固体地球物理学研究生论文

第一节 地球科学的研究对象和研究内容人类生活在地球上，衣食住行等一切活动都离不开地球。如人们要靠山 川大地获取生活资料以维持生命，要从地球中开采矿物资源制造生产和生活 工具，要了解地球上的自然地理和气候条件以便发展生产，要与地球上发生 的各种自然灾害作斗争。因而，人类在长期的实践中逐步加深了对地球的认 识，并且逐渐形成了一门以地球为研究对象的科学——地球科学（geoscience）。 地球科学简称地学，是数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学六大基础自然科学之一。地球科学以地球为研究对象，包括环绕地球周围的气 体（大气圈）、地球表面的水体（水圈）、地球表面形态和固体地球本身。 至于地球表面的生物体（生物圈），由于其研究内容广、分支学科较多、且 研究方法具有特殊性，因而已独立成一门专门的基础自然科学——生物学。 但生物的起源与演化、生物体与生存的地球环境之间的关系也属于地球科学 的研究范畴。地球科学是一门理论性和应用性都很强的科学。它不仅承担着揭示自然界奥秘与规律的科学使命，同时也为生活在地球上的人类如何利用、适应和 改造自然提供科学的方法论。随着生产和科学技术的发展，地球科学的研究 内容和领域也不断地深入和扩展，逐渐形成了日臻完善的由多学科组成的综 合性学科体系。地球科学目前主要包括地质学、地球物理学、地理学、气象 学、水文学、海洋学、土壤学、环境地学等学科。其中，地质学（geology） 由于其研究领域广博、分支学科较多，并且以研究地球的本质特征为目的， 因而成为地球科学的主要组成部分，以至于人们有时把地质学和地球科学作 为同义语使用，其实两者的含义是有差别的，它们具有包容关系。随着科学 的发展，地球科学还会不断地诞生新的学科和出现一些边缘学科。地理学（geography）主要研究地球表面的各种地形、地理环境及其结构、分布和演变规律，并涉及到自然和社会两个领域之间的相互关系。地理学一 般可分为自然地理学和人文地理学两大组成部分。自然地理学是研究自然地 形、地理环境的结构及发生、发展规律的学科，主要包括普通自然地理学、 区域自然地理学、地志学等。人文地理学是研究人和社会与自然地形、地理 之间的相互关系的学科，主要包括政治地理学、社会地理学、人口与聚落地 理学、经济地理学、历史地理学等。气象学（meteorology）以地球周围的大气圈为研究对象，主要研究大气 的各种物理性质、物理现象及其变化规律。其研究内容也很广泛，包括许多 分支学科和应用学科。主要的分支学科有大气物理学、天气学、气候学、高 空气象学、动力气象学等，主要的应用学科有卫星气象学、无线电气象学、 航空气象学、海洋气象学、农业气象学、林业气象学等。其目的在于揭示大 气中的各种物理现象和物理过程的发生、发展本质，从而掌握并应用它为人 类生活和国家经济建设服务。水文学（hydrology）和海洋学（oceanography）以地球表面分布的水体 为研究对象。水文学主要研究地球上江河、湖沼、冰川、地下水以及海洋等 各种水体的数量、质量、运动变化与分布规律，以及它们与地理环境、生态系统和人类社会之间的相互影响与相互联系。海洋学是以海洋作为一个独立 体进行研究的，它实际上是从地球科学的其它几个分支学科中独立出来的， 这是由于海洋在现代地球科学、人类生存环境和未来社会发展中的地位越来 越重要的缘故。海洋学是研究海洋中发生的各种现象和规律及其相互关系的 各门学科的总称，根据研究内容不同可分为海洋物理学、海洋水文学、海洋 化学、海洋生物学、海洋气象学和海洋地质学等。土壤学（soil science）以地球表面发育的土壤层为研究对象。主要研 究土壤的物质组成、结构、类型、分布和形成发展过程。根据具体研究内容 和应用领域的不同，土壤学也有一些分支学科，如土壤生物学、土壤地理学、 土壤气候学、土壤物理学、土壤化学、土壤地质学等。地球物理学（geophysics）是应用物理学的方法研究地球的一门学科， 是近代发展起来的地球科学与物理学相结合的一门重要边缘学科。广义的地 球物理学的研究对象包括固体地球及其表部的水体和周围的大气圈。但由于 水体和大气圈的研究都已建立起相应的独立学科，所以一般所称的地球物理 学是狭义的，其主要研究对象是固体地球，因而也可称之为固体地球物理学。 地球物理学重点研究固体地球的各种物理性质、物理现象及其发生与发展过 程、地球的内部构造与组成、地球的起源与演化等。其主要分支学科有地震 学、地磁学、重力学、地热学、地电学、大地测量学、大地构造物理学和应 用地球物理学等。其中，应用地球物理学主要是研究地球物理勘探方法及其 在地球资源的勘探与开发、地球环境的监测与保护等方面的应用。地质学（geology）研究的主体对象也是固体地球，当前主要是研究固体地球的表层——地壳或岩石圈。地壳或岩石圈的厚度一般为几十到二百公里 左右，与地球的半径（6371km）相比只是一个很薄的表壳。这一薄壳之所以 成为地质学当前研究的主要对象，一方面是出于实际需要，因为这一层与人 类的生活、生产及生存都直接相关；另一方面是受现时人类能力的限制。人 们可以直接观测和研究地球表层，但现阶段人类尚无能力对地下深处进行直 接研究。钻井取样是目前人们获取地球较深部物质进行直接研究的唯一途 径，但由于受当前技术水平的限制，钻井所能达到的深度是有限的。目前世 界上最深的钻井（）位于俄罗斯西北部的科拉半岛，这一深度尚不足 该区大陆地壳厚度的二分之一。可以相信，随着科学技术的发展，地质学研 究的对象将不断向地球的深部（如地幔、地核）扩展。地质学的研究内容主要包括固体地球（重点是地壳或岩石圈）的物质组成、内部构造和形成演化历史。按其研究内容和任务的不同，地质学的主要 分支学科可简举如下：（1）研究地球的物质组成方面的学科，如结晶学、矿物学、岩石学等；（2）研究地球的内部构造方面的学科，如构造地质学、构造物理学、区 域构造学、地球动力学等；（3）研究地球的形成演化方面的学科，如古生物学、地层学、地史学、 古地理学、地貌及第四纪地质学等；（4）研究地质学的应用方面的学科，可分为两个方面：其一是研究地下 资源方面的分科，如矿床学、石油地质学、煤田地质学、水文地质学等；其 二是研究地质与人类生活环境及灾害防护方面的分科，如工程地质学、环境 地质学、地震地质学等。此外，人们为了更好地研究上述地质学的各个方面，不断地吸收和借鉴其它一些学科的先进理论、方法和技术，用以促进和深化地质学的各项研究， 于是逐渐形成了一系列的边缘学科，如数学地质、地球化学、同位素地质学、 天文地质学、海洋地质学、遥感地质学及实验地质学等，这些边缘学科在现 代地质学各领域的研究中发挥着极其重要的作用。近几十年来，由于世界各国工业、农业、军事、航天、交通等产业的飞 速发展，其结果给地球的自然环境带来了巨大的影响。这种影响有些是直接 的（如污染问题）、有些是间接的（如气候变化），它已经严重地影响到地 球的自然生态和人类的生存与发展，因而受到科学工作者和全人类的广泛关 注。这一问题与地球科学和环境科学关系密切，于是在地球科学中逐渐形成 了一门与环境科学相结合的边缘学科，即环境地学。环境地学主要研究地球 自然环境的组成、结构、形成、演变以及环境的破坏、污染、防止、保护、 改良与评价等。根据地球科学中各学科所研究的侧重点不同，又可分为环境 地质学、环境地理学、环境气象学、环境水文学、环境海洋学、环境土壤学 等。朋友！ 这些比较详细缺点就是多点 呵呵不知道你用不用

学校隶属关系：山西省电话：

学校所在地：山西省太原市迎泽大街79号传真：

邮政编码：030024电子邮件：geoscience＠

为了适应社会主义市场经济体制的建立和社会发展的需要，我系以调整专业结构为切入点，以教学计划改革为核心，积极进行专业调整改造，在保持现有优势学科的同时，拓宽专业面，增强适应性，努力开创边缘交叉学科、新型学科，向资源与环境学科拓展，全面推进办学体制的改革，开辟出一条“规模、结构、质量、效益”协调统一，并以内涵发展为主的办学新路。

一、专业设置

太原理工大学地球科学与工程系隶属于矿业工程学院，其前身为原煤炭部所属山西矿业学院“地质系”，始建于1958年，原设置有“煤田地质”和“矿产普查与勘探”两个本科专业。1998年调整为“资源勘查工程”专业，2000年增设了“资源环境与城乡规划管理”本科专业。

在1990年获得“矿产普查与勘探”硕士学位授予权的基础上，于2000年获得“地球探测与信息技术”硕士学位授予权和“地质工程”工程硕士专业学位授予权，是山西省惟一具有“地学”学士和硕士两级学位设置资格单位。

二、教师队伍现状及队伍建设

全系现有专任教师28名，其职称、学历、年龄结构情况见表1。

表1 地球科学与工程系教师状况一览表

为了提高教学质量和师资水平，从经费、政策等方面加大对中青年学术骨干的支持力度，鼓励教师参加国内外重大学术交流，稳定教师队伍，吸引优秀人才充实教师和科研岗位，通过引进、培养、不定期派遣教师进修、培训等方式，学历层次明显上升。1998年以来，晋升教授2名，副教授5名，在读博士2名，引进硕士10名。现有教授、副教授12名，占教师总数的；博士（含在读博士生）和硕士20名，留学生5名，占教师总数的。聘请外籍教授教授（挪威卑尔根大学）1名。

三、人才培养

地球科学与工程系自1996年以来，“资源勘查工程”专业每年招收2个班级，2000年增设“资源环境与城乡规划管理”专业后，现每年招收新生3个班。目前在校本科生254人。已毕业硕士研究生23名，其中4名考取博士研究生，考博率达。2002年底在校硕士研究生23人，工程硕士研究生21人。

随着教学计划的适时调整，针对市场培养人才，毕业生就业状况大为好转。自1998年以来，除部分学生进入地质科学教育、研究和生产部门外，其他分别进入交通、电力、水利、建筑、建材等不同的工作领域，或从事生产、研究、开发、管理，或从事计算机与信息技术研究与开发，或作为公务员参与国家事务的管理，甚至进入经济、保险、新闻等部门，本科毕业生就业率达88%以上，考研率达。

四、办学优势与特色

1.办学优势与特色

山西是资源大省，在长期开发过程中，环境破坏尤为严重。“九五”以来，作为山西省惟一具有“地学”学士和硕士两级学位设置的资格单位，地球科学与工程系始终围绕着“资源、环境”主题进行发展，坚持基础理论研究与应用研究相结合，以培养资源开发、环境保护人才为主要目标，以解决国民经济建设相关问题为主要任务，组建了研究队伍，完善了实验设备，形成了自己的特色。

2.教育与教学改革的重大举措和成效

（1）调整专业方向

21世纪，全球面临着人口剧增、资源破坏、环境污染和地质灾害频繁等诸多方面的严重挑战，人口、资源、环境和灾害问题大都属于综合性的地球科学研究课题，需要不同学科间的大跨度、多方位的相互渗透、交叉和综合研究，要求地质类本科人才的培养应由以往较窄专业的“成型教育”，转为基础扎实、拓宽专业方向的“毛坯”塑造，以适应市场的需要。我系以专业结构调整为龙头，于1998年将原“矿产普查与勘探”和“煤田地质”两个专业调整为“资源勘查工程”专业，增设了水文地质和工程地质方向、矿物岩石材料方向，2000年增设了“资源环境与城乡规划管理”本科专业，积极向城市地质、环境地质、城镇建设与管理、水资源和工程地质等领域拓展，既保持了优势，形成了特色专业群体，又机动灵活，适应发展的需要。

（2）修订教学计划

面向21世纪人才培养目标，修订教学计划，改革教学内容和课程体系，科学地进行计划内学时分配。共设置为基础性模块（其中包括校级子模块和院级子模块两部分）、专业技术基础模块、专业模块、自由选课模块和实践性教学模块五部分。在总计2500学时中，基础课占，专业基础课占，专业课占，选修课占。将高等数学调整为数学建模，增加数学应用能力的培养和训练，保证英语教学4年不间断，强化地学基础，增设“3S”和计算机语言等课程，三年级增设计算机课程设计，体现出了厚基础、宽口径、重技能、外语强的知识结构。

（3）建设“地球科学馆”

“地球科学馆”占地450 m2，共有展版114块、地质标本1000余块、现代生物标本12件、小型模型22件、大型模型3件以及实物展台等物品。展厅由“地球形成和演化、生物起源和进化、矿物的奥妙、神奇多变的岩石、资源与利用、环境保护”六大部分组成，每一部分均独立成章。基于地球科学馆教育的特点、服务对象和观众的心态，建设中以实物为基础，以文字、图片、表格、模型为内容，配合声、光、电等手段，突出实物展品。展品价值的体现以展品与观众发生某种联系为纽带，既有珍奇展品来满足观众的好奇心理，同时与观众的社会背景、工作和生活密切相关，借助于电化教育、计算机等设备，充分体现了现代化教育功能。通过舒适的展厅设计、美观大方的展柜式样、丰富的实物和辅助展品组合、奇特的展示形式、新颖的展示方法、和谐的灯光与色彩布置，创造了一种良好的学习环境，成为我校乃至我省新世纪现代化科学教育基地。自2002年5月开馆以来，参观人员有教师、大中小学生、校友、国内外来访宾客、学者等各阶层人员，约5000 余人次。

五、学科建设

地球科学与工程系设有矿产普查与勘探、地球探测与信息技术两个工学硕士学位授予点，地质工程工程硕士专业学位授予点。目前正在积极组织申报矿产普查与勘探工学博士学位授予点工作。

矿产普查与勘探学科主要研究方向有煤田地质与精细地质勘探、有机岩石学与有机地球化学、地质信息系统等内容。1998年以来承担的主要科研项目12项，其中国家自然科学基金3项、省部级基金6项、横向项目4项，获山西省科技进步奖2项，出版了《山西晚古生代沉积环境与聚煤规律》、《华北地块北缘晚古生代盆地演化及盆山耦合关系》等专著4部。

地球探测与信息技术学科主要研究方向有核探测与信息技术、地磁信息技术与应用、空间信息技术与应用等内容。1998年以来承担的主要科研项目16项，其中国家自然科学基金1项、省部级基金4项、横向项目8项，获省部级科技进步二等奖、三等奖2项，出版《许家窑文化遗址磁性地层学研究》专著一部，发表论文30余篇。

地质工程学科主要研究方向有工程地质、水文地质、灾害地质与环境地质等内容。1998年以来承担的主要科研项目10项，其中国际合作项目1项、国家自然科学基金2项、省部级基金3项、横向项目15项。

六、实验室建设

地球科学与工程系将原有12个小而全的实验室按相关学科合并，组建成具有一定规模的包容面较宽的院、系两级管理的地学基础实验室、地学专业实验室和科研专用实验室三个模块，使实验室从教研室中独立出来，建立和完善各项规章制度，优化实验项目，更新内容，扩大综合型、设计型实验的比例，开放实验室，提高教学资源的利用率。同时，加大对实验室建设的资金投入，改造实验室环境及更新实验设备，现拥有高温炉、显微光度计、测氡仪、大地电磁测深仪、红外吸收光谱、MS2磁化率仪、Minispin磁力仪、DMS旋转磁力仪、交变退磁仪、热退磁仪、零磁空间校正、X射线衍射仪设备等。2000年投资30万元筹建了地理信息系统（GIS）实验室，应用计算机辅助教学，建设了全球定位接收设备（GPS），扩建系级标本库（100m2），其中地磁信息技术实验室已成为学校特色实验室，对外开放。学校有一大批高级仪器如电子显微镜、Y2000型X射线衍射仪、热分析仪、微机差热天平、火焰光度计、粒度分析仪等可供系本科与硕士研究生使用。

选择优秀、杰出的学科带头人任科研专用实验室主任，按科研要求组合配置仪器设备，购置全球卫星定位仪（GPS）、笔记本电脑、数码相机、袖珍式数字摄像机等电子记录和存储、实时信息处理设备，与地方政府、煤矿等社会和企业建立紧密的联系，开放实验室促进技术向生产力的转化，广泛开展国内和国际学术交流和合作，提高学术水平。

七、“九五”以来科学研究情况

1.“九五”以来科学研究工作及论文专著

1996年以来，随着我系专业的调整，教学计划的修订，师资队伍的充实与提高，我系的科研能力逐年增强，研究水平不断提高，开展国际合作项目2项，国家自然科学基金项目6项，省部级项目21项，横向项目22项，其他项目2项，已通过省部级以上鉴定项目8项，发表论文150余篇，其中国外刊物11篇、国际学术会议10篇、国内著名刊物30余篇；出版专著8部，其中获省部级科技进步二等奖三项、省部级科技进步三等奖一项，其余四部专著新近出版待评；出版“十五”规划教材1部，参编教材两部。科研进账经费420余万元。

2.目前承担的重大科研项目

主要有国际合作项目“拉尚反向极性偏移在撒拉乌苏上更新统剖面的追踪研究”、国家自然科学基金项目“煤化过程中煤大分子结构演化的计算机模拟”，以及省攻关项目“陷落柱林发育区的高产高效采煤技术”和“地质体空间构形信息系统的开发”。

八、国际、国内交流与合作

自1996年山西矿业学院地质系与挪威卑尔根大学固体地球物理系开展科研合作与联合培养研究生工作以来，苏朴教授与卑尔根大学固体地球物理系瑞达·拉乌列教授建立起古地磁学研究方面的科学合作联系。拉乌列教授连续7次来华访问，先后赴内蒙古萨拉乌苏文化遗址、内蒙古东胜矿区、广西百色文化遗址、广西田东剖面、山西襄汾丁村文化遗址、山西芮城西侯渡剖面等地进行野外考察与采样，就国际合作项目“Blake亚时期间的地磁场特征”进行研究，苏朴教授等人也多次回访挪威，在固体地球物理系古地磁实验室开展了课题研究。通过近7年的国际合作与学术交流，先后完成了两项国家自然科学基金项目、两项省基金项目，2002年承担国家自然科学基金项目一项，在国际刊物及国内一级刊物发表高水平论文10余篇，出版专著1部，联合培养研究生7名，培养了一支与世界接轨的学术梯队，走在了全校前列，取得了可喜成绩。太原理工大学授予拉乌列教授客座教授称号。

2002年太原理工大学与中国科学院地质与地球物理研究所正式签署科学研究与教育合作协议，所校共建“地磁信息技术实验室”，并为我系学科的发展以及硕士生、博士生和青年教师的培养给予了支持。地质与地球物理研究所赠送我校全套价值150余万元古地磁常规实验仪器，经过近两个月的安装调试，全部设备已正常运行。“所校共建”是我系地学教育教学改革的一项重大举措，也是我校历史上的一个创举。研学结合，所校共建，资源共享，优势互补将极大地推进我系的学科建设，提高我校的科学实验能力，增强我系科学研究的后劲，为我校培养出更多的优秀教师，为国家培养出更高层次的栋梁学子。

（撰稿：范绍明）

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