地質作用的研究方法是什麼
A. 地球科學的研究方法
由於地球科學以龐大的地球作為研究對象，並具有很強的實踐性和應用性，所以它的研究方法與其他自然科學有較大的差異。它既要藉助於數學、物理、化學、生物學及天文學的一些研究方法，同時又有自己的特殊性。
地球科學的研究方法與其研究對象的特點有關，地球作為其研究對象主要有以下特點：
（1）空間的廣泛性與微觀性
地球是一個龐大的物體，其周長超過4×104 km，表面積超過5×108 km2。因此，無論是研究大氣圈、水圈、生物圈以及固體地球，其空間都是十分廣大的。這樣一個巨大的空間及物體本身由不同尺度或規模的空間和物質體所組成。因此，要研究龐大的地球，就必須研究不同尺度或規模的空間及其物質體，特別是要注重研究微觀的空間和物質特徵，如不同學科都要研究其相應對象的化學成分、化學元素的特性等。地質學要研究礦物晶體結構，水文學和海洋學要研究水質點的運動等，氣象學要研究氣體分子的活動等。而且，整個地球系統是一個開放的動力系統，其與宇宙環境（地-月系、太陽系及銀河系等）之間總是不斷地進行著物質、能量的交換；地球系統中各種自然現象、作用過程的發生、發展和演化與其所處的宇宙環境是分不開的。因此，現代地球科學已開始充分重視宇宙環境對地球系統的影響研究；也就是說研究的空間范圍還要超越地球系統，涉及更加宏觀的宇宙環境（圖0-1）。只有把不同尺度的研究結合起來，把宏觀和微觀結合起來，才能獲得正確的和規律性的認識。
（2）整體性（或系統性）與分異性（或差異性、多元性）
整個地球是一個有機的整體，是由不同層次的、具有緊密聯系的子系統組成的統一系統；不僅在空間上地球的內部圈層、外部圈層都表現為連續的整體性，而且地球的各內部圈層之間、內部與外部圈層之間、各外部圈層之間也都是相互作用、相互影響、相互滲透的，某一個圈層或某一個部分的運動與變化，都會不同程度地影響其他部分甚至其他圈層的變化，這也充分表現了它們的有機整體性。然而，地球也是一個非均質體，它的不同的組成部分（或子系統）無論在物質狀態還是運動和演變特點上都具有一定的差異，表現出分異性或多元性。例如，不同地區的地理環境、氣候環境具有明顯的差異，不同地區的水文條件也具有明顯差異。固體地球特別是地殼的不同地區或不同組成部分的差異性更為顯著，如大陸、海洋、山系、平原等。這種差異性不僅表現在空間和物質組成上，也表現在它們的運動、變化與形成、發展上。
（3）時間的漫長性與瞬間性
據科學測算，目前可追溯的地球年齡長達46億年。在這漫長的時間里，地球上曾發生過許多重要的自然事件，諸如海陸變遷、山脈形成、生物進化等。這些事件的發生過程多數是極其緩慢的，往往要經過數百萬年甚至數千萬年才能完成。短暫的人生很難目睹這些事件發生的全過程，而只能觀察到事件完成後留下來的結果以及正在發生的事件的某一階段的情況。但是，有些事件的發生可以在很短的時間內完成。例如，天氣現象往往表現為幾天、幾小時甚至更短的時間，地震、火山爆發等也都發生在極短的時間內。
（4）自然過程的復雜性與有序性
地球演化至今經歷了復雜的過程。其中既有物理變化，也有化學變化；既有地表常溫、常壓狀態下的作用過程，也有地下深處高溫、高壓狀態下的作用過程。此外，各種自然過程還會受地區性條件的影響而具有地區的差異性。所以，自然過程是極其復雜的，而且這種過程由於其漫長性和不可逆性，依靠人類的力量很難完全重塑和再現其過程，因而更增添了地球科學研究工作的艱巨性。但是，這些復雜的自然過程並不是雜亂無章的，它們都具有其發生、發展的條件和過程，都具有一定的規律可循，這也正是地球科學工作者的重要研究任務。
研究對象的特點決定了地球科學具有一些獨特的研究方法，並且隨著科學技術的發展和進步，地球科學的研究方法也會得到不斷的補充和推進。現擇要簡述研究方法如下：
（1）野外調查
空間的廣泛性決定了地球科學工作者首先必須到野外去觀察自然界，把自然界當做天然的實驗室進行研究，而不可能把龐大而復雜的大自然搬到室內來進行研究。野外調查是地球科學工作最基本和最重要的環節，它能獲取所研究對象的第一手資料。例如野外地質調查、水系與水文狀態調查、自然地理調查、土壤調查、資源與環境調查等。只有有針對性地到現場去認真、細致地收集原始資料，才能為正確地解決地球科學問題提供可能。
（2）儀器觀測
儀器觀測是地球科學用來獲取研究對象的定性和定量資料的重要手段，通過儀器觀測可以了解到研究對象的各種物理、化學性質，參量的靜態特徵和動態變化，為科學的分析、推理提供依據。儀器觀測為地球的研究步入科學的軌道提供了條件，例如，16～17世紀氣溫、氣壓、濕度等氣象儀器的發明與創造，使氣象學逐漸發展成為一門完善的學科。現代高精度的常規與高空氣象儀器觀測仍然是氣象學的重要研究基礎。同樣，儀器觀測在水文學、海洋學研究中也佔有特殊重要的位置。儀器觀測對於現代地球物理學、地質學的地球內部研究，對於土壤學的研究特別是對於環境地學中的各種監測與評價，都具有極其重要的作用。在現場進行的儀器觀測也屬於第一手資料，除了科學工作者根據不同的研究目的在現場進行各種觀測外，人們還常常設立各種定點觀測台站，如氣象站、水文站、地震台站、環境監測站等，並通過大量的台站建立觀測網，以便獲得系統的觀測資料。
（3）大地測量
這是地球科學中既古老而又發展迅速的一種重要研究方法，它對推動地球科學的發展起了重要作用。早在古埃及和古中國的時代，人們就藉助於步測及其他一些簡單的測量工具，進行土地規劃、地形與地理制圖、水利與工程建設等。到了近代，隨著測量儀器的進步，逐漸發展成為傳統的大地水準測量和大地三角測量。20世紀中葉發展起來的海洋測深技術（聲吶）對於海洋學的發展和地質學的革命曾起了決定性的作用。近些年發展起來的激光測距、全球定位系統（GPS）又給地球科學帶來了深刻影響。大地測量的方法對於地理學、地質學、海洋學、水文學及土壤學等的研究十分重要。
（4）航空、航天和遙感技術
現代航空、航天和遙感技術極大地推動了地球科學的發展，成為現代地球科學不可缺少或不可忽視的重要研究方法。由於地球的空間廣大，要在短時間內獲取大區域的資料，特別是大區域的動態變化情況，就必須充分利用航空、航天和遙感技術，如衛星雲圖、衛星遙感影像、航空照片等。航空、航天和遙感技術對現代氣象學的發展和進步起了決定性作用，成為其重要支柱。它們也是現代海洋學、地理學的主要研究手段，而且對於現代地質學、土壤學、水文學、環境地學等也發揮著重要作用。
（5）實驗室分析、測試與科學實驗
這是地球科學中各門學科均普遍採用的研究方法，主要是從研究對象中取得所需的各種樣品或標本，然後在實驗室進行分析、測試，以便獲取物質成分、結構、物理與化學性質以及形成歷史等方面的定性和定量資料，並通過科學實驗分析推斷其形成、演變過程和發展趨勢等。隨著科學的發展，地球科學中的實驗科學已有相當的進步。但由於自然過程的影響因素復雜，加之時間的漫長性與空間的廣泛性以及現代實驗技術水平的限制，在地球科學中有時很難進行與自然界一致的真實實驗。因此，地球科學上常採取簡化影響因素，創造一些特定的物理、化學環境，模擬自然現象的成因、過程和發展規律，這種方法稱為模擬實驗。模擬實驗只能是近似的，實驗結果往往與自然過程有一定差距，但它在再造自然現象的過程、驗證和探索地球科學規律方面發揮著重要作用。
（6）歷史比較法
這是地質學最基本的方法論。時間的漫長性決定了地質學必須用歷史的、辯證的方法來進行研究。雖然人類不可能目睹地質事件發生的全過程，但是，可以通過各種地質事件遺留下來的地質現象與結果，利用現今地質作用的規律，反推古代地質事件發生的條件、過程及其特點，這就是所謂的「歷史比較法」（或稱「將今論古」「現實主義原則」）的原理。這一原理是由英國地質學家萊伊爾（C.Lyell，1791～1875年，現代地質學的創立者）在赫頓（J.Hutton，1726～1797年，蘇格蘭地質學家，被譽為現代地質學之父）的均變論學說的基礎上提出來的（圖0-2，圖0-3）。萊伊爾明確指出：「現在是了解過去的鑰匙。」例如，現代珊瑚只生活在溫暖、平靜、水質清潔的淺海環境中，如果在古代形成的岩石中發現有珊瑚化石，便可推斷這些岩石也是在古代溫暖、清潔的淺海環境中形成的（圖0-4）；又如，現在的火山噴發能形成一種特殊的岩石——火山岩，如果在一個地區發現有古代火山岩存在，我們就可以推斷當時這一地區曾發生過火山噴發作用，等等。歷史比較法是一種研究地球發展歷史的分析推理方法，它的提出，對現代地質學的發展起到了重要的促進作用。
圖0-2 英國地質學家萊伊爾
（C.Lyell，1791～1875年）
圖0-3 蘇格蘭地質學家赫頓
（J.Hutton，1726～1797年）
圖0-4 生活在溫暖、清潔淺海中的珊瑚
a—現代珊瑚；b—2億多年前的珊瑚化石
這一原理的理論基礎是「均變論」。均變論認為，在漫長的地質歷史過程中，地球的演變總是以漸進的方式持續地進行，無論是過去還是現在，其方式和結果都是一致的。但是，現代地質學的研究證明，均變論的觀點是片面和機械的。地球演變的過程是不可逆的，現在並不是過去的簡單重復，而是既具有相似性，又具有前進性。例如，地質學的多方面研究揭示，在地球演變過程中，地表大氣圈、水圈、生物圈的組成、數量、溫壓以及地球或地殼內部的結構、構造等特徵都在發生不斷的變化，與現代的狀況存在不同程度的差異，這些必然會導致當時發生地質作用的方式與過程具有一系列與今天不同的特點。地球演變的過程也並不總是以漸進、均變的形式進行，而是在均變的過程中存在著一些短暫的、劇烈的激變過程。例如，在岩層中常常發現其物質組成及結構構造發生突然性的變化；在古生物演化中也常常發現大量的生物種屬在短期內突然絕滅的現象，如6500萬年前後恐龍全部迅速絕滅等。所以整個地球的發展過程應是一個漸變—激變—漸變的前進式往復發展過程，這也符合量變—質變—量變的哲學規律。
因此，在運用歷史比較法時，必須用歷史的、辯證的、發展的思想作指導，而不是簡單地、機械地「將今論古」，這樣才能得出正確的結論。地質學的「將今論古」分析方法，實際上對於地球科學中的地球物理學、地球化學、地理學、氣象學、水文學、海洋學、土壤學、環境地學等學科的研究均具有重要的借鑒意義。
（7）綜合分析
自然過程的復雜性和不可逆性決定了地球科學必須採用綜合分析的研究方法。在漫長的地球演化過程中，不同時期、不同方式（物理、化學、生物等）、不同環境（地表、地下、空中等）的自然作用給我們留下的是一幅錯綜復雜的結果圖案。要根據這一圖案恢復和解析自然界發展的過程，就必須利用多學科的原理和方法，結合復雜的影響因素，進行綜合分析。這一點與數學、物理、化學等學科利用單純的推導、實驗等方法進行研究是大不一樣的。例如，在地質學中，由於過程和影響因素很復雜，根據某些個別特徵，利用單學科的原理和方法，往往會得出片面甚至錯誤的結論，這就是在地質學研究中經常碰到的「多解性」或「不確定性」問題。所以，只有在綜合各方面研究的基礎上，才能得出統一的、最合乎實際情況的結論。
（8）計算機技術應用
有人說20世紀後半葉以來，人類社會已步入計算機的時代，計算機技術的應用已給各門自然科學帶來了深刻的影響和革命性的變化。對地球科學也是一樣，例如，在現代氣象學、地理學、地質學、地球物理學、海洋學、環境地學等領域中，計算機技術已發揮出巨大的作用，成為不可缺少的研究手段和方法。而且計算機技術正在向地球科學的各個領域滲透。計算機技術的應用，為解決地球科學的研究對象空間廣闊、觀測處理資料量大、模擬形成演變過程復雜等問題帶來了無限的前景。因此，要想提高地球科學的研究水平，必須充分地重視、加強和進一步開拓計算機技術在地學中的應用。
20世紀末期開始在全球范圍內廣泛興起的「數字地球」（Digital Earth）計劃或「數字地球學」研究正是現代計算機技術、信息科學與地球科學相結合的產物。「數字地球」主要是探討運用現代計算機技術、信息科學對整個地球系統進行全方位的定量化、數字化描述的方法，建立相關的「數字地球」資源平台，並服務於地球科學的研究、應用。因此，「數字地球」實質上是地球系統的一種數字化的表示形式，其基本的理論支撐主要包括相互聯系的兩個方面，即與地球科學有關的理論以及與數字化技術有關的理論。比「數字地球」稍早一些興起的「地理信息系統（GIS）」的成功開發與廣泛應用，可以說為推動「數字地球」的興起與發展奠定了良好的基礎；但「數字地球」將涵蓋地球科學的所有研究分支學科或領域（而不僅僅局限於地理學），其涉及的科學內容與數據量是「地理信息系統」所無法比擬的。1998年1月，美國前副總統戈爾在「開放地理信息系統協議（Open GIS Consortium）」年會上首次提出「數字地球」的概念，認為「數字地球」是指一個以地球坐標為依據的、具有多解析度的海量數據和多維顯示的虛擬系統。數字地球的概念一經提出便立刻引起了世界范圍的廣泛關注，並取得了快速發展。數字地球的研究和實現具有十分廣泛的應用前景，如資源與環境的監測與管理，氣候和各種自然災害的預測、預報與防治，土地利用與各種生產、生活的規劃及一些危機事件的處理等；它還為地球科學的教育和多學科的研究工作提供了極好的資源平台，特別是為地球系統科學的層圈相互作用研究、全球變化研究及人類可持續發展研究創造了有利條件。
地球科學研究的工作方法通常具有下列程序：
（1）資料收集
根據所要研究的課題和所要解決的問題，盡可能詳盡、客觀和系統地收集各種有關的數據、樣品和其他資料。資料的來源包括對研究區詳細的野外調查、儀器觀測和收集、分析已有的各種資料和成果等。
（2）歸納、綜合和推論
對所收集的資料進行加工整理、歸納、綜合，並利用地球科學的研究方法和原理，作出符合客觀實際的推論。
（3）推論的驗證
通過生產實踐或科學實驗來證實或檢驗推論是否正確，並在實踐的過程中不斷地修正錯誤，提高認識，總結規律。
地球科學是一門實踐性很強的科學。人們通過不斷地科學實踐，逐漸形成了若干假說和學說。假說是根據某些客觀現象歸納得出的結論，它有待進一步驗證；而學說則是經過了一定的實踐檢驗、在一定的學術領域中形成的理論或主張。假說和學說對推動地球科學的發展起著重要的作用，它們為探索地球科學的客觀規律指出了方向，對實踐起著一定的指導作用，同時在實踐中不斷得到檢驗、補充和修正，使其日趨完善。當然，有些假說和學說也可能在實踐中被拋棄或否定。
B. 工程地質的研究內容
工程地質研究的主內容有：確定岩土組分、組織結構（微觀結構）、物理、化學與力學性質（特別是強度及應變）及其對建築工程穩定性的影響，進行岩土工程地質分類，提出改良岩土的建築性能的方法；研究由於人類工程活動的影響而破壞的自然環境的平衡，以及自然發生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地質作用對工程建築的危害及其預測、評價和防治措施；研究解決各類工程建築中的地基穩定性，如邊坡、路基、壩基、橋墩、硐室，以及黃土的濕陷、岩石的裂隙的破壞等，制定一套科學的勘察程序、方法和手段，直接為各類工程的設計、施工提供地質依據；研究建築場區地下水運動規律及其對工程建築的影響，制定必要的利用和防護方案；研究區域工程地質條件的特徵，預報人類工程活動對其影響而產生的變化，作出區域穩定性評價，進行工程地質分區和編圖。隨著大規模工程建設的發展，其研究領域日益擴大。除了岩土學和工程動力地質學、專門工程地質學和區域工程地質學外，一些新的分支學科正在逐漸形成，如礦山工程地質學、海洋工程地質學、城市工程地質及環境工程地質學、工程地震學。
1工程地質與岩土工程的區別工程地質是研究與工程建設有關地質問題的科學(張咸恭等著《中國工程地質學》)。工程地質學的應用性很強,各種工程的規劃、設計、施工和運行都要做工程地質研究,才能使工程與地質相互協調,既保證工程的安全可靠、經濟合理、正常運行,又保證地質環境不因工程建設而惡化,造成對工程本身或地質環境的危害。工程地質學研究的內容有:土體工程地質研究、岩體工程地質研究、工程動力地質作用與地質災害的研究、工程地質勘察理論與技術方法的研究、區域工程地質研究、環境工程地質研究等。岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、處理或改良的科學技術(國家標准《岩土工程基本術語標准》)。岩土工程的理論基礎主要是工程地質學、岩石力學和土力學;研究內容涉及岩土體作為工程的承載體、作為工程荷載、作為工程材料、作為傳導介質或環境介質等諸多方面;包括岩土工程的勘察、設計、施工、檢測和監測等等。由此可見,工程地質是地質學的一個分支,其本質是一門應用科學;岩土工程是土木工程的一個分支,其本質是一種工程技術。從事工程地質工作的是地質專家(地質師),側重於地質現象、地質成因和演化、地質規律、地質與工程相互作用的研究;從事岩土工程的是工程師,關心的是如何根據工程目標和地質條件,建造滿足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解決工程建設中的岩土技術問題。
2工程地質與岩土工程的關系雖然工程地質與岩土工程分屬地質學和土木工程,但關系非常密切,這是不言而喻的。有人說:工程地質是岩土工程的基礎,岩土工程是工程地質的延伸,是有一定道理的。工程地質學的產生源於土木工程的需要,作為土木工程分支的岩土工程,是以傳統的力學理論為基礎發展起來的。但單純的力學計算不能解決實際問題,從一開始就和工程地質結下了不解之緣。與結構工程比較,結構工程面臨的是混凝土、鋼材等人工製造的材料,材質相對均勻,材料和結構都是工程師自己選定或設計的,可控的。計算條件十分明確,因而建立在材料力學、結構力學基礎上的計算是可信的。而岩土材料,無論性能或結構,都是自然形成,都是經過了漫長的地質歷史時期,在多種復雜地質作用下的產物,對其材質和結構,工程師不能任意選用和控制,只能通過勘察查明,而實際上又不可能完全查清。岩土工程師不敢相信單純的計算結果,單純的計算是不可靠的,原因就在於工程地質條件的不確知性和岩土參數的不確定性,不同程度地存在計算條件的模糊性和信息的不完全性。因而雖然土力學、岩石力學、計算技術取得了長足進步,並在岩土工程設計中發揮了重要作用,但由於計算假定、計算模式、計算方法、計算參數等與實際之間存在很多不一致,計算結果總是與工程實際有相當大的差別,需要進行綜合判斷。
C. 地質學是研究什麼的
地質學是關於地球的物質組成、內部構造、外部特徵、各層圈之間的相互作用和演變歷史的知識體系。
地球自形成以來，經歷了約46億年的演化過程，進行過錯綜復雜的物理、化學變化，同時還受天文變化的影響，所以各個層圈均在不斷演變。
約在35億年前，地球上出現了生命現象，於是生物成為一種地質應力。最晚在距今200～300萬年前，開始有人類出現。人類為了生存和發展，一直在努力適應和改變周圍的環境。利用堅硬岩石作為用具和工具，從礦石中提取銅、鐵等金屬，對人類社會的歷史產生過劃時代的影響。
隨著社會生產力的發展，人類活動對地球的影響越來越大，地質環境對人類的制約 作用也越來越明顯。如何合理有效的利用地球資源、維護人類生存的環境，已成為當今世界所共同關注的問題。
地質學的研究對象
地球的平均半徑為6371公里 。其核心可能是以鐵、鎳為主的金屬，稱為地核,半徑約3400公里。在地核之外，是厚度近2900公里的地幔。地幔之外是薄厚不一的地殼，已知最厚處為75公里，最薄處僅5公里左右，平均厚度約35公里。
地核的內層是固體，也有科學家認為是在強大壓力下原子殼層已被破壞的超固體。外層是具有液體性質的物質，還推測有電流在其中運動，被認為是地球磁場的本原。外層的厚度約為2220公里。
地幔下部是含有較多金屬硫化物和氧化物的非晶體固體物質；地幔上部成份與橄欖岩大致相當；與地殼相接部分和地殼均具有剛硬的性質，合稱為岩石圈，厚度約為60～120公里；在岩石圈之下為一層具有可塑性、可以緩慢流動、厚度約為100公里的軟流圈。
地殼表面的海洋、湖泊、河流等水體約佔地表總面積的74%。成液態的地表水與凍結在兩極地區和高山上的冰川，以及土壤、岩石中的地下水，組成地球的水圈。
地球的外層是大氣圈。大氣主要集中於高度不超過16公里的近地面中，成份以氮和氧為主。離地越遠，大氣越稀薄，而且成份也有變化。在100公里外，大氣逐漸不能保持分子狀態，而以帶電粒子的形態出現，其稀薄程度超過人造的真空。帶電粒子受到地球磁場的控制，形成能夠阻擋來自太陽和宇宙帶電粒子流沖擊的電磁層。
地球的水圈和大氣圈通過水的蒸發、凝結、降水和氣體的溶解、揮發等方式互相滲透和影響。固體的地球界面上下，是大氣和水活動的場所。岩石圈的物質也不斷運動 ，並通過火山噴發的形式進入水圈和大氣圈。地球各圈層的相互作用不斷改變著地球的面貌。
地球的這些圈層，是由於其組成物質的重力差異作用而逐漸形成的。地球上的任何質點均受到地球引力和慣性離心力的作用，這兩種力的合力就是重力。地球表面重力吸住了大氣和水，並對他們的運動產生了影響。
礦物和岩石
在地球的化學成分中，鐵的含量最高(35%)，其他元素依次為氧(30%)、硅(15%)、鎂(13%)等。如果按地殼中所含元素計算，氧最多(46%)，其他依次為硅(28%)、鋁(8%)、鐵(6%)、鎂(4%)等。這些元素多形成化合物，少量為單質，它們的天然存在形式即為礦物。
礦物具有確定的或在一定范圍內變化的化學成分和物理特徵。組成礦物的元素，如果其原子多是按一定的形式在三維空間內周期性重復排列，並具有自己的結構，那麼就是晶體。晶體在外界條件適合的時候，其形態多表現為規則的幾何多面體，但這種情況很少。
礦物在地殼中常以集合的形態存在，這種集合體可以由一種，也可以由多種礦物組成，這在地質學中被稱為岩石。
地球中的礦物已知的有3300多種，常見的只有20多種，其中又以長石、石英、輝石、閃石、雲母、橄欖石、方解石、磁鐵礦和粘土礦物最最多，除方解石和磁鐵礦外，它們的化學成分都以二氧化硅為主，石英全為二氧化硅組成，其餘則均為硅酸鹽礦物。
由硅酸鹽溶漿凝結而成的火成岩構成了地殼的主體，按體積和重量計都最多。但地面最常見到的則是沉積岩，它是早先形成的岩石破壞後，又經過物理或化學作用在地球表面的低凹部位沉積，經過壓實、膠結再次硬化，形成具有層狀結構特徵的岩石。
在地殼中，在大大高於地表的溫度和壓力作用下，岩石的結構、構造或化學成分發生變化，形成不同於火成岩和沉積岩的變質岩。火成岩、沉積岩、變質岩是地球上岩石的三大類別。火成岩中的玄武岩、花崗岩 是地球中最具代表性的岩石，是構成大陸的主要岩石。形成時代最早的花崗岩，年齡達39億年，而玄武岩是構成海洋所覆蓋的地殼的主要物質，均比較「年輕」，一般不超過2億年。
地層和古生物
地層是以成層的岩石為主體，隨時間推移而在地表低凹處形成的構造，是地質歷史的重要紀錄。狹義的地層專指已固結的成層的岩石，有時也包括尚未固結成岩的鬆散沉積物。依照沉積的先後，早形成的地層居下，晚形成的地層在上，這是地層層序關系的基本原理，稱為地層層序律。
地層在形成以後，由於受到地殼劇烈運動的影響，改變原來的位置，會產生傾斜甚至倒轉，但只要能查明其形成和變形的時間，仍可以恢復其原始的層序。在同一時間，地球上各處環境不同，在不同環境中形成的地層各有特點。在地表的隆起部位，不僅不能形成新的地層，還會因受到剝蝕而使已經形成的地層消失。
因此，地層學是研究各地區地層的劃分，確定地層的順序和相鄰地區地層在時間上的對比關系的專門學科。它是地質學的基礎，也是地質學中最早形成的學科。
古生物是指在地質歷史時期，在地球上生存過的各類生物，一般已經絕滅，它們的少量遺體和遺跡形成化石保存在地層中。 通過研究這些化石，可以了解地質歷史上生物的形態、構造和活動情況。
對各種古生物進行分類，可以認識生物的演化關系；依據地層中所含化石，可以斷定地層的層序，生物演化的不可逆性和階段性，使這種判斷具有可靠的根據；古生物的分布和生活習性，還反映出當時地理環境的特點。古生物的研究是地質學也是生物學的重要組成部分。
地質構造和地質作用
地球表層的岩層和岩體，在形成過程及形成以後，都會受到各種地質作用力的影響，有的大體上保持了形成時的原始狀態，有的則產生了形變。它們具有復雜的空間組合形態，即各種地質構造。斷裂和褶皺是地質構造的兩種最基本形式。
地球的岩石圈，已經並還在發生著全球規模的板塊運動。板塊構造學是 二十世紀地質學對地質構造及地質作用的新認識。其基本內容是，岩石圈是地球中最剛硬的部分，它飄浮在地幔中具有塑性、局部熔融、密度較大的軟流圈之上。岩石圈中存在著許多很深很大的斷裂，這些斷裂把岩石圈分割成被稱為板塊的巨大塊體，全球可分為六大板塊。
一般認為，主要是地球內部熱的不均勻分布引起了物質對流運動，使岩石圈破裂成為板塊。板塊形成後繼續運動，發生分離、碰撞等事件。地幔中的熔融物質沿板塊間的拉張斷裂帶擠入，並不斷向斷裂兩側擴展，形成新的洋殼，而部分板塊則隨著載荷它的軟流圈物質向下移動而消失於地幔之中。
板塊運動被認為是使地殼表層發生位置移動，出現斷裂、褶皺以及引起地震、岩漿活動和岩石變質等地質作用的總原因，這些地質作用總稱為內力地質作用。內力地質作用改變著地殼的構造，同時為地貌的形成打下基礎。
地質作用強烈地影響著氣候以及水資源與土壤的分布，創造出了適於人類生存的環境。這種良好環境的出現，是地球大氣圈、水圈和岩石圈演化到一定階段的產物。地球形成的初期，大氣圈和水圈的成分、質量都和現代大不相同。例如，大氣曾經歷以二氧化碳為主的階段，海水是約在10億年前才具有今天的含鹽度，生物最早出現在地球形成約10億年以後等等。
地質作用也會給人帶來危害，如地震、火山爆發、洪水泛濫等。人類無力改變地質作用的規律，但可以認識和運用這些規律，使之向有利於人的方向發展，防患於未然。如預報、預防地質災害的發生，就有可能減輕損失。中國在古代就有「束水攻沙」，引黃河水灌溉淤田壓鹼等經驗，是利用河流的地質作用取得成功的例子。
地質學的研究特點
地殼是一個極其復雜的研究對象，不但具有復雜的物質成分，不同的化學性質、物理性質和各式各樣的結構方式，而且在漫長的時間和廣大的空間內，又都受到了一系列物理作用、化學作用甚至生物作用等綜合的地質作用影響，不斷地發生著錯綜復雜的物理和化學變化。
這些作用以及它們所呈現的各種地質現象之間，存在著互相制約、互相聯系、互相轉化的關系。它們的發生、發展和演化的規律，除具有普遍的特點之外，還常有一定的時間變異性和區域特殊性，因而不同地區具有不同的地質特徵，蘊藏著不同種類、成分和規模的礦產。
地質學的另一特點是把空間與時間統一起來研究。現在能觀察到的地球歷史發展記錄，主要保存在表層岩石內，按時間順序層層堆積的地層中。由不同時代岩漿凝結而成的火成岩體，以及由早先形成的岩層岩體演變而成的變質建造，不同時期留下的構造變形遺跡等，是了解地球歷史的基本材料。由於經過長期復雜的變動，這些史料已變得凌亂和有缺失，這是地質學研究的難點。
地殼中除了保存著各種地質變化的遺跡之外，還有記載著生物的演化和同位素的蛻變等其他科學方面的珍貴史料，它是地球的一系列復雜運動的結果，而這種運動現在還在進行著。對於地表以下較大深度的地質現象和地質作用，目前還只能通過地球物理等探測技術，來進行間接的推測和研究。
同物理、化學等基礎科學比較，地質學研究具有較強的地域性、歷史性和綜合性。只有根據足夠的實際資料，特別是根據足以充分說明空間和時間變化因素的豐富資料總結出來的地質學理論，才能有較廣泛的適用性。
地質學的這些特點，決定了一般的地質研究必須通過一定比重的野外實際調查，配合相應的室內研究。野外調查和室內研究，構成一次觀察、記錄(包括制圖)采樣、初步綜合、試驗分析、總結提高以至復查驗證的完整的地質研究過程。地質學研究在實質上都是對其研究對象的一次綜合性調查研究過程。
隨著生產和科學技術的發展，20世紀中葉以來地質學的研究中引入了大量的新技術、新方法，如不同的地球物理勘探方法、地球化學勘察方法、科學深鑽技術、同位素地質方法、航空以及遙感地質方法、現代電子計算機技術、高溫高壓模擬試驗等的採用。
物理、化學等基礎科學新的成就的引用，地球物理、地球化學、數學地質、宇宙地質學等地質科學中邊緣學科的進一步發展，推動了地質學的發展，同時使地質學的方法不斷地革新。
地質學的分支分科
人類對地質的認識，首先是從被視為靜止物體的礦物和岩石的研究開始的。通過保存在地層中的古生物化石的研究，提出了古生物學的理論與方法，並運用於劃分地層，把歷史的觀念引入了地質學。
天文學的成果，特別是科學的天體演化假說的提出，使人類對地球的現狀和歷史演變的認識，提高到能夠建立一個比較合乎邏輯的完整體系的程度。繼天文學、生物學之後，物理學和化學的成果也為地質學的創立和發展提供了條件，使地質學發展成為自然科學的一大支柱。
早期的地質學以研究地殼表層某個地區的岩石為基礎，礦物學、岩石學、地層學及古生物學、構造地質學、區域地質學都是在此基礎上建立起來的。歷史地質學則是概括這些地質實體的發展歷史的綜合性學科。
地質學與物理學、化學結合而產生的地球物理學、地球化學，是地球科學的重要支柱，也是推動地質學向現代科學水平發展的重要方面。
現代地質學把地球作為一次整體來研究，20世紀60年代出現的板塊構造說，就是吸收了地震研究、海洋地質調查和古地碰研究等方面的最新科學成果，較好地解釋了全球構造問題。
至20世紀80年代，地質學已發展成為包含有下列分支學科的理論體系。這些分支學科大體可分為兩類：一類是探討基本事實和原理的基礎學科；一類是這些基礎學科與生產或其他學科結合而形成的學科。
礦物學是研究礦物的化學成分、內部結構、形態、性質、成因、產狀，共生組合、變化條件、用途以及它們之間的相互關系的學科。
岩石學是研究岩石的物質成分、結構、構造、形成條件、分布規律、成因、成礦關系以及岩石的演變歷史和演變規律的學科。
礦床地質學是研究礦床的特徵、成固、分布及其工業意義的學科。
地球化學是研究地球各圈層和各種地質體的化學組成、化學作用和化學演化，探討化學元素及其同位素的分布、存在形式、共生組合、集中分散及遷移循環的規律的學科。
以地質作用及其留下的形跡為主要研究對象的學科包括下列各分支。
動力地質學是研究各種地質作用，包括引起這些作用的動力在地球各圈層活動的規律的學科。火山地質學、地震地質學、冰川地質學等均屬這個學科中有特殊內容的分支。
構造地質學是研究地球岩石圈的構造變形，包括斷裂、褶皺等各種構造形跡及不同類型構造單元的分布、形成、演化和發展，是從總體上研究地質體的構造在時間上及空間上的發展規律及成固和動力來源的學科。大地構造學也屬於構造地質學范疇。
地貌學是研究地表形態特徵及其發生、發展和分布的規律的學科。又稱地形學，是地質學與自然地理學之間的邊緣學科。
地球物理學是研究各種地球物理場和地球的物理性質、結構、形態及其中發生的各種物理過程的學科，是地質學與物理學之間的邊緣科學。地球物理學在狹義上只研究地球的固體部分，又稱固體地球物理學；廣義的地球物理學還包括對水圈、大氣圈的研究。
地質力學是運用力學原理研究地殼構造和地殼運動規律及其起因的學科。
以地質歷史為主要研究對象的學科，包括下列分支：
古生物學是研究地球歷史上的生物界及其進化過程的學科。主要是對保存在地層中的化石的研究。
地層學是研究成層岩石的時空分布規律，包括地層的層序和時代及其地理分布、地層的分類、對比以及它們之間的關系的學科。
歷史地質學是研究地球的發展歷史和規律，包括地球上生物的進化歷史，古沉積相的分析和古地理面貌的復原，以及地殼地質構造和有關地質作用的演變等方面的研究，是一門綜合性的學科。
古地理學是研究地球歷史上的海陸分布及其他自然地理特徵與發展過程的學科。
地質年代學是研究地質歷史時期的順序及其延續的年代數據，地質年代表是其研究的最終成果。
綜合一個地區的地質調查成果，研究闡明該地區地質的總體特徵，探討各種地質作用的相互關系的學科稱為區域地質學。
此外，將地球及其他星球作為一個天體來研究，形成了行星地質學、天文地質學。對地球深部的研究，是剛剛開拓的新領域。
地質學為了開發利用地下資源及改善和利用地球環境，解決人類社會發展中的實際問題，形成了既有理論意義又有生產應用價值的下列各分支學科。
水文地質學是研究地下水的形成、分布和運動的規律，以合理開發地下水、防治地下水的危害，以及利用地下水的化學、物理特徵找礦、預報地震和防治地方病、保護環境。
工程地質學是以調查研究和解決各類工程建設中的地質問題為任務，包括評價地基的地質條件，預測工程建設對地質環境的影響，選擇最佳場所、路線，為工程設計提供可靠的地質依據。
環境地質學是研究地質環境質量和人類活動與地質環境的相互關系的學科。
災害地質學是研究地質災害的發生、分布規律、形成機制和對人類的影響及其預測預防的學科。
金屬礦產地質學、非金屬地質礦產學、石油地質學、煤地質學是把地質學基礎理論用於研究這些礦產資源的成因、分布規律等的學科。這些學科具有很強的實用性，同時又有基礎研究性質。
找礦勘探地質學是綜合運用地質學理論和現有的找礦方法、手段尋找礦藏的學科。
礦山地質學是以解決礦山開發過程中遇到的地質問題為任務的學科。
還有些自成體系、自有理論、與地質學相輔相成，對地質學的發展有重要作用的技術學科，屬於廣義的地質學或地質科技的范疇。它們包括：運用物理的、化學的方法去取得野外地質資料的地球物理勘探和地球化學勘查；運用鑽探或坑探的手段直接向地下取得地質樣品的探礦工程；對各種地質樣品進行實驗測試的實驗室技術；為地質調查提供地形底圖並繪制地質圖件的測繪學；能在遠距離處取得地質資料的航空測量技術和遙感技術以及用於處理地質資料的數學方法和計算機技術等。
隨著研究深度的增加，新的分支學科還在不斷產生各個學科的聯系愈來愈緊密，建立一個更加充實、完整的有關地球的知識體系，是發展的必然趨勢。
地質學與人類
人類是在地球的發展過程中，生物進化達到高等階段的產物。人的出現有賴於適宜的自然環境，包括地質水文、氣候、生物等方面因素。它們互相依賴和制約，經過長期發展，達到了適於人類生存的相對穩定的生態平衡，如果其中任何一種因素發生重大變化，都將破壞這個平衡，而且有可能使環境不再有利於人類。
當人類的活動符合自然界的客觀規律時，便可以得到利益，如鑿井得水，開山取礦；相反則會蒙受損失，如過量灌溉導致土壤鹽鹼化。另一方面，自然界的突發事件或緩慢積累起來的重大變化，也可以給人類帶來無法逃避的災害。地質學正在積極研究人類活動引起的地質環境的變化和地質作用造成的對人的危害。
地質學是提高人類認識自然，增進與環境的協調和求得環境改善的科學。地球表層的生物和人類的大量活動，都與地質條件相關。在生產力還不發達的時期，人類活動對地質環境的影響較弱，災害性地質作用給人類帶來的損失也不如今日這樣巨大。
在當代的發達國家裡，礦業和以礦產品為基本原料的工業，一般要佔到整個工業生產總值的60%左右；進行生產所使用的動力，幾乎百分之百地取之於地球資源。
20世紀80年代，人類從地下采出石油的數量，較半個世紀前增長一百倍以上。砂石等非金屬材料也成為重要的資源被大量開采，它們一年產出的數量，無論就重量或體積均超過了其他工業礦物原料年產量的總和。
如此大量的開采，就使地質學不僅要找出新的礦產資源以維持社會龐大需求，而且還要擔當起指導合理開發、保護礦產資源、防治環境惡化等重任。
現代建設的發展，使人口密集、建築集中，許多工程規模巨大，這對地質環境的依賴和對環境的影響超過人類史上的任何時期。在現代化的工程建設中，不僅要重視地質作用引起的突發事件，還要注意它的長期影響，比如泥沙淤積、地面緩慢升降等。這些都是地質學應該研究解決的問題。
在現代化的社會中，社會的生產和生活組成一個息息相關的整體，電力、煤氣、自來水的供應，一刻不可缺少，交通、電訊必須保持暢通，而地震破壞上述設施造成的後果，可以比地震本身直接造成的危害還要嚴重。不僅地震，其他如山崩、滑坡、泥石流、塌陷、地震海浪沖蝕等可能造成災害的地質作用，都必須運用地質學去認識和提出防治意見。同時，人們還須遵循地質學的科學指導，避免因人類的活動而觸發災害，導致地質環境的惡化。
因此，地質學與人類的關系不僅僅在於資源的取用，還在於與人類生存和生活環境的諸多方面直接相關。現在地質學已成為人類社會所普遍需要的科學，參照地質學知識制定礦產資源法、海洋法、水法、環境保護法等，就表現了這種密切的關系。
地質學的發展趨勢
未來，地質學能觀察和研究的范圍和領域將日益擴大。在空間上，不但能通過直接或間接的方法逐步深入到岩石圈深部，而且對月球、太陽系部分行星及其衛星的某些地質特徵，將有更多的了解。
數學、物理學、化學、生物學、天文學等其他學科的發展和向地質學的進一步滲透，先進技術在地質工作中的使用，同精細、深入的野外地質工作相結合，會使人們有可能對更多的地質現象和規律作出科學的解釋進行更深入和本質性的研究。
實驗條件將進一步改進，如將實驗室中所能達到的溫度壓力提得更高，模擬更為復雜的多種可變因素的地質作用，並把時間因素也納入模擬實驗之中。
地質學理論不斷得到補充、修正，尤其是各大陸所提供的有關不同地質歷史時期的新資料將在很大程度上檢驗、發展板塊構造說，進而會產生一些新的理論和學說。
在地質學的服務領域，一個重要方面是開發地球資源，其中有關礦產資源和新能源的研究，仍處於最重要的地位。同時，由於區域成礦研究的需要，將進一步加強區域地質的綜合研究，並促進地層學、古生物學、沉積學、構造地質學、地質年代學 ，以及區域岩漿活動研究、變質地質研究等向新的水平發展。
保障人類良好的生存環境、乾旱半乾旱地區和沼澤地區的水文地質問題，以及工程地質問題的研究將不斷擴大。環境地質學，包括環境地質調查研究，有關的微量測試技術和環境保護的地質措施等的研究日趨重要。
總之，地質學必須加強基礎研究，如礦物學、岩石學地層學、古生物學等具有奠基意義的學科的研究，以提高對各種地質體、地質現象及其形成、演化的認識。同時還要充分吸收和利用其他科學技術的新成果，包括社會科學的研究成果，以更全面、本質地認識地球歷史和構造，為科學的發展，為人類更合理、有效地開發和利用地球資源，維護生存環境，作出應有的貢獻。
D. 工程地質學的研究方法
包括地來質學方法、實驗和自測試方法、計算方法和模擬方法。地質學方法，即自然歷史分析法，是運用地質學理論查明工程地質條件和地質現象的空間分布，分析研究其產生過程和發展趨勢，進行定性的判斷，它是工程地質研究的基本方法，也是其他研究方法的基礎。實驗和測試方法，包括為測定岩、土體特性參數的實驗、對地應力的量級和方向的測試以及對地質作用隨時間延續而發展的監測。計算方法，包括應用統計數學方法對測試數據進行統計分析，利用理論或經驗公式對已測得的有關數據，進行計算，以定量地評價工程地質問題。
模擬方法，可分為物理模擬（也稱工程地質力學模擬）和數值模擬，它們是在通過地質研究深入認識地質原型，查明各種邊界條件，以及通過實驗研究獲得有關參數的基礎上，結合建築物的實際作用，正確地抽象出工程地質模型，利用相似材料或各種數學方法，再現和預測地質作用的發生和發展過程。電子計算機在工程地質學領域中的應用，不僅使過去難以完成的復雜計算成為可能，而且能夠對數據資料自動存儲、檢索和處理，甚至能夠將專家們的智慧存儲在計算機中，以備咨詢和處理疑難問題，即所謂的工程地質專家系統（見數學地質）。
E. 工程地質有哪些常用的研究方法
工程地質研究的主內容有：確定岩土組分、組織結構（微觀結構）、物理、化學與力學性質（特別是強度及應變）及其對建築工程穩定性的影響，進行岩土工程地質分類，提出改良岩土的建築性能的方法；研究由於人類工程活動的影響而破壞的自然環境的平衡，以及自然發生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地質作用對工程建築的危害及其預測、評價和防治措施；研究解決各類工程建築中的地基穩定性，如邊坡、路基、壩基、橋墩、硐室，以及黃土的濕陷、岩石的裂隙的破壞等，制定一套科學的勘察程序、方法和手段，直接為各類工程的設計、施工提供地質依據；研究建築場區地下水運動規律及其對工程建築的影響，制定必要的利用和防護方案；研究區域工程地質條件的特徵，預報人類工程活動對其影響而產生的變化，作出區域穩定性評價，進行工程地質分區和編圖。隨著大規模工程建設的發展，其研究領域日益擴大。除了岩土學和工程動力地質學、專門工程地質學和區域工程地質學外，一些新的分支學科正在逐漸形成，如礦山工程地質學、海洋工程地質學、城市工程地質及環境工程地質學、工程地震學。
1工程地質與岩土工程的區別工程地質是研究與工程建設有關地質問題的科學(張咸恭等著《中國工程地質學》)。工程地質學的應用性很強,各種工程的規劃、設計、施工和運行都要做工程地質研究,才能使工程與地質相互協調,既保證工程的安全可靠、經濟合理、正常運行,又保證地質環境不因工程建設而惡化,造成對工程本身或地質環境的危害。工程地質學研究的內容有:土體工程地質研究、岩體工程地質研究、工程動力地質作用與地質災害的研究、工程地質勘察理論與技術方法的研究、區域工程地質研究、環境工程地質研究等。岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、處理或改良的科學技術(國家標准《岩土工程基本術語標准》)。岩土工程的理論基礎主要是工程地質學、岩石力學和土力學;研究內容涉及岩土體作為工程的承載體、作為工程荷載、作為工程材料、作為傳導介質或環境介質等諸多方面;包括岩土工程的勘察、設計、施工、檢測和監測等等。由此可見,工程地質是地質學的一個分支,其本質是一門應用科學;岩土工程是土木工程的一個分支,其本質是一種工程技術。從事工程地質工作的是地質專家(地質師),側重於地質現象、地質成因和演化、地質規律、地質與工程相互作用的研究;從事岩土工程的是工程師,關心的是如何根據工程目標和地質條件,建造滿足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解決工程建設中的岩土技術問題。2工程地質與岩土工程的關系雖然工程地質與岩土工程分屬地質學和土木工程,但關系非常密切,這是不言而喻的。有人說:工程地質是岩土工程的基礎,岩土工程是工程地質的延伸,是有一定道理的。工程地質學的產生源於土木工程的需要,作為土木工程分支的岩土工程,是以傳統的力學理論為基礎發展起來的。但單純的力學計算不能解決實際問題,從一開始就和工程地質結下了不解之緣。與結構工程比較,結構工程面臨的是混凝土、鋼材等人工製造的材料,材質相對均勻,材料和結構都是工程師自己選定或設計的,可控的。計算條件十分明確,因而建立在材料力學、結構力學基礎上的計算是可信的。而岩土材料,無論性能或結構,都是自然形成,都是經過了漫長的地質歷史時期,在多種復雜地質作用下的產物,對其材質和結構,工程師不能任意選用和控制,只能通過勘察查明,而實際上又不可能完全查清。岩土工程師不敢相信單純的計算結果,單純的計算是不可靠的,原因就在於工程地質條件的不確知性和岩土參數的不確定性,不同程度地存在計算條件的模糊性和信息的不完全性。因而雖然土力學、岩石力學、計算技術取得了長足進步,並在岩土工程設計中發揮了重要作用,但由於計算假定、計算模式、計算方法、計算參數等與實際之間存在很多不一致,計算結果總是與工程實際有相當大的差別,需要進行綜合判斷。
F. 地殼中元素的主要存在形式及其研究方法是什麼 呃 我問的是 地球化學里的. 不是高中課本.
O, 氧,多以氧化物的形式存在
Si,硅,多以SiO2的形式存在
C,游離態,碳和金剛石.
化合態,天然的存在於烷烴天然氣等有機化合物中
H: 多存在於h2O中和有機化合物中
其他略
元素地球化學
它從岩石等天然樣品中化學元素含量與組合出發,研究各個元素在地球各部分以及宇宙天體中的分布、遷移與演化.在礦產資源研究中,元素地球化學發揮了重要作用,微量元素地球化學研究提供了成岩、成礦作用的地球化學指示劑,並為成岩、成礦作用的定量模型奠定了基礎.
同位素地球化學
根據自然界的核衰變、裂變及其他核反應過程所引起的同位素變異,以及物理、化學和生物過程引起的同位素分餾,研究天體、地球以及各種地質體的形成時間、物質來源與演化歷史.同位素地質年代學已建立了一整套同位素年齡測定方法,為地球與天體的演化提供了重要的時間坐標.已測得：太陽系各行星形成的年齡為45～46億年,太陽系元素的年齡為50～58億年.在礦產資源研究中,同位素地球化學可以提供成岩、成礦作用的多方面信息,為探索某些地質體和礦床的形成機制和物質來源提供依據.
有機地球化學
研究自然界產出的有機質的組成、結構、性質、空間分布、在地球歷史中的演化規律以及它們參與地質作用對元素分散富集的影響.生命起源的研究是有機地球化學的重要內容之一.包括兩方面：一是對生命前期有機物質演化及前寒武紀古老岩石中生命痕跡的探索；二是根據天體演化規律,進行地球上早期生命及生命起源機制的模擬實驗.有機地球化學建立的一套生油指標,為油氣的尋找和評價提供了重要手段.
G. 主要研究內容、方法及技術路線
1. 3. 1 研究內容
根據課題研究的需要，本書的研究重點是斜坡演變的內外動力作用機制及成災危險性評價，選擇的示範研究區為金沙江虎跳峽河段。具體的研究目標是結合金沙江虎跳峽水電開發中的斜坡變形破壞問題，對斜坡演變的動力地質作用機制及作用過程進行研究，建立斜坡演變的內外動力耦合作用模式，為以後的斜坡災害深入研究提供科學依據。通過對該地區典型斜坡災害的變形破壞與內外動力地質作用的相關性剖析，獲得表徵內外動力耦合作用空間強度差異性分布的地質動力區劃指標體系，並將其應用到斜坡災害危險性定量評價中，用以指導工程決策和環境管理。具體研究內容可概括為:
1) 虎跳峽工程區及其影響帶的地質背景與河谷斜坡變形破壞體賦存環境的調查與研究，是整個課題的地質基礎。因此，在前人研究成果的基礎上，進一步分析研究區特殊的地質構造、地形地貌、新構造運動、水文氣象等內、外動力條件，以加深對河谷斜坡演變的環境系統的認識。
2) 對金沙江虎跳峽河段 ( 其宗-大具) 斜坡變形破壞類型、規模、數量、空間分布規律及其活動性進行系統的分析和總結，研究基本環境條件 ( 或環境場) 對斜坡變形破壞的綜合效應，為斜坡災害的形成機理和危險性評價提供參考依據。
3) 通過斜坡變形破壞與地質動力因子的相關性分析，研究內、外動力地質作用下斜坡變形破壞體的形成演化、發育頻率和空間分布特徵，並在定量意義上揭示了各動力因子對斜坡變形破壞的主次關系，為斜坡演變機制分析及成災危險性評價提供科學依據。
4) 對虎跳峽河段典型斜坡演變機制進行重點剖析，查明區域斜坡演變的地質背景與內、外動力地質作用機制及作用過程。分析了斜坡演變的內、外動力作用的耦合要素及其演變效應，綜合確定虎跳峽地區河谷斜坡演變的內外動力耦合作用模式。
5) 模擬河谷大規模反傾岩體在漫長的地質歷史時期中的重力時效性彎曲變形和累進性剪切破壞模式，進而研究其在庫水位驟降與地震作用下反傾斜坡的動力穩定性; 探索岩質斜坡最危險滑裂面全局優化演算法。
6) 以下咱日堆積體為重點，通過對其成因模式、岩土體介質的物理力學性質的試驗研究，揭示堆積體斜坡穩定性的影響因素，利用強度折減有限元方法對該堆積體在不同工況下的三維穩定性、塌岸及失穩模式等問題進行分析，為水電建設提供了重要的科學依據。
7) 根據內外動力耦合作用強度的空間差異性特徵，將統一的地質動力區劃模型納入到斜坡災害危險性評價研究中，建立地質動力區劃指標體系及強度等級，對虎跳峽河段斜坡災害危險性進行定量評價。
1. 3. 2 研究方法與技術路線
1) 通過廣泛的資料 ( 包括國內外文獻、區域地質調查報告、現場勘察資料等) 收集和野外實地調查，在總結前人研究成果的基礎上，採用原始資料統計、地質歷史對比和地質類比等方法，進一步分析虎跳峽河段的區域地質背景，包括地形地貌、地層岩性、地質構造、水文氣象條件和新構造運動特徵等。
2) 根據實地調查、遙感圖像和航片解譯成果，收集整理有關虎跳峽庫區其宗—大具段斜坡變形破壞體 ( 包括斜坡變形體、滑坡體和崩塌體) 的基本信息，建立斜坡變形破壞體資料庫，進而分析斜坡變形破壞體的發育狀況 ( 如類型、規模和數量等) 、空間分布規律及與基本環境條件 ( 或靜態環境因子) 的關系。
3) 採用單因相關分析方法剖析斜坡變形破壞與各種地質動力作用因子之間的關系，研究內、外動力作用下斜坡變形破壞體的發育頻率、規模和空間分布特徵; 採用定性與定量相結合的效果測度分析模型 ( EMA) ，對斜坡變形破壞與主要動力地質作用進行關聯度綜合量化分析，並確定了影響河谷岸坡穩定的關鍵性動力因子，從定量的角度探討研究區各種動力地質作用對斜坡變形破壞的主次關系。
4) 以兩家人大型鬆散堆積體、龍蟠右岸斜坡變形體和滑石板堆積體滑坡為典型實例，採用工程地質力學分析方法重點剖析虎跳峽工程區斜坡演變的成因機制，並建立了虎跳峽河谷地區斜坡演變的內外動力耦合作用的基本模式 ( 或概念模型) ，並對堆積體滑坡的滑動周期進行了初步的分析預測。
5) 基於反傾岩體變形破壞的時效性，引入強度折減法來分析並以安全系數來評價反傾岩體邊坡的穩定性，並從邊坡變形演化過程中剪切屈服區的擴展方式中，提出了 「軟基效應」和 「互層效應」共同作用下大規模反傾岩體的 「累進剪切破壞模式」。運用離散元進行變形岩體的全時程動力分析，指出地震慣性力作用引起的剪應力積聚效應和超靜孔隙水壓力累積效應是導致斜坡失穩的內在機理。將遺傳演算法和 Sarma 法相結合，並引入保持最優的災變策略，提出適用於岩質邊坡最危險滑裂面分析的 GA-Sarma 演算法。
6) 對下咱日堆積體的研究，我們首先從堆積體的地質結構調查入手，通過野外地質特徵和鑽孔特徵的綜合分析，研究堆積體的成因類型和形成演化歷史; 通過現場大型直剪試驗、推剪試驗、粒度分析和大尺度單環滲透試驗，對五類堆積體的物理力學性質取得全面的認識; 通過典型采樣的室內力學試驗和細觀結構分析，研究堆積體變形破壞規律及其結構控制機理; 通過綜合分析建立的地質模型和強度折減少有限元數值模擬技術，研究堆積體在不同工況條件下的二維和三維穩定性。
7) 在典型斜坡演變機制分析的基礎上，基於內外動力耦合作用強度的空間差異性特徵，應用模糊綜合評判 ( FCJ) 與地理信息系統 ( GIS) 相結合的方法，建立了地質動力區劃指標體系及強度等級，並結合靜態環境條件 ( 包括岩土體類型、岸坡結構及坡型等) ，預測工作區不同區段未來可能發生斜坡災害的程度。地質動力區劃方法為斜坡災害危險性評價方法的研究提供了新的思路。
本書的研究技術路線如圖 1. 3. 1 所示。
圖 1. 3. 1 研究技術路線圖
H. 地殼中元素的主要存在形式及其研究方法是什麼
O, 氧，多以氧化物的形式存在
Si，硅，多以SiO2的形式存在
C，游離態C，碳和金剛石。
化合態，天然的存在於烷烴天然氣等有機化合物中
H: 多存在於h2O中和有機化合物中
其他略
元素地球化學
它從岩石等天然樣品中化學元素含量與組合出發，研究各個元素在地球各部分以及宇宙天體中的分布、遷移與演化。在礦產資源研究中，元素地球化學發揮了重要作用，微量元素地球化學研究提供了成岩、成礦作用的地球化學指示劑，並為成岩、成礦作用的定量模型奠定了基礎。
同位素地球化學
根據自然界的核衰變、裂變及其他核反應過程所引起的同位素變異，以及物理、化學和生物過程引起的同位素分餾，研究天體、地球以及各種地質體的形成時間、物質來源與演化歷史。同位素地質年代學已建立了一整套同位素年齡測定方法，為地球與天體的演化提供了重要的時間坐標。已測得：太陽系各行星形成的年齡為45～46億年，太陽系元素的年齡為50～58億年。在礦產資源研究中，同位素地球化學可以提供成岩、成礦作用的多方面信息，為探索某些地質體和礦床的形成機制和物質來源提供依據。
有機地球化學
研究自然界產出的有機質的組成、結構、性質、空間分布、在地球歷史中的演化規律以及它們參與地質作用對元素分散富集的影響。生命起源的研究是有機地球化學的重要內容之一。包括兩方面：一是對生命前期有機物質演化及前寒武紀古老岩石中生命痕跡的探索；二是根據天體演化規律，進行地球上早期生命及生命起源機制的模擬實驗。有機地球化學建立的一套生油指標，為油氣的尋找和評價提供了重要手段。
I. 地球化學的研究方法
除了少數現代的地質地球化學過程（如火山活動、表生風化作用等）外，歷史上的地質過程都不可能直接觀察。在這方面，地球化學的研究方法和其他地質學科一樣，必須採用「類比」和「反序」的方法，即根據作用的產物來研究並恢復其作用過程和條件。地球化學工作者要善於觀察、發現隱蔽在各種地質現象中的地球化學信息。
由於地球化學作用和其他地質作用都是同一地質活動的不同側面，因此，地球化學的研究絕不能脫離基礎地質工作而單獨進行。它的一般工作程序仍然是先野外、後室內。根據研究專題的要求，去觀察、收集實際資料，然後進行能夠反映地球化學信息的岩礦鑒定和元素測試等工作，通過分析來回答所從事課題中的問題。數理統計、差熱分析、化學分析、發光分析、電子探針、中子活化、同位素質譜分析等方法，都是地球化學必須應用的手段。另一方面，地球化學工作對樣品的處理、測試的方法（如物相分析等）和測試的精度等常有自己特殊的要求，因而更需要建立某些專門的方法和測試流程，以適應研究的目的和要求。
由於絕大多數地質地球化學過程無法直接觀察，所以，模擬地球化學過程的方法已被廣泛重視。它包括模擬地幔、地殼和地表各種環境的專門實驗方法。例如，不同溫壓條件下的相平衡實驗和各種熱力學參數的測定，元素遷移沉澱條件的實驗等。總之，在地球化學廣闊的研究領域中，地球化學方法的突出特點是高精度、綜合性和多樣性。
J. 應用構造地質學的研究方向是什麼
應用構造地質學的研究方向：地質學能觀察和研究的范圍和領域將日益擴大。在空間上，不但能通過直接或間接的方法逐步深入到岩石圈深部，而且對月球、太陽系部分行星及其衛星的某些地質特徵，將有更多的了解。數學、物理學、化學、生物學、天文學等其他學科的發展和向地質學的進一步滲透，先進技術在地質工作中的使用，同精細、深入的野外地質工作相結合，會使人們有可能對更多的地質現象和規律作出科學的解釋進行更深入和本質性的研究。
在於認識和運用地質體的成因和運動的規律性。地質礦產資源和能源的成礦背景，控礦容擴因素都與構造演化、構造環境和成因機制緊密聯系。構造地質作用更是地質災害的發生的重要的決定因素；工程建設及減災等環境科學問題，也與構造地質學的研究直接相關聯。