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第1章 绪论——当代的地球与环境科学 1

1.1地球与环境科学的研究框架 2

1.2当代地球科学的研究领域 6

1.3地球科学发展的方向 11

1.4世界环境保护战略的转变与现代环境科学的研究方向 14

第2章 地球的宇宙背景 18

2.1太阳系的基本事实 18

2.1.1太阳 18

2.1.2八大行星 20

2.1.3太阳系中的小天体 22

2.1.4行星的距离分布规律 24

2.1.5行星公转轨道的特点 25

2.1.6行星的自转方向 25

2.1.7太阳系的角动量分配异常 26

2.2太阳系起源假说及其发展 27

2.2.1康德-拉普拉斯天体演化说——星云说 27

2.2.2灾变说和爆发说 29

2.2.3新星云说 30

2.3宇宙模式 31

2.3.1宇宙概念 31

2.3.2几个实测的天文事实 32

2.3.3大爆炸宇宙学 32

第3章 固体地球的物理概念 34

3.1地球的形状和大小 34

3.2地球的重力 35

3.3地球内部的放射性 37

3.4地球的温度 39

3.5地球的磁性 40

3.5.1磁场和地磁三要素 40

3.5.2地磁场变化和地磁异常 41

3.5.3古地磁 42

3.6地球的电性 42

3.6.1地电的属性 42

3.6.2地电异常 43

3.7地球的弹性 43

3.7.1地球的弹塑性性质 43

3.7.2地球内部的弹性和塑性 44

3.8地球的结构 45

3.8.1内地圈的划分 46

3.8.2内地圈的性质 48

3.8.3关于壳幔结构的新认识 50

3.8.4地壳均衡 52

3.8.5内部圈层的运动 55

第4章 地球的物质组成 56

4.1地球的化学组成 56

4.1.1克拉克值与丰度的概念 56

4.2矿物 58

4.2.1矿物的物理性质 58

4.2.2矿物的形态 59

4.2.3矿物的分类 60

4.2.4关于矿物类质同像的概念 64

4.3岩石 65

4.3.1岩浆岩 66

4.3.2沉积岩 74

4.3.3变质岩 80

4.3.4岩浆岩、沉积岩、变质岩的成因联系和相互区别 87

第5章 地球演化的时代概念 88

5.1地球年龄的早期估算 88

5.2确定地层的新老序列 89

5.3地质年代表 91

5.4同位素地质年代方法 93

5.4.114C定年 95

5.4.2210Pb定年 96

5.4.3137Cs定年 97

5.5其他定年方法概述 97

5.5.1年轮年代学 97

5.5.2古地磁年龄测定 97

5.5.3古生物钟 98

5.5.4纹泥 99

5.5.5天体陨石坑及其年龄测定 100

第6章 地球的内部活动力学过程 101

6.1岩浆作用 101

6.1.1岩浆的概念与特征 101

6.1.2岩浆作用的概念 102

6.1.3喷出作用 102

6.1.4侵入作用概述 109

6.1.5侵入岩的产状 110

6.1.6岩浆的形成 112

6.1.7岩浆的演化 115

6.1.8关于火山地质灾害 121

6.2变质作用 123

6.2.1变质作用的外部因素 126

6.2.2变质作用的方式 128

6.2.3变质作用的基本类型 129

6.3构造运动 139

6.3.1构造运动与地壳运动 139

6.3.2构造运动的表现 140

6.3.3构造运动的产物——地质构造 143

6.4地震 152

6.4.1地震的概念 154

6.4.2地震的类型 157

6.4.3地震地质作用 159

6.4.4地震活动的空间分布规律 160

第7章 岩石圈的活动模式 162

7.1槽台学说 162

7.1.1地槽概念及地槽的主要特征 163

7.1.2地台概念及地台的主要特征 164

7.2地质力学 165

7.2.1纬向构造体系 166

7.2.2经向构造体系 166

7.2.3扭动构造体系 166

7.3大陆漂移假说 167

7.3.1大陆漂移说的历史背景 168

7.3.2大陆漂移说的基本观点 169

7.3.3大陆漂移说的证据 169

7.3.4围绕大陆漂移说的争论 170

7.4海底扩张说 171

7.4.1海底扩张概念 171

7.4.2海底扩张说的证实 172

7.5板块构造 174

7.5.1板块构造的基本原理 174

7.5.2板块的边界类型 175

7.5.3大洋地壳的演化 178

第8章 地球的外部动力学过程 179

8.1风化作用 179

8.1.1物理（机械）风化作用 180

8.1.2化学风化作用 182

8.1.3生物风化作用 183

8.1.4风化作用的关系和风化壳 184

8.1.5影响风化作用的因素 185

8.1.6岩石风化速率的宇宙核素示踪 186

8.2剥蚀作用 188

8.2.1河流的剥蚀作用 189

8.2.2地下水的剥蚀作用 190

8.2.3海洋（湖泊）的剥蚀作用 193

8.2.4冰川的剥蚀作用 194

8.2.5风的剥蚀作用 195

8.3搬运和沉积作用 196

8.3.1河流的搬运和沉积作用 196

8.3.2地下水的搬运和沉积作用 199

8.3.3海洋的搬运和沉积作用 200

8.3.4冰川的搬运和沉积作用 201

8.3.5风的搬运和沉积作用 202

8.4成岩作用 202

第9章 土壤圈物质循环及环境效应 204

9.1土壤的物质组成 204

9.1.1土壤圈的物质组成 204

9.1.2土壤的化学组成 206

9.2土地荒漠化及水土流失 207

9.2.1土地荒漠化 207

9.2.2水土流失 209

9.2.3土壤侵蚀速率的核素示踪 211

9.3土壤污染及修复 212

9.3.1土壤背景值和容量 212

9.3.2土壤污染的定义及指标 214

9.3.3土壤修复 216

9.4土壤碳库及环境效应 218

第10章 水圈物质循环及环境记录 220

10.1水圈组成和水资源环境 220

10.1.1水圈概念 220

10.1.2河水 222

10.1.3湖水 222

10.1.4冰川水 222

10.1.5地下水 223

10.1.6海水 223

10.2水圈物质循环及同位素示踪 227

10.2.1水循环 227

10.2.2水圈物质循环的放射成因同位素示踪 228

10.3厄尔尼诺（El-Nino）现象及其环境影响 229

10.3.1厄尔尼诺现象及发生机理 229

10.3.2厄尔尼诺现象的影响 231

10.4水污染 232

10.5水系沉积物及环境记录 234

10.5.1水系沉积物组成 234

10.5.2沉积物-水的界面作用 235

10.5.3生物标志化合物与环境记录 236

10.5.4沉积物的放射性核素计年 238

第11章 大气环境 243

11.1大气圈概述 243

11.1.1大气圈组成 243

11.1.2大气圈的结构 246

11.1.3大气的演化 247

11.2大气污染 248

11.2.1大气污染的一般概念及大气环境质量标准 248

11.2.2大气中的重要污染物 250

11.2.3“臭氧洞”现象 251

11.2.4温室效应 253

11.2.5酸雨 254

11.2.6气候异常问题 255

11.2.7挥发性（VOC）或半挥发性有机污染物（HVOC） 255

11.3大气悬浮颗粒物及环境效应 260

11.3.1悬浮颗粒物化学物理特性 260

11.3.2炭黑及其气候学效应 261

11.3.3沙尘暴 262

11.3.4大气污染及源的同位素识别 264

11.4我国的大气环境污染与煤燃烧 265

11.5燃煤环境影响的示例：硫碳在碳酸盐界面循环 267

第12章 生物圈环境 269

12.1生物圈组成及演化 269

12.2生物多样性 271

12.2.1生物多样性概念的提出 272

12.2.2保护生物多样性的重要意义 272

12.2.3生物多样性的减少和保护 273

12.3生物富集和同位素示踪 274

12.3.1生物富集 274

12.3.2污染物生物放大示踪 277

12.4生物地球化学作用和地方病 279

12.4.1生物地球化学作用 279

12.4.2地方性疾病 280

第13章 地球的内外动力地质作用 283

13.1内外动力地质作用的相互关系 283

13.2地质灾害 286

13.2.1火山灾害 287

13.2.2地震灾害 287

13.2.3滑坡 288

13.3人类的工程地质作用 290

13.3.1水坝 290

13.3.2运输系统 292

13.3.3采矿工程 293

13.3.4城市化 294

13.4矿产资源与社会可持续发展 294

13.4.1矿产资源在社会进步中的地位和作用 294

13.4.2矿产资源的分类与分布 295

13.4.3矿产资源的形势 297

13.4.4资源开发与环境污染 298

第14章 古生物演化与古气候变迁 300

14.1生物的发展与化石的概念 300

14.1.1前生物化学 301

14.1.2化石的概念 302

14.1.3化石的保存方法 303

14.1.4化石的作用 304

14.2古生物演化 305

14.3探索古气候变迁的证据 310

14.4地球历史中气候变迁的原因 312

14.5地球历史中的气候变迁 315

14.5.1隐生宙气候演变 316

14.5.2早古生代气候演变 317

14.5.3晚古生代气候演变 317

14.5.4中新生代气候 318

14.6面对全球气候变暖的挑战 319

参考文献 322