内容简介
《普通高等教育“十一”五国家级规划教材:地质学(第4版)》内容涵盖了地质学基础知识(包括地质作用、矿物、岩石、地史和地质构造等)、矿床学、水文地质学、矿产勘查学和矿山地质学,对各学科相关的基本概念、基础理论和研究方法等进行了系统的阐述;对近年来地质学,特别是矿产资源勘查领域的进展进行了更新和补充。
《普通高等教育“十一”五国家级规划教材:地质学(第4版)》为采矿工程、矿物资源工程等相关专业的本科生必修课教材,也可作为地质、矿业类专业本科生和研究生的教学参考书,以及矿业工作者的简明工具书。
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目录
绪论
Ⅰ地质学基础知识
1 地壳及地质作用概述
1.1 地球及地球的构造
1.1.1 地壳
1.1.2 地幔
1.1.3 地核
1.2 地球的主要物理性质及地壳的物质组成
1.2.1 质量和密度
1.2.2 压力
1.2.3 重力
1.2.4 温度(地热)
1.2.5 地磁
1.2.6 放射性
1.2.7 地壳的物质组成
1.3 地质作用概述
1.3.1 内力地质作用
1.3.2 外力地质作用
1.3.3 内外力地质作用的相互关系
2 矿物
2.1 矿物的形态
2.1.1 晶质体和非晶质体的概念
2.1.2 矿物的单体形态
2.1.3 矿物集合体的形态
2.2 矿物的物理性质
2.2.1 颜色
2.2.2 条痕
2.2.3 光泽
2.2.4 透明度
2.2.5 硬度
2.2.6 解理
2.2.7 断口
2.2.8 密度和相对密度
2.2.9 其他性质
2.3 矿物的化学性质
2.3.1 矿物的化学成分
2.3.2 类质同象和同质异象
2.3.3 胶体矿物
2.3.4 矿物中的水
2.3.5 矿物的化学式
2.4 矿物的形成与共生
2.4.1 矿物的形成
2.4.2 矿物的共生
2.5 矿物的分类及鉴定
2.5.1 矿物分类的原则及方法
2.5.2 矿物的鉴定方法
2.5.3 常见矿物肉眼鉴定特征
3 岩石
3.1 岩浆岩
3.1.1 岩浆岩的一般特征
3.1.2 岩浆岩的分类及各类岩石特点
3.1.3 岩浆岩的肉眼鉴定及命名
3.1.4 岩浆岩中的主要矿产
3.1.5 岩浆岩与开采技术有关的特点
3.2 沉积岩
3.2.1 沉积岩的一般特征
3.2.2 沉积岩的分类及各类岩石特点
3.2.3 沉积岩的肉眼鉴定及命名
3.2.4 沉积岩相的概念
3.2.5 沉积岩中的主要矿产
3.2.6 沉积岩与开采技术有关的特点
3.3 变质岩
3.3.1 变质岩的一般特征
3.3.2 变质岩的分类及各类岩石特点
3.3.3 变质岩的肉跟鉴定和命名
3.3.4 变质岩中的主要矿产
3.3.5 变质岩与开采技术有关的特点
4 地质年代及地层系统
4.1 确定地质年代的方法
4.1.1 相对地质年代确定法
4.1.2 同位素地质年龄确定法
4.2 地质年代及地层系统
4.2.1 地质年代及地层单位的划分
4.2.2 地质年代表
4.3 我国地史概述
4.3.1 太古宙和元古宙
4.3.2 占生代(界、Pz)
4.3.3 中生代(界、Mz)
4.3.4 新生代(界、Kz)
5 地质构造
5.1 岩层产状及其测定
5.1.1 水平岩层和倾斜岩层
5.1.2 岩层的产状及产状要素
5.1.3 岩层的厚度和出露宽度
5.1.4 岩层产状的测定及表示方法
5.2 岩石变形的力学分析
5.2.1 岩石的变形
5.2.2 应变椭球体
5.3 褶皱构造
5.3.1 褶皱现象
5.3.2 褶曲的要素
5.3.3 褶曲分类及力学分析
5.4 断裂构造
5.4.1 断裂现象
5.4.2 节理
5.4.3 断层
5.5 地质构造与成矿的关系
5.6 地质构造对矿山开采的影响
5.6.1 褶皱构造与矿山采掘工作的关系
5.6.2 断裂构造与矿山采掘工作的关系
5.7 大地构造理论简介
5.7.1 多旋回构造理论
5.7.2 板块构造理论
6 地形地质图及其阅读
6.1 地形图简介
6.1.1 地形图的比例尺
6.1.2 地形图的坐标系统
6.1.3 地形等高线
6.1.4 各种地形在地形图上的表现
6.1.5 常用地形图例
6.1.6 地形图的分幅及编号
6.2 矿区(矿床)地形地质图的用途
6.3 矿区(矿床)地形地质图的填绘过程简介
6.4 地形地质图的读图步骤
6.5 不同产状的岩层或地质界面在地形地质图上的表现
6.5.1 水平岩层在地形地质图上的表现
6.5.2 直立岩层在地形地质图上的表现
6.5.3 倾斜岩层在地形地质图上的表现
6.6 不同地质构造在地形地质图上的表现
6.6.1 各种褶曲在图上的表现
6.6.2 各种断层在地质图上的表现
6.6.3 地质体不同接触关系在地质图上的表现
6.6.4 常用地质图例
6.7 地形地质剖面图及其绘制方法
6.7.1 实测剖面的填绘方法简介
6.7.2 图切剖面的制图方法
参考文献
Ⅱ矿床
7 矿床概述
7.1 矿床、矿体和围岩
7.2 矿体的形状和产状
7.2.1 矿体的形状
7.2.2 矿体的产状
7.3 矿石
7.3.1 矿石的概念
7.3.2 矿石的分类
7.3.3 矿石的品位
7.3.4 矿石的结构和构造
7.4 成矿作用和矿床的成因分类
7.5 矿床工业类型
8 内生矿床
8.1 概述
8.1.1 岩浆的性质
8.1.2 岩浆成矿作用
8.1.3 内生矿床分类
8.2 岩浆矿床
8.2.1 岩浆岩成矿专属性
8.2.2 岩浆矿床与构造环境
8.2.3 岩浆矿床成矿作用和成因分类
8.2.4 各类岩浆矿床的特征和矿床实例
8.2.5 岩浆矿床的共同特征及其对开采的影响
8.3 伟晶岩矿床
……
10 变质矿床
Ⅲ 矿庆水文地质
11 地下水基本知识
12 地下水涌水量预测和防治
Ⅳ 矿产勘查与矿山地质工作
13 矿产地质调查研究概述
14 矿产勘查中的矿床揭露
15 原始地质编录和矿产取样
16 矿产地质调查资料的综合及研究
17 矿山地质工作
18 矿产勘查资料的评审及应用
参考文献
前言/序言
探寻生命的起源与地球的奥秘:一本面向未来的地球科学导览 《行星科学导论:从地核到行星际空间》 作者: [此处可虚构一位资深行星科学家,如:张伟、李明德] 出版社: [此处可虚构一家具有学术声誉的出版社,如:科学文献出版社、高等教育研究院] 版次: 第一版 页数/开本: 约650页,16开 定价: [此处可虚构一个合理的定价] --- 导言:超越我们脚下的世界 本书旨在为高等院校生命科学、物理学、化学、材料科学以及新兴的太空探索专业学生,提供一部全面、深入且具有前瞻性的行星科学入门教材。我们深知,要理解地球的形成、演化及其在宇宙中的地位,必须超越传统地质学的范畴,将视野投向太阳系乃至更广阔的宇宙。本书并非对传统地球内部结构和地表过程的简单重复,而是立足于跨学科交叉和最新空间探测成果,构建一个多维度的行星科学知识体系。 传统地质学关注地球自身的历史记录,而《行星科学导论》则将地球视为一个样本,置于行星演化的宏大叙事中进行考察。我们探讨的重点是如何运用物理学、化学、天体动力学等工具,解释行星形成、大气演化、磁场生成、乃至生命起源的普适性规律。 --- 第一部分:行星形成的宇宙背景与动力学 本部分聚焦于太阳系诞生的环境、物质的聚集过程以及不同类型行星的初始结构。 第一章:恒星与星周盘的物理化学 本章从分子云的引力坍缩开始,详细阐述了太阳原恒星的形成过程。重点分析了星周盘(Protoplanetary Disk)的结构与温度梯度,这是理解随后行星物质分异的关键。我们将引入气体与尘埃的相互作用理论,特别是冰线(Snow Line)的位置,解释为什么类地行星与气态巨行星的成分存在根本差异。内容涵盖:原恒星光谱分析、湍流在物质输运中的作用、以及微米级尘埃的粘附与团聚机制。 第二章:行星胚胎的增殖与轨道动力学 本章深入研究了行星形成过程中的核心难题——“从微米到公里”的尺度放大问题。我们详细讨论了“核吸积模型”(Core Accretion Model)和“盘不稳定模型”(Disk Instability Model)的优劣,并结合开普勒定律、牛顿引力理论,分析了早期太阳系中行星胚胎的轨道迁移、共振现象以及巨大的撞击事件(如形成月球的巨型撞击假说)。此部分内容完全依赖于天体力学计算,与传统岩石学观察截然不同。 第三章:小型天体的多样性与起源 本章将焦点从大行星转移到太阳系中的“剩余物质”——小行星、彗星、柯伊伯带天体和奥尔特云天体。我们分类讨论了不同化学族群(如碳质球粒陨石、辉石球粒陨石)的起源,以及它们如何通过轨道演化(如“尼斯模型”)进入内太阳系,成为地球早期水和有机物的重要载体。彗星的冰化学和脱气过程将作为重点进行剖析。 --- 第二部分:行星体内部的结构与能量循环 本部分旨在用热力学和流体力学原理,解释不同行星内部的热演化路径,而非仅仅描述地质分层。 第四章:行星热演化与分异的物理机制 本书详细探讨了行星在形成后,如何通过放射性衰变热、引力收缩能和早期吸积热,驱动内部的熔融和化学分异。我们将引入相图分析,解释地幔和地核在不同压力温度条件下的物相转变。重点分析了地核的形成与热对流,包括如何通过对流产生磁场(发电机理论),并对比了地球、火星和木星内部的磁场差异及其对行星宜居性的影响。 第五章:行星构造活动的多样性 不同于集中讨论板块构造的地球科学,本章横向比较了太阳系内主要岩石行星的“构造盖层”(Tectonic Lid)类型。内容包括: 僵硬盖层(Stagnant-lid Tectonics): 以火星和金星为代表,探讨其高温下的热损失机制和大规模火山活动的证据。 分段式构造(Episodic Overturn): 分析金星晚期地表重塑的可能驱动力。 板块构造(Plate Tectonics): 深入分析水对降低岩石圈强度、促进俯冲的关键作用,并从热力学角度探讨地球板块构造的独特性。 第六章:大气、气候与行星表面的动态平衡 本章将大气科学提升到与固体地球同等重要的地位。内容不再局限于水循环,而是着重于大气逃逸机制(如Jeans逃逸、双极场逃逸)、温室效应的物理模型(一维辐射传输模型)以及气候的长期稳定性。我们将对比水星的无大气、金星的失控温室效应、火星的稀薄大气和地球的生物圈反馈效应,探讨行星如何维持或失去其表面液态水。 --- 第三部分:地外生命探索与宜居性前沿 本部分将所有前述知识整合起来,应用于寻找系外行星和评估太阳系内天体的宜居潜力。 第七章:系外行星的发现与表征 本章介绍了当前系外行星探测的前沿方法,包括凌星法(Transit Method)、视向速度法(Radial Velocity)的最新进展,以及直接成像技术面临的挑战。重点分析了“洛克菲勒宜居带”(Habitable Zone)概念的局限性,引入了“可居住性指数”(Earth Similarity Index, ESI)和生物信号(Biosignatures)的理论光谱预测。 第八章:太阳系中的“海洋世界”与生命化学 本章聚焦于冰封卫星(如木卫二欧罗巴、土卫二恩克拉多斯)的冰壳下是否存在液态水海洋。内容涉及潮汐加热理论,解释这些天体内部热源如何维持液态水而非依赖太阳能。我们还将讨论深海热液喷口生态系统的化学基础,以及在非地球环境下,生命可能依赖的能量代谢途径。 第九章:行星际尘埃、辐射环境与航天材料科学 本书的最后一章转向实际的太空探索挑战。我们将分析宇宙射线、太阳风粒子对行星表面和大气的影响。材料科学角度将被引入,讨论如何在极端温度、真空和高辐射环境下,设计能够长期运行的探测器材料。本章总结了行星科学作为一门“应用科学”的前景,为未来载人/无人深空任务奠定理论基础。 --- 总结:面向未来的科学视野 《行星科学导论》的结构旨在培养学生的系统思维和量化分析能力。全书的论证逻辑是:从宇宙中的物质和能量起源,到特定行星体的内部物理机制,再到行星系统的长期演化与生命潜力。它绝不是简单地罗列太阳系八大行星的表象特征,而是致力于揭示驱动这些天体演化的普适性物理定律和化学过程。本书内容侧重于天体物理、热力学、流体力学以及先进的探测技术解读,与传统侧重于地质年代、岩石分类和矿物学的学科内容形成鲜明对比,旨在为新一代地球科学研究者提供广阔的、跨越星际的知识框架。
作为一名在野外工作的地质工程师,我经常需要面对各种复杂的地质问题。很多时候,理论知识与实际工作之间存在一定的鸿沟。然而,这本《地质学(第4版)》在理论深度和实践应用性之间找到了一个很好的平衡点。它不仅仅是课堂上的理论教材,更是我案头常备的“工具书”。在处理一些勘探项目时,我经常会翻阅书中关于岩性特征、构造样式以及地层沉积环境的描述,这些内容对我解读野外地质剖面、识别潜在的资源储藏区域提供了宝贵的指导。书中对各种地质现象成因的深入分析,也帮助我更好地理解为什么某些地质灾害会发生,以及如何进行风险评估。我特别喜欢书中关于地球动力学和地质灾害的章节,这些内容与我的实际工作紧密相关,让我能够从更宏观的视角去理解地球的动态变化,以及这些变化可能带来的影响。这本书的价值在于,它不仅传授知识,更传递了一种思考地质问题的方法论,让我在面对实际挑战时,能够更加得心应手。