没有显著变化,因此这是通过两种主要方式完成的:通过断层折叠。在可能发生脆性变形的浅层外壳中,推力断层形成,这会导致更深的岩石移动到较浅的岩石顶部。正如叠加原则所指出的那样,较深的岩石通常会年龄较大,所以这可能会导致较老的岩石在年轻的岩石上移动。沿故障的移动可能会导致折叠,要幺是因为故障不是平面,要幺是因为沿岩石层沿沿岩层拖动,因此在沿断层发生滑动时形成拖曳褶皱。在地球上更深,岩石行为塑料和折叠而不是断层。这些褶皱可以是折叠中心的材料向上扣紧的材料,创建“ Antriforms ”,或者它向下弯曲的地方,创建“ Synforms ”。如果褶皱内的岩石单元的顶部保持向上,则分别称为反线syncline 。如果折叠中的某些单元朝下,则该结构称为倾覆的背斜或同步线,如果所有岩石单元都被推翻或正确的上方方向,则它们是最通用的术语,即最通用的术语, Antriforms和Synforms。

折叠图,指示背斜同步线

在水平缩短期间,甚至更高的压力和温度也会导致岩石的折叠和变质。这种变质导致岩石矿物质成分的变化。创建与压力下的矿物生长有关的叶面或平面表面。这可以消除岩石原始纹理的迹象,例如沉积岩石中的床上用品熔岩的流动特征以及结晶岩中的晶体图案。

延伸导致整个岩石单元变得更长和更薄。这主要是通过正常断层和延性拉伸和变薄来完成的。正常断层降低岩石单元,低于较低的岩石单位。这通常会导致年轻的单元最终以较旧的单位低于较高的单位。伸展单元可能会导致它们的变薄。实际上,在玛丽亚褶皱和推力带内的一个位置,大峡谷的整个沉积序列出现在小于一米的长度上。深度处有导管拉伸的岩石也经常被变形。这些拉伸的岩石也可以捏成一个镜片,称为Boudins ,因为它们的视觉相似性而以“香肠”为“香肠”。

在岩石单元相互滑动的地方,在浅区域会出现滑移断层,并在岩石变形的深度变形的深处变成剪切带。

Kittatinny Mountain的地质横截面。该横截面显示变质岩石,被变质事件后沉积的年轻沉积物覆盖。这些岩石单元后来在山上的隆起期间被折叠和过错。

在变形过程中,新的岩石单元的添加通常发生在沉积和内部。断层和其他变形过程会导致形态梯度的创建,从而在岩石单元上引起材料,而岩石单元的材料正在增加海拔,并被山坡和通道侵蚀。这些沉积物沉积在下降的岩石单元上。尽管沉积物的移动运动,沿断层的持续运动仍保持了地形梯度,并继续为材料沉积的住宿空间。变形事件通常也与火山和火成活性有关。火山灰和熔岩在地面积聚,而火成岩的侵入从下方进入。堤防,长长的平面火成点侵入,沿裂缝进入,因此在积极变形的区域中通常会大量形成。这可能会导致堤防群的扩增,例如在加拿大盾牌上可观察到的堤防,或围绕火山的熔岩周围的堤防环。

所有这些过程不一定发生在一个环境中,不一定以单一顺序发生。例如,夏威夷群岛几乎完全由分层的玄武岩熔岩流组成。美国中部和美国西南部的大峡谷的沉积序列包含以来几乎不构成的沉积岩石,这些岩石自寒武纪以来就一直存在。其他领域在地质上更为复杂。在美国西南部,沉积物,火山和侵入性岩石已被变形,断层,叶状和折叠。即使是较老的岩石,例如加拿大西北部的奴隶克拉顿的阿卡斯塔·史尼斯( Acasta Gneiss)世界上最古老的岩石也已被变成,直到没有实验室分析的情况下,它们的起源是不可分割的。另外,这些过程可以分阶段发生。在许多地方,美国西南部的大峡谷是一个非常明显的例子,下部岩石单元被变形和变形,然后变形结束,上层未变形的单元被存放。尽管可以发生任何数量的岩石扩建和岩石变形,并且可以发生多次,但这些概念为理解区域的地质历史提供了指南。

地质方法

地质学家通常使用的标准布伦顿口袋运输

地质学家使用许多领域,实验室和数值建模方法来破译地球历史并了解地球内外发生的过程。在典型的地质研究中,地质学家使用与岩石学有关的主要信息(岩石研究),地层研究(沉积层的研究)和结构地质学(岩石单位的位置及其变形的研究)。在许多情况下,地质学家还研究现代土壤,河流景观冰川。研究过去和当前的生活以及生物地球化学途径,并使用地球物理方法研究地下。地质的亚特殊性可以区分内源性外源地质。

现场方法

1950年代的典型USGS实地地图营地
如今,具有GPS地理信息系统软件的手持计算机经常用于地质现场工作(数字地质映射)。
美国亚利桑那州石化森林国家公园石化原木

地质领域的工作取决于手头的任务。典型的现场工作可能包括:

交叉偏振光的薄截面
光学矿物学中,薄部分用于研究岩石。该方法基于不同矿物质的不同折射率。

岩石学

除了识别田间(岩性)中的岩石外,岩石学家还鉴定了实验室中的岩石样品。鉴定实验室中岩石的两种主要方法是通过光学显微镜和使用电子显微探针。在光学矿物学分析中,岩石学家使用岩石学显微镜分析了岩石样品的薄切片,可以通过其在平面偏振和交叉极化的光中通过其不同的特性来识别矿物,包括其双折射多色体,双胞胎,孪生和干扰特性圆锥形镜头。在电子微探针中,分析了单个位置的精确化学成分以及各个晶体内组成的变化。稳定的放射性同位素研究提供了对岩石单元地球化学演化的见解。

岩石学家还可以使用流体包容性数据并执行高温和压力物理实验,以了解出现不同矿物相的温度和压力,以及它们如何通过火成岩和变质过程变化。这项研究可以推断到现场,以了解变质过程和火成岩结晶的条件。这项工作还可以帮助解释地球内发生的过程,例如俯冲岩浆腔室的进化。

折叠岩层

结构地质

造口楔的图。楔形通过内部和主基部断层的断层生长,称为脱衣舞。它将其形状构建为临界锥度,其中楔形内的角度与沿脱衣舞的材料平衡失败内的故障保持相同。它类似于推开一堆污垢的推土机,推土机是覆盖板。

结构地质学家对地质样品的定向薄片进行微观分析来观察岩石中的织物,从而提供有关岩石结构内菌株的信息。他们还绘制并结合了地质结构的测量,以更好地理解故障和折叠的方向,以重建该地区岩石变形的历史。此外,它们在大小设置中进行岩石变形的模拟和数值实验。

结构的分析通常是通过将各种特征的方向绘制到立体声上来完成的。立体声是一个球对平面上的立体投影,其中将平面投射为线和线作为点投射。这些可用于找到折叠轴的位置,断层之间的关系以及其他地质结构之间的关系。

在结构地质学中最著名的实验中,有涉及造山间楔子的实验,这些楔形是沿着山脉沿收敛的构造板边界建造的区域。在这些实验的模拟版本中,沙子的水平层沿着下表面将其拉入后站,从而导致断层的逼真模式和急性锥形(所有角度都保持相同)的造山学楔的生长。数值模型的工作方式与这些模拟模型相同,尽管它们通常更复杂,并且可以包括山地皮带中的侵蚀和隆升模式。这有助于显示侵蚀与山脉形状之间的关系。这些研究还可以通过压力,温度,空间和时间提供有关变质途径的有用信息。

地层

不同的颜色显示不同的矿物质,构成了从芬达赫利·范蒂纳(Fondachelli-Fantina)看到的Ritatagli Mount di Lecca

在实验室中,地层学者分析了可以从野外返回的地层切片样品,例如钻芯的样品。地层研究员还分析了地球物理调查的数据,这些数据显示了地下表面中地层单元的位置。可以将地球物理数据和井原木组合起来,以更好地看待地下,而地层学者经常使用计算机程序在三个维度上进行此操作。然后,地层学者可以使用这些数据来重建发生在地球表面上的古代过程,解释过去的环境,并找到水,煤和碳氢化合物提取的区域。

在实验室中,生物地层学者分析了露头和钻芯的岩石样品,以分析它们中发现的化石。这些化石可以帮助科学家约会核心,并了解岩石单元形成的沉积环境。地质学家精确地纪念着地层部分内的岩石,以更好地在沉积时间和沉积速率上提供更好的绝对界限。磁性地层图寻找钻机内部火成岩单元中磁反转的迹象。其他科学家对岩石进行稳定的同位素研究,以获取有关过去气候的信息。

行星地质

1977年12月9日,维京2兰特拍摄的火星表面

随着20世纪太空探索的出现,地质学家开始以与研究地球相同的方式来研究其他行星体。这个新的研究领域称为行星地质学(有时称为天体地质学),依靠已知的地质原理来研究太阳系的其他物体。这是行星科学的一个主要方面,很大程度上关注地球冰月小行星彗星陨石。但是,一些行星地球物理学家研究了巨大的行星系外行星

尽管希腊语 - 原始前缀的地理是指地球,但在描述其组成和内部过程时,通常与其他行星体的名称一起使用“地质”:例子是“火星的地质”和“月球地质”。也正在使用专门的术语,例如硒学(月球研究),(火星的)等术语

尽管行星地质学家有兴趣研究其他行星的各个方面,但重点是寻找其他世界上过去或现在生活的证据。这导致了许多任务,其主要或辅助目的是检查行星机构以获取生命的证据。其中之一是凤凰城兰德(Phoenix Lander) ,它分析了火星极地土壤中的水,化学和矿物学成分与生物过程有关。

应用地质

男人在莫克勒姆淘金哈珀周刊:我们如何在加利福尼亚获得黄金。 1860年

经济地质

经济地质是地质的一个分支,涉及人类用来满足各种需求的经济矿物方面。经济矿物质是为各种实际用途提取的盈利。经济地质学家帮助定位和管理地球的自然资源,例如石油和煤炭,以及包括铁,铜和铀等金属在内的矿产资源。

采矿地质

采矿地质包括从地球上提取矿产资源的提取。经济利益的一些资源包括宝石金和金属,以及许多矿物质,例如石棉珍珠岩云母磷酸盐,磷酸盐,沸石,粘土,浮力石英石英等,以及硫,,氯和氯和,以及含量氦气

石油地质

泥登录过程,这是研究岩性的一种常见方法

石油地质学家研究地球地下的位置,这些位置可以包含可提取的碳氢化合物,尤其是石油天然气。由于这些储层中的许多都在沉积盆地中发现,因此他们研究了这些盆地的形成,以及它们的沉积和构造演化以及岩石单元的当今位置。

工程地质

工程地质是地质原则在工程实践中的应用,目的是确保影响工程工程的位置,设计,建筑,运营和维护的地质因素。工程地质学与地质工程不同,尤其是在北美。

一个孩子从建造的井中喝水,作为肯尼亚水文地质人道主义项目的一部分

土木工程领域,使用地质原则和分析来确定建造结构的材料的机械原理。这样可以建造隧道而不会倒塌,桥梁和摩天大楼,并用坚固的地基建造,建造不会在粘土和泥土中沉降的建筑物。

水文学

地质和地质原则可以应用于各种环境问题,例如河流恢复棕色田野的恢复以及对自然栖息地与地质环境之间相互作用的理解。地下水水文或水文地质学用于定位地下水,这些地下水通常可以提供现成的未污染水,在干旱地区尤其重要,并监测污染物在地下水井中的扩散。

古气候学

地质学家还通过地层学,钻孔核心样品冰芯获得数据。冰块和沉积物核心用于古气候重建,该重建向地质学家介绍了全球的过去和现在温度,降水和海平面。这些数据集是我们有关仪器数据之外全球气候变化的主要信息来源。

自然危害

大峡谷的摇滚

地质学家和地球物理学家研究自然危害,以制定用于防止财产和生命损失的安全建筑法规和警告系统。与地质有关的重要自然危害的例子(相反,主要是或仅与气象相关的相反)是:

历史

威廉·史密斯(William Smith)英格兰威尔士苏格兰南部的地质地图。它于1815年完成,是第二个国家规模的地质地图,也是迄今为止最准确的时代。

Theophrastus (公元前372 - 287年)写下了lithon在石头上)的作品时,对地球物质的研究至少可以追溯到古希腊。在罗马时期,长老普林尼(Pliny)详细介绍了许多矿物质和金属,然后是实际使用的 - 甚至正确地指出了琥珀的起源。此外,在公元前4世纪,亚里士多德对地质变化速度缓慢进行了批判性观察。他观察了土地的组成,并提出了一种理论,即地球以缓慢的速度变化,并且在一个人的一生中无法观察到这些变化。亚里士多德(Aristotle)开发了与地质领域相关的第一个基于证据的概念之一,涉及地球物理变化的速度。

阿布·雷汉(Abu al-Rayhan al-Biruni )(973–1048 CE)是最早的波斯地质学家之一,其作品包括印度地质学上最早的著作,假设印度次大陆是曾经是海洋的著作。波斯学者伊本·西纳( Ibn Sina) (Avicenna,981-1037)得出的是没有被穆斯林征服所破坏的希腊和印度科学文献,提出了有关形成山的形成,地震的起源以及其他现代地质学中心的详细解释,这为后来的科学发展奠定了基础。在中国, Polymath Shen Kuo (1031–1095)提出了一个假设土地形成过程的假设:基于他观察到距海洋数百英里的地质中化石动物壳的观察,他推断了土地是由山的侵蚀和淤泥沉积形成。

乔治·阿格里科拉(Georgius Agricola)(1494–1555)于1546年出版了他的开创性作品,并被视为地质学的创始人是一门科学学科。

尼古拉斯·斯托诺(Nicolas Steno )(1638–1686)被认为是叠加定律原始水平的原则横向连续性原则地层的三个定义原理。

地质这个词首先是由乌里斯·奥尔德罗万迪(Ulisse Aldrovandi)在1603年使用的,然后安德烈·德鲁克( Jean-AndréDeluc)于1778年使用的,并于1779年由horace-bénédictde Saussure作为固定术语。和λόγος,徽标,意思是“语音”。但是,根据另一个消息来源,“地质”一词来自挪威人MikkelpedersønEscholt (1600-1669),他是牧师和学者。 Escholt首先在他的书《 Geologia Norvegica》 (1657年)中使用了定义。

威廉·史密斯(William Smith,1769– 1839年)绘制了一些第一个地质地图,并通过检查其中包含的化石开始了订购岩石层(层)的过程。

1763年,米哈伊尔·洛莫诺索夫(Mikhail Lomonosov)在《地球阶层》上发表了论文。他的作品是现代地质的第一个叙述,基于及时的过程的统一和对地球过去的解释。

詹姆斯·赫顿(James Hutton)(1726–1797)经常被视为第一位现代地质学家。 1785年,他向爱丁堡皇家学会发表了一篇题为《地球理论》的论文。在他的论文中,他解释了自己的理论,即地球必须比以前应该给山侵蚀的时间足够大得多,并使沉积物在海底形成新的岩石,又将其擡高到变干。赫顿(Hutton)在1795年出版了他的想法的两卷版本。

赫顿的追随者之所以被称为冥王星,是因为他们认为有些岩石是由瓦肯尼斯 Vulcanism随着时间的流逝,其水平逐渐下降。

美国的第一张地质地图是由威廉·麦克卢尔(William Maclure)于1809年生产的。 1807年,麦克卢尔(Maclure)开始了对美国进行地质调查的自我施加任务。工会中的几乎每个州都经过他的穿越和绘制,阿勒格尼山脉被越过并打磨了约50次。他的无助劳动的结果被提交给美国哲学学会,以题为《美国地质地质地质图》的回忆录,并在该协会的交易中发表,以及该国的第一台地质图。这将威廉·史密斯(William Smith)的英格兰地质地图(Geological Map)延伸了六年,尽管它是使用不同的岩石分类进行的。

查尔斯·莱尔爵士(Charles Lyell ,1797– 1875年)于1830年首次出版了他的著名著作《地质原则》 。这本书影响了查尔斯·达尔文的思想,成功地促进了统一主义的学说。该理论指出,缓慢的地质过程发生在整个地球历史上,并且仍在发生。相比之下,灾难性是一种理论,即地球的特征在单一的灾难性事件中形成,此后保持不变。尽管赫顿相信统一主义,但当时的想法并未被广泛接受。

19世纪的地质中的大部分地区都是围绕地球确切年龄的问题旋转的。估计从数十万到数十亿年不等。到20世纪初,辐射测年允许估计地球的年龄为20亿年。对这段时间的意识为新理论打开了有关塑造星球的过程的新理论。

20世纪地质学中最重要的进步是1960年代板块构造理论的发展以及对行星年龄估计的完善。板块构造理论来自两个独立的地质观察:海底扩散大陆漂移。该理论彻底改变了地球科学。如今,众所周知,地球已有45亿年的历史。

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