高等构造地质学-1地质学现状与展望

二十世纪重大成就：化石能源与矿产资源勘查理论方法
中国主要含油气盆地及油气田
陆
相
大庆油田
生
1959喷油
油
理
论
保
证
了
中
国
石
油
工
业
的
发
展 二战日本侵华，在松辽盆地勘察石油故事
二十世纪重大成就：化石能源与矿产资源勘查理论方法
世界最大稀土 元素矿床
大 量 矿
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成
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理
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发
中国黑色、有色金属矿产图
展
提纲
• 前言 • 二十世纪的重大成就 • 二十一世纪初叶发展趋势 • 二十一世纪初叶战略重点 • 建议采取的措施
地球科学是人类认识、利用和改造我们 目前唯一生存环境－－地球的科学基础
地球是太阳系 中一颗独特的行星。 在固体地球的外层 有水圈和大气圈， 因ห้องสมุดไป่ตู้生命得以产生 和演化，人类得以 诞生和繁衍。
板块构造理论是研究地 球演化史、研究地质灾 害发生机制和研究矿产 及能源分布规律的新的 理论基础
大陆漂移 海底扩张 板块构造
二十世纪重大成就：板块构造
洋中脊下 热地幔物 质上涌， 扩张轴处 形成新地 壳，老洋 壳向两侧 推移。
二十世纪重大成就：板块构造
板块构造理 论用于解释大 陆演化，揭示 了山脉复杂的 构造特征和板 块构造的运动 历史，产生了 大陆演化的全 新概念。
演化模型
现今
晚石炭世
二十世纪重大成就：板块构造
泛古洋
华北
古特提斯海
华南
冈瓦纳古陆
板块古地理复原
晚白垩世
二十世纪重大成就：板块构造
太平洋
北大西洋
亚洲
南大西洋 南极洲
东印度洋
板块古地理复原
未来250Ma
二十世纪重大成就：板块构造
太平洋
北美洲
非洲
欧亚
南美洲
南极洲
澳大利亚
未来板块地理位置？
二十世纪重大成就：板块构造
参加 “地球科学: 世纪之交的回顾与展望”工作的专家： 马福臣 王启 王会军 刘勇卫 张中杰 肖文交 李晓波 李炎陈 旭 侯泉林 杨勤业 罗云峰 孟辉 黄鼎成 符综斌
工作人员: 王志洪 申依敏 陈绍海 曹 京
在完成“地球科学: 世纪之交的回顾与展望”工作中，多 位院士和专家提供了宝贵意见和书面材料，并给予很多帮助， 特向他们表示深切谢意！
海底扩张的进一步证明
洋中 脊两侧 磁异常 条带对 称分布， 离中脊 越远年 龄越老。
洋底年龄(根据磁异常)
二十世纪重大成就：板块构造
海底扩张的又一证据
深海钻探计划 （DSDP）第三航次 在大西洋取得的结果 证明，沉积物的年龄 同磁异常所代表的洋 壳年龄完全一致。
二十世纪重大成就：板块构造
板块构造理论否定了海 洋永恒、地壳以垂直运 动为主的固定论，建立 了岩石圈以水平运动为 主的活动论
4. 生物演化突变事件
二十世纪重大成就
寒 武 纪 早 期 水 下 生 物 景 观
二十世纪古生物学研究有一系列重要发现，如我国的澄江 动物群。在距今5.3亿年时，从海绵动物到脊椎动物，几乎所有 的现生动物门都已有各自的代表，同时还有许多难于归入任何 一个已知动物门的或早已灭绝的奇异生物类型。
二十世纪重大成就：生物演化突变事件
大陆演化与板块登陆
板块构造理论登陆后遇到了一定挑 战，有待发展和完善
二十世纪重大成就
3. 化石能源与矿产资源勘查理论方法
大陆和海洋研究，对发现和勘查矿产 与化石能源的科学知识作出了巨大贡 献，保障了世界范围的能源和原材料 供应。 发展了强有力的地球物理、地球化学、 遥感、钻探等方法手段，使资源勘查 成为国民经济的一个重要行业。
二十世纪重大成就
2. 板块构造 板块构造理论是固体地球科学的一次革命
大陆漂移
二十世纪重大成就：板块构造
1915年大 陆漂移学说 认为，大陆 在洋底地壳 之上移动。 50－60年代， 由于古地磁 资料的支持， 大陆漂移学 说得到了广 泛的承认。
二十世纪重大成就：板块构造
全球规模的洋中脊
二十世纪重大成就：板块构造
生物大绝灭和大复苏 大复苏
地质历史 上还有奥陶纪 末的大灭绝及 其后的复苏， 二叠纪末大灭 绝和中生代的 大辐射，以及 白恶纪末的大 灭绝和新生代 的大辐射。
二十世纪重大成就：生物演化突变事件
板块碰撞形成造山带
二十世纪重大成就：板块构造
珠穆朗玛峰 8848m
青藏高原由欧亚板块 同印度板块碰撞形成的， 是世界研究的热点
欧亚板块 印度板块
二十世纪重大成就：板块构造
欧亚亚洲 板块
羌塘
羌塘 地块
拉萨地块
拉萨 地块
印度
印度
班公-怒江缝合带
雅鲁藏布缝合带
主中央逆冲断层
青藏高原造山过程
主边界逆冲断层
二十世纪地质学的
重大成就
1. 地球内部结构
岩石圈
二十世纪重大成就
软流圈 核幔边界
由于地震 学等的发展， 发现了地球内 部一系列的物 理界面。有了 这个基础才能 了解固体地球 的各种过程。
二十世纪重大成就：地球内部结构
地幔S波速度异常三维图象
在太平洋 中部下面的核 幔边界处, 高 温低速的地幔 焰上升, 环太 平洋区域则是 低温高速区。
二十世纪地球科学发展历程
二次世界大战之前的前半叶，一些在十九世纪已形成 的分支学科（如地质学、地理学、气象学、海洋学和 测量学等）进一步深化，同时出现了地球物理学、地 球化学等新兴学科； 二战之后的三十年间，新技术广泛应用，促进了海洋 科学、空间科学、对地观测的大发展和地球科学各分 支学科全球化研究的趋势； 八十年代以来，由于地球科学各分支学科的日益成熟 和全球环境问题的日益突出，人们意识到地球各层圈 相互作用以及人类活动的重要性，地球科学发展开始 进入地球系统科学的新时代。
地质学: 世纪之交的
回顾与展望
主要材料来自： 中国科学院地学部 “中国地球科学发展战略”研究组
中国科学院地学部 “中国地球科学发展战略”研究 组
孙 枢(组长) 苏纪兰(副组长) 陈运泰(副组长) 马宗晋 安芷 生 汪品先 周秀骥 章申
参加 “地球科学: 世纪之交的回顾与展望”工作的院士: 吴国雄 郑 度 张弥曼 滕吉文
二十世纪重大成就：地球内部结构
地球内核 的旋转速 度比地球 的其余部 分要快， 大约每年1 度（美籍 华人宋晓 东成果）
二十世纪重大成就：地球内部结构
亚洲的面波层析成象
青藏高 原的下地 壳和上地 幔速度相 当低，西 伯利亚台 地是低温 高速区。
二十世纪重大成就：地球内部结构
为了解地球 深部的物质状 态，已实现了 100－550万大 气压和5000ºC 的高温高压实 验研究技术。