地质学的微观尺度研究方法

① 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(张咸恭等着《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。

② 构造地质学的研究方法

岩石圈或地壳中的各种地质构造是在漫长的地质演化过程中形成的。人们无法直接观察到各种地质构造的形成过程，也很难在实验室中再造，因此，只能通过野外地质调查，研究岩石变形的几何学、运动学特征；研究构造变形时的作用力性质、大小、方向及应力场在空间上的变化；结合野外观察和室内对有关资料的综合研究，分析各种地质构造的形成过程、构造演化和地球动力学背景。这种研究方法称为“反序法”。

尽管目前有多种研究地质构造的方法，但野外地质调查和地质填图是构造地质学研究的最重要方法。通过地质填图不仅可以了解研究区的岩石、岩层、岩体的分布、产状、相互间的关系和形成的先后顺序，而且可以认识研究区各种地质构造的几何特征、组合型式和变形序列等。地质构造是三维空间的地质实体，将野外观测到的各种地质现象用一定比例尺反映在平面图和剖面图上，这对于分析构造的几何形态是十分重要的。通过绘制地质剖面图或者根据地表构造形态的观测及钻井和地球物理手段获得的资料编制的构造等高线图、地层厚度分布图等，都能较好地反映深部地质构造的形态特征。

变形模拟实验是构造地质学研究的另一个重要研究方法，也是构造地质学研究中进展比较显着的一个领域。由于透射电镜、电子计算机及高温、高压设备的引入，构造模拟已从定性的物理模拟发展到定量的数学模拟；从宏观的岩石矿物的实验发展到微观的模拟矿物变形实验；从常温、常压条件下的实验发展到高温、高压条件下的实验。这些实验手段的更新不但使构造变形研究深入到超微观的晶体变形中，而且对不同层次构造的形成条件、形成机制和形成过程提供了重要依据。但自然界地质构造形成时的内部和外部边界条件十分复杂，而且变形作用经历的地质历史十分漫长，这些都是实验室所不能模拟的，所以在进行地质构造形成的力学机制的分析和探讨中，模拟实验仍然是一种有用的辅助手段。

现代航空、航天技术的进步与发展，为构造地质学的研究提供了大量的地球表面遥感信息，扩大了构造地质的视野和深度，弥补了野外地质调查的局限性。钻探和地球物理方法在构造地质学研究中的应用，为研究深部地质构造提供了重要资料。

近年来，数学地质的发展和计算机技术的应用，使构造地质的研究向定量的数理分析方向发展。如应用概率统计处理分析构造数据；应用有限单元法来计算一定地区内的各点的应力方向和大小，进而对该地区的构造应力场做出数学模拟，据此推断相应的构造图像，并与该地区的地质构造特征进行比较。

地质构造是在漫长的地质历史中形成的，这种过程是人类历史无法经历和难以重复的，也是野外地质调查中难以观察到的。因此，对地质构造的研究，应该是在野外观测、收集的各种地质资料综合整理和变形实验研究的基础上，进行全面的综合分析，以便取得对地质构造的几何学和运动学特征、变形机制、构造演化等方面的理论认识。把取得的理性认识，再应用到工作实践中，解决工作中遇到的各种地质问题，使研究成果不断得到修正、补充和完善。

③ 为什么说地质学研究宏观与微观相结合

宏观的指的是我们能看到的各种地质现象及特征，比如断层，褶皱，还有一些特殊的地质现象。微观主要指的是岩石的结构，孔隙，矿物，晶体的形态，需要借助一定工具去观察。

④ 构造地质学的研究指导思想和具体方法

1.构造地质学研究的指导思想

地质构造，是组成地壳或岩石圈的岩层和岩体经历了漫长地质发展历史的地壳运动作用而形成的。人们不可能亲自观察到现存的地质构造形成的全过程。虽然在实验室可以做些模拟实验，但在规模和时间上都不能达到自然界的同等条件。所以，研究地质构造，要强调以大自然为实验室，投身于实践，充分观察和收集现存的地质构造痕迹；进行综合、分析、推理；再到实践中去验证，修正错误的认识。即所谓“将今论古”的方法，又称为“反序法”。

2.构造地质学研究的具体方法

实践证明，要做好构造地质学的研究工作，不仅要有正确的指导思想，而且要有完善的行之有效的具体方法。

最基本的方法是传统的地质测量（地质制图或地质填图）。通过在野外对自然露头的观察和描述，将获得的地质现象标绘在一定比例尺的地质图、剖面图以及其他地质图件上，用以表示地质构造在空间的形态。

在地质测量过程中，对地表以下的地质构造的解释，是根据在地表所见到的地质现象进行推测的。如果地表是被第四纪松散堆积层所覆盖，则对地表以下的地质构造的推测就更为困难。为了正确解释地表以下的地质构造，还必须采用其他方法和手段，取得地表以下的有关地质资料。例如，槽探、巷探、钻探、地球物理勘探等，是当前揭露地表以下地质构造不可缺少的方法和手段。

变形模拟实验是构造研究的重要手段，也是构造中进展比较显着的一个领域。透射电镜、电子计算机及高温、高压设备的引入，构造模拟已从定性的物理模拟发展到定量的数学模拟；从宏观的矿物岩石的实验到微观的模拟矿物变形实验；从常温、常压条件下的实验到高温、高压条件下的实验。近年来，构造地质的发展与电子计算机的应用相结合，使构造地质的研究向定量的数理分析方向发展。如应用有限单元法来计算一定区域内的各点应力方向和大小，并由该地区的构造应力场做数学模拟，据此，可与该地区的地质构造特征进行比较。这些模拟手段的更新不但使地质构造研究深入到超微观的晶体变形中，而且给不同层次构造的形成条件和形成机制提供科学的依据。

近二三十年来，构造地质学发展迅猛。学科之间的相互渗透，新的技术方法的广泛采用，使构造地质学的研究领域日益扩大和深入。航空、航天遥感技术的应用和地球物理探测方法的发展，使得对地球构造的研究，从陆地发展到海洋，从地壳表层深入到深层，并可将地球作为一个整体来研究，可与宇宙星体进行类比。

随着地质构造研究的不断深入，人们对从地表到地下深处的构造有了更进一步的了解，认识到地壳或岩石圈不同深度区的变形过程、变形机制和变形产物以及构造特点都是很不同的。因而，提出了“构造层次”的概念。构造层次是指在一定变形幕过程中，由于在地壳不同深度因温度、压力的不同而引起岩石物性的变化，从而形成各具特色的构造分层，或不同构造阶段引起的构造叠加。一般把地壳或岩石圈划分为浅、中、深构造层次。各层次之间的界限并非等深圈层面，而是常常表现为渐变的过渡带（或剪切带）。由于构造作用，特别是逆冲断裂的推覆作用，可以把地壳深层或上部地幔的岩石推至地表，因而，在地表的构造断裂带中可以见到地壳深层和上地幔的岩石零星分布。

⑤ 环境地质学的研究方法

通过对化学物质在环境中的迁移转化规律的研究，以及对矿物组成和结构特征的研究，探索地质环境的变化。如水土流失现象与风化过程相关，而风化速率又同组成岩石的矿物性质和外部水热条件有关，通过对矿物成分和物理化学性质的测定和研究，可以评价风化作用的进程。又如克山病、氟中毒等疾病的地区分布与某些环境地质因素相关，研究这种特定区域地质环境中化学元素的丰度及其在各个生态环节中的运动规律，有利于揭示人体健康与地质环境间的内在联系，以及这些地方病的病因。
再如，通过对工业污染物的追踪研究，可以发现污染物由于地表水的灌溉经过土层渗入地下水的途径。此外，评价大气颗粒物对环境质量的影响时，也要应用矿物学的方法，即不仅要考虑它们的浓度，而且要研究它们粒径的分散度、形态特征、矿物和化学组分特征。 在环境地质学的研究中，为了确定各种环境要素之间的关系，综合分析影响环境质量的地球内力、地表外力和人类活动三种营力之间的相互作用统一宏观研究与微观研究的结果，必须应用现代数学原理和计算方法。如设计研究工作的程序，检验样品和数据的代表性，分析数据资料的相关性，进行环境质量的综合评价，建立环境地质或环境地球化学模型，预测地质环境的演化趋势，拟定环境控制的最佳方案等都需要应用系统分析方法。
地质环境问题具有空间性、动态性和综合性。分析和表示环境地质问题，图上作业是一种理和计算方法。如设计研究工作的程序，检验样品和数据的代表性，分析数据资料的相关性，进行环境质量的综合评价，建立环境地质或环境地球化学模型，预测地质环境的演化趋势，拟定环境控制的最佳方案等都需要应用系统分析方法。
地质环境问题具有空间性、动态性和综合性。分析和表示环境地质问题，图上作业是一种有效的方法。环境地质图不仅能表示出某一时刻的环境状态，而且能表示出随时间流逝所发生的系统变化。因此在环境地质图中，除了应用各种地质图件的颜色和线条等制图语言外，还要有数字和数学符号。这些数字和数学符号同一定的环境数学模式相关联，因而可使图件与电子计算机联用，形成动态环境地质图。一套完整的区域环境地质图包括环境地质单要素图、环境质量综合评价图、环境演化势图趋、环境区划图、环境规划图等。
为解决人类环境问题而发展起来的环境地质学在基础理论和研究方法上带有地学、生态学、物理学和化学等学科相互渗透、融合的特色。但环境地质学仍然是以地质学作为学科基础的。

⑥ 工程地质学的研究方法有哪些

1 地质分析法

即自然历史分析法。是运用地质学的理论，查明工程地质条件和地质现象的空间分布以及它在工程建筑物作用下的发展变化，用自然历史的观点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。

工程地质工作中，必须综合运用上述方法，才能取得可靠的结论，对可能发生的工程地质问题制定出合理的防治对策。

⑦ 地质学研究方法有哪些

我是学地理的，书上的原话是这样的：1.野外调查（最基本、最主要的研究方法）；2.室内实验和模拟实验；3.历史比较法（现实类比法）；4.数字研究法：利用3S技术进行研究

⑧ 研究地质学的基本方法有哪些

我是学地理的，书上的原话是这样的：1.野外调查（最基本、最主要的研究方法）；2.室内实验和模拟实验；3.历史比较法（现实类比法）；4.数字研究法：利用3s技术进行研究

⑨ 地质学基础特点决定地球科学工作者的思维和研究方法有什么特点

地质学基础特点决定要建立起地质学的基本概念,掌握地质学的一般基础知识,初步具备进 行地质学分析、推断问题的思维能力和资源环境知识。
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着，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。

⑩ 地质作用的研究方法包括

1.地质学方法（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）
2.实验和测试方法（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）
3.计算方法（利用理论或经验公式对已测得的有关数据进行计算）
4.模拟方法（通过地质研究深入认识地质原型，查明各种边界条件）。