（新编）冰火水海地质学.doc

冰 川 地 质 学冰川地质学是以鉴定古代冰川遗迹为基础，研究古冰川的发育规律和特征、冰期与间冰期的气候变迁及其起源，进而了解它的地质作用和影响的地质学分支学科，亦称古冰川学 冰川地质学从萌发到形成迄今不过 200 年历史1779 年法国的苏萨里沿袭当时流行的水成说，首次使用“漂砾”一词，解释侏罗山石灰岩上的花岗岩漂砾的成因1795 年，英国的赫顿提出这些漂砾是由比现代大得多的冰川搬运而来的观点，从此诞生了古冰川作用和扩张的概念1832 年德国的伯恩哈德提出北欧大陆曾发生过大规模冰川作用的概念1837 年瑞士的阿加西提出“大冰期”概念和冰期术语，从而充实了自维涅茨、沙尔庞捷和施琴帕尔等一代人开创的大陆冰川作用的理论1852 年，英国的兰姆赛论证了苏格兰和威尔士古冰川作用的地层中有两次冰期的遗迹；1858 年，瑞典的希尔发现在两次冰期之间的沉积层中确有温暖气候带的植物化石群遗迹，称“间冰期”直到詹姆森和盖基相继发表论文，才真正肃清漂冰说的长期干扰，揭开了冰川地质发展史上新篇章；1898 年奥地利的彭克划分出阿尔卑斯山北麓的四次冰期此时北欧、北美的四次冰期也得到验证17 世纪末至 20 世纪初，研究古冰川遗迹还证明，地球有史以来，曾发生过多次大冰期，公认的有“三大冰期”，分别发生在震旦纪、石炭-二叠纪和第四纪。

研究冰期起源问题与大冰期概念的提出几乎同时开始，探索得出了一些周期性和非周期性的看法，但是都不能解释冰期的出现问题20 世纪 50 年代，美国的弗林特将这门学科正式命名为冰川地质学在中国的冰川地质研究起步较晚，1907 年，美国的威利斯等发现古生代南沱冰碛层，后被李四光订正为震旦纪李四光等 20 世纪 20 年代开始研究第四纪冰川，1947 年他发表了《冰期之庐山》一书，为中国第四纪冰川研究奠定了基础50 年代中国获得了许多冰川地质资料但对中国东部第四纪冰期有无冰川遗迹的问题，至今尚未取得一致认识冰川地质学的研究内容可概括为四个方面：古冰川的发生、发展和它消亡过程中所遗留的各类形迹特征，包括鉴别各种冰蚀地形、冰碛地形、冰缘地形、冰川沉积物和所有冰溜遗痕的特征，进而认识它们在空间上相互配置的关系和分布规律，藉以确定古冰川的性质和类型；冰期与间冰期的划分对比包括查明冰期、间冰期递变的次数，每次冰期与间冰期延续的时间及其温度升降幅度等，以便与其他地区的冰期、间冰期进行对比，藉以了解古气候变化规律对古地理带的移动、古生物群落的迁徙、海陆的变迁以及各种相关沉积物的分布所产生的影响；冰期的起源和对地球发展史、生物演化史，以及地球资源形成的作用与影响，预测气候变迁的未来趋势，达到认识、利用、改造自然的目的； 运用古冰川活动规律解决有关生产问题。

诸如勘探打钻、寻找地下水源、大型水库的清基、大型建筑物的奠基、追索砂矿及其发源地等古冰川的消长对湖面海面升降和自然环境变迁的影响也是当前一项重要的研究课题冰川地质学的研究主要通过古冰川遗迹野外调查，收集各项冰川遗迹的证据和资料，恢复古冰川面貌、确定古冰川类型，初步划分冰期与间冰期 为了配合古冰川遗迹调查，通常需要采集各类有机和无机物样品进行测试分析鉴定，从微观检验深化宏观认识，取得冰碛和其他沉积物的微结构证据，以及温湿度和环境变迁的数据最后再根据野外调查和室内测试鉴定数据，进行综合分析研究，确定各期古冰川分布规律和冰期、间冰期年代序列，确立古冰川类型及其递变模式与其他地区的冰期和间冰期对比，为探讨冰期起源问题积累资料地 震 地 质 学地震地质学是运用地质学的理论和方法研究地震成因、地震活动规律的学科它是地质学和固体地球物理学之间的一门边缘学科地震是重大自然灾害之一，是现代地球运动的直接反映地震地质学在地震预报、减轻地震灾害及研究地球动力学方面有重要的现实意义及理论意义 20 世纪初期人们已经注意到地震活动都集中于最近时期火山和构造活动强烈的地带1907年，美国的霍布斯提出地震构造线的概念。

1911 年，美国的里德根据对 1906 年旧金山大地震的研究提出了关于地震成因的“弹性回跳”假说，把地震的发生和断层活动相联系40 年代至 50 年代，苏联的古宾以地质、地球物理、地震以及其他定性与定量的资料综合分析的地震构造法来分析地震发生的过程与原因，并作为中长期地震预报与地震区划的主要依据50 年代中期，苏联的索洛年科首先使用地震地质学这一术语，并在用地质学方法发现与确定古地震方面做了开创性工作20 世纪 60 年代，美国的赛克斯运用板块学说对板缘地震带的地质背景作了有说服力的论证美国华莱士首次提出用断层长期平均滑动速率计算强震重复间隔的方法，并用于圣安德列斯断层的地震危险性分析1977 年他又对盆地山脉省正断层崖坡度与年龄关系作了定量分析，奠定了活动断层研究的基础1978 年美国西沿圣安德列斯断层开挖了探槽，建立了六世纪以来的古地震事件年表地震地质学的研究内容主要有地震构造的研究、活动断层与古地震研究、地震区划、诱发地震和震害研究等几个方面地震构造主要是研究地震活动的空间分布及其强度、频度等特点与各种不同类型地质构造之间的关系如一个地区的构造活动性、深部地质特征、地貌发育特征、地壳形变特征等与该区地震活动之间的定性和定量关系。

并依此划分发震构造与非发震构造活动断层与古地震的研究是用来查明活动断层上全新世以来的古地震事件，以及活动断层活动的性质、方式和速率，以判断断层的强震重复间隔及今后地震危险性 地震区划研究，包括建立正确的地震区划的原则与方法，潜在震源区的预测与划分，地震影响场的研究，地震危险性分析等多方面的课题其中，关键性的潜在震源区划分很大程度上依赖于地震地质研究的深入程度水库地震是诱发地震的主要类型，其形成与发生已被证实与水库的地质构造条件有关地震灾害在不同的地质地貌条件下有相当大的差异，对震害地质与诱发地震的研究对于工程防震、抗震和地震小区划都有重要价值地震地质学的研究方法从根本上来说仍然是地质学的类比方法，但由于地震地质学研究对象的特殊性以及现代化技术的发展，也采用许多特殊的研究方法、手段和技术地震地质学着重研究晚第四纪地壳运动，因而广泛采用了遥感信息技术，包括野外地震地质调查中使用的经过各种技术处理的卫星照片和不同种类的航空照片各种大地测量法常用于观测与地震活动直接相关的现代地壳变动，其中除常规的水准复制和三角测量外，还广泛采用了跨活动断层的流动观测及固定点连续观测近年来，还使用人造卫星激光测距、超长基线测量和全球定位系统来了解地壳各大块体及大断裂的运动状况。

地震地质工作中也往往使用地球物理探测手段，尤其是采用浅层地球物理勘探了解活动断裂的特征，如浅层地震、地震雷达等实验室途径也是地震地质研究中不可缺少的手段地质年代测定技术，如碳-14 法、钾-氩法、热释光法等在地震研究中被广泛应用来确定古地震年代及断层滑动速率断层岩的显微构造研究是地震地质学近年来发展很快的一个方面，可望提供多方面的断层活动信息数理模拟在研究地震构造及地震区划中常被使用为了预测和减轻地震灾害，做好地震烈度区划，探索包括中长期预报在内的地震预报，除了继续深入研究强震区表层构造特征外，还要加强对深部构造，包括多震层、震源构造、深部与表层构造关系等问题的研究，加强地球动力学，特别是现代地壳运动和应力场状态与地震活动关系的研究，了解地震发生的过程与机制水 文 地 质 学水文地质学是研究地下水的数量和质量随空间和时间变化的规律，以及合理利用地下水或防治其危害的学科 在不同环境中地下水的埋藏、分布、运动和组成成分均不相同查明上述各方面状况，可为科学地利用或防治地下水提供根据水文地质学对地下水的研究，着重自然历史和地质环境的影响，同主要用水文循环和水量平衡原理研究地下水的地下水水文学关系密切，只是研究的侧重点稍有不同。

水文地质学发展简史人们早在远古时代就已打井取水中国已知最古老的水井是距今约 5700 年的浙江余姚河姆渡古文化遗址水井古波斯时期在德黑兰附近修建了坎儿井，最长达 26 公里，最深达 150 米约公元前 250 年，在中国四川，为采地下卤水开凿了深达百米以上的自流井中国汉代凿龙首渠，是一种井、渠结合的取水建筑物在利用井泉的过程中，人们也探索了地下水的来源法国帕利西、中国徐光启和法国马略特，先后指出了井泉水来源于大气降水或河水入渗马略特还提出了含水层与隔水层的概念1855 年，法国水力工程师达西，进行了水通过砂的渗透试验，得出线性渗透定律，即著名的达西定律，奠定了水文地质学的基础1863 年，法国裘布依以达西定律为基础，提出计算潜水流的假设和地下水流向井的稳定流公式1885 年，英国的张伯伦确定了自流井出现的地质条件奥地利福希海默在 1885 年制出了流网图并开始应用映射法19 世纪末 20 世纪初，对地下水起源又提出了一些新的学说奥地利修斯于 1902 年提出了初生说美国莱恩、戈登和俄国安德鲁索夫在 1908 年分别提出在自然界中存在与沉积岩同时生成的沉积水1912 年德国凯尔哈克提出地下水和泉的分类，总结了地下水的埋藏特征和排泄条件。

美国迈因策尔于 1928 年提出了承压含水层的压缩性和弹性他们为水文地质学的形成作出了重要贡献泰斯于 1935 年利用地下水非稳定流与热传导的相似性，得出了地下水流向水井的非稳定流公式即泰斯公式，把地下水定量计算推进到了一个新阶段20 世纪中叶，苏联奥弗琴尼科夫和美国的怀特在水文地球化学方面作出了许多贡献到第二次世界大战结束时，在地下水的赋存、运动、补给、排泄、起源以至化学成分变化、水量评价等方面，均有了较为系统的理论和研究方法水文地质学已经发展成为一门成熟的学科了20 世纪中叶以来，合理开发、科学管理与保护地下水资源的迫切性和有关的环境问题，越来越引起人们的重视同时，人们对某些地下水运动过程有了新的认识1946 年起，雅可布和汉图什等论述了孔隙承压含水层的越流现象英国博尔顿和美国的纽曼分别导出了潜水完整井非稳定流方程由于预测地下水运动过程的需要，促进了水文地质模拟技术的发展20 世纪 30 年代开展了实验室物理模拟40 年代末发展起来的电网络模拟，到 50～60 年代在解决水文地质问题中得到应用由于电子计算机技术的发展，70～80 年代，地下水数学模拟成为处理复杂的水文地质问题的主要手段。

同时，同位素方法在确定地下水平均贮留时间，追踪地下水流动等研究中得到应用遥感技术及数学地质方法也被引进，用以解决水文地质问题对于地下水中污染物的运移和开采地下水引起的环境变化，引起广泛的重视20 世纪 60 年代以来，加拿大的托特提出了地下水流动系统理论，为水文地质学的发展开拓了新的发展前景水文地质学基本内容水文地质学是从寻找和利用地下水源开始发展的，围绕实际应用，逐渐开展了理论研究目前已形成了一系列分支地下水动力学是研究地下水的运动规律，探讨地下水量、水质和温度传输的计算方法，进行水文地质定量模拟这是水文地质学的重要基础水文地球化学是水文地质学的另一个重要基础研究各种元素在地下水中的迁移和富集规律，利用这些规律探讨地下水的形成和起源、地下水污染形成的机制和污染物在地下水中的迁移和变化、地下水与矿产形成和分布的关系，寻找金属矿床、放射性矿床、石油和天然气，研究矿水的形成和分布等供水水文地质学是为了确定供水水源而寻找地下水，通过勘察，查明含水层的分布规律、埋藏条件，进行水质与水量评价合理开发利用并保护地下水资源，按含水系统进行科学管理矿床水文地质学是研究采矿时地下水涌入矿坑的条件，预测矿坑涌水量以及其他与采矿有关的水文地质问题。

农业水文地质学的内容主要包括两方面，一方面为农田提供灌溉水源进行水文地质研究；另一方面为沼泽地和盐碱地的土壤改良，防治次生土壤盐碱化等问题进行水文地质论证地热是一种新的能源，如何利用由地下热水或热蒸汽携至地表的地热能，用来取暖、温室。