工程地质学课件

1、工程地质学Engineering Geology，孙冰洋电话：2013年8月，该项目由城中村改造，拟建设开发建筑商业、商业住宅及服务设施等，占地建筑44F/-2住宅，地面建筑面积拟设992层地下室其结构类型为剪力墙结构，地下室为框剪力结构，对差异沉降敏感，建筑安全等级为级。 目的详细调查拟建场地基坑，为基坑支护设施修订提供必要的岩土工程残奥表。 这么说来，近代地质科学经过了200多年的发展过程，达到了通过认识自然来利用自然，打开了保护、改造自然的新篇章。 地质工作正处于一个重大的转折点，传统地质工作转向以“地球系统科学”为核心内容的现代地质工作。 地球科学除了为社会经

2、济发展提供充足的矿产资源、能源外，还需要协助解决人类生存与社会发展面临的有关生态环境与自然灾害的许多重大科学问题。 认识地球，利用地球，协调人与自然的关系，是地质科学最基本的任务。 国际地质科学发展的总趋势：“供给驱动型”“需求驱动型”的转变。 分析20世纪国际地质科学学科体系的发展进展，有助于认识国际地质学的发展趋势。 百年来，地质科学系统的学科结构发生了深刻变化。 具体表现为： 1、20世纪初的传统地质科学系统以矿床学、古生物学、地层学为核心2 .完整的传统地质学系统建立于20世纪3050年代，出现了以古生物学、矿床学、地层学、矿物学、岩石学和构造地质学为核心的新系统，3、20世纪末，辉煌

3、的地皮古生物学、矿物学和煤田地质学逐渐进入山谷，排在地质学科前8位外的4，21世纪初(2000年)，地球物理学、环境地质学、地球化学、油气地质学和水文地质学等迅速崛起，挤入学科前8位，体现了技术进步对地质科学发展的影响(板块构造理论的产生是勘探。 5、岩石学研究地位一百年来一直处于学科前八位，而且地位持续提高，传统岩石学不断获得新生。 原因：反映社会发展需要的学科发展适应性广。 从矿产资源的供给，到满足环境地质学的发展，渗透到大地构造等地质学的前沿。 变质相、双变质带、超高压变质岩等的发现会给地质学带来一次革命。 百年来，各阶段地质单位学科构成(19001950 )，百年来，各阶段地质单位学科

4、构成(19802000 )，Nature和Science分别是英国和美国主办的世界级综合性科学杂志，着重发表地质科学研究的重大发现文章1970年以来，两期杂志发表的地质学文献集中在空间科学、第四纪地质学(包括世界变化科学)、地球物理学和古生物学等学科。 空间科学和地球物理学水平体现了人类的认知能力：“进入天地”水平和国家综合国力、科学技术发展水平。 是近30年来国家级的科学发展竞争.上世纪80年代以来，两期杂志上的地球化学文献逐渐减少，原因：地球化学学科正在成熟，重大的科学发现越来越难(实际上，地球化学现在仍在地质科学中处于重要地位，特别是应用性研究不断增强)应用与Nature和Science

5、不同，Geology和GSA Bulletin是美国(北美)地质学会主办的综合地质学杂志，在国际地学界的影响力很大。 其文献的学科结构能更好地反映地质学的发展趋势。根据30年来的文献统订资料，矿物学、古生物学、应用地球物理、地震地质学、水文地质学、环境地质学、矿床地质学等在这两个杂志中地位较低，矿床学研究的进化特征：金属矿床学占矿床学的主导地位，至今仍是学科研究重点的一般经济地质学(包括成矿理论和矿床经济等) 由于传统矿业在经济和社会发展中的比重下降而下降的非金属矿床学研究的百年变化一直呈稳定的发展态势，从整体上看，基础理论和综合研究在矿床学中的地位下降，应用性研究得到加强。 矿床模型及成矿动

6、力学过程研究得到加强。 矿物学衰退的原因：二战结束后，电子工业、信息产业相继快速发展导致矿业持续下降，影响矿物学发展的矿物学于20世纪70年代完成了以经典的光性矿物学、结晶矿物学和矿物物理学为代表的基础学科建设和新矿物学的集中发现。 矿物学是地质科学中装备最精良、定量度最高、能统一理论修订和实验测量的唯一学科。 进入更深层次的缓慢发展阶段，显示了成熟学科的特点。 今后的发展方向：地幔矿物学和环境矿物学研究等领域，谢谢，古生物学经过20世纪2050年代的高峰期发展后，与其他传统地质单位学科一样，地位急剧下降。 7080年代以来，古生物学界产生了生物大爆发、大灭绝、复苏、大辐射等现代理论和进化模式

7、，古生物学地位仍然在下降。 到90年代后半期(1996年以后)，下跌倾向停止，稍有恢复。 离不开中国古生物学家新发现的新元古代瓮安动物群、寒武纪澄江动物群、晚侏罗世热河动物群等的贡献。 今后的发展方向：年轻动物的起源和进化、脊椎动物的起源、鸟类的起源、人类的起源和灵长类的进化等，仍然是古生物学研究的重要课题。 古生物学在地质学系统中的地位有了相当大的下降。 但是，至今仍是容易形成重大科学发现的科学之一。 北约和西方上古生物学文献的比例相当大，4、地层学百年发展、国际地层学研究百年发展、地层学在地质学体系中最基础和最古老学科百年来，在地质科学中的基础地位一直不变。 保持重要学科地位的原因：地层学

8、研究的广度和深度随着科学技术的发展和社会需求的变化而不断调整：相模式(50年代)沉积体系(60年代)地震地层学(70年代)层序地层学(80年代)事件地层学(90年代)不断与其他学科相互渗透结合，转化为研究5、岩石学百年发展、国际岩石学研究百年发展、岩石学百年发展总是有逐渐上升的趋势：原因：岩石学以矿床学为基础在矿床学发展中发展(19001940年)； 沉积岩作为油气资源的基础学科自上世纪60年代以后发展，70年代达到顶峰期的岩石学在研究中融入大地构造和环境学等前沿，不断发展。 作为结构背景指示符：埃达克岩adakite、s型和I花岗岩、碰撞带或岛弧带岩浆岩超高压变质岩等岩石学的发展轨迹即使是传

9、统学科，只要朝着需求的方向前进，就能获得发展动力。 发展方向太古宙高级变质岩造山带变质岩及变质作用下地壳地幔岩石学高压超高压变质作用研究涉及大陆动力学和深部构造等重要地质问题，日益受到重视。6、构造地质学地位、国际构造地质学百年发展、(广义的)构造地质学持续发展是地质学发展和完善的重要标志。60年代中期板块构造的提出，象征着现代构造地质学和形成。 构造地质学是GSA Bulletin文献的重要组成部分，上世纪70年代以来地位居首位：发展特点：提出60年代中期板块构造，显示了现代构造地质学的形成。 7080年代板块构造概念扎根于地球物理学、岩石学和地球化学等现代地质学研究领域，在地质科学系统中发

10、挥引导作用，逐渐成熟。 80年代初，板块结构引入中国，再次掀起研究热潮，出现了新的高峰。 90年代后期，板块结构理论应用于大陆时，遇到了新的问题，热度下降。 80年代末提出了大陆动力学的概念，推动了构造地质学的发展。 美国90年代后制定了国家级大陆动力学研究订划，中国大陆造山带和大陆岩石圈研究都发挥了诱导作用。 第四纪地质学是地质学的重要组成部分。 在地质科学学科结构中占有重要地位，并列第六位。 目前，第四纪地质学研究的深入变化：以世界变化为代表的古代和现代环境地质学研究、第四纪年代学研究成为重大内容。 全球变革(Global Change Science )是20世纪后期的新兴科学领域。 科

11、学目标：描述和理解人类生存地球系统运行的机制、变化规律以及人类活动对地球环境的影响。 全球变化的研究领域非常广泛，包括结构隆升和气候变化、过去的全球变化、进行中的全球变化，以及全球变化与生态系统、水环境循环、与人类活动的关系等。 第四纪和全球变化仍是容易形成重大科学发现的学科之一。 二、现代地质学中一些重要的研究领域，一、第四纪地质学和世界变化，国际环境地质学百年发展和中国最近的发展趋势，环境地质学是上世纪后期的新兴学科，发展迅速，学科地位在分支学科的第二位，仅次于地球物理学。 国内外文献比重的变化趋势如图所示： 2、环境地质学和可持续发展、国际环境地质学分支学科及其研究文献量的变化、中国环境

12、地质学分支学科及其研究文献量的变化、目前的主要研究内容：受自然和人类影响的地质环境性质、 地质体和地质过程的环境效应和防治自然和人类系统的脆弱性及其保护地质环境质量变化过程分析和环境污染的防治人类活动的环境效应等环境地质学是20世纪资源和环境科学的重大进展之一也是21世纪地质学发展的重要方向之一。 其发展需要地质学各学科知识的支持，特别是水文地质学、水化学、地球化学、地球物理学、工程地质学、土壤科学和地质微生物学等关系极为密切。 是现在“大地学”的缩影。 环境地质学的发展方向：环境地球化学：研究人类生存环境中化学元素和微量元素的含量、分布和迁移过程以及与人类的健康关系。 地质微生物学：研究地质

13、系统中微生物新陈代谢的多样性和机制，揭示改变环境、改变环境的过程，并应用于环境管理。 生态环境地质学/生态地质学：以生物(包括人类)对各种环境地质条件的反应为切入点，研究生物对环境的影响和生态环境的变迁。 环境工程地质学环境地球物理学环境经济学：环境是资源。 运用经济学原理(成本效益法等)，研究其资源价值。 水资源是自然社会经济复合生态系统的重要支撑。 水资源短缺、水环境恶化、水灾频发问题日益受到世界关注。 水太多，严重的洪灾问题！ 水变少了的严重干旱问题！ 水污染了严重的环境问题！ 水循环是连接地球系统的重要纽带，从系统论的角度研究水循环和全球变化、人类活动对水循环的影响，是现代地质学的前沿

14、研究领域，也是国际水文学和水资源学与地理、生态等许多学科交叉的最前线性问题。、3、水文地质和水资源、4、工程地质和城市发展、5、地球化学和生态安全、地球化学研究在保护生态安全等方面发挥重要作用。 环境质量是在源、流、场、效、控的连锁过程中形成和体现的。 我国环境污染状况：从重金属污染发展到氮磷富营养化阶段，东南沿海地区存在污染有机污染物的环境污染，相当于发达国家的污染阶段。 环境地球化学研究现状：目前我国对外源性污染物的种类、性质、化学行为等研究已有良好的基础。 但对潜在危害的研究较晚，缺乏对环境物的二次污染和对“化学定时炸弹”(CTB )的生态危害的认识和研究。 保障生态安全的环境地球化学研

15、究是重要的研究方向。 6、非传统矿产资源的研究与开发利用，21世纪矿床学研究面临着社会可持续发展的严峻挑战矿业开发与环境保护的协调发展，矿业环境保护是一体化的。 这是今后相当长时间内影响矿床学研究方向的两大因素。 因此，寻找新型的非传统矿产资源，缓解资源紧张局面是当前矿床学研究的重要前沿之一。 煤层气、油烟岩、油砂、天然气水合物等非常规的能源矿物资源和利用研究尾矿等非常规的固体矿物资源的二次开发利用研究(尾矿利用是矿业循环经济的切入点)矿床类型(如离子吸附型稀土类矿)的研究和开发，三、难以识别国际地质科学的发展方向提出的重大研究修订计划，如大陆和海洋钻探、大陆间地震反射剖面等，强调了多学科战略

16、研究的重要性。 21世纪被认为是象征新的地学知识系统(地球系统科学系统)的构筑的时期。 在基础学科和一些重大领域提出一些优先的研究修订计划。 1、地球科学基础研究，21世纪地球科学为社会服务的4个任务目标：了解地质过程，关注地球系统各组成部分之间的联系和相互作用，提供充分的自然资源(水、矿物、燃料)，减轻地质灾害，调整全球环境和区域环境的变化。 2001年，美国国家研究委员会发表了地球科学基础研究的机会报告，指出地球科学基础研究是国家战略的需要，地质学者个人和研究小组开始实施项目研究，是维持和提高地球科学学科实力的唯一最重要机制。 提出了刺激基础研究的6个领域：接近地表的“键带”地质生命系统地

17、球和行星物质(美国迄今为止从月球带回样品440kg )大陆地质研究地球深部内层研究行星科学，加拿大目前的基础地质学研究订划为基岩和地表海； 碳氢化合物； 矿物地质灾害和地质环境。 2003年以来，完成了北美10个键带深部地球物理勘探和综合地质球化学研究，研究了地球40亿年的演化，建立了新的地球构造模型。 全面提高了地球科学的研究水平。 英国20022007年优先发展的三个地质领域：地球生命支持系统气候变化可持续经济。德国提出的地质科学战略研究13个领域：地球内部地质过程的动力地球系统空间观测地壳断层成像大陆边缘沉积盆地人类最大资源地球生命耦合系统地球变暖的原因和影响物质循环陆地与生物圈之间的链接地下空间的勘探利用和保护气体水合物； 地球管理的信息系统地球管理的警告系统矿物的表面从原子过程到地质技术，2 .世界变化，目前世界许多国家把气候预测作为21世纪世界变化的重点领域。但是，由于构成地球的各要素(大气、海洋、陆地等)并不孤立，它们之间存在复杂的相互