地礦科普第84期 世界地質(zhì)“年輪” 礦業(yè)界精編《地質(zhì)年輪》,向您講訴人類地質(zhì)歷史的千年歷程,下圖為地質(zhì)歷史上的五大重要時(shí)期:萌芽期、奠基期、形成期、發(fā)展期與成熟期。 地質(zhì)發(fā)展簡(jiǎn)史 遠(yuǎn)古時(shí)代人類通過(guò)石器的采集和制作,逐步了解了巖石的某些性質(zhì)。在經(jīng)受地震、火山、洪水的災(zāi)害并與之斗爭(zhēng)的過(guò)程中,逐步認(rèn)識(shí)了大自然中的地質(zhì)現(xiàn)象和過(guò)程。 最初,古代人類利用巖礦的物理性質(zhì),如硬度、解理等制造石器。 石器工具 舊石器晚期,出現(xiàn)于山頂洞文化時(shí)的鉆孔石質(zhì)飾物。人類對(duì)巖石、礦物的相對(duì)硬度有了一定認(rèn)識(shí)。 石器飾品 陶器的燒制,如仰韶期的彩陶,龍山期的黑陶,說(shuō)明幾千年前人類對(duì)粘土的性質(zhì)又有了一定認(rèn)識(shí)。 陶器 商、周是中國(guó)青銅器鼎盛時(shí)期 青銅器 戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,中國(guó)步入鐵器時(shí)代 鐵器時(shí)代 秦漢以來(lái),人們開(kāi)始開(kāi)發(fā)和利用石油、天然氣、煤炭和鹽。 火井 古希臘泰奧弗拉斯托斯的《石頭論》是最早的有關(guān)巖礦的專門著作。亞里士多德在《氣象學(xué)》中討論了礦物成因。 亞里士多德 人類在同自然災(zāi)害的斗爭(zhēng)中獲得知識(shí)。大禹治水的傳說(shuō)表明人類早就認(rèn)識(shí)到流水具有重要的地質(zhì)作用。 大禹治水 公元132年,中國(guó)的張衡發(fā)明制造了世界第一臺(tái)地震儀──候風(fēng)地動(dòng)儀。 地動(dòng)儀 對(duì)火山地質(zhì)作用的觀察和描述,最初多在活動(dòng)頻繁的地中海等地區(qū)。意大利的普林尼為研究火山而獻(xiàn)身,為世人留下寶貴的文獻(xiàn)。 普林尼式火山 古代學(xué)者一般持有整體地球觀,并重視萬(wàn)物本原的探討。在中國(guó)有“陰陽(yáng)說(shuō)”和“五行說(shuō)”。 陰陽(yáng) 古希臘的原子論學(xué)派用原子的旋渦運(yùn)動(dòng)來(lái)解釋地球的形成。畢達(dá)哥拉斯學(xué)派認(rèn)為地球、天體、宇宙都呈球形。古希臘人逐步形成了地球中心思想,成為千年之久的正統(tǒng)學(xué)說(shuō)。 阿拉伯學(xué)者阿維森納和比魯尼認(rèn)識(shí)到巖層中的是海陸變遷的證據(jù),化石的形成要經(jīng)歷很長(zhǎng)時(shí)間。阿拉伯人對(duì)于侵蝕、搬運(yùn)、堆積等地質(zhì)作用也多有記述。 阿維什納(左)與比魯尼(右) 唐代顏真卿,宋代沈括都把山崖中的螺蚌殼視為滄海桑田變化的見(jiàn)證。 顏真卿、沈括 唐代段成式在《酉陽(yáng)雜俎》論述了金屬礦床的指示植物和某些金屬元素對(duì)植物生長(zhǎng)的影響。 段成式 15世紀(jì)的地理大發(fā)現(xiàn),開(kāi)拓了人們的視野。人們要重新認(rèn)識(shí)自然,重新研究地球,并給予地球歷史以理性的解釋。這一切都為地質(zhì)科學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 科學(xué)地質(zhì)學(xué)的建立,必須沖破神學(xué)的束縛。哥白尼的天體運(yùn)行論(1543)是自然科學(xué)脫離神學(xué)走上獨(dú)立的開(kāi)端。 哥白尼 法國(guó)的R.笛卡爾(1644)提出,地球以及其他天體是由以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為固有性質(zhì)的原始粒子組成,正是原始粒子的這種旋渦運(yùn)動(dòng)使太陽(yáng)系生成。 笛卡爾 1749年,法國(guó)的布豐提出地球起源于太陽(yáng)和彗星碰撞的災(zāi)變說(shuō)。 布豐 其后,德國(guó)的康德和法國(guó)的拉普拉斯先后提出太陽(yáng)系起源的星云假說(shuō),闡明包括地球在內(nèi)的整個(gè)太陽(yáng)系是逐漸冷凝生成的。 康德、拉普拉斯 文藝復(fù)興時(shí)期的代表人物達(dá)·芬奇將貝類化石和現(xiàn)代貝類進(jìn)行比較,得出化石是過(guò)去生物的遺體的正確結(jié)論。 達(dá)·芬奇 德國(guó)的阿格里科拉于1556年發(fā)表《論金屬》一書(shū),敘述了有用礦物、礦脈、礦石的生成過(guò)程。 阿格里拉克 明代醫(yī)學(xué)家李時(shí)珍1578年寫(xiě)成的《本草綱目》,敘及的礦物、巖石、化石有200多種,按水部、土部、金石部分類。 李時(shí)珍 從18世紀(jì)下半葉到19世紀(jì)上半葉,工業(yè)革命促進(jìn)了生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。地學(xué)研究從對(duì)地球的思辨性研究轉(zhuǎn)變?yōu)橐砸巴庥^察分析為主,地殼成為直接觀察研究的對(duì)象。 早在16世紀(jì)明代地理學(xué)家徐霞客,就曾詳細(xì)考察中國(guó)西南巖溶地區(qū)100多個(gè)巖溶洞穴,并對(duì)鐘乳石、石筍等成因做了較為科學(xué)的解釋。 徐霞客 在18世紀(jì)下半葉,在啟蒙思想影響下,在歐洲科學(xué)考察和旅行探險(xiǎn)盛行。地學(xué)野外考察始于此。這是地質(zhì)研究的一大進(jìn)步。 18世紀(jì)下半葉的旅行探險(xiǎn) 關(guān)于巖石以及巖層成因的水成論和火成論的論戰(zhàn)是18世紀(jì)后期到19世紀(jì)初期的重要事件,在地質(zhì)學(xué)發(fā)展史上影響深遠(yuǎn)。 自18世紀(jì)末到19世紀(jì)初,地質(zhì)知識(shí)體系初步形成。拉馬克是無(wú)脊椎古生物學(xué)奠基人,對(duì)巴黎盆地第三紀(jì)的瓣腮類進(jìn)行了深入的研究。 拉馬克 瑞典的貝采利烏斯于1814年提出按礦物的化學(xué)組成進(jìn)行分類。 貝采利烏斯 1829年英國(guó)的尼科爾發(fā)明了偏光顯微鏡,為巖石學(xué)的研究展現(xiàn)了廣闊的發(fā)展前景。 顯微鏡 赫頓于1787年、1788年先后發(fā)現(xiàn)巖層不整合現(xiàn)象,提出這是大陸變動(dòng)的結(jié)果。 赫頓 德國(guó)的布赫提出“隆起火山口”學(xué)說(shuō)來(lái)解釋山脈成因。 布赫 居維葉是災(zāi)變論的主要代表。萊伊爾認(rèn)為在地球的一切變革中,自然法則是始終一致的。同時(shí),提出將今論古的現(xiàn)實(shí)主義方法。 萊伊爾、居維葉 總之,到19世紀(jì)30年代末,地層學(xué)的原理和方法、礦物學(xué)的系統(tǒng)分類,以及地質(zhì)年代和地層系統(tǒng)都已基本建立,特別是作為地質(zhì)科學(xué)的基本思想和方法論──均變論已經(jīng)確立。 19世紀(jì)中葉以后,資本主義進(jìn)入全盛時(shí)期。生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,推動(dòng)了地質(zhì)學(xué)各分支學(xué)科的全面發(fā)展,新的研究領(lǐng)域不斷出現(xiàn)。 19世紀(jì)40年代以來(lái),古生物地層研究成果大量涌現(xiàn),法國(guó)的A.C.多比尼關(guān)于有孔蟲(chóng)、H.M.愛(ài)德華茲關(guān)于珊瑚、英國(guó)的T.戴維森關(guān)于腕足類、R.歐文關(guān)于爬行類、奧地利的E·休斯關(guān)于菊石、美國(guó)的C.D.沃爾科特關(guān)于三葉蟲(chóng)等研究為古生物學(xué)奠定了基礎(chǔ)。 1848年,法國(guó)的A.布拉維提出空間點(diǎn)陣?yán)碚摚蔀榫w結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)。 布拉維 薄片的制作始于英國(guó)。1856年索比對(duì)薄片制作技術(shù)加以改進(jìn),使顯微巖石學(xué)得到很大發(fā)展。 薄片 1818年,意大利的布賴斯勒克作了巖漿分異說(shuō)的早期表述。1847年本生和1913年美國(guó)的提出氣化熱液礦床理論。埃孟斯于1886年提出接觸變質(zhì)礦床概念。 博蒙于1852年發(fā)表的《論山系》中,闡述了橫向壓力的重要性,并將其作為地殼收縮的證據(jù)來(lái)解釋山脈的形成。 博蒙 1990年,奧格把全球劃分為較為活動(dòng)的地槽系和相對(duì)穩(wěn)定的大陸區(qū),認(rèn)為全球除狹窄的地槽系外,都是大陸區(qū)。 槽臺(tái) 19世紀(jì)后半葉至20世紀(jì)初,一些西方學(xué)者在中國(guó)進(jìn)行了地質(zhì)調(diào)查和探險(xiǎn),出版了關(guān)于中國(guó)地質(zhì)的著作。美國(guó)龐佩利著有《中國(guó)、蒙古與日本之地質(zhì)研究》;德國(guó)的李?;舴抑小吨袊?guó)》;美國(guó)的威利斯著有《中國(guó)的研究》。 李希霍芬和他的《中國(guó)》 1910年以前,中國(guó)學(xué)者編寫(xiě)的地質(zhì)文獻(xiàn)有虞和欽的《中國(guó)地質(zhì)之構(gòu)造》(1903)、魯迅的《中國(guó)地質(zhì)略論》(1903)和顧瑯的《中國(guó)礦產(chǎn)志》(1906)等。 魯迅和他的《中國(guó)地質(zhì)略論》 20世紀(jì)20年代到60年代,社會(huì)生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)有了全面穩(wěn)定的發(fā)展。地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科,如地層學(xué)、古生物學(xué)、巖石學(xué)、礦物學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)都向縱深發(fā)展,并開(kāi)拓許多新的研究領(lǐng)域。新技術(shù)的廣泛采用以及數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)自然科學(xué)與地質(zhì)學(xué)的結(jié)合,促進(jìn)了地質(zhì)研究從定性到定量的過(guò)渡,并向微觀和宏觀兩個(gè)方向縱深發(fā)展。 美國(guó)于1913年出版《地層學(xué)原理》中,把氣圈、水圈、生物圈、巖石圈等作為地球的整體,討論各圈層之間的相互影響和關(guān)系;引入沉積旋回的概念,強(qiáng)調(diào)了巖相橫變?cè)诘貙訉?duì)比中的重要性,使地層研究的理論和方法得到重要的發(fā)展。 《地層學(xué)原理》 1976年,赫德伯格的《國(guó)際地層指南》進(jìn)一步提出多重地層劃分的概念,得到普遍的支持。中國(guó)1961年公布的《地層規(guī)范草案》主張單一地層劃分,1980年公布的《中國(guó)地層指南》接受了地層多重劃分的概念。 《國(guó)際地層指南》 19世紀(jì)末放射性元素被發(fā)現(xiàn)之后,英國(guó)的盧瑟福、索迪確立了元素放射性蛻變?cè)怼C绹?guó)的博爾特伍德(1907)、英國(guó)的霍姆斯(1911)先后應(yīng)用含鈾礦物U/Pb比測(cè)量礦物的年齡。30-50年代逐步出現(xiàn)了同位素地質(zhì)測(cè)年的鉀-氬法、銣-鍶法、碳-14法等。70年代,出現(xiàn)了釤-釹法。 同位素測(cè)年法 中國(guó)近代地質(zhì)工作是從1912年政府部門設(shè)立地質(zhì)科開(kāi)始的。20~50年代,孫云鑄、許杰對(duì)早古生代地層及三葉蟲(chóng)、筆石等化石,李四光、趙亞曾、田奇、俞建章、黃汲清對(duì)晚古生代地層及腹足類、科、珊瑚等化石,尹贊勛、斯行健、潘鐘祥等對(duì)中生代地層及軟體類和植物化石,楊鐘健、裴文中對(duì)新生代地層和脊椎動(dòng)物及人類化石都做了大量的研究工作,取得了顯著成就。 李四光、黃汲清 關(guān)于巖漿巖的研究,美國(guó)的鮑溫提出巖漿反應(yīng)系列,得到廣泛的引用。奧地利的研究巖漿巖巖體構(gòu)造與顯微鏡下礦物排列方式的聯(lián)系,于1930年發(fā)表了《巖組學(xué)》一書(shū),標(biāo)志著這一巖漿巖分支學(xué)科的形成。 《巖石學(xué)組》 在變質(zhì)巖方面,由于羅森布施、瑞士的格魯本曼和尼格里的工作,變質(zhì)巖被劃分為區(qū)域變質(zhì)、接觸變質(zhì)、熱變質(zhì)、動(dòng)力變質(zhì)等類型。1920年,芬蘭的埃斯克拉將礦物相概念引入到變質(zhì)巖分類中,提出重要的變質(zhì)相概念。 變質(zhì)作用 葛利普(1913)、(1938)對(duì)沉積巖提出了系統(tǒng)的特征和成因分類。 礦床學(xué)的系統(tǒng)研究開(kāi)始于20世紀(jì),前蘇聯(lián).畢利賓,50年代提出成礦區(qū)和成礦期的概念,還編制了全蘇地槽期內(nèi)生礦產(chǎn)演化圖。 畢利賓的《砂礦地質(zhì)學(xué)原理》 中國(guó)有關(guān)巖石礦物和礦床學(xué)的研究,早期有所著《石雅》(1921,1927)、所著《中國(guó)礦產(chǎn)志略》(1919)。其后有所著《中國(guó)的礦床時(shí)代與礦產(chǎn)區(qū)域》(1937)。 《中國(guó)礦產(chǎn)志略》 50年代英國(guó)的P.M.S.布萊克特和S.K.朗科恩發(fā)現(xiàn)了古磁極隨時(shí)代發(fā)生系統(tǒng)位移的現(xiàn)象,有力地支持了大陸漂移說(shuō)。40年代貝尼奧夫研究了深源地震分布帶,發(fā)現(xiàn)了自洋向陸約45°的貝尼奧夫帶傾斜面。 貝尼奧夫帶 1965年威爾遜提出的概念,并首次使用板塊(plate)一詞,再經(jīng)摩根和勒皮雄的補(bǔ)充,形成了完整的板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)。 威爾遜旋回 在中國(guó)70年代尹贊勛和李春昱介紹和引進(jìn)了板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)。1986年楊遵儀、程裕淇、王鴻禎合著《中國(guó)地質(zhì)》,在系統(tǒng)論述地層和巖漿活動(dòng)的基礎(chǔ)上,以活動(dòng)論板塊觀點(diǎn)和階段論的觀點(diǎn)解釋了中國(guó)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展史。 從70年代以來(lái),中國(guó)地質(zhì)學(xué)者積極參加了國(guó)際合作對(duì)比計(jì)劃和巖石圈計(jì)劃的學(xué)術(shù)活動(dòng),在青藏地質(zhì)和前寒武紀(jì)地質(zhì)的研究方面取得了重要成果,推動(dòng)了中國(guó)地質(zhì)科學(xué)與國(guó)際地質(zhì)科學(xué)共同前進(jìn)。 面臨 21 世紀(jì)地球科學(xué)發(fā)展的新形勢(shì), 地質(zhì)學(xué)將面臨的兩個(gè)挑戰(zhàn),,即社會(huì)需求的變化和地球系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展已越來(lái)越顯著。與之相伴,地質(zhì)學(xué)新的發(fā)展機(jī)遇已初現(xiàn)端倪。 地質(zhì)新青年 對(duì)社會(huì)可持續(xù)的發(fā)展需求, 在全球環(huán)境變化、人類與自然協(xié)調(diào)發(fā)展等方面給地質(zhì)學(xué)家們提出了許多前所未有的科學(xué)問(wèn)題。而從整個(gè)地球科學(xué)領(lǐng)域來(lái)看, 國(guó)際學(xué)術(shù)界也正在經(jīng)歷著一場(chǎng)質(zhì)的變化:原來(lái)分頭描述地球上各種現(xiàn)象的學(xué)科,正在系統(tǒng)科學(xué)的高度相互結(jié)合,成為揭示機(jī)理、服務(wù)預(yù)測(cè)的地球系統(tǒng)科學(xué)。 薪火相傳,年輪永駐 地球作為一個(gè)整體, 牽一發(fā)足以動(dòng)全身。地球科學(xué)一場(chǎng)新的革命性突破正在來(lái)臨。如同在板塊理論的建立過(guò)程中一樣,地質(zhì)學(xué)必將在這場(chǎng)地球科學(xué)的革命中扮演重要角色。地質(zhì)學(xué)自身的發(fā)展,也將進(jìn)入一個(gè)新時(shí)期...... ·END· 長(zhǎng)摁二維碼 |
|
來(lái)自: 欣然書(shū)齋 > 《地質(zhì)礦產(chǎn)》