環境地質學EnvironmentalGeology主講人：楊來勝教授

Prof.yanglaisheng熱誠歡迎全院同學選修《環境地質學》地球不能克隆，人類保護地球，就是保護人類自己。

目錄

第1章環境地質概論

第2章環境與可持續開展

第3章星際環境

第4章地球的起源及地殼的形成

第5章地殼的物質組成

第6章風化作用第7章地面流水地質作用

第8章地下水的地質作用第9章冰川地質作用第10章湖泊和沼澤地質作用第11章海洋地質作用第12章風的地質作用

?環境地質學?課程簡介

本課程是用環境地質學理論和方法，揭示環境地質特征和災害成因，研究人類與地質資源環境之間的相互關系、相互影響，努力改造和優化人類生存環境、合理開發利用天然資源、治理地質災害的一門學科。環境地質學是運用環境科學、地球科學等學科知識，從地質環境特征解釋其成因與開發利用價值，重點強調地質環

寫在前面－沉思往事立殘陽，不知何事縈懷抱。新翻樂府凄涼詞，曲罷一聲長嘆。

隨著自然科學和生產力和高速開展，人類與所生存的自然環境即地質環境的矛盾進一步激化，特別是20世紀50年代以來，全球性的環境地質問題日趨鋒利，水資源短缺、水質惡化、地面沉降、巖溶塌陷、海水入浸、滑坡、沙漠化以及多發性地方病等，說明地質環境對人類所產生的巨大影響，人類對地質環境的認識與研究推向了一個新的高度，那就是既要研究地質環境對人的影響，也要研究人對地質環境的作用，也就是特別強調了人與地質環境的關系，新的學科一一環境地質學由此誕生了。

環境地質學主要是在地質科學根底上開展起來的介于地質科學和環境科學之間的綜合性邊緣學科。

環境地質學具有廣泛的研究領域，它包括這樣一些研究內容：1、區域地質環境研究，為區域規劃、經濟發展、國土整治及資源開發等提供科學依據。2、地質災害的環境地質問題的研究，為預報地質災害提供依據，為減免災害提出防范措施。

3、地球化學環境對人類的影響問題。研究不同地區地球化學背景，各種元素豐度及其分布特點；研究空氣、水體、土壤和礦物原料中有益、有害元素及致病物質富集、遷移規律；研究地質環境與人畜健康關系，防治某些地方病和職業病，最大限度地減輕由于某些元素的天然富集或短缺對人畜健康和植物生長帶來的不良影響。一些城市飲用水水質惡化問題也是當前亟需研究的問題。

4、古氣候的變化規律，主要利用地質環境中沉積物反映氣候變化的標志，研究地質歷史時期特別是第四紀以來氣候變化的情況、原因和規律，預測今后氣候變化趨勢可能產生的危害和提出防范措施。5、工程建設中可能引起的環境惡化問題。大量的工程活動，如城市建設、水利工程、道路建設、礦山、海港工程、電站建設等常常引起人為地質作用，在興利的同時往往造成地質環境的破壞，引起環境惡化。對人為地質作用及其地質環境

6、自然資源開發中的環境

地質問題。水資源、能源和礦產資源的開發可以造福人民，但同時又往往引起地質環境的改變，甚至導致人為的地質災害。地下水過量開采常常引起地面沉降，在沿海地區常常導致海水入侵和土地鹽堿化；礦山開采往往引起地面塌陷、山崩和人工滑坡；某些礦產，特別是放射性礦產的勘探和開采往往引起環境污染。環境地質工作就是要在自然資源的開發過程中詳細研究導致環境惡化原因，提出防止減輕地質環境惡化的措施。許多開展中國家也開始加強這方面的研

究。我國環境地質研究，無論在根底理論研

究還是在實際應用方面都取得了顯著的成就，

預測、保護、利用和改善地質環境質量為主要目的的環境地質學作為一門新興的社會公益性學科日益受到重視。可能產生的影響做出評價和預測，為區域經濟建設規劃和大型工程設計提出科學論證。人口、資源、生態、環境、地質的共生共榮作用〔一體化〕昔聞洞庭水，今上岳陽樓

看在前面—漓江山水新化國家地質公園福建泰寧國家地質公園石林安徽黃山國家地質公園廣東丹霞國家地質公園湖南張家界江西廬山日本四州的多多羅橋〔世界上最大的斜拉橋，主跨890米〕拱橋斜拉橋景觀與自然環境的協調(德國)

第1章：環境地質學概論一、什么是環境地質學二、環境地質學的研究內容三、環境地質學學科的產生四、研究環境地質學的目的和意義五、我國環境地質學開展現狀

對人類的影響，保護和改善地質環境的一門綜合性學科。簡言之，環境地質學是研究地質環境與人類相互作用，竭力改造人類生存的地質環境的一門科學。它是一門新興應用地質學科，屬于地質學和環境科學之間的邊緣學科，就其實質來說，環境地質學是環境科學中重要的分支學科，因為人類生存環境就其本質是屬于地質環境范疇。

〔2〕由人類活動引起的次生地質環境〔第二地質環境〕問題－－

例如地面沉降、地下水污染、洪水、崩塌、土地沙漠化、廢物引起的環境污染、咸水入侵等引起的地質災害。

在上述兩種地質災害中，有些災害〔例如崩塌、地下水污染、洪水、土地沙漠化、礦產資源短缺、地方病等〕既有自然原因，也有人為原因，有其雙重性。

2.環境地質學與地球科學的關系

環境地質學的研究內容十分廣泛，涉及地球的許多科學，尤其是：構造地質學、水文地質學、工程地質學、地球化學、礦床學、第四紀地質學、巖石學、礦物學、地貌學等。

此外還涉及環境化學、經濟學、環境法規等學科。其中水文地質學和工程地質學是環境地質學的支柱。3.環境地質學應包括的分支學科和研究方向

根據國外已趨成熟的模式，環境地質學應包括以下各分支學科的研究內容：

1〕城市地質學

2〕災害地質學

3〕資源地質學

4〕廢物處置地質學

5〕醫學地質6〕旅游地質學

7〕軍事地質學

8〕環境法規根據國外已趨成熟的模式，環境地質學應包括以下各分支學科和研究方向：

1.城市地質學

城市地質學是將地質學理論和方法應用于城市地區的規劃和管理的學科。隨著人類文明的進步和生活的提高，世界都市化的趨勢大大加快，人口分布的城市密集化程度，已成為當今衡量一個國家興旺與否的公認重要標志之一。明顯的事實是，據1990年統計，全球人口最多的五個大城市全局部屬工業發達國家〔墨西哥，2021萬，居第一位，其次是紐約，1700萬；東京，1600萬〕，有史以來，開展中國家的城市第一次被排除在人口最多的五大城市之外。在人口高度密集的城市中，隨時都感受到地質環境與居民生活的依賴關系，例如，開展城市時地域的選擇，城市建筑物地基的選擇〔尤其近代超高層建筑物〕，城市建筑材料的取得，城市用水的供給和探求，城市廢語實際上是環境地質學的同義詞。Flawn等〔1970〕指出：現在，城市地質工作是環境地質學研究的核心〔1970年正值環境地質學創立初期〕。1980年，英國學者、牛津大學的D·Leveson編寫出版了地質學和城市環境一書〔GeologyandtheUroanEnvironment〕,更強調環境地質學研究對城市地區的重要性。目前，世界上許多國家都十分重視城市規劃和建設中的地質評價和論證工作，美國把進行大城市及其鄰區的地質調查和制圖工作，列為環境地質學的一項戰略任務，并在有些州開展了區域性城市地質總體規劃和評價工作。蘇聯研究了城市地區可能產生的地質作用，制訂了相應的防范措施。2.災害地質學

環境地質學誕生的背景，就是一方面人類在長期生產護自己的生存環境，抵御自然災害，在自然災害斗爭實踐中，逐步創立了環境地質學這一學科。自然災害惡化了人類的生存環境，因此，研究地質災害，最大限度地減輕地質災害對人類平安生活的威脅和對經濟的破壞程度，成了環境地質的最重要研究內容之一。沒有地質災害，也就不能創立環境地質學學科。3.資源地質學環境地質學研究的根本任務之一，是保護和充分利用地質資源。地質資源包括水資源、土地資源、礦產資源〔包括能源資源〕、防止水土流失，防止水資源和礦產資源短缺，是環境地質學的重要研究內容。在國外一些經典的環境地質學教程中，將資源地質學分成假設干類作介紹，例如分為水資源、土地資源、礦產資源和能源等，從地質學觀點論述資源供需矛盾、管理方法等。4.廢物處置地質學合理處置城市垃圾、工業廢物和放射性廢物，是凈化人類環境的重要措施，地表水、地下水、地下水污染和地方病等，在很大程度上與生活、工業廢物污染有關，據報道，全世界僅400余個大城市，每年就要排放三十億噸固體廢物和五百立方公里廢水。廢物的最終處置一般要采用地質掩埋的方法：將廢物埋在土壤、巖石等介質中，使它們與人類環境暫時或永久隔離。實際上：廢物處置主要是地質學研究問題，尤其在選擇處置場時，需綜合地應用構造地質學、水文地質學、巖石學、礦物學、地貌學等學科理論和方法。5.醫學地質學研究人類健康與地質環境〔第一地質環境和第二地質環境〕關系的學科即醫學地質學，它是環境地質學的重要研究內容之一，在國外一些教材上，將引起地方病的地質環境歸入長期地質災害之列。醫學地質學主要研究和探索土壤、水中微量元素對人體和生物健康的影響。地方病的分布有明顯的區域性，受一定地質環境的制約，不同類型巖石經風化后生成不同化學成分和不同性質的土壤，在其上生長的作物中的微量元素成分和含量也不同，由此造成進入食物鏈〔主要是農作物——動物在我國，目前將醫學地質學列入環境地球化學的研究范疇。

6.旅游地質學大自然不僅給人類帶來災難，而且也賜予人們以旅游佳境，讓人賞心悅目，留戀忘返，或在風景勝地安營扎寨，修養生息，盡盡飽覽大自然美。旅游美境可使人精神倍增，心曠神悅，延年益壽，旅游美境無不與地質體和地質作用有關，例如，巍峨的疊巒山色，神奇的峰林怪石，秀麗的河川泉，煙波浩渺的明湖碧海和神秘的溶巖幽洞，都是地質工匠留下的杰作。甲天下的桂林山水是可溶性巖石在特定的地質作用〔造山、斷裂、風化、溶蝕〕條件下的產物，碧波萬頃的太湖沿岸秀麗的元頭渚、西山勝景，是湖水沖刷懸巖的結果，聞名于世的比薩斜塔的虎丘斜塔是缺乏地質知識的設計師的誤會之作······。環境地質學不僅要研究一系列環境法規。環境法規的種類很多，例如礦山開采法、水資源法、土地使用法等。在水資源法中規定：不允許過量開采地下水，以免引起地面沉降、地下水污染等環境問題；礦山開采法規定，在礦山開采前應預先提出土地復田方案，對違反者，輕那么處以罰款，重那么判刑或處死。我國的這類法規還不夠健全。除以上內容外，現在趨向于將農業地質學也列為環境地質學的研究內容之一。在國外的環境地質學教材中，一般不單獨介紹環境水文地質學和環境工程地質學，而是將這兩學科中的研究內容分別歸入水資源利用、災害地質學、廢物處置地質學、醫學地質學等局部介紹，由于在我國目前流行的環境水文地質學和環境工程地質學書刊中，幾乎包括了大局部環境地質學中研究的內容，這也許就是目前我國一些人將環境水文地質學和環境工程地質學看作環境地質學同義詞的原因。此外，在西方的有些環境地質學書刊中，將災害天氣現象〔例如酸雨〕和空氣污染等內容也列入環境地質學之中，我們認為這不適宜，雖然大氣圈是屬地質環境范疇，但將空氣污染及某些災害性天氣列入，將使環境地質學內容過于龐雜，而且這些現象與地質作用相去甚遠。為了使人們對環境地質學的研究有一較全面的認識，糾正目前國內少數人對環境地質片面的理解，更為了讓廣闊學生對它有較準確的理解，在尚未正式出版我國的環境地質學教材之前，建議先擇優編譯出版一本國外較經典的環境地質學教材，十分有必要。眾所周知，地球是人類的搖籃，它不僅我們提供生存的環境，而且也為我們提供豐富的資源。人類在長期的進化過程中，適應大自然，與大自然形成了某些程度的平衡，這種平衡促進了人類的開展，然而隨著人口激增，社會生產力開展，人類向大自然的大量索取，破壞了這種平衡，人類的經濟活動作用于地質環境，在一定范圍內破壞了平衡的地質環境，由此產生了一系列環境問題。環境地質學是人類認識自然，利用自然和改造大自然的智慧結晶，也是人類與自然災害作斗爭的產物。進入二十世紀以來，隨著世界人口激增，城市數量和規模迅速開展，以及開采礦產資源，進行工程建設等，人類活動已構成了一種不可無視的地質營力，它可造成人為地質災害，惡化人類自身的生存環境，給人類社會帶來巨大損失。例如過度抽取地下水，引起地面沉降，海水入侵；濫伐森林引起頻繁的洪災，土地沙漠化等。

四.研究環境地質學的目的和意義

地球作為人類生命之源正在不斷受到威脅，為此，世界各國都十分重視優化環境。

1990年，著名的諾貝爾獎特別增設了一項新獎－－地球獎。以獎勵為了提高一切生物生存質量而作出卓越奉獻的個人和團體，其中七項獎中有3項與環境地質學有關，

這七項獎是：

地球道德獎

人口增長問題

裁軍或消減軍備

資源保護

糧食能源淡水

1.研究環境地質學的目的

研究環境地質學是研究協調人、資源和環境三者的關系，合理開發和保護天然資源，評價和預測自然地質作用對人類可能造成的災害，阻止和改變由人類生產活動造成對周圍環境的危害，增進人類健康和優化人類的生存環境。

1)每年損失驚人

2003年，我國因生產事故損失、各種自然災害損失發事件損失共計達6500億元人民幣，相當于損失我國GDP的6％。2004年，全國發生各類突發事件561萬起21萬人死亡175萬人受傷，全年自然災害，事故災難或社會平安造成的直接經濟損失超過4550億元。2〕進入突發公共事件高危期

從自然的角度分析，中國是世界上受自然災害影響最為嚴重的國家之一，災害種類多，災害發生頻率高，災害損失嚴重，受災害影響的人口在2億左右。

從社會的角度分析，我國目前正進入經濟社會開展的關鍵期，同時又是矛盾凸顯期。人民內部矛盾出現一些值得重

在我國古代就懂得用礦物作治病的藥物，在唐代使用的礦物藥已超過百種，至明代，李時珍將礦物藥歸納有253種，例如，赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦、滑石、蛇紋石、明礬石、鐘乳石、芒硝、硼砂等。

不償失我國古代的許多治山改水宏偉業績，實際上也是環境地質學的實踐活動。

自20世紀50年代起，我國的水文地質，工程地質工作者就開始進行許多環境地質學工作，例如國土的整治。地質災害的研究和防治，地下水資源的合理開發利用和地方病防治等，其中在防治地面沉降、地方病、地震災害等方面作出了在國際上一流的研究成果。

1.加強環境地質研究

自從改革開放以來，隨著我國經濟的迅速開展有關地質學的研究活動日益頻繁，例如已在全國建立了環境水文地質觀測站網，及時協調水文資料以及水質污染，地面沉降等資料。七十年代初，在全國范圍內陸續建立了地震觀測站網，及時通報地震觀測資料，被準確預報的海域地質，已經被當代世界各國引為成功預報地震的典范。

截至目前，全國大局部省市區建立了環境保護局，并相應建立了環境地質研究機構，在全國各環境保護機構和一些高等院校已經建立了地質災害研究機構或環境地質研究中心。

2.環境地質制