地质作用的研究方法是什么
A. 地球科学的研究方法
由于地球科学以庞大的地球作为研究对象，并具有很强的实践性和应用性，所以它的研究方法与其他自然科学有较大的差异。它既要借助于数学、物理、化学、生物学及天文学的一些研究方法，同时又有自己的特殊性。
地球科学的研究方法与其研究对象的特点有关，地球作为其研究对象主要有以下特点：
（1）空间的广泛性与微观性
地球是一个庞大的物体，其周长超过4×104 km，表面积超过5×108 km2。因此，无论是研究大气圈、水圈、生物圈以及固体地球，其空间都是十分广大的。这样一个巨大的空间及物体本身由不同尺度或规模的空间和物质体所组成。因此，要研究庞大的地球，就必须研究不同尺度或规模的空间及其物质体，特别是要注重研究微观的空间和物质特征，如不同学科都要研究其相应对象的化学成分、化学元素的特性等。地质学要研究矿物晶体结构，水文学和海洋学要研究水质点的运动等，气象学要研究气体分子的活动等。而且，整个地球系统是一个开放的动力系统，其与宇宙环境（地-月系、太阳系及银河系等）之间总是不断地进行着物质、能量的交换；地球系统中各种自然现象、作用过程的发生、发展和演化与其所处的宇宙环境是分不开的。因此，现代地球科学已开始充分重视宇宙环境对地球系统的影响研究；也就是说研究的空间范围还要超越地球系统，涉及更加宏观的宇宙环境（图0-1）。只有把不同尺度的研究结合起来，把宏观和微观结合起来，才能获得正确的和规律性的认识。
（2）整体性（或系统性）与分异性（或差异性、多元性）
整个地球是一个有机的整体，是由不同层次的、具有紧密联系的子系统组成的统一系统；不仅在空间上地球的内部圈层、外部圈层都表现为连续的整体性，而且地球的各内部圈层之间、内部与外部圈层之间、各外部圈层之间也都是相互作用、相互影响、相互渗透的，某一个圈层或某一个部分的运动与变化，都会不同程度地影响其他部分甚至其他圈层的变化，这也充分表现了它们的有机整体性。然而，地球也是一个非均质体，它的不同的组成部分（或子系统）无论在物质状态还是运动和演变特点上都具有一定的差异，表现出分异性或多元性。例如，不同地区的地理环境、气候环境具有明显的差异，不同地区的水文条件也具有明显差异。固体地球特别是地壳的不同地区或不同组成部分的差异性更为显著，如大陆、海洋、山系、平原等。这种差异性不仅表现在空间和物质组成上，也表现在它们的运动、变化与形成、发展上。
（3）时间的漫长性与瞬间性
据科学测算，目前可追溯的地球年龄长达46亿年。在这漫长的时间里，地球上曾发生过许多重要的自然事件，诸如海陆变迁、山脉形成、生物进化等。这些事件的发生过程多数是极其缓慢的，往往要经过数百万年甚至数千万年才能完成。短暂的人生很难目睹这些事件发生的全过程，而只能观察到事件完成后留下来的结果以及正在发生的事件的某一阶段的情况。但是，有些事件的发生可以在很短的时间内完成。例如，天气现象往往表现为几天、几小时甚至更短的时间，地震、火山爆发等也都发生在极短的时间内。
（4）自然过程的复杂性与有序性
地球演化至今经历了复杂的过程。其中既有物理变化，也有化学变化；既有地表常温、常压状态下的作用过程，也有地下深处高温、高压状态下的作用过程。此外，各种自然过程还会受地区性条件的影响而具有地区的差异性。所以，自然过程是极其复杂的，而且这种过程由于其漫长性和不可逆性，依靠人类的力量很难完全重塑和再现其过程，因而更增添了地球科学研究工作的艰巨性。但是，这些复杂的自然过程并不是杂乱无章的，它们都具有其发生、发展的条件和过程，都具有一定的规律可循，这也正是地球科学工作者的重要研究任务。
研究对象的特点决定了地球科学具有一些独特的研究方法，并且随着科学技术的发展和进步，地球科学的研究方法也会得到不断的补充和推进。现择要简述研究方法如下：
（1）野外调查
空间的广泛性决定了地球科学工作者首先必须到野外去观察自然界，把自然界当做天然的实验室进行研究，而不可能把庞大而复杂的大自然搬到室内来进行研究。野外调查是地球科学工作最基本和最重要的环节，它能获取所研究对象的第一手资料。例如野外地质调查、水系与水文状态调查、自然地理调查、土壤调查、资源与环境调查等。只有有针对性地到现场去认真、细致地收集原始资料，才能为正确地解决地球科学问题提供可能。
（2）仪器观测
仪器观测是地球科学用来获取研究对象的定性和定量资料的重要手段，通过仪器观测可以了解到研究对象的各种物理、化学性质，参量的静态特征和动态变化，为科学的分析、推理提供依据。仪器观测为地球的研究步入科学的轨道提供了条件，例如，16～17世纪气温、气压、湿度等气象仪器的发明与创造，使气象学逐渐发展成为一门完善的学科。现代高精度的常规与高空气象仪器观测仍然是气象学的重要研究基础。同样，仪器观测在水文学、海洋学研究中也占有特殊重要的位置。仪器观测对于现代地球物理学、地质学的地球内部研究，对于土壤学的研究特别是对于环境地学中的各种监测与评价，都具有极其重要的作用。在现场进行的仪器观测也属于第一手资料，除了科学工作者根据不同的研究目的在现场进行各种观测外，人们还常常设立各种定点观测台站，如气象站、水文站、地震台站、环境监测站等，并通过大量的台站建立观测网，以便获得系统的观测资料。
（3）大地测量
这是地球科学中既古老而又发展迅速的一种重要研究方法，它对推动地球科学的发展起了重要作用。早在古埃及和古中国的时代，人们就借助于步测及其他一些简单的测量工具，进行土地规划、地形与地理制图、水利与工程建设等。到了近代，随着测量仪器的进步，逐渐发展成为传统的大地水准测量和大地三角测量。20世纪中叶发展起来的海洋测深技术（声呐）对于海洋学的发展和地质学的革命曾起了决定性的作用。近些年发展起来的激光测距、全球定位系统（GPS）又给地球科学带来了深刻影响。大地测量的方法对于地理学、地质学、海洋学、水文学及土壤学等的研究十分重要。
（4）航空、航天和遥感技术
现代航空、航天和遥感技术极大地推动了地球科学的发展，成为现代地球科学不可缺少或不可忽视的重要研究方法。由于地球的空间广大，要在短时间内获取大区域的资料，特别是大区域的动态变化情况，就必须充分利用航空、航天和遥感技术，如卫星云图、卫星遥感影像、航空照片等。航空、航天和遥感技术对现代气象学的发展和进步起了决定性作用，成为其重要支柱。它们也是现代海洋学、地理学的主要研究手段，而且对于现代地质学、土壤学、水文学、环境地学等也发挥着重要作用。
（5）实验室分析、测试与科学实验
这是地球科学中各门学科均普遍采用的研究方法，主要是从研究对象中取得所需的各种样品或标本，然后在实验室进行分析、测试，以便获取物质成分、结构、物理与化学性质以及形成历史等方面的定性和定量资料，并通过科学实验分析推断其形成、演变过程和发展趋势等。随着科学的发展，地球科学中的实验科学已有相当的进步。但由于自然过程的影响因素复杂，加之时间的漫长性与空间的广泛性以及现代实验技术水平的限制，在地球科学中有时很难进行与自然界一致的真实实验。因此，地球科学上常采取简化影响因素，创造一些特定的物理、化学环境，模拟自然现象的成因、过程和发展规律，这种方法称为模拟实验。模拟实验只能是近似的，实验结果往往与自然过程有一定差距，但它在再造自然现象的过程、验证和探索地球科学规律方面发挥着重要作用。
（6）历史比较法
这是地质学最基本的方法论。时间的漫长性决定了地质学必须用历史的、辩证的方法来进行研究。虽然人类不可能目睹地质事件发生的全过程，但是，可以通过各种地质事件遗留下来的地质现象与结果，利用现今地质作用的规律，反推古代地质事件发生的条件、过程及其特点，这就是所谓的“历史比较法”（或称“将今论古”“现实主义原则”）的原理。这一原理是由英国地质学家莱伊尔（C.Lyell，1791～1875年，现代地质学的创立者）在赫顿（J.Hutton，1726～1797年，苏格兰地质学家，被誉为现代地质学之父）的均变论学说的基础上提出来的（图0-2，图0-3）。莱伊尔明确指出：“现在是了解过去的钥匙。”例如，现代珊瑚只生活在温暖、平静、水质清洁的浅海环境中，如果在古代形成的岩石中发现有珊瑚化石，便可推断这些岩石也是在古代温暖、清洁的浅海环境中形成的（图0-4）；又如，现在的火山喷发能形成一种特殊的岩石——火山岩，如果在一个地区发现有古代火山岩存在，我们就可以推断当时这一地区曾发生过火山喷发作用，等等。历史比较法是一种研究地球发展历史的分析推理方法，它的提出，对现代地质学的发展起到了重要的促进作用。
图0-2 英国地质学家莱伊尔
（C.Lyell，1791～1875年）
图0-3 苏格兰地质学家赫顿
（J.Hutton，1726～1797年）
图0-4 生活在温暖、清洁浅海中的珊瑚
a—现代珊瑚；b—2亿多年前的珊瑚化石
这一原理的理论基础是“均变论”。均变论认为，在漫长的地质历史过程中，地球的演变总是以渐进的方式持续地进行，无论是过去还是现在，其方式和结果都是一致的。但是，现代地质学的研究证明，均变论的观点是片面和机械的。地球演变的过程是不可逆的，现在并不是过去的简单重复，而是既具有相似性，又具有前进性。例如，地质学的多方面研究揭示，在地球演变过程中，地表大气圈、水圈、生物圈的组成、数量、温压以及地球或地壳内部的结构、构造等特征都在发生不断的变化，与现代的状况存在不同程度的差异，这些必然会导致当时发生地质作用的方式与过程具有一系列与今天不同的特点。地球演变的过程也并不总是以渐进、均变的形式进行，而是在均变的过程中存在着一些短暂的、剧烈的激变过程。例如，在岩层中常常发现其物质组成及结构构造发生突然性的变化；在古生物演化中也常常发现大量的生物种属在短期内突然绝灭的现象，如6500万年前后恐龙全部迅速绝灭等。所以整个地球的发展过程应是一个渐变—激变—渐变的前进式往复发展过程，这也符合量变—质变—量变的哲学规律。
因此，在运用历史比较法时，必须用历史的、辩证的、发展的思想作指导，而不是简单地、机械地“将今论古”，这样才能得出正确的结论。地质学的“将今论古”分析方法，实际上对于地球科学中的地球物理学、地球化学、地理学、气象学、水文学、海洋学、土壤学、环境地学等学科的研究均具有重要的借鉴意义。
（7）综合分析
自然过程的复杂性和不可逆性决定了地球科学必须采用综合分析的研究方法。在漫长的地球演化过程中，不同时期、不同方式（物理、化学、生物等）、不同环境（地表、地下、空中等）的自然作用给我们留下的是一幅错综复杂的结果图案。要根据这一图案恢复和解析自然界发展的过程，就必须利用多学科的原理和方法，结合复杂的影响因素，进行综合分析。这一点与数学、物理、化学等学科利用单纯的推导、实验等方法进行研究是大不一样的。例如，在地质学中，由于过程和影响因素很复杂，根据某些个别特征，利用单学科的原理和方法，往往会得出片面甚至错误的结论，这就是在地质学研究中经常碰到的“多解性”或“不确定性”问题。所以，只有在综合各方面研究的基础上，才能得出统一的、最合乎实际情况的结论。
（8）计算机技术应用
有人说20世纪后半叶以来，人类社会已步入计算机的时代，计算机技术的应用已给各门自然科学带来了深刻的影响和革命性的变化。对地球科学也是一样，例如，在现代气象学、地理学、地质学、地球物理学、海洋学、环境地学等领域中，计算机技术已发挥出巨大的作用，成为不可缺少的研究手段和方法。而且计算机技术正在向地球科学的各个领域渗透。计算机技术的应用，为解决地球科学的研究对象空间广阔、观测处理资料量大、模拟形成演变过程复杂等问题带来了无限的前景。因此，要想提高地球科学的研究水平，必须充分地重视、加强和进一步开拓计算机技术在地学中的应用。
20世纪末期开始在全球范围内广泛兴起的“数字地球”（Digital Earth）计划或“数字地球学”研究正是现代计算机技术、信息科学与地球科学相结合的产物。“数字地球”主要是探讨运用现代计算机技术、信息科学对整个地球系统进行全方位的定量化、数字化描述的方法，建立相关的“数字地球”资源平台，并服务于地球科学的研究、应用。因此，“数字地球”实质上是地球系统的一种数字化的表示形式，其基本的理论支撑主要包括相互联系的两个方面，即与地球科学有关的理论以及与数字化技术有关的理论。比“数字地球”稍早一些兴起的“地理信息系统（GIS）”的成功开发与广泛应用，可以说为推动“数字地球”的兴起与发展奠定了良好的基础；但“数字地球”将涵盖地球科学的所有研究分支学科或领域（而不仅仅局限于地理学），其涉及的科学内容与数据量是“地理信息系统”所无法比拟的。1998年1月，美国前副总统戈尔在“开放地理信息系统协议（Open GIS Consortium）”年会上首次提出“数字地球”的概念，认为“数字地球”是指一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的虚拟系统。数字地球的概念一经提出便立刻引起了世界范围的广泛关注，并取得了快速发展。数字地球的研究和实现具有十分广泛的应用前景，如资源与环境的监测与管理，气候和各种自然灾害的预测、预报与防治，土地利用与各种生产、生活的规划及一些危机事件的处理等；它还为地球科学的教育和多学科的研究工作提供了极好的资源平台，特别是为地球系统科学的层圈相互作用研究、全球变化研究及人类可持续发展研究创造了有利条件。
地球科学研究的工作方法通常具有下列程序：
（1）资料收集
根据所要研究的课题和所要解决的问题，尽可能详尽、客观和系统地收集各种有关的数据、样品和其他资料。资料的来源包括对研究区详细的野外调查、仪器观测和收集、分析已有的各种资料和成果等。
（2）归纳、综合和推论
对所收集的资料进行加工整理、归纳、综合，并利用地球科学的研究方法和原理，作出符合客观实际的推论。
（3）推论的验证
通过生产实践或科学实验来证实或检验推论是否正确，并在实践的过程中不断地修正错误，提高认识，总结规律。
地球科学是一门实践性很强的科学。人们通过不断地科学实践，逐渐形成了若干假说和学说。假说是根据某些客观现象归纳得出的结论，它有待进一步验证；而学说则是经过了一定的实践检验、在一定的学术领域中形成的理论或主张。假说和学说对推动地球科学的发展起着重要的作用，它们为探索地球科学的客观规律指出了方向，对实践起着一定的指导作用，同时在实践中不断得到检验、补充和修正，使其日趋完善。当然，有些假说和学说也可能在实践中被抛弃或否定。
B. 工程地质的研究内容
工程地质研究的主内容有：确定岩土组分、组织结构（微观结构）、物理、化学与力学性质（特别是强度及应变）及其对建筑工程稳定性的影响，进行岩土工程地质分类，提出改良岩土的建筑性能的方法；研究由于人类工程活动的影响而破坏的自然环境的平衡，以及自然发生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地质作用对工程建筑的危害及其预测、评价和防治措施；研究解决各类工程建筑中的地基稳定性，如边坡、路基、坝基、桥墩、硐室，以及黄土的湿陷、岩石的裂隙的破坏等，制定一套科学的勘察程序、方法和手段，直接为各类工程的设计、施工提供地质依据；研究建筑场区地下水运动规律及其对工程建筑的影响，制定必要的利用和防护方案；研究区域工程地质条件的特征，预报人类工程活动对其影响而产生的变化，作出区域稳定性评价，进行工程地质分区和编图。随着大规模工程建设的发展，其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外，一些新的分支学科正在逐渐形成，如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学。
1工程地质与岩土工程的区别工程地质是研究与工程建设有关地质问题的科学(张咸恭等著《中国工程地质学》)。工程地质学的应用性很强,各种工程的规划、设计、施工和运行都要做工程地质研究,才能使工程与地质相互协调,既保证工程的安全可靠、经济合理、正常运行,又保证地质环境不因工程建设而恶化,造成对工程本身或地质环境的危害。工程地质学研究的内容有:土体工程地质研究、岩体工程地质研究、工程动力地质作用与地质灾害的研究、工程地质勘察理论与技术方法的研究、区域工程地质研究、环境工程地质研究等。岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、处理或改良的科学技术(国家标准《岩土工程基本术语标准》)。岩土工程的理论基础主要是工程地质学、岩石力学和土力学;研究内容涉及岩土体作为工程的承载体、作为工程荷载、作为工程材料、作为传导介质或环境介质等诸多方面;包括岩土工程的勘察、设计、施工、检测和监测等等。由此可见,工程地质是地质学的一个分支,其本质是一门应用科学;岩土工程是土木工程的一个分支,其本质是一种工程技术。从事工程地质工作的是地质专家(地质师),侧重于地质现象、地质成因和演化、地质规律、地质与工程相互作用的研究;从事岩土工程的是工程师,关心的是如何根据工程目标和地质条件,建造满足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解决工程建设中的岩土技术问题。
2工程地质与岩土工程的关系虽然工程地质与岩土工程分属地质学和土木工程,但关系非常密切,这是不言而喻的。有人说:工程地质是岩土工程的基础,岩土工程是工程地质的延伸,是有一定道理的。工程地质学的产生源于土木工程的需要,作为土木工程分支的岩土工程,是以传统的力学理论为基础发展起来的。但单纯的力学计算不能解决实际问题,从一开始就和工程地质结下了不解之缘。与结构工程比较,结构工程面临的是混凝土、钢材等人工制造的材料,材质相对均匀,材料和结构都是工程师自己选定或设计的,可控的。计算条件十分明确,因而建立在材料力学、结构力学基础上的计算是可信的。而岩土材料,无论性能或结构,都是自然形成,都是经过了漫长的地质历史时期,在多种复杂地质作用下的产物,对其材质和结构,工程师不能任意选用和控制,只能通过勘察查明,而实际上又不可能完全查清。岩土工程师不敢相信单纯的计算结果,单纯的计算是不可靠的,原因就在于工程地质条件的不确知性和岩土参数的不确定性,不同程度地存在计算条件的模糊性和信息的不完全性。因而虽然土力学、岩石力学、计算技术取得了长足进步,并在岩土工程设计中发挥了重要作用,但由于计算假定、计算模式、计算方法、计算参数等与实际之间存在很多不一致,计算结果总是与工程实际有相当大的差别,需要进行综合判断。
C. 地质学是研究什么的
地质学是关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的知识体系。
地球自形成以来，经历了约46亿年的演化过程，进行过错综复杂的物理、化学变化，同时还受天文变化的影响，所以各个层圈均在不断演变。
约在35亿年前，地球上出现了生命现象，于是生物成为一种地质应力。最晚在距今200～300万年前，开始有人类出现。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、铁等金属，对人类社会的历史产生过划时代的影响。
随着社会生产力的发展，人类活动对地球的影响越来越大，地质环境对人类的制约 作用也越来越明显。如何合理有效的利用地球资源、维护人类生存的环境，已成为当今世界所共同关注的问题。
地质学的研究对象
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,半径约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壳，已知最厚处为75公里，最薄处仅5公里左右，平均厚度约35公里。
地核的内层是固体，也有科学家认为是在强大压力下原子壳层已被破坏的超固体。外层是具有液体性质的物质，还推测有电流在其中运动，被认为是地球磁场的本原。外层的厚度约为2220公里。
地幔下部是含有较多金属硫化物和氧化物的非晶体固体物质；地幔上部成份与橄榄岩大致相当；与地壳相接部分和地壳均具有刚硬的性质，合称为岩石圈，厚度约为60～120公里；在岩石圈之下为一层具有可塑性、可以缓慢流动、厚度约为100公里的软流圈。
地壳表面的海洋、湖泊、河流等水体约占地表总面积的74%。成液态的地表水与冻结在两极地区和高山上的冰川，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。大气主要集中于高度不超过16公里的近地面中，成份以氮和氧为主。离地越远，大气越稀薄，而且成份也有变化。在100公里外，大气逐渐不能保持分子状态，而以带电粒子的形态出现，其稀薄程度超过人造的真空。带电粒子受到地球磁场的控制，形成能够阻挡来自太阳和宇宙带电粒子流冲击的电磁层。
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 ，并通过火山喷发的形式进入水圈和大气圈。地球各圈层的相互作用不断改变着地球的面貌。
地球的这些圈层，是由于其组成物质的重力差异作用而逐渐形成的。地球上的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，并对他们的运动产生了影响。
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。如果按地壳中所含元素计算，氧最多(46%)，其他依次为硅(28%)、铝(8%)、铁(6%)、镁(4%)等。这些元素多形成化合物，少量为单质，它们的天然存在形式即为矿物。
矿物具有确定的或在一定范围内变化的化学成分和物理特征。组成矿物的元素，如果其原子多是按一定的形式在三维空间内周期性重复排列，并具有自己的结构，那么就是晶体。晶体在外界条件适合的时候，其形态多表现为规则的几何多面体，但这种情况很少。
矿物在地壳中常以集合的形态存在，这种集合体可以由一种，也可以由多种矿物组成，这在地质学中被称为岩石。
地球中的矿物已知的有3300多种，常见的只有20多种，其中又以长石、石英、辉石、闪石、云母、橄榄石、方解石、磁铁矿和粘土矿物最最多，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，其余则均为硅酸盐矿物。
由硅酸盐溶浆凝结而成的火成岩构成了地壳的主体，按体积和重量计都最多。但地面最常见到的则是沉积岩，它是早先形成的岩石破坏后，又经过物理或化学作用在地球表面的低凹部位沉积，经过压实、胶结再次硬化，形成具有层状结构特征的岩石。
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、构造或化学成分发生变化，形成不同于火成岩和沉积岩的变质岩。火成岩、沉积岩、变质岩是地球上岩石的三大类别。火成岩中的玄武岩、花岗岩 是地球中最具代表性的岩石，是构成大陆的主要岩石。形成时代最早的花岗岩，年龄达39亿年，而玄武岩是构成海洋所覆盖的地壳的主要物质，均比较“年轻”，一般不超过2亿年。
地层和古生物
地层是以成层的岩石为主体，随时间推移而在地表低凹处形成的构造，是地质历史的重要纪录。狭义的地层专指已固结的成层的岩石，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，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。
古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。 通过研究这些化石，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段性，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。断裂和褶皱是地质构造的两种最基本形式。
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 二十世纪地质学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。
一般认为，主要是地球内部热的不均匀分布引起了物质对流运动，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。
地质作用强烈地影响着气候以及水资源与土壤的分布，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。例如，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10亿年以后等等。
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验，是利用河流的地质作用取得成功的例子。
地质学的研究特点
地壳是一个极其复杂的研究对象，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。它们的发生、发展和演化的规律，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。
地质学的这些特点，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，构成一次观察、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次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、地球化学勘察方法、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、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。
地质学的分支分科
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。
早期的地质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次整体来研究，20世纪60年代出现的板块构造说，就是吸收了地震研究、海洋地质调查和古地碰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20世纪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产或其他学科结合而形成的学科。
矿物学是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的学科。
岩石学是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的学科。
矿床地质学是研究矿床的特征、成固、分布及其工业意义的学科。
地球化学是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的学科。
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。
动力地质学是研究各种地质作用，包括引起这些作用的动力在地球各圈层活动的规律的学科。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。
构造地质学是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固和动力来源的学科。大地构造学也属于构造地质学范畴。
地貌学是研究地表形态特征及其发生、发展和分布的规律的学科。又称地形学，是地质学与自然地理学之间的边缘学科。
地球物理学是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的学科，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包括对水圈、大气圈的研究。
地质力学是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：
古生物学是研究地球历史上的生物界及其进化过程的学科。主要是对保存在地层中的化石的研究。
地层学是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的学科。
历史地质学是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。
古地理学是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的学科。
地质年代学是研究地质历史时期的顺序及其延续的年代数据，地质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，研究阐明该地区地质的总体特征，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。
水文地质学是研究地下水的形成、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。
工程地质学是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，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。
环境地质学是研究地质环境质量和人类活动与地质环境的相互关系的学科。
灾害地质学是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的学科。
金属矿产地质学、非金属地质矿产学、石油地质学、煤地质学是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。
找矿勘探地质学是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。
矿山地质学是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。
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。
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较弱，灾害性地质作用给人类带来的损失也不如今日这样巨大。
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。
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，就使地质学不仅要找出新的矿产资源以维持社会庞大需求，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。
现代建设的发展，使人口密集、建筑集中，许多工程规模巨大，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。
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，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。
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。现在地质学已成为人类社会所普遍需要的科学，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。
地质学的发展趋势
未来，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。
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，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。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。同时还要充分吸收和利用其他科学技术的新成果，包括社会科学的研究成果，以更全面、本质地认识地球历史和构造，为科学的发展，为人类更合理、有效地开发和利用地球资源，维护生存环境，作出应有的贡献。
D. 工程地质学的研究方法
包括地来质学方法、实验和自测试方法、计算方法和模拟方法。地质学方法，即自然历史分析法，是运用地质学理论查明工程地质条件和地质现象的空间分布，分析研究其产生过程和发展趋势，进行定性的判断，它是工程地质研究的基本方法，也是其他研究方法的基础。实验和测试方法，包括为测定岩、土体特性参数的实验、对地应力的量级和方向的测试以及对地质作用随时间延续而发展的监测。计算方法，包括应用统计数学方法对测试数据进行统计分析，利用理论或经验公式对已测得的有关数据，进行计算，以定量地评价工程地质问题。
模拟方法，可分为物理模拟（也称工程地质力学模拟）和数值模拟，它们是在通过地质研究深入认识地质原型，查明各种边界条件，以及通过实验研究获得有关参数的基础上，结合建筑物的实际作用，正确地抽象出工程地质模型，利用相似材料或各种数学方法，再现和预测地质作用的发生和发展过程。电子计算机在工程地质学领域中的应用，不仅使过去难以完成的复杂计算成为可能，而且能够对数据资料自动存储、检索和处理，甚至能够将专家们的智慧存储在计算机中，以备咨询和处理疑难问题，即所谓的工程地质专家系统（见数学地质）。
E. 工程地质有哪些常用的研究方法
工程地质研究的主内容有：确定岩土组分、组织结构（微观结构）、物理、化学与力学性质（特别是强度及应变）及其对建筑工程稳定性的影响，进行岩土工程地质分类，提出改良岩土的建筑性能的方法；研究由于人类工程活动的影响而破坏的自然环境的平衡，以及自然发生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地质作用对工程建筑的危害及其预测、评价和防治措施；研究解决各类工程建筑中的地基稳定性，如边坡、路基、坝基、桥墩、硐室，以及黄土的湿陷、岩石的裂隙的破坏等，制定一套科学的勘察程序、方法和手段，直接为各类工程的设计、施工提供地质依据；研究建筑场区地下水运动规律及其对工程建筑的影响，制定必要的利用和防护方案；研究区域工程地质条件的特征，预报人类工程活动对其影响而产生的变化，作出区域稳定性评价，进行工程地质分区和编图。随着大规模工程建设的发展，其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外，一些新的分支学科正在逐渐形成，如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学。
1工程地质与岩土工程的区别工程地质是研究与工程建设有关地质问题的科学(张咸恭等著《中国工程地质学》)。工程地质学的应用性很强,各种工程的规划、设计、施工和运行都要做工程地质研究,才能使工程与地质相互协调,既保证工程的安全可靠、经济合理、正常运行,又保证地质环境不因工程建设而恶化,造成对工程本身或地质环境的危害。工程地质学研究的内容有:土体工程地质研究、岩体工程地质研究、工程动力地质作用与地质灾害的研究、工程地质勘察理论与技术方法的研究、区域工程地质研究、环境工程地质研究等。岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、处理或改良的科学技术(国家标准《岩土工程基本术语标准》)。岩土工程的理论基础主要是工程地质学、岩石力学和土力学;研究内容涉及岩土体作为工程的承载体、作为工程荷载、作为工程材料、作为传导介质或环境介质等诸多方面;包括岩土工程的勘察、设计、施工、检测和监测等等。由此可见,工程地质是地质学的一个分支,其本质是一门应用科学;岩土工程是土木工程的一个分支,其本质是一种工程技术。从事工程地质工作的是地质专家(地质师),侧重于地质现象、地质成因和演化、地质规律、地质与工程相互作用的研究;从事岩土工程的是工程师,关心的是如何根据工程目标和地质条件,建造满足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解决工程建设中的岩土技术问题。2工程地质与岩土工程的关系虽然工程地质与岩土工程分属地质学和土木工程,但关系非常密切,这是不言而喻的。有人说:工程地质是岩土工程的基础,岩土工程是工程地质的延伸,是有一定道理的。工程地质学的产生源于土木工程的需要,作为土木工程分支的岩土工程,是以传统的力学理论为基础发展起来的。但单纯的力学计算不能解决实际问题,从一开始就和工程地质结下了不解之缘。与结构工程比较,结构工程面临的是混凝土、钢材等人工制造的材料,材质相对均匀,材料和结构都是工程师自己选定或设计的,可控的。计算条件十分明确,因而建立在材料力学、结构力学基础上的计算是可信的。而岩土材料,无论性能或结构,都是自然形成,都是经过了漫长的地质历史时期,在多种复杂地质作用下的产物,对其材质和结构,工程师不能任意选用和控制,只能通过勘察查明,而实际上又不可能完全查清。岩土工程师不敢相信单纯的计算结果,单纯的计算是不可靠的,原因就在于工程地质条件的不确知性和岩土参数的不确定性,不同程度地存在计算条件的模糊性和信息的不完全性。因而虽然土力学、岩石力学、计算技术取得了长足进步,并在岩土工程设计中发挥了重要作用,但由于计算假定、计算模式、计算方法、计算参数等与实际之间存在很多不一致,计算结果总是与工程实际有相当大的差别,需要进行综合判断。
F. 地壳中元素的主要存在形式及其研究方法是什么 呃 我问的是 地球化学里的. 不是高中课本.
O, 氧,多以氧化物的形式存在
Si,硅,多以SiO2的形式存在
C,游离态,碳和金刚石.
化合态,天然的存在于烷烃天然气等有机化合物中
H: 多存在于h2O中和有机化合物中
其他略
元素地球化学
它从岩石等天然样品中化学元素含量与组合出发,研究各个元素在地球各部分以及宇宙天体中的分布、迁移与演化.在矿产资源研究中,元素地球化学发挥了重要作用,微量元素地球化学研究提供了成岩、成矿作用的地球化学指示剂,并为成岩、成矿作用的定量模型奠定了基础.
同位素地球化学
根据自然界的核衰变、裂变及其他核反应过程所引起的同位素变异,以及物理、化学和生物过程引起的同位素分馏,研究天体、地球以及各种地质体的形成时间、物质来源与演化历史.同位素地质年代学已建立了一整套同位素年龄测定方法,为地球与天体的演化提供了重要的时间坐标.已测得：太阳系各行星形成的年龄为45～46亿年,太阳系元素的年龄为50～58亿年.在矿产资源研究中,同位素地球化学可以提供成岩、成矿作用的多方面信息,为探索某些地质体和矿床的形成机制和物质来源提供依据.
有机地球化学
研究自然界产出的有机质的组成、结构、性质、空间分布、在地球历史中的演化规律以及它们参与地质作用对元素分散富集的影响.生命起源的研究是有机地球化学的重要内容之一.包括两方面：一是对生命前期有机物质演化及前寒武纪古老岩石中生命痕迹的探索；二是根据天体演化规律,进行地球上早期生命及生命起源机制的模拟实验.有机地球化学建立的一套生油指标,为油气的寻找和评价提供了重要手段.
G. 主要研究内容、方法及技术路线
1. 3. 1 研究内容
根据课题研究的需要，本书的研究重点是斜坡演变的内外动力作用机制及成灾危险性评价，选择的示范研究区为金沙江虎跳峡河段。具体的研究目标是结合金沙江虎跳峡水电开发中的斜坡变形破坏问题，对斜坡演变的动力地质作用机制及作用过程进行研究，建立斜坡演变的内外动力耦合作用模式，为以后的斜坡灾害深入研究提供科学依据。通过对该地区典型斜坡灾害的变形破坏与内外动力地质作用的相关性剖析，获得表征内外动力耦合作用空间强度差异性分布的地质动力区划指标体系，并将其应用到斜坡灾害危险性定量评价中，用以指导工程决策和环境管理。具体研究内容可概括为:
1) 虎跳峡工程区及其影响带的地质背景与河谷斜坡变形破坏体赋存环境的调查与研究，是整个课题的地质基础。因此，在前人研究成果的基础上，进一步分析研究区特殊的地质构造、地形地貌、新构造运动、水文气象等内、外动力条件，以加深对河谷斜坡演变的环境系统的认识。
2) 对金沙江虎跳峡河段 ( 其宗-大具) 斜坡变形破坏类型、规模、数量、空间分布规律及其活动性进行系统的分析和总结，研究基本环境条件 ( 或环境场) 对斜坡变形破坏的综合效应，为斜坡灾害的形成机理和危险性评价提供参考依据。
3) 通过斜坡变形破坏与地质动力因子的相关性分析，研究内、外动力地质作用下斜坡变形破坏体的形成演化、发育频率和空间分布特征，并在定量意义上揭示了各动力因子对斜坡变形破坏的主次关系，为斜坡演变机制分析及成灾危险性评价提供科学依据。
4) 对虎跳峡河段典型斜坡演变机制进行重点剖析，查明区域斜坡演变的地质背景与内、外动力地质作用机制及作用过程。分析了斜坡演变的内、外动力作用的耦合要素及其演变效应，综合确定虎跳峡地区河谷斜坡演变的内外动力耦合作用模式。
5) 模拟河谷大规模反倾岩体在漫长的地质历史时期中的重力时效性弯曲变形和累进性剪切破坏模式，进而研究其在库水位骤降与地震作用下反倾斜坡的动力稳定性; 探索岩质斜坡最危险滑裂面全局优化算法。
6) 以下咱日堆积体为重点，通过对其成因模式、岩土体介质的物理力学性质的试验研究，揭示堆积体斜坡稳定性的影响因素，利用强度折减有限元方法对该堆积体在不同工况下的三维稳定性、塌岸及失稳模式等问题进行分析，为水电建设提供了重要的科学依据。
7) 根据内外动力耦合作用强度的空间差异性特征，将统一的地质动力区划模型纳入到斜坡灾害危险性评价研究中，建立地质动力区划指标体系及强度等级，对虎跳峡河段斜坡灾害危险性进行定量评价。
1. 3. 2 研究方法与技术路线
1) 通过广泛的资料 ( 包括国内外文献、区域地质调查报告、现场勘察资料等) 收集和野外实地调查，在总结前人研究成果的基础上，采用原始资料统计、地质历史对比和地质类比等方法，进一步分析虎跳峡河段的区域地质背景，包括地形地貌、地层岩性、地质构造、水文气象条件和新构造运动特征等。
2) 根据实地调查、遥感图像和航片解译成果，收集整理有关虎跳峡库区其宗—大具段斜坡变形破坏体 ( 包括斜坡变形体、滑坡体和崩塌体) 的基本信息，建立斜坡变形破坏体数据库，进而分析斜坡变形破坏体的发育状况 ( 如类型、规模和数量等) 、空间分布规律及与基本环境条件 ( 或静态环境因子) 的关系。
3) 采用单因相关分析方法剖析斜坡变形破坏与各种地质动力作用因子之间的关系，研究内、外动力作用下斜坡变形破坏体的发育频率、规模和空间分布特征; 采用定性与定量相结合的效果测度分析模型 ( EMA) ，对斜坡变形破坏与主要动力地质作用进行关联度综合量化分析，并确定了影响河谷岸坡稳定的关键性动力因子，从定量的角度探讨研究区各种动力地质作用对斜坡变形破坏的主次关系。
4) 以两家人大型松散堆积体、龙蟠右岸斜坡变形体和滑石板堆积体滑坡为典型实例，采用工程地质力学分析方法重点剖析虎跳峡工程区斜坡演变的成因机制，并建立了虎跳峡河谷地区斜坡演变的内外动力耦合作用的基本模式 ( 或概念模型) ，并对堆积体滑坡的滑动周期进行了初步的分析预测。
5) 基于反倾岩体变形破坏的时效性，引入强度折减法来分析并以安全系数来评价反倾岩体边坡的稳定性，并从边坡变形演化过程中剪切屈服区的扩展方式中，提出了 “软基效应”和 “互层效应”共同作用下大规模反倾岩体的 “累进剪切破坏模式”。运用离散元进行变形岩体的全时程动力分析，指出地震惯性力作用引起的剪应力积聚效应和超静孔隙水压力累积效应是导致斜坡失稳的内在机理。将遗传算法和 Sarma 法相结合，并引入保持最优的灾变策略，提出适用于岩质边坡最危险滑裂面分析的 GA-Sarma 算法。
6) 对下咱日堆积体的研究，我们首先从堆积体的地质结构调查入手，通过野外地质特征和钻孔特征的综合分析，研究堆积体的成因类型和形成演化历史; 通过现场大型直剪试验、推剪试验、粒度分析和大尺度单环渗透试验，对五类堆积体的物理力学性质取得全面的认识; 通过典型采样的室内力学试验和细观结构分析，研究堆积体变形破坏规律及其结构控制机理; 通过综合分析建立的地质模型和强度折减少有限元数值模拟技术，研究堆积体在不同工况条件下的二维和三维稳定性。
7) 在典型斜坡演变机制分析的基础上，基于内外动力耦合作用强度的空间差异性特征，应用模糊综合评判 ( FCJ) 与地理信息系统 ( GIS) 相结合的方法，建立了地质动力区划指标体系及强度等级，并结合静态环境条件 ( 包括岩土体类型、岸坡结构及坡型等) ，预测工作区不同区段未来可能发生斜坡灾害的程度。地质动力区划方法为斜坡灾害危险性评价方法的研究提供了新的思路。
本书的研究技术路线如图 1. 3. 1 所示。
图 1. 3. 1 研究技术路线图
H. 地壳中元素的主要存在形式及其研究方法是什么
O, 氧，多以氧化物的形式存在
Si，硅，多以SiO2的形式存在
C，游离态C，碳和金刚石。
化合态，天然的存在于烷烃天然气等有机化合物中
H: 多存在于h2O中和有机化合物中
其他略
元素地球化学
它从岩石等天然样品中化学元素含量与组合出发，研究各个元素在地球各部分以及宇宙天体中的分布、迁移与演化。在矿产资源研究中，元素地球化学发挥了重要作用，微量元素地球化学研究提供了成岩、成矿作用的地球化学指示剂，并为成岩、成矿作用的定量模型奠定了基础。
同位素地球化学
根据自然界的核衰变、裂变及其他核反应过程所引起的同位素变异，以及物理、化学和生物过程引起的同位素分馏，研究天体、地球以及各种地质体的形成时间、物质来源与演化历史。同位素地质年代学已建立了一整套同位素年龄测定方法，为地球与天体的演化提供了重要的时间坐标。已测得：太阳系各行星形成的年龄为45～46亿年，太阳系元素的年龄为50～58亿年。在矿产资源研究中，同位素地球化学可以提供成岩、成矿作用的多方面信息，为探索某些地质体和矿床的形成机制和物质来源提供依据。
有机地球化学
研究自然界产出的有机质的组成、结构、性质、空间分布、在地球历史中的演化规律以及它们参与地质作用对元素分散富集的影响。生命起源的研究是有机地球化学的重要内容之一。包括两方面：一是对生命前期有机物质演化及前寒武纪古老岩石中生命痕迹的探索；二是根据天体演化规律，进行地球上早期生命及生命起源机制的模拟实验。有机地球化学建立的一套生油指标，为油气的寻找和评价提供了重要手段。
I. 地球化学的研究方法
除了少数现代的地质地球化学过程（如火山活动、表生风化作用等）外，历史上的地质过程都不可能直接观察。在这方面，地球化学的研究方法和其他地质学科一样，必须采用“类比”和“反序”的方法，即根据作用的产物来研究并恢复其作用过程和条件。地球化学工作者要善于观察、发现隐蔽在各种地质现象中的地球化学信息。
由于地球化学作用和其他地质作用都是同一地质活动的不同侧面，因此，地球化学的研究绝不能脱离基础地质工作而单独进行。它的一般工作程序仍然是先野外、后室内。根据研究专题的要求，去观察、收集实际资料，然后进行能够反映地球化学信息的岩矿鉴定和元素测试等工作，通过分析来回答所从事课题中的问题。数理统计、差热分析、化学分析、发光分析、电子探针、中子活化、同位素质谱分析等方法，都是地球化学必须应用的手段。另一方面，地球化学工作对样品的处理、测试的方法（如物相分析等）和测试的精度等常有自己特殊的要求，因而更需要建立某些专门的方法和测试流程，以适应研究的目的和要求。
由于绝大多数地质地球化学过程无法直接观察，所以，模拟地球化学过程的方法已被广泛重视。它包括模拟地幔、地壳和地表各种环境的专门实验方法。例如，不同温压条件下的相平衡实验和各种热力学参数的测定，元素迁移沉淀条件的实验等。总之，在地球化学广阔的研究领域中，地球化学方法的突出特点是高精度、综合性和多样性。
J. 应用构造地质学的研究方向是什么
应用构造地质学的研究方向：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。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。
在于认识和运用地质体的成因和运动的规律性。地质矿产资源和能源的成矿背景，控矿容扩因素都与构造演化、构造环境和成因机制紧密联系。构造地质作用更是地质灾害的发生的重要的决定因素；工程建设及减灾等环境科学问题，也与构造地质学的研究直接相关联。