地质学基础讲义讲稿之地球的起源

《地质学基础》

绪论课程性质、目的及任务---特色教育与成才之道本课程是力学、土木和建筑专业的一门力建学院特色教育的专业基础必修课。本课程目的是掌握地质学的

研究现状、基本概念、基本方法、基本知识课程基本要求了解地球的演化、地球的结构、地壳物质的建造（三大岩类）、地壳物质的改造（构造）中国大地构造体系区域和工程稳定性地球的起源地球的内部圈层矿物与岩石地质构造岩石圈板块工程实例Contents：地质学基础绪论教材和主要参考书教材：刘贤赵主编，地球科学基础科学出版社2005。

参考书：1.胡绍祥李守春主编矿山地质学中国矿业大学出版社2002。2.夏邦栋刘寿和编地质学概论，高等教育出版社1992。评价方式考查（平时占30%；课程结束卷面考试分占70%）第1章地球的起源第一节混沌初开--宇宙始于大爆炸？

第二节太阳系的起源

第三节地球的诞生

第四节现代地球环境的逐渐形成

第一节

混沌初开--宇宙始于大爆炸？“混沌初开，乾坤始奠。轻清者上浮为天，重浊者下凝为地”。

－中国古代的贤哲

作为自然科学研究的具体对象，宇宙是一个有限的客观存在。这样一个宇宙，应该有它的开端。

宇宙是怎样开端的呢？

20世纪初，天文学家斯里弗尔（V.M.Slipher,1875-1969)

在观测银河系外的仙女座大星云时，取得15个星系的光谱资料，经过研究，发现其中13个正在以每秒数十万米的高速退行，即离开我们愈来愈远。

1929年，哈勃(E.P.Hubble,1889-1953)根据观测到的河外星系正在退行的资料，提出：一个星系退行的速度和它与我们(地球)的距离成正比，即离得愈远退行愈快。这个发现告诉我们，我们周围的星系正在四散离开，也可以说我们已知的宇宙正在膨胀。

爱因斯坦(AlbertEinstien,1879-1955)在1916年提出的广义相对论演绎出宇宙在膨胀的理论。

·哈勃的发现被认为是对这些理论的验证。以后的天文观测继续有新的发现，证明宇宙在膨胀，曾测到有的河外星系之间，正以每小时2,500,000km的速度在拉开距离。

比利时天文学家勒梅特(G.E.Lematre,1894-1966)1927年就提出：

·宇宙为什么会膨胀呢？

·膨胀的宇宙会不会是爆炸的产物呢？

《BIGBANG》－大爆炸

·宇宙的全部物质，当初都集中在一个“原始原子”(或称宇宙蛋)里，异常紧密

·温度约1032°K

·显然这只能维持极其暂短的平衡，一旦平衡破坏，就发生大爆炸，原始原子迅速膨胀，逐渐扩展成为我们的宇宙现在认识：

·大爆炸后1秒钟，温度降到1010°K，粒子间的强相互作用、弱相互作用、电磁力和引力开始分开。

·在高温下处于基本粒子状态的物质，随着温度的降低，聚合成各类原子

)

区尔伯特·爱因斯坦

(1879-1955）艾萨克·牛顿

(1642-1727)

埃德温·哈勃

(1889-1953)乔治·盖莫

(1904-1968)约在大爆炸后50-100万年

·首先由电子和质子合成氢原子

·接着是氦原子也大量生成了

·随后其他所有元素的原子从轻到重依次聚合而成

爆炸后100万年到20亿年

·逐步形成各类天体星系

·恒星起源与演化

·恒星最初有弥漫稀薄的气体和尘埃（星云）经过凝聚、加热过程而形成。

四个阶段：

·1、幼年期—原恒星（Protostar)

·2、青壮年期—主星序（mainsequencestar)

·3、晚年期—红巨星／超巨星

·4、衰亡星—致密星（白矮星／中子星／黑洞）怎麽粗能证狠明15斥0亿年凶前发撕生过摸这样重的大土爆炸愿呢？·爆炸躁形成罗的宇残宙一梁直在律降温践，恒菜星是骨在降座到40偷00拣0K以下踏时才驾开始晌形成·现在范测得悬最老要的星姓系的秧年龄贼都只双有10圾0多亿管年，踢符合镰这个攻理论逃的推向断。·特别受是盖烧莫夫(G拘.G遵am欢ow，19脸04祸-1救96绩8)预言白：在腿大爆多炸的充特殊绒宇宙手背景营下产蛾生出陶来的位微波疮辐射畏，至曾今还鼠存在硬于宇乖宙空润间中握，其农温度尘应已雕降低垄到只巨有绝紧对温卖度几肃度彭兹伏亚斯(A崇.A拴.P粘en爪zi彩as插,1超93这3-牢)和威凤尔逊(R绩.W蒸.W晶il杜so采n,她19存36葡-龙)发现牧：·斯19怠64年，课威尔五逊山航上一赞台高乓灵敏痰度的臂射电询天文犹望远蔬镜，蔬在各哗个方隐向都烈测得练一种3K的微应波背剂景辐欺射。哨大爆垦炸理杆论得子到了僻有力阔的支泼持。·为此法他们最得到毒了19衰78年的骡诺贝希尔物蓝理学会奖金左。其它楚证据携：·现在询测得锋的不砍同天做体上旬氦的你丰度豪，即请它在飘天体悟中的墓含量市，一信般都绕达到30梨%左右划，仅爆仅太奥阳上开那种嚼氢合仿成氦扯的作大用，刊是不还能造墙出这蓄么多佩氦的皮，而驱大爆舍炸能帮做到·因爆晕炸而群使星碑系间朗的距油离拉认开，评更已生是熟打知的纪事实·天文赖观测微中已减多次沸记录慌到超擦新星惧爆炸·另外翠新近州得到铸的两采个黑恢洞撞骡击爆痰炸的技信息鸟，都汇可以画作为爆佐证.第二考节绍太阳旨系的各起源大爆毅炸发阴生约10包0亿年作之后允太笑阳系凉出现哲学皆家康丑德(I香mm郑an泳ue司l薄Ka符nt药,斩17搏24辨-1津80疑4)－大星云懂说·在献承给普艺鲁士引国王低的《自然汉通史芽和天引体理桶论》中假懒定：兽最初木“整叶个宇士宙的由物质脑都处秋于分疼散的透状态混，并掌由此爽造成拾一种宰完全脉的混筛沌”绪，“辩构彩成我队们太协阳系凭的星喷球的糟物质乞，在杜太初胶时都亭分解牵为基霸本微孟粒，列充满租整个拌的宇必宙空藏间，木现在把已形器成的扑星体哄就在沉这空角间中炕运转赶”。嚼他认笑为是夕万有各引力救的作尾用，握使这魂些原缎始的摄弥漫秆物质严逐渐们分别翻凝聚缘瑞，形干成了赞太阳多系内笔的各顶天体悟。拉普俭拉斯(P掀.S禁.L啄ap粘la波ce恒,校17缘瑞49疾-1矮82文7)·在一孔本科爆普读璃物《宇宙招体系亦论述》的附袍录中证，对化太阳要系的郊形成腹，作掏出了骡自己近的解母释并徐广为访流传·拉普晒拉斯杏虽没趁看到斩过康叫德的饥书，鹅但他金自己截独立洗提出搅的见嫌解却嚷与康摧德大斯同小暂异，录而且彻充实集了星是云说·旋转封星云绢析出厘圆环助，圆复环一滴次又饿一次杂地被彼分出金来，型并分栽别凝粗聚结胜成行呼星，驶行星参周围肤的卫涌星也规有着始类似匹的形肆成过刑程·星云混中心旺部分货则收阴缩成呀为太翻阳（使不知仔热核攀反应透）星云扭说不片能解绒决太剥阳系浓中许适多问替题太阳饱和行万星的拜单位涂质量唇的角净动量耗，应垒该是骑一样陶的，浅但实插际上逝相差燃近10讲0倍.星云给－太底阳系谢－堆链积的蹄地球20世纪趟初期拦－中上期·灾变吼说·潮汐葡说·俘获露说（盖苏联棉斯哭密特〕：皮原始回太阳些随银箩河系黑公转显，在狂经过顿有大系量星斗际物丢质弥齐漫的仓空间麦时，饼将它缴们吸闸引在咽周围妥，成晃为行辱星的掩物质砍来源啄的，共用外揪来物穗质形阳成的倒行星锣，角扎动量庄可以廉和太逼阳不鲜同19圣42年瑞戴典物霞理学能家阿笑尔文(H每.O促.G忍.A扫lf火ve到n,聋19百08乱-)太阳斯可以禾通过蜂磁场心的作部用，朽把自亡己的债一部通分角池动量徐转移曲给形奶成行挪星和猜卫星躺的云晶团惯电磁蓬场的火作用团能说丹明在重太阳斑系形篇成的理过程颗中，行从中胜心抛配出物蛇质的幼质量泄虽不絮多，明但带会走的当角动舒量可坑以很为多第三脑节捐地球尤的诞够生天，臣积气含也；出无处戒无气荐。地完，积萌块（良土）京也；望充塞仅四虚颂，无衫处无线块”－衔列子·天瑞天是脚气的殿集合锈，地怕是土盛的集摸合－营古代狱贤哲黄的卓惩识20世纪30年代继末天质文观宪测证翁实·在银色河系修中，踢有许执多气孝体和没尘埃护存在·这些设气体昌主要惠是氢奖和氦专。气脉体在功这些誉星际招物质荡中，观按质父量计恳要占辩到98刘%左右·尘埃泄里主慕要是职水、棕甲烷辩和氨松等液子体、摆气体证冻结此而成替的固品体微贩粒；很还有芳少量键二氧毛化硅科及其乌与金遣属离头子结饶合形馆成的计化合疗物等黎固体兼材料别。固若体物等质不燥及2%，颗识粒细柏微，瓦半径柱只有0.夏00耕01至(万分吉之一)厘米帐左右膝，微暂粒弥读漫在锹整个冲太空洒中地球合的成药分·氢和伐氦的悬含量巡寿都很意少·而是姐铁占痒了第会一位建，其僚次是塔氧和帆硅，厉还有倒很多尤镁、达镍和道铝等英金属·地球骂的化族学组惹成为持何如深此不绍同？也形撕成地芬球的坑这团傍冷星习云，锤在万哀有引宴力的户作用重下，肾物质佣的微耗粒互坐相吸向引，吃形成留小的猾团块唱，也盐叫做星子·星子淹再互敏相吸渔引，周大的丛吃掉休小的滨，不竹断碰核撞、思不断墙吸积饿，直摩至成仔为地牵球和苍其他弱行星未的前拘身。由这个钟原始涂的地诱球是也一个培比今盈日的商地球革大得毒多的柱尘埃杨的集察合体睁，大僚致沿吨着今帖天的裂地球管轨道促自转地球螺的形索成·在太讯阳系迫内，膀由于奋接受族的太圈阳辐拾射多妖，温是度高狮，轻取的气尸体被名辐射差到远霉处，究散失寨到太茶阳系勒的外嘉部远佩处构疫成类木茄行星格。·近太叨阳的历地区片，以神尘埃灵中的哨固体男物质向为主倾，化斑学组先成当类然和跨原来挤的星唤云有浇显著鸦的不扛同（段铁、庄硅、觉镁、山氧为殿主）光近处晋构成类地且行星托。原始地引球内纹的“患星子语”·受到挨引力老的作句用向今中心翠聚集驴，体求积逐拢渐缩愚小，锈物质咐的密筋度越居来越院大·收缩莲不是胳无限曾的，质因为纪物质舅还要摸受到阁自转挽所产棒生的唇惯性评离心项力的纱作用践，而配离心扎力是秆要随永着体漏积缩贿小，希导致拍自转歉速度贿加快奋而增恨大，皇当离周心力梁增大傍到能唐抵消叹引力干时，晴就达饲到平壁衡冷陡－务热药－价冷·尘埃铅向中于心聚竿集的雷过程粗中，吗由于如引力请的作获用，钳体积超收缩墙，压桐力加象大，胞会释硬放出脏大量碗的热切量。势放射庭性元就素的坊蜕变运和陨著石的嫁撞击腹，也槐都要昨放出懒热能·尽管扩原始弊的星什云物票质是垮冷的用，后收来地堆球曾羽经历涝过一累个高斩温时耳期，胆至少河是局策部物敏质处柿於热峰的熔累融状娱态，所以后炸收缩壤停止归，才既又逐豆渐冷少却凝烂结地球城圈层窄的形惧成·重力雪的作句用与亏高温颈的影详响，察地球我里面辈的物转质发感生部揭分熔乡丰融，赵使重扩者下榴沉，匆轻者陷上浮炕，出跑现了某大规饲模的朵物质荒分异费和迁劲移，拘形成傲了从彼里向贴外，皇物质希密度存从大绘到小拜的圈刮层结福构·铁和裙镍比苹较重漠，含解量也航多，辟分离候出来愤成为住液态纠的金喜属向氧中心狡聚集行－溪地核·较轻直的硅模酸盐惜物质怖形成绣地幔生和地涉幔之吴上的间地壳·气体夸和水锹等轻凑物质耀被吸酿引在亲固体圣球的突外围20猜10年实递现朗中国训人登昂月首席止科学符家欧克阳自召远望（20革02）鸭提沉出分喊步骤松登月联措施科学陡家介剖绍“云中国随登月仍计划服”费著用时泰说登月京相当塘于修料两公美里地誓铁·中国志已启衫动登羡月计仙划，诉估计10年内蛇完成·成本针少于10亿元缺，美骄国60年代己登月御曾耗泳资千坚亿美层元·人类类将在20推20至20刊30年建桂月球绵基地第四贝节虾现代壮地球竿环境绝的逐承渐形还成46自亿年金前，瓶整个舍地球教的温划度都较很高哲，表格面也匠接近陈于熔言融的寨状态·托各类齐岩石好的块输体（赛以星浇子为笋基础为）各吩不相弦属地闹分布悔在地要球的议表面颗·躲后文来构浩成大户陆的截地壳冥古弯宙（46－38亿年稠前）·大约彩在40亿年缺前后吗，越殊来越楚多的古较轻头的硅诵酸盐裂成分亭迁移钳到上蒸部冷笑凝·地球尺终于碰有了低一个贯虽然所还比川较薄景、但筛已是循连续寺完整狸的地指壳原始溜地球刚表层·一些弓处于跟熔融衡状态尼的物丽质向疼上挤腿入地岸壳中烛凝结创，或黑涌出遗地面完，表疯现为炸广泛界分布剃的火租山活居动·另一邻方面抬物质侨又在寒向下绢流动划，把裳上面做已固箩结的侄地壳嗓撕裂释，并枝将其椒部分崇碎块爸拽向陷深处且，使急它再望次熔贪入地仪幔物闸质之猜中·与此桃同时压，薄孟弱的忆地壳亭还在谦陨石站的撞翠击下填，形逝成大翠量陨狗击坑最初员的大可气成榨分主盒要是都水蒸滤汽，读还有幻玉一些镜二氧继化碳膛、甲斯烷、柳氨、芽硫化庄氢和堪氯化衬氢等·直到患距今38亿年龄前，野地球明上的忙大气仔仍是辫缺氧复和呈要酸性霜的·随着溉时间猴的流望逝，拣地球奋上的嚼温度那逐渐违降低状（低粉于10叼0°未C），臭大气件中的拜水蒸枕汽陆绍续凝允结出精来，畏形成拘了广昌阔的榆海洋少，海钟水中侦也缺适少氧堪，而天且也仪含有迟许多妙酸性湾物质太今古暗宙（38－25亿年膀前）·滥38亿年味前，始海洋钟中开产始有例了生技命的挠活动辛。从勇