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1、地质学地质学是关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各圈层间的相互作用和演变历史的知识体系。在现阶段，由于观察、研究条件的限制，主要以岩石圈为研究对象，也涉及水圈、气圈、生物圈和岩石圈下更深的部位，以及某些地外物质。地球自形成以来，经历了约46亿年演化过程，进行着错综复杂的物理、化学变化，同时还受到天文变化的影响。地球的各个圈层均在不断演变,约在35亿年前,出现了生命现象。于是,生物作为一种地质营力,时时在改变着地球的面貌。最晚在距今200300万年，开始有人类出现。地球成为人类栖身之所，衣食之源。人类为了生存和发展，一直在努力适应和改变周围的环境。利用坚硬岩石作为用具和工具，从矿石中提取铜
2、、铁等金属制造工具，对人类社会的历史产生过划时代的影响。观察、研究地球，利用地球资源，对地球的现状、历史和将来建立起科学的系统认识，是人类社会继续向前发展的需要。人类对地球及其演化规律的认识，经历了漫长的过程。由于地球具有1.0831012立方公里这样庞大的体积，人类感官所能直接观察到的只是地球的表层和局部；那些发生在地球上的地质作用过程可以长达千百万年乃至亿万年，无论是个人或整个人类，都难以重复验证；这些地质作用，在不同时期、不同地区，各有特点。因此，只有人类的认识能力达到较高水平时，才能建立起对地球总体的科学认识。具有现代科学意义的地质学，是19世纪3040年代才形成的。到20世纪,以地球
3、为对象,从不同角度和范围进行研究的学科，除地质学外，地理学、海洋科学、大气科学、水文科学、固体地球物理学、地球化学等都发展起来，形成了比较完整的地球科学体系。地质学是其中起骨干作用的基础学科。随着社会生产力的发展，人类活动对地球的影响越来越大，地质环境对人类生产和生活的制约也越来越明显。合理有效地利用地球资源、维护人类的生存环境，已成为当今世界所共同关注的问题。用各种现代科技手段和方法取得地质资料，进行综合研究，扩大地质学的研究深度、范围和服务领域，已成为20世纪60年代以来地质学发展的总趋势。本文根据地质学已取得的成果，对它的研究对象、特点、学科体系、发展简史和趋势，作概要介绍，详细的内容由
4、本卷各有关条目分别阐述。 地质学的研究对象地质学的研究对象包括以下各方面。地球的内外圈层地球的平均半径为6371公里，其核心可能是以铁、镍为主的金属，称为地核，其半径长约3400余公里。在地核之外，为厚度近2900公里的地幔。地幔之外是厚薄不一的地壳,已知最厚处达75公里,最薄处仅 5公里左右，平均厚度约35公里。（见彩图） 地核的内层（内核）为固体，或认为是因受压力强大(3.333.67) 1011帕、原子壳层已破坏的超固态体；外层因弹性横波不能通过而被解释为具有液体的性质，还推测有电流在其中运动，被认为是地球磁场的本源，外层的厚度约为2220公里。地幔下部为含有较多的金属硫化物和氧化物的非
5、晶质固体物质。地幔上部成分与橄榄岩大致相当，其与地壳相接部分和地壳均具有刚硬的性质,合称为岩石圈,厚约 60120公里。在岩石圈之下为一层具有塑性、可以缓慢流动、厚约100公里的软流圈。地壳表面的海洋、湖沼、河流等水体，约占地表总面积的74。呈液态的地表水与冻结在两极地区及高山上的冰川，以及土壤、岩石中的地下水，组成地球的水圈。地球的外层是大气圈。大气质量的99.999集中在离地面100公里的空间以内,并且主要集中于高度不超过16公里的近地面的空中，成分以氮和氧为主。离地面越远，大气越稀薄，大气成分也有变化。到1000公里上下，变成以氧为主；2400公里上下，变成以氦为主；再往外，主要是氢的微
6、粒。在100公里左右以上,大气逐渐不能保持分子状态，而以带电粒子的形态出现，其稀薄的程度超过人造的真空。带电粒子受到地球磁场的控制，形成一个能够阻挡来自太阳及宇宙的高速带电粒子流冲击的磁层。地球的水圈和大气圈通过水的蒸发、凝结、降水和气体的溶解、挥发等方式互相渗透和影响。固体的地球界面上下，是大气和水活动的场所。岩石圈的物质也不断运动并通过火山喷发等形式进入水圈和大气圈。生物生存在岩石圈、水圈和气圈的交接带，形成一个不连续的生物圈。地球各圈层的相互作用不断改变着地球的面貌。地球的质量为5.9761027克，其中大气圈的质量占不到百万分之一，水圈则仅占千分之一左右，但它们对岩石圈特别是对人类的影
7、响极大。地球的这些圈层，是由于组成物质的重力分异作用而逐渐形成的。地球上任何质点均受到地球引力和惯性离心力的作用，这两种力的合力就是重力。地球表面重力吸住了大气和水，并对它们的运动产生影响。地球内部的圈层构造，主要是依据地震波在其中的传播速度不同而划分出来的；各圈层组成物质的物理性质的不同决定着速度的变化，同时也反映出化学成分的差异。矿物和岩石在地球的化学成分中，铁的含量最高(35)，其他元素依次为氧（30）、硅（15）、镁(13)等。就地壳计算，氧最多(46)，其他依次为硅(28)、铝(8)、铁(6)、镁（4）等,共92种元素。这些元素多形成化合物，少量为单质，它们的天然产出即为矿物。矿物具
8、有确定的或在一定范围变化的化学成分和物理特征。组成矿物的元素，其原子多是按一定的形式在三维空间内周期性重复排列，具有自己的结构，成为晶体。晶体的外部形态在外界条件适合，得到正常发育时，表现为规则的几何多面体，但很多时候没有条件形成这样规则的外貌。还有少量矿物没有结晶,为非晶质。矿物在地壳中常成集合体产出，这种集合体可以由一种也可以由多种矿物组成，在地质学中被称为岩石。地球上的矿物已知有3300多种。在岩石中常见的矿物只有20多种，其中又以长石、石英、辉石、闪石、云母、橄榄石、方解石、磁铁矿和粘土矿物为最多，除方解石和磁铁矿外,它们的化学成分都以二氧化硅为主,石英全为二氧化硅组成，其余则均为硅酸
9、盐矿物。由硅酸盐熔浆（岩浆）凝结而成的火成岩（或称岩浆岩）构成了地壳的主体，按体积和重量计都最多。但在地面最常见到的则是沉积岩，它是早先形成的岩石破坏后，又通过物理或化学作用在地球表面(大陆或海洋)的低凹部位沉积，经过压实、胶结再次硬化，形成具有层状构造特征的岩石。在地壳中，在大大高于地表的温度和压力作用下，岩石的结构、构造或矿物成分发生变化，形成不同于火成岩或沉积岩的变质岩。火成岩、沉积岩、变质岩是地球上岩石的三大类别。火成岩中玄武岩、花岗岩类岩石是地壳中最具有代表性的岩石，是构成大陆的主要岩类。形成时代最早的花岗岩年龄达39亿年,而玄武岩则是构成海洋所覆盖的地壳的主要物质,现今各大洋底上的
10、玄武岩均较年轻，一般不超过2亿年。地层和古生物地层是地质历史的重要记录。它们以成层的岩石为主体，随着时间的推移而在地表低凹部位形成。狭义的地层专指已固结的成层的岩石（沉积岩和火山岩类），有时也包括尚未固结成岩的松散沉积物。依照沉积的先后，早形成的地层居下，晚形成的地层在上,这是地层层序关系的基本原理,称为地层层序律。地层在形成以后，由于受到地壳剧烈运动的影响，改变原来的位置，会产生倾斜甚至倒转，但只要能查明其形成和变形的时间，仍可以恢复其原始的层序。在同一时间，地球上各处环境不同，在不同环境中形成的地层各有特点。在地表的隆起部位，不仅不能形成新的地层，还会因受到剥蚀而使已经形成的地层消失。因此
11、，地层学是研究各地区地层的划分，确定地层的顺序和相邻地区地层在时间上的对比关系的专门学科。它是地质学的基础，也是地质学中最早形成的学科。上下相邻地层之间，或因上下地层倾角不同而表现出不连续或不整合；或因组成物质的明显差异而具有明显的界限。但有时上下相邻的地层之间,界限不清楚,表现为过渡关系，这就需要对地层的岩石，特别是对所含古生物的化石作深入研究，才能作出划分。从沉积学的角度研究地层，查明它的沉积环境及形成过程；从古生物学的角度研究地层中所含化石，运用生物演化规律确定地层的时代顺序，这是地层学研究的两大方面。古生物学的研究具有奠定基础的意义，传统的地层学就是由此开端，主要研究地层的时代顺序。古
12、生物是指在地质历史时期，在地球上生存过的各类生物，一般已经绝灭，它们的少量遗体和遗迹形成化石保存在地层中。研究这些化石，可以了解地质历史上生物的形态、构造和活动情况。对各种古生物进行分类，可以认识生物的演化关系。依据地层中所含化石，可以断定地层的层序。生物演化的不可逆性和阶参性，使这种判断具有可靠的根据。古生物的分布和生活习性，还反映出当时地理环境的特点。古生物的研究是地质学也是生物学的重要组成部分。地质构造和地质作用地球表层的岩层和岩体，在形成过程中及形成以后，都会受到各种地质作用力的影响，有的大体上保持了形成时的原始状态，有的则产生了形变。它们具有复杂的空间组合形态，即各种地质构造。断裂和
13、褶皱是地质构造的两种最基本形式。从覆盖全球的大陆和洋底，到一块岩石标本，都具有自己的构造。岩层、岩体本身的物理、化学性质和形成条件的不同，使这些构造各有特点。地质学把它们作为重要的研究对象来追索、认识历史上发生过的各种地质变动。地球的岩石圈，已经并还在发生着全球规模的板块运动。板块构造学是20世纪地质学达到的对地质构造及地质作用的新认识。其基本内容是，岩石圈是地球中最刚硬的部分，它飘浮在地幔中具有塑性、局部熔融、密度较大的软流圈之上。岩石圈中存在着许多很深很大的断裂，这些断裂把岩石圈分割成被称为板块的巨大块体。全球可分为六大板块。一般趋向认为，主要是地球内部热的分布不均匀所引起的物质对流运动，
14、使岩石圈破裂成为板块。板块形成后继续运动，发生分离、碰撞等事件。地幔中的熔融物质沿板块间的拉张断裂带挤入，并不断向断裂两侧扩展，形成新的洋壳，而部分板块则随着载荷它的软流圈物质向下移动而俯冲消失于地幔之中。板块运动被认为是使地壳表层发生位置移动，出现断裂、褶皱以及引起地震、岩浆活动和岩石变质等地质作用的总原因，这些地质作用总称为内力地质作用。内力地质作用改变着地壳的构造，同时为地貌的形成打下基础。这就是说板块运动能够解释地壳中岩石的变形，包括区域的和整个地壳的。产生内力地质作用的能源，在现阶段一般推测，主要是放射性元素蜕变释放的热能和地幔重熔形成的热能。这些能量，部分传导到地面散失，大量的内热
15、由于岩石导热性差，在地下聚积，成为产生各种内力地质作用的动力。还有人认为，地球自转所产生的能也是产生内力地质作用的因素之一。来自太阳的热能，是引起大气和水不断运动的主因，同时给生物的繁殖以能量，并直接对岩石圈施加影响。这一切活动的结果，使地表的凸出部分受到风化、侵蚀等作用的破坏，破坏的产物在低凹的部位沉积起来形成新的岩石。上述变动总称外力地质作用。地球的内力和外力地质作用同时存在并相互影响。水往低处流是受到重力的作用，而地势的高低又是内力地质作用所塑造。火山喷出的气体和水分是地球大气圈和水圈重要的物质来源之一，一次强烈的火山活动还可以引起人能直接感受到的气候异常。地质作用强烈地影响着气候以及水
16、资源与土壤的分布，创造出了适于人类生存的环境。这种良好环境的出现，是地球大气圈、水圈和岩石圈演化到一定阶段的产物。地球形成的初期，大气圈和水圈的成分、质量都和现代大不相同，大气曾经历以二氧化碳为主的阶段，海水是约在10亿年前才具有今天的含盐度，生物最早出现在地球形成约10亿年以后。由此也说明在地球演化的不同历史阶段，各种地质作用的规模乃至性质都有所不同。地质作用也会给人带来危害，如地震、火山爆发、洪水泛滥等。人类无力改变地质作用的规律，但可以认识和运用这些规律，使之向有利于人的方向发展，防患于未然。如预报预防地质灾害的发生，就有可能减轻损失。中国在古代就有“束水攻沙”，引黄河水灌溉淤田压碱等经
17、验，是利用河流的地质作用的规律来治理河流取得成功的例子。 地质学的特点地壳是一个极其复杂的研究对象，它的不同组成部分或单位，包括矿物、岩石及矿床、地层、地下水，以及各种地质体,不但具有复杂的物质成分,不同的化学性质、物理性质和各式各样的结构方式，而且在漫长的时间和广大的空间内，又都受到了实质上是一系列物理作用、化学作用甚至生物作用等综合的地质作用影响，不断地发生着错综复杂的物理和化学变化。这些作用以及它们所呈现的各种地质现象之间，存在着互相制约、互相联系、互相转化的关系，其经历的时间之长，活动的空间之广，尤其是时间因素，在现阶段往往不是人们在实验室内所易于模拟的。它们的发生、发展和演化的规律，
18、除具有普遍的特点之外，还常有一定的时间变异性和区域特殊性，因而不同地区具有不同的地质特征，蕴藏着不同种类、成分和规模的矿产。地质学的另一特点是把空间与时间统一起来研究。现在能观察到的地球历史发展记录，主要保存在表层岩石内按时间顺序层层堆积的地层中。由不同时代岩浆凝结而成的火成岩体，以及由早先形成的岩层岩体演变而成的变质建造，不同时期留下的构造变形遗迹等，是了解地球历史的基本材料。由于经过长期复杂的变动，这些史料已变得凌乱和有缺失，这是地质学研究的难点。地壳中除了保存着各种地质变化的遗迹之外，还有记载着生物的演化和同位素的蜕变等其他科学方面的珍贵史料，它是地球的一系列复杂运动的结果，而这种运动现
19、在还在进行着。对于地表以下较大深度的地质现象和地质作用，目前还只能通过地球物理等探测技术，来进行间接的推测和研究。同物理、化学等基础科学比较，地质学研究具有较强的地域性、历史性和综合性。只有根据足够的实际资料，特别是根据足以充分说明空间和时间变化因素的丰富资料总结出来的地质学理论，才能有较广泛的适用性。地质学研究不能“栽培”、“饲育”它的研究对象，这是和某些生物科学不同的地方；地质学也不属“制造”性质的学科,就是实用性最强的矿山地质学也不例外,这是和许多工程学科不同的地方。当然，在实验地质学研究中，地质学家也要进行不同地质作用的模拟试验，如矿物合成试验、成岩作用试验、成矿试验等，但实验的条件与
20、自然界的实际总有差别，更不能做到历史过程的重演。英国地质学家C.莱伊尔最先提出通过研究今天的地质作用所产生的影翔，去推断地质历史上发生过的变化，即“将今论古”。它是地质研究中常用的一种方法。在对地球历史上一些事件取得可信的认识后，反过来又可用以认识现今还在进行的地质变化，预测未来。将今论古不失为揭示地球历史面貌的入门钥匙，但是仅依照这一原则和方法还不能达到完全、正确的认识。这不仅因为地球上的地质作用并非一直在简单地重复、均匀地渐变，还有前后不连续的突变形式，不同地质时期的作用力不仅有量的不同，性质上有的也有差异。地球历史特别是生物的突变，不是将今论古能完全解释的。还由于今天我们所能得到的地质历
21、史材料，几乎总是有缺陷的，而且往往有多次变动的痕迹叠加在一起，这就更增加了认识地球历史的困难。上述这些地质学的特点，决定了一般的地质研究必须通过一定比重的野外实际调查，配合相应的室内研究。野外调查和室内研究，构成一个观察、记录(包括制图)、采样、初步综合、试验分析、总结提高以至复查验证的完整的地质研究过程。地质学研究在实质上都是对其研究对象的一个综合性调查研究过程。随着生产和科学技术的发展，20世纪中叶以来地质学的研究中引入了大量的新技术、新方法，如不同的地球物理勘探方法、地球化学勘查方法、科学深钻技术、同位素地质方法、航空以及遥感地质方法、现代电子计算机技术、高温高压模拟试验等的采用。物理、
22、化学等基础科学新的成就的引用，地球物理、地球化学、数学地质、宇宙地质学等地质科学中边缘学科的进一步发展，推动了地质学的发展，同时使地质学的方法不断地革新。地质学能进行观察、记述的空间和时间的范围日益扩大，定量数据日益增多，研究的准确性不断提高，实验、模拟试验的比重也在增大。同时，生产实践也为地质学研究提供了大量的科学资料，并且为许多地质学理论提供了反复实践和验证的机会，为一些重大地质学理论问题的解决提供了可能。可以说，地质学正处在一个新的发展阶段。 历史回顾人类对地质现象的观察和描述有着悠久的历史。但是作为一门学科，地质学成熟较晚。地质学研究的是庞大的地球及其悠远的历史，这就决定了这门学科具有
23、特殊的复杂性。地质学是随着社会生产力的发展，在不同学派、不同观点的争论中形成和发展起来的。地质学的发展大致经历了以下五个时期。地质科学萌芽时期（远古1450）人类对岩石、矿物性质的认识可以追溯到远古时期。在中国，铜矿的开采在2000多年前即已达到可观的规模。春秋战国时成书的山海经、 禹贡、 管子中的某些篇章，古希腊的泰奥弗拉斯托斯的石头论(公元前 4世纪)是人类对岩矿知识的最早总结。在开矿及与地震、火山、洪水等自然灾害搏斗中，人们逐渐认识到地质作用，并给予思辨行、猜测性的解释。中国诗经小雅十月之交记载了“高岸为谷、深谷为陵”的关于对地壳变动的认识。古希腊的亚里士多德提出，海陆变迁是“按着一定规
24、律在一定时期发生的”。在漫长的中世纪时期，欧洲科学发展缓慢。这一时期，中国的沈括对海陆变迁、古气候变化、化石的性质作出了较为正确的解释，朱熹也比较科学地解释了化石的成因。在四川天然气的钻井达到千米以上的深度。地质学奠基时期(14501750)以文艺复兴为转机，有了对地球历史的科学解释。意大利的达芬奇、丹麦的N.斯泰诺、 英国的J.伍德沃德、 R.胡克都对化石的生物成因作了论证。胡克还提出用化石来记述地球历史(1705)。斯泰诺提出地层层序律(1669)。在岩石学、矿物学方面，中国李时珍在本草纲目(1578)中记载了200 多种矿物、岩石和化石。德国的G.阿格里科拉对矿物、矿脉生成过程和对水在成
25、矿中作用的研究，开创了德国研究矿物学、矿床学的先河，在欧洲有着深远的影响。地质学形成时期(17501840)在英国工业革命、法国大革命和启蒙思想的推动和影响下，科学考察和探险旅行在欧洲兴起。旅行和探险使得地壳成为直接研究的对象，使得人们对地球的研究从思辨性猜测转变为以野外观察为主。同时，不同观点、不同学派的争论十分活跃，关于地层以及岩石成因的水成论和火成论的争论在18世纪末变得尖锐起来。德国的A.G.维尔纳是水成论的代表。他提出花岗岩和玄武岩都是沉积形成的，并根据萨克逊地区地质对岩层作了系统的划分(1787)。英国J.赫顿(1785、1795)提出要用自然过程来解释地球的历史，以及地质过程“既
26、看不到开始的痕迹，也没有结束的前景”的均变论思想。水火之争促进了地质学从宇宙起源论、自然历史和古老矿物学中分离出来，并逐渐形成一门独立的学科。在中国，出现在17世纪的徐霞客游记也是对自然考察所获得的超越时代的成果。古生物学、地层学的奠基者是英国W.史密斯(1815)、法国G.居维叶(1812)、J.-B.de M.拉马克(18151822)。至1840年,地层划分的原则和方法已经确立,地质时代和地层系统基本建立起来。矿物学沿着形态矿物学和矿物化学方向发展。美国J.D.丹纳的矿物学系统(1837)标志着经典矿物学的成熟。1829年，英国W.尼科尔发明了偏光显微镜，使得下半世纪显微岩石学迅速发展成
27、为可能。法国E.de博蒙于1829年提出地球冷缩造山的收缩说，对近百年来的构造理论产生了重大影响。这样，有关地球历史的古生物学、地层学，有关地壳物质组成的岩石学、矿物学和有关地壳运动的构造地质理论所组成的地质学体系逐渐形成。同时19世纪上半叶，有关灾变论和均变论的争论，对地质学思想方法产生了历史性的影响。G.居维叶是灾变论的主要代表，他提出地球历史上发生过多次灾变造成生物绝灭的观点(1812)。英国C.莱伊尔是均变论的主要代表，他坚持“自然法则是始终一致”的观点，并提出将今论古的现实主义方法。在争论中，地质均变论逐渐成为百余年来地质学及其研究方法的正统观点。地质学发展时期(18401910)随
28、着工业化的发展，各工业先进国家都开展了区域地质调查工作，使地质学从区域地质向全球构造发展，并推动了地质学各分支学科的迅速建立和发展。其中重要的有瑞士J.L.R.阿加西等人对冰川学的研究（1837、1840）以及英国G.B.艾里(1855)、J.H.普拉特(1859)提出的地壳均衡理论。有关山脉形成的地槽说经过美国的J.霍尔(1859)和J.D.丹纳(1873)的努力最终确立起来。法国M.A.贝特朗提出造山旋回概念（1887），G.-.奥格对地槽系和大陆区的划分(1900)以及德国W.H.施蒂勒对地槽类型的划分(1924)使造山理论更加完善。奥地利E.修斯和俄国的卡尔宾斯基则对地台作了系统的研究
29、。对阿尔卑斯构造的研究，推动了全球构造的研究。E.修斯的地球的面貌(18831909)是19世纪地质学研究的总结。同时修斯从全球的角度来研究地壳运动在时间和空间上的关系的综合分析方法预示了20世纪地质学研究新时期的到来。20世纪地质的发展(1910)进入20世纪以来，社会和工业的发展，使得石油地质学、水文地质学和工程地质学陆续形成独立的分支学科。同时，在地质学各基础学科稳步发展的同时，由于各分支学科的相互渗透，数学、物理、化学等基础科学与地质学的结合，新技术方法的采用，导致了一系列边缘学科的出现。挪威的V.M.戈尔德施密特，苏联的.费尔斯曼,.维尔纳茨基创立了地球化学。英国A.霍姆斯应用放射性
30、蜕变原理进行了地质年代学的研究。地球物理手段与地质学相结合,导致了一系列的重大发现。地震波的研究揭示了固体地球的圈层构造以及洋壳与陆壳结构的区别。高温高压岩石实验研究为人们认识地壳深部地质过程提供了较为可靠的依据。所有这些都促进了地质学研究从定性到定量的过渡,并向微观和宏观两个方向发展。20世纪5060年代,全球范围大规模的考察和探测,使地质学研究从浅部转向深部,从大陆转向海洋,海洋地质学有了迅速发展。同时古地磁学、地热学、重力测量都有重大进展，为新全球构造理论的产生提供了科学依据。在这基础上,德国A.L.魏格纳于1915年提出的、与传统海陆固定论相悖的大陆漂移说得以复活。60年代初,美国的H
31、.H.赫斯、R.S.迪茨提出海底扩张理论较好地说明了漂移的机制。加拿大的J.T.威尔逊提出转换断层，并创用“板块”一词。60年代中期美国W.J.摩根、法国X.勒皮雄等提出板块构造说，用以说明全球构造运动的基本原因和运动模式。板块构造说被称之为新全球构造理论，它标志着新地球观的形成，使现代地质学研究进入一个新阶段。（见地质学发展简史） 地质学的分科人类对地质的认识，首先是从被视为静止物体的矿物和岩石的研究开始的。通过保存在地层中的古生物化石的研究，提出了古生物学的理论与方法，并运用于划分地层,把历史的观念引入了地质学。天文学的成果,特别是科学的天体演化假说的提出，使人类对地球的现状和历史演变的认
32、识，提高到能够建立一个比较合乎逻辑的完整体系的程度。继天文学、生物学之后，物理学和化学的成果也为地质学的创立和发展提供了条件，使地质学发展成为自然科学的一大支柱。地质学的建立,反过来又推动了相关学科的发展,给它们以地球的历史观和地质学认识世界的方法。古生物化石的研究，促进了生物学的发展，达尔文进化论的提出,直接得到地质学的支持;从地质学的角度对行星的研究,大大帮助了建立对太阳系其他天体的正确认识;用地质学的理论与方法去研究行星与月球的行星地质学、月球地质学，随着航天技术的发展，已成为现实。地质学还与物理学、化学不断互相交汇融合，形成新的边缘性学科，并为哲学、社会科学的发展提供了材料。早期的地质
33、学以研究地壳表层某个地区的岩石为基础，矿物学、岩石学、地层学及古生物学、构造地质学、区域地质学都是在此基础上建立起来的。历史地质学则是概括这些地质实体的发展历史的综合性学科。地质学与物理学、化学结合而产生的地球物理学、地球化学，是地球科学的重要支柱，也是推动地质学向现代科学水平发展的重要方面。现代地质学把地球作为一个整体来研究，20世纪60年代出现的板块构造说，即是吸收了地震研究、海洋地质调查和古地磁研究等方面的最新科学成果，较好地解释了全球构造问题。至80年代，地质学已发展成为包含有下列分支学科的理论体系。这些分支学科大体可分为两类：一类是探讨基本事实和原理的基础学科；一类是这些基础学科与生
34、产或其他学科结合而形成的学科。这些基础学科以物质成分为主要研究对象，主要有下列分支。矿物学研究矿物的化学成分、 内部结构、 形态、性质、成因、产状，共生组合、变化条件、用途以及它们之间的相互关系。岩石学研究岩石的物质成分、结构、构造、形成条件、分布规律、成因、成矿关系以及岩石的演变历史和演变规律。矿床地质学研究矿床的特征、成因、分布及其工业意义。地球化学研究地球各圈层和各种地质体的化学组成、化学作用和化学演化，探讨化学元素及其同位素的分布、存在形式、共生组合、集中分散及迁移循环的规律。以地质作用及其留下的形迹为主要研究对象的学科，包括下列各分支。动力地质学研究各种地质作用，包括引起这些作用的动
35、力在地球各圈层活动的规律。火山地质学、地震地质学、冰川地质学等均属这个学科中有特殊内容的分支。构造地质学研究地球岩石圈的构造变形，包括断裂、褶皱等各种构造形迹及不同类型构造单元的分布、形成、演化和发展，是从总体上研究地质体的构造在时间上及空间上的发展规律及成因和动力来源的学科。大地构造学也属于构造地质学范畴。地貌学研究地表形态特征及其发生、发展和分布的规律。又称地形学，是地质学与自然地理学之间的边缘学科。地球物理学研究各种地球物理场和地球的物理性质、结构、形态及其中发生的各种物理过程，是地质学与物理学之间的边缘科学。地球物理学在狭义上只研究地球的固体部分，又称固体地球物理学；广义的地球物理学还
36、包括对水圈、大气圈的研究。地质力学运用力学原理研究地壳构造和地壳运动规律及其起因的学科。以地质历史为主要研究对象的学科，包括下列分支。古生物学研究地球历史上的生物界及其进化过程。主要是对保存在地层中的化石的研究。地层学研究成层岩石的时空分布规律，包括地层的层序和时代及其地理分布，地层的分类、对比以及它们之间的关系。历史地质学研究地球的发展历史和规律，包括地球上生物的进化历史，古沉积相的分析和古地理面貌的复原，以及地壳地质构造和有关地质作用的演变等方面的研究，是一门综合性的学科。古地理学研究地球历史上的海陆分布及其他自然地理特征与发展过程。地质年代学研究地质历史时期的顺序及其延续的年代数据，地质
37、年代表是其研究的最终成果。综合一个地区的地质调查成果，研究阐明该区地质的总体特征，探讨各种地质作用的相互关系的学科称为区域地质学。此外，将地球及其他星球作为一个天体来研究，形成了行星地质学、天文地质学。对地球深部的研究，是刚刚开拓的新领域。地质学为了开发利用地下资源及改善和利用地球环境，解决人类社会发展中的实际问题，形成了既有理论意义又有生产应用价值的下列各分支学科。水文地质学研究地下水的形成、分布和运动的规律，以合理开发地下水、防治地下水的危害，以及利用地下水的化学、物理特征找矿、预报地震和防治地方病、保护环境。工程地质学以调查研究和解决各类工程建设中的地质问题为任务，包括评价地基的地质条件
38、，预测工程建设对地质环境的影响，选择最佳场所、路线，为工程设计提供可靠的地质依据。环境地质学研究地质环境质量和人类活动与地质环境的相互关系。灾害地质学研究地质灾害的发生、分布规律、形成机制和对人类的影响及其预测预防。金属矿产地质学、非金属矿产地质学、石油地质学、煤地质学把地质学基础理论用于研究这些矿产资源的成因、分布规律等的学科。这些学科具有很强的实用性，同时又有基础研究性质。找矿勘探地质学综合运用地质学理论和现有的找矿方法、手段寻找矿藏的学科。矿山地质学以解决矿山开发过程中遇到的地质问题为任务的学科。还有些自成体系、自有理论、与地质学相辅相成，对地质学的发展有重要作用的技术学科，属于广义的地
39、质学或地质科技的范畴。它们包括：运用物理的、化学的方法去取得野外地质资料的地球物理勘探和地球化学勘查；运用钻探或坑探的手段直接向地下取得地质样品的探矿工程；对各种地质样品进行实验测试的实验室技术；为地质调查提供地形底图并绘制地质图件的测绘学；能在远距离处取得地质资料的航空测量技术和遥感技术，以及用于处理地质资料的数学方法和计算机技术等。随着研究深度的增加，新的分支学科还在不断产生，各个学科的联系愈来愈紧密，建立一个更加充实、完整的有关地球的知识体系，是发展的必然趋势。由于地质学的发展和社会的发展互相支持、依赖，从社会科学的角度来研究地质学的发展历史，是社会也是地质学发展的需要。对地质学从史学、
40、哲学和社会学的角度进行交叉研究已取得进展，孕育着新的学科。 地质学与人类人类是在地球的发展过程中，生物进化达到高等阶段的产物。人的出现有赖于适宜的自然环境，包括地质、水文、气候、生物等方面因素。它们互相依赖和制约，经过长期发展，达到了适于人类生存的相对稳定的生态平衡，如果其中任何一种因素发生重大变化，都将破坏这个平衡，而且有可能使环境不再有利于人类。在地球上，局部地区已出现了这种情况。还要看到，人类的活动也是影响周围环境的日益重要的因素。当人类的活动符合自然界的客观规律时，便可以得到利益，如凿井得水，开山取矿；相反则会蒙受损失，如过量灌溉导致土壤盐碱化。另一方面，自然界的突发事件或缓慢积累起来
41、的重大变化，也可以给人类带来无法逃避的灾害。地质学正在积极研究人类活动引起的地质环境的变化和地质作用造成的对人的危害。地质学是提高人类认识自然，增进与环境的协调和求得环境改善的科学。地球表层的生物和人类的大量活动,都与地质条件相关。在生产力还不发达的时期,人类活动对地质环境的影响微弱，灾害性地质作用给人类带来的损失也不如今日这样巨大。人类社会越现代化，越需要充实地质知识。早期的地质学，主要应用于矿业生产。现代化的社会对矿产资源的需求，大大超过了工业化初期。在当代的发达国家里，矿业和以矿产品为基本原料的工业（一般要占到整个工业生产总值的60左右；进行生产所使用的动力，几乎百分之百地取之于地球资源
42、。20世纪80年代人类从地下采出石油的数量，较半个世纪前增长一百倍以上。砂石等非金属材料也已成为重要的资源被大量开采，它们一年产出的数量，无论就重量或体积均超过了其他工业矿物原料年产量的总和。如此大量的开采，就使地质学不仅负有继续找出新的矿产资源以维持社会庞大需求的使命，而且还要担当起指导合理开发、保护矿产资源、防治环境恶化等重任。地下水是维持生态平衡所不可缺少的因素，同时也是一种重要的资源。一个地区地下水的量与质，直接影响着那里地面生命存在的条件。地下水是分布最广泛的、比较稳定的水源，且多为适于饮用和灌溉的淡水。因此在充分利用地面的淡水资源的同时，还要开发利用地下水。但地下水水量有限，大量取
43、用，还会发生地面沉降等恶果。因此，必须应用地质学理论和方法，合理地开发地下水。现代化建设的发展,使人口密集、建筑集中,许多建设工程规模巨大，这对地质环境的依赖和对环境的影响超过人类史上的任何时期。在现代化的工程建设中，不仅要重视地质作用引起的突发事件，还要注意它的长期影响，比如泥沙淤积、地面缓慢升降等。这些都是地质学应该研究解决的问题。地震发生在人烟稀少的地区，纵然强烈，损失也不会大,但如果发生在工业发达或其他人口密集的地区,则会造成严重损失。在现代化的社会中，社会的生产和生活组成一个息息相关的整体，电力、煤气、自来水的供应，一刻不可缺少，交通、电讯必须保持畅通，而地震破坏上述设施造成的后果，
44、可以比地震本身直接造成的危害还要严重。不仅地震，其他如山崩、滑坡、泥石流、塌陷、地震海浪冲蚀等可能造成灾害的地质作用都必须运用地质学去认识和提出防治意见。同时，人们还须遵循地质学的科学指导,避免因人类的活动而触发灾害,导致地质环境的恶化。农业的发展也需要地质学知识。农业生产除了需要地下水源和矿物肥料外，植物的生长也受到地质条件的制约。地质环境还影响着人的发育，一些地方病的出现，与土壤和地下水中所含的某些元素缺少或过多有关，而这些元素分布和含量，从根本上说来又是受着地质条件的控制。因此，地质学与人类的关系不仅仅在于资源的取用，还在于与人类生存和生活环境的诸多方面直接相关。地质学已成为人类社会所普
45、遍需要的科学。参照地质学知识制定矿产资源法、海洋法、水法、环境保护法等，就表现了这种密切的关系。地质科学事业早已不再是仅与少数人有关的事业。 地质学的发展趋势根据人类社会对各类自然资源的需求、全球环境变化的研究任务、地质资料的积累、学科间渗透，尤其是高科技引入等方面的现状，对地质学的主要发展趋势可概括为下列几个方面。地质学能观察和研究的范围和领域将日益扩大。在空间上，不但能通过直接或间接的方法逐步深入到岩石圈深部，而且对月球、太阳系部分行星及其卫星的某些地质特征，将有更多的了解。陆地深钻技术将超过现有的10000余米水平,洋壳和位于大陆坡底的巨厚沉积层的秘密将进一步被揭示，石油开发的边界会继续
46、扩大。同时,新型自容式潜艇建成后,也将使观察深度从已达到的3000米加深到6000米左右,除少数特别深的海沟外,海底的其他主要部分都有可能被人观察到。在时间上，继35亿年以前底栖微生物群的发现，以及其他古生物迹象的证实，将会加深人们对地球(尤其是地壳)的了解。同时与人类社会最接近的一段时间（第四纪）的地质史的研究也将更精细。数学、物理学、化学、生物学、天文学等其他学科的发展和向地质学的进一步渗透，先进技术在地质工作中的使用，同精细、深入的野外地质工作相结合，会使人们有可能对更多的地质现象和规律作出科学的解释，进行更深入和本质性的研究。实验条件将进一步改进，如将实验室中所能达到的温度压力提得更高
47、，模拟更为复杂的多种可变因素的地质作用，并把时间因素也纳入模拟实验之中。地质学理论不断得到补充、修正，尤其是各大陆所提供的有关不同地质历史时期的新资料将在很大程度上检验、发展板块构造说，进而会产生一些新的理论和学说。在地质学的服务领域，一个重要方面是开发地球资源，其中有关矿产资源和新能源的研究，仍处于最重要的地位，因而将继续深入。海底含油、气地层，以及洋底多金属结核和现代成矿作用等的形成机理研究会有新的进展，从中国以及各大洲的成矿带、成矿区的区域地质发展历史全过程出发，按不同成矿时代分别研究区域成矿的规律性，尤其是不同地质背景下所形成的矿组或跨矿组的成矿系列的发生、发展规律，也将取得新的成就。非金属矿床、放射性矿床、地热资源以及其他矿产的综合利用将显著发展。同时，由于区域成矿研究的需要，将进一步加强区域地质的综合研究，并促进地层学、古生物学、沉积学、构造地质学、地质年代学以及区域岩浆活动研究、变质地质研究等向新的水平发展。保障人类良好的生存环境、干旱半干旱地区和沼泽地区的水文地质问题，以及工程地质问题的研究将不断扩大。环境地质学，包括环境地质调查研究，有关的微量测试技术和环境保护的地质措施等的研究日趋重要。总之,地质学必须加强基础研究,如矿物学、岩石学、地层学、古生物学等具有奠基意义的学科的研究，以提高对各种地质体、地质现象及其形成、演化的认识，同时