地質學的微觀尺度研究方法

① 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。

② 構造地質學的研究方法

岩石圈或地殼中的各種地質構造是在漫長的地質演化過程中形成的。人們無法直接觀察到各種地質構造的形成過程，也很難在實驗室中再造，因此，只能通過野外地質調查，研究岩石變形的幾何學、運動學特徵；研究構造變形時的作用力性質、大小、方向及應力場在空間上的變化；結合野外觀察和室內對有關資料的綜合研究，分析各種地質構造的形成過程、構造演化和地球動力學背景。這種研究方法稱為「反序法」。

盡管目前有多種研究地質構造的方法，但野外地質調查和地質填圖是構造地質學研究的最重要方法。通過地質填圖不僅可以了解研究區的岩石、岩層、岩體的分布、產狀、相互間的關系和形成的先後順序，而且可以認識研究區各種地質構造的幾何特徵、組合型式和變形序列等。地質構造是三維空間的地質實體，將野外觀測到的各種地質現象用一定比例尺反映在平面圖和剖面圖上，這對於分析構造的幾何形態是十分重要的。通過繪制地質剖面圖或者根據地表構造形態的觀測及鑽井和地球物理手段獲得的資料編制的構造等高線圖、地層厚度分布圖等，都能較好地反映深部地質構造的形態特徵。

變形模擬實驗是構造地質學研究的另一個重要研究方法，也是構造地質學研究中進展比較顯著的一個領域。由於透射電鏡、電子計算機及高溫、高壓設備的引入，構造模擬已從定性的物理模擬發展到定量的數學模擬；從宏觀的岩石礦物的實驗發展到微觀的模擬礦物變形實驗；從常溫、常壓條件下的實驗發展到高溫、高壓條件下的實驗。這些實驗手段的更新不但使構造變形研究深入到超微觀的晶體變形中，而且對不同層次構造的形成條件、形成機制和形成過程提供了重要依據。但自然界地質構造形成時的內部和外部邊界條件十分復雜，而且變形作用經歷的地質歷史十分漫長，這些都是實驗室所不能模擬的，所以在進行地質構造形成的力學機制的分析和探討中，模擬實驗仍然是一種有用的輔助手段。

現代航空、航天技術的進步與發展，為構造地質學的研究提供了大量的地球表面遙感信息，擴大了構造地質的視野和深度，彌補了野外地質調查的局限性。鑽探和地球物理方法在構造地質學研究中的應用，為研究深部地質構造提供了重要資料。

近年來，數學地質的發展和計算機技術的應用，使構造地質的研究向定量的數理分析方向發展。如應用概率統計處理分析構造數據；應用有限單元法來計算一定地區內的各點的應力方向和大小，進而對該地區的構造應力場做出數學模擬，據此推斷相應的構造圖像，並與該地區的地質構造特徵進行比較。

地質構造是在漫長的地質歷史中形成的，這種過程是人類歷史無法經歷和難以重復的，也是野外地質調查中難以觀察到的。因此，對地質構造的研究，應該是在野外觀測、收集的各種地質資料綜合整理和變形實驗研究的基礎上，進行全面的綜合分析，以便取得對地質構造的幾何學和運動學特徵、變形機制、構造演化等方面的理論認識。把取得的理性認識，再應用到工作實踐中，解決工作中遇到的各種地質問題，使研究成果不斷得到修正、補充和完善。

③ 為什麼說地質學研究宏觀與微觀相結合

宏觀的指的是我們能看到的各種地質現象及特徵，比如斷層，褶皺，還有一些特殊的地質現象。微觀主要指的是岩石的結構，孔隙，礦物，晶體的形態，需要藉助一定工具去觀察。

④ 構造地質學的研究指導思想和具體方法

1.構造地質學研究的指導思想

地質構造，是組成地殼或岩石圈的岩層和岩體經歷了漫長地質發展歷史的地殼運動作用而形成的。人們不可能親自觀察到現存的地質構造形成的全過程。雖然在實驗室可以做些模擬實驗，但在規模和時間上都不能達到自然界的同等條件。所以，研究地質構造，要強調以大自然為實驗室，投身於實踐，充分觀察和收集現存的地質構造痕跡；進行綜合、分析、推理；再到實踐中去驗證，修正錯誤的認識。即所謂「將今論古」的方法，又稱為「反序法」。

2.構造地質學研究的具體方法

實踐證明，要做好構造地質學的研究工作，不僅要有正確的指導思想，而且要有完善的行之有效的具體方法。

最基本的方法是傳統的地質測量（地質制圖或地質填圖）。通過在野外對自然露頭的觀察和描述，將獲得的地質現象標繪在一定比例尺的地質圖、剖面圖以及其他地質圖件上，用以表示地質構造在空間的形態。

在地質測量過程中，對地表以下的地質構造的解釋，是根據在地表所見到的地質現象進行推測的。如果地表是被第四紀鬆散堆積層所覆蓋，則對地表以下的地質構造的推測就更為困難。為了正確解釋地表以下的地質構造，還必須採用其他方法和手段，取得地表以下的有關地質資料。例如，槽探、巷探、鑽探、地球物理勘探等，是當前揭露地表以下地質構造不可缺少的方法和手段。

變形模擬實驗是構造研究的重要手段，也是構造中進展比較顯著的一個領域。透射電鏡、電子計算機及高溫、高壓設備的引入，構造模擬已從定性的物理模擬發展到定量的數學模擬；從宏觀的礦物岩石的實驗到微觀的模擬礦物變形實驗；從常溫、常壓條件下的實驗到高溫、高壓條件下的實驗。近年來，構造地質的發展與電子計算機的應用相結合，使構造地質的研究向定量的數理分析方向發展。如應用有限單元法來計算一定區域內的各點應力方向和大小，並由該地區的構造應力場做數學模擬，據此，可與該地區的地質構造特徵進行比較。這些模擬手段的更新不但使地質構造研究深入到超微觀的晶體變形中，而且給不同層次構造的形成條件和形成機制提供科學的依據。

近二三十年來，構造地質學發展迅猛。學科之間的相互滲透，新的技術方法的廣泛採用，使構造地質學的研究領域日益擴大和深入。航空、航天遙感技術的應用和地球物理探測方法的發展，使得對地球構造的研究，從陸地發展到海洋，從地殼表層深入到深層，並可將地球作為一個整體來研究，可與宇宙星體進行類比。

隨著地質構造研究的不斷深入，人們對從地表到地下深處的構造有了更進一步的了解，認識到地殼或岩石圈不同深度區的變形過程、變形機制和變形產物以及構造特點都是很不同的。因而，提出了「構造層次」的概念。構造層次是指在一定變形幕過程中，由於在地殼不同深度因溫度、壓力的不同而引起岩石物性的變化，從而形成各具特色的構造分層，或不同構造階段引起的構造疊加。一般把地殼或岩石圈劃分為淺、中、深構造層次。各層次之間的界限並非等深圈層面，而是常常表現為漸變的過渡帶（或剪切帶）。由於構造作用，特別是逆沖斷裂的推覆作用，可以把地殼深層或上部地幔的岩石推至地表，因而，在地表的構造斷裂帶中可以見到地殼深層和上地幔的岩石零星分布。

⑤ 環境地質學的研究方法

通過對化學物質在環境中的遷移轉化規律的研究，以及對礦物組成和結構特徵的研究，探索地質環境的變化。如水土流失現象與風化過程相關，而風化速率又同組成岩石的礦物性質和外部水熱條件有關，通過對礦物成分和物理化學性質的測定和研究，可以評價風化作用的進程。又如克山病、氟中毒等疾病的地區分布與某些環境地質因素相關，研究這種特定區域地質環境中化學元素的豐度及其在各個生態環節中的運動規律，有利於揭示人體健康與地質環境間的內在聯系，以及這些地方病的病因。
再如，通過對工業污染物的追蹤研究，可以發現污染物由於地表水的灌溉經過土層滲入地下水的途徑。此外，評價大氣顆粒物對環境質量的影響時，也要應用礦物學的方法，即不僅要考慮它們的濃度，而且要研究它們粒徑的分散度、形態特徵、礦物和化學組分特徵。 在環境地質學的研究中，為了確定各種環境要素之間的關系，綜合分析影響環境質量的地球內力、地表外力和人類活動三種營力之間的相互作用統一宏觀研究與微觀研究的結果，必須應用現代數學原理和計算方法。如設計研究工作的程序，檢驗樣品和數據的代表性，分析數據資料的相關性，進行環境質量的綜合評價，建立環境地質或環境地球化學模型，預測地質環境的演化趨勢，擬定環境控制的最佳方案等都需要應用系統分析方法。
地質環境問題具有空間性、動態性和綜合性。分析和表示環境地質問題，圖上作業是一種理和計算方法。如設計研究工作的程序，檢驗樣品和數據的代表性，分析數據資料的相關性，進行環境質量的綜合評價，建立環境地質或環境地球化學模型，預測地質環境的演化趨勢，擬定環境控制的最佳方案等都需要應用系統分析方法。
地質環境問題具有空間性、動態性和綜合性。分析和表示環境地質問題，圖上作業是一種有效的方法。環境地質圖不僅能表示出某一時刻的環境狀態，而且能表示出隨時間流逝所發生的系統變化。因此在環境地質圖中，除了應用各種地質圖件的顏色和線條等制圖語言外，還要有數字和數學符號。這些數字和數學符號同一定的環境數學模式相關聯，因而可使圖件與電子計算機聯用，形成動態環境地質圖。一套完整的區域環境地質圖包括環境地質單要素圖、環境質量綜合評價圖、環境演化勢圖趨、環境區劃圖、環境規劃圖等。
為解決人類環境問題而發展起來的環境地質學在基礎理論和研究方法上帶有地學、生態學、物理學和化學等學科相互滲透、融合的特色。但環境地質學仍然是以地質學作為學科基礎的。

⑥ 工程地質學的研究方法有哪些

1 地質分析法

即自然歷史分析法。是運用地質學的理論，查明工程地質條件和地質現象的空間分布以及它在工程建築物作用下的發展變化，用自然歷史的觀點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。

工程地質工作中，必須綜合運用上述方法，才能取得可靠的結論，對可能發生的工程地質問題制定出合理的防治對策。

⑦ 地質學研究方法有哪些

我是學地理的，書上的原話是這樣的：1.野外調查（最基本、最主要的研究方法）；2.室內實驗和模擬實驗；3.歷史比較法（現實類比法）；4.數字研究法：利用3S技術進行研究

⑧ 研究地質學的基本方法有哪些

我是學地理的，書上的原話是這樣的：1.野外調查（最基本、最主要的研究方法）；2.室內實驗和模擬實驗；3.歷史比較法（現實類比法）；4.數字研究法：利用3s技術進行研究

⑨ 地質學基礎特點決定地球科學工作者的思維和研究方法有什麼特點

地質學基礎特點決定要建立起地質學的基本概念,掌握地質學的一般基礎知識,初步具備進 行地質學分析、推斷問題的思維能力和資源環境知識。
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。

⑩ 地質作用的研究方法包括

1.地質學方法（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）
2.實驗和測試方法（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）
3.計算方法（利用理論或經驗公式對已測得的有關數據進行計算）
4.模擬方法（通過地質研究深入認識地質原型，查明各種邊界條件）。