地球科学导论（原书第7版）
前 本书是地球科学导论课程的教材。全书包含7个单元，主要介绍地质学、海洋学、气象学和天文学的基本主题与原理，内容广泛，注重前沿信息，注重原理和概念的可读性与用户友好性，可作为无科学背景知识的本科生和相...
地球科学是以地球系统(包括大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空间)的过程与变化及其相互作用为研究对象的基础学科。本书通过对地质学、海洋学、气象学和天文学等的简要介绍，旨在让人们了解地球科学的基本原理。首先介绍了什么是地球科学，然后分七篇分别介绍了构成地球的物质、地表的形成过程、地球内部活动、地球的演化、海洋学、大气学、天文学等。全书通过日常生活中的示例，说明了地质、海洋、气象和天文活动对生活的影响，同时说明了各学科在国民经济发展中的作用。
可读性。本书的语言通俗易懂。众多的标题和副标题可帮助学生跟进讨论并明确每章的重要思想。新版的结构和写作风格更为合理。
强调基本原理。虽然书中涉及不少热点话题，但新版的主要关注点与之前各版本的关注点相同，都是为了提升学生对地球科学基本原理的理解。
强大的视觉组成。地球科学需要高度可视化，插图和照片在导论性课程中起重要作用。如在之前的所有版本中那样，插图师Dennis Tasa与本书的作者密切合作，策划并绘制了学生易于理解的表格、地图、图形和草图。地质学家兼摄影师Michael Collier为本书提供子几十张航空照片。
Frederick K. Lutgens与Edward J. Tarbuck从20世纪70年代起就是好朋友和同事，已经有50多年的教学和编写大学教材的经历，而且他们都是公认的杰出和著名的教授。从1983年起，Dennis Tasa加入了他们的团队，主要从事绘图工作。三人合作，完成了气象学、地球科学、地质学等教材的撰写与更新。
徐学纯，男，1954年2月出生，吉林省公主岭市人。现任吉林大学地球科学学院教授，博士生导师，主要从事岩石学、变质地质学的研究和教学工作。1983年和1989年在长春地质学院获得地质学理学硕士和博士学位；1991年和1992年被国土资源部破格晋升为副教授和教授；1991年被国务院学位委员会授予“中国有突出贡献的博士学位获得者”称号；1993年获国务院颁发的政府特殊津贴；1998年被国土资源部选拔为跨世纪人才；2000年被教育部选拔为骨干教师；2003—2015年连续担任国务院学位委员会第五届和第六届学科评议组成员。在国内外学术刊物和学术会议上发表学术论文100多篇，合作出版专著10部，主持和参加国家科技专项、自然科学基金等各类科研项目50多项。曾获中国青年地质科技奖——金锤奖、教育部科技进步一等奖等多项国家和省级科技奖励。
目 录
第0章 地球科学导论 1
0.1 什么是地球科学 2
0.2 地球的圈层 3
0.2.1 水圈 4
0.2.2 大气圈 4
0.2.3 生物圈 5
0.2.4 岩石圈 5
0.3 地球系统 7
0.3.1 什么是系统 7
0.3.2 各个部分的相互关联 8
0.4 地球科学中的时间与空间尺度 8
0.5 资源和环境问题 10
0.5.1 资源 10
0.5.2 环境问题 11
0.6 科学探索的本质 12
0.6.1 假说 12
0.6.2 理论 13
0.6.3 科学方法 13
概念回顾：地球科学导论 14
思考题 15
第1章 物质成分和矿物组成 16
1.1 矿物：组成岩石的基本单元 17
1.1.1 矿物的定义 17
1.1.2 岩石的定义 18
1.2 原子：矿物的结构单元 19
1.2.1 质子、中子和电子的属性 19
1.2.2 元素：由质子数决定 20
1.3 原子结合的原因 21
1.3.1 八隅规则与化学键 21
1.3.2 离子键：电子转移 21
1.3.3 共价键：共用电子 22
1.3.4 金属键：电子自由移动 23
1.4 矿物的物理性质 23
1.4.1 光学性质 23
.4.2 晶体形态和结晶习性 24
1.4.3 矿物强度 24
1.4.4 密度和比重 27
1.4.5 矿物的其他性质 27
1.5 矿物分类 28
1.5.1 硅酸盐矿物 28
1.5.2 常见的浅色硅酸盐 30
1.5.3 常见的暗色硅酸盐矿物 31
1.5.4 重要的非硅酸盐矿物 31
概念回顾：物质成分和矿物组成 33
思考题 35
第2章 岩石：固体地球的物质 36
2.1 地球系统：岩石循环 37
2.1.1 基本循环 37
2.1.2 其他途径 37
2.2 火成岩：“浴火而生” 39
2.2.1 从岩浆到结晶岩 39
2.2.2 火成结构能告诉我们什么？ 40
2.2.3 火成岩的成分 41
2.2.4 火成岩的分类 41
2.2.5 不同火成岩的成因 44
2.3 岩石风化形成沉积物 45
2.3.1 机械风化作用 46
2.3.2 化学风化作用 47
2.4 沉积岩：压实和胶结的沉积物 48
2.4.1 沉积岩分类 49
2.4.2 沉积物的石化作用 53
2.4.3 沉积岩的特征 53
2.5 变质岩：由老变新的岩石 54
2.5.1 变质作用的动力是什么？ 55
2.5.2 变质结构 57
2.5.3 常见的变质岩石 57
概念回顾：岩石：固态岩石圈的组成物质 59
思考题 61
第3章 水成地貌 63
3.1 地球的外力作用 64
3.2 崩塌作用：重力作用的结果 64
3.2.1 崩塌作用和地貌形成 65
3.2.2 崩塌作用的控制和诱发 67
3.2.3 无诱因的滑坡？ 68
3.3 水循环 68
3.4 流动的水 69
3.4.1 流域 70
3.4.2 河流系统 70
3.4.3 水系类型 71
3.5 流速 72
3.5.1 影响流速的因素 73
3.5.2 从上游到下游的变化 73
3.6 流水的作用 74
3.6.1 河流侵蚀 74
3.6.2 河流的搬运作用 75
3.6.3 河流的沉积作用 76
3.7 河道 76
3.7.1 基岩河道 76
3.7.2 冲积河道 76
3.8 河谷的形态 78
3.8.1 基准面和河流侵蚀 78
3.8.2 深切河谷 79
3.8.3 河谷拓宽 80
3.8.4 基准面的变化和深切的河曲 81
3.9 沉积地貌 81
3.9.1 三角洲 81
3.9.2 天然堤坝 83
3.10 洪水与防洪 83
3.10.1 洪水的成因 83
3.10.2 防洪 84
3.11 地下水：地表之下的水 85
3.11.1 地下水的重要性 85
3.11.2 地下水的地质作用 86
3.11.3 地下水的分布 86
3.11.4 影响地下水存储和运动的
因素 87
3.11.5 隔水层与含水层 88
3.11.6 地下水的运动 88
3.12 泉、井和承压系统 88
3.12.1 泉 89
3.12.2 井 90
3.12.3 承压系统 90
3.13 地下水的环境问题 92
3.13.1 不可再生的地下水资源 92
3.13.2 地下水开采引起的地面沉降 93
3.13.3 地下水污染 93
3.14 地下水的地质作用 95
3.14.1 溶洞 95
3.14.2 喀斯特地貌 96
概念回顾：水成地貌 98
思考题 100
第4章 冰川与干旱地貌 102
4.1 冰川：两个基本循环的一部分 103
4.1.1 山岳(阿尔卑斯)冰川 103
4.1.2 冰盖 104
4.1.3 其他类型的冰川 105
4.2 冰川如何移动 105
4.2.1 观察并测量冰川的运动 106
4.2.2 冰川的估算：增长与消融 107
4.3 冰蚀作用 108
4.3.1 冰川如何侵蚀 108
4.3.2 冰蚀地貌 109
4.4 冰川沉积 111
4.4.1 冰碛物的类型 111
4.4.2 冰碛石、冰水沉积平原和
冰碛湖 112
4.4.3 鼓丘、蛇丘和冰砾阜 114
4.5 冰期冰川的其他作用 115
4.6 冰期冰川作用的范围 116
4.7 荒原 117
4.7.1 干涸土地的分布与成因 118
4.7.2 水在干旱气候中的作用 120
4.8 盆地和山脉：多山荒漠地貌的演化 121
4.9 风蚀作用 122
4.9.1 风蚀、膨胀露头和沙漠砾石盖层 123
4.9.2 风蚀作用 125
4.10 风成沉积 125
4.10.1 黄土 125
4.10.2 沙丘 125
概念回顾：冰川和干旱地貌 127
思考题 129
第5章 板块构造论：一场科学的革命 131
5.1 从大陆漂移说到板块构造论 132
5.2 大陆漂移说：超越时代的一个想法 133
5.2.1 证据：大陆拼图 133
5.2.2 证据：跨海化石的吻合 134
5.2.3 证据：岩石类型和地质
特征 135
5.2.4 证据：古气候 135
5.3 大辩论 137
5.3.1 对漂移学说的抵制 137
5.4 板块构造论 138
5.4.1 覆盖软流圈的刚性岩石圈 138
5.4.2 地球的主要板块 140
5.4.3 板块边界 140
5.5 离散板块边界和海底扩张 140
5.5.1 洋中脊和海底扩张 140
5.5.2 大陆裂谷 143
5.6 汇聚板块边界与俯冲作用 143
5.6.1 洋－陆汇聚 144
5.6.2 洋－洋汇聚 145
5.6.3 陆－陆汇聚 146
5.7 转换板块边界 147
5.8 检验板块构造模型 149
5.8.1 证据：大洋钻探 149
5.8.2 证据：地幔柱和热点 150
5.8.3 证据：古地磁学 151
5.9 什么驱使板块运动？ 154
5.9.1 驱使板块运动的力 154
5.9.2 板块－地幔对流模型 156
5.10 板块和板块边界如何变化？ 157
5.10.1 泛大陆的裂解 157
5.10.2 未来的板块构造 158
概念回顾：板块构造：一场科学的革命 159
思考题 162
第6章 动荡的地球：地震、地质构造
和造山运动 164
6.1 什么是地震 165
6.1.1 探索地震的成因 166
6.1.2 断层与地震 167
6.2 地震学：地震波研究 169
6.2.1 记录地震的仪器 169
6.3 震源定位 171
6.4 确定地震大小 172
6.4.1 烈度表 173
6.4.2 震级表 173
6.5 地震的破坏作用 176
6.5.1 火灾 179
6.5.2 什么是海啸？ 179
6.6 地震带与板块边界 181
6.7 地球内部 182
6.7.1 地球分层结构的形成 183
6.7.2 探索地球内部：“透视”地球的地震波 183
6.8 地球圈层 184
6.8.1 地壳 184
6.8.2 地幔 184
6.8.3 地核 185
6.9 岩石变形 185
6.9.1 岩石为什么变形 185
6.9.2 岩石变形的类型 185
6.10 褶皱：韧性变形构造 186
6.10.1 背斜和向斜 186
6.10.2 穹窿和盆地 187
6.11 断层：脆性变形构造 188
6.11.1 倾向滑移断层 188
6.12 造山运动 190
6.13 俯冲作用与造山运动 191
6.13.1 岛弧型造山运动 192
6.13.2 安第斯型造山运动 192
6.14 碰撞造山带 193
6.14.1 科迪勒拉型造山运动 193
6.14.2 大陆碰撞：阿尔卑斯型造山
运动 194
概念回顾：动荡的地球：地震、地质构造和造山运动 197
思考题 200
第7章 火山及其他岩浆活动 202
7.1 圣海伦火山和基拉韦厄火山 203
7.2 火山喷发的性质 204
7.2.1 影响黏度的因素 204
7.2.2 宁静式和爆裂式火山喷发 205
7.3 火山喷发期间挤出的物质 206
7.3.1 熔岩流 206
7.3.2 气体 207
7.3.3 火成碎屑物 207
7.4 火山结构 209
7.5 盾状火山 210
7.5.1 莫纳罗亚火山：地球上较大的盾状火山 210
7.5.2 夏威夷基拉韦厄火山：喷发的盾状火山 211
7.6 火山锥 212
7.6.1 帕里库廷火山：各种火山锥的花园 213
7.7 复式火山 213
7.8 火山灾害 214
7.8.1 火山碎屑流：致命的自然力量 215
7.8.2 火山泥流：活跃和不活跃火山锥的火山泥流 216
7.8.3 其他火山灾害 216
7.9 其他火山地貌 218
7.9.1 破火山口 218
7.9.2 裂隙喷发和玄武岩高原 220
7.9.3 火山颈和火山管道 221
7.10 侵入岩浆活动 221
7.10.1 侵入岩体的性质 221
7.10.2 板状侵入岩体：岩墙和岩席 222
7.10.3 块状侵入岩体：岩基、岩株和岩盖 224
7.11 部分熔融和岩浆的成因 224
7.11.1 部分熔融 225
7.11.2 从固态岩石产生岩浆 225
7.11.3 压力降低：减压熔融 225
7.12 板块构造和火山活动 227
7.12.1 汇聚板块边界的火山活动 227
7.12.2 离散板块边界的火山活动 229
7.12.3 板内火山活动 229
概念回顾：火山和其他岩浆活动 230
思考题 233
第8章 地质年代 235
8.1 地质学简史 236
8.1.1 灾变论 236
8.1.2 现代地质学的诞生 237
8.1.3 当代地质学 237
8.2 创建年代表——相对定年原理 237
8.2.1 年代表的重要性 237
8.2.2 年代和相对年代 238
8.2.3 叠加原理 238
8.2.4 原始水平原理 238
8.2.5 穿切关系原理 239
8.2.6 包裹物原理 239
8.2.7 不整合 240
8.2.8 相对定年原理的应用 241
8.3 化石：过去生命的证据 243
8.3.1
