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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