家里的房子是怎么盖起来的？出门旅行的车子是如何造出来的？蔬菜瓜果和地质学又有什么关系？不同的岩石，又有怎样不同的文化形象？地质学就在我们的生活中，渗透到我们衣食住行的方方面面。本书从地质学的历史出发，简说岩层的形成、与地质学有关的文化人物、生活常识……让孩子们以轻松有趣的方式，了解地质学这一神秘又平易近人的学科。
了解和掌握一些地质学知识，会给你的生活增添色彩。让我们一起翻开这本书，一起走进自然，亲近一下形形色色的石头，探索地球的奥秘吧！

尹超，中国地质博物馆工程师，硕士毕业于中国地质大学（北京）。目前主要从事地质学、古生物学科普研究与实践工作及古生物化石保护工作。参与出版过《博物馆里的中国——倾听地球的秘密》《化石知道生命的旅程》《岩石如此活泼》《古生物图鉴》《恐龙秘史——剑龙卷》等多部地学、古生物学科普读物，在《地球》《化石》及《地质调查报》刊登多篇科普文章，在第二届青年地质大会，第二十七、二十八届中国古生物学会学术年会上做过关于地学、古生物学科普研究的报告。

第一章 读万卷书，行万里路——地质旅行
第二章 神奇的“书签”——简说地质年代
第三章 海枯石烂不是传说——地球动力作用
第四章 大地的颤抖——认识地震
第五章 天灾虽难测，更怕加人祸——地质灾害
第六章 陪我到可可西里去看海——漫话沧海桑田
第七章 记载地球历史的万卷书——岩层告诉我们什么
第八章 冰冷中的激情似火——火山和火山岩
第九章 英雄心，不朽身——话说人民英雄纪念碑的石材：花岗岩和汉白玉
第十章 变质：贬义词还是褒义词？——谈谈变质作用和变质岩
第十一章 玉之魂，石之美——谈谈玉石
第十二章 脾气和秉性——谈谈矿物的基本特性
第十三章 矿物世界中的“兄弟姐妹”和“替身演员”——谈谈矿物的基本特性
第十四章 矿物中的金刚，宝石中的帝王——钻石
第十五章 自然的艺术品——观赏石
第十六章 “鲜花”绽放的世界——石中之花为何怒放
第十七章 妖洞不“妖”——探秘喀斯特地貌
第十八章 大江之水造神奇——河流的地质作用
第十九章 博古通今——文物古籍中的地质学
第二十章 中国印之美——印章石
第二十一章 尚贤——认识几位地质学家
第二十二章 备好的行囊——漫谈地质野外工作
结束语 让地质学知识充实自己的生活和心灵
后记
参考书目

地质学是什么，它和我们的生活有什么联系呢？或许
在你的印象中，从事地质学研究就是要跋山涉水，与冰冷
的大山和石头为伴；或许你会觉得，地质学只不过是为工
业生产寻找矿产资源和原材料的，与我们的生活关系不大
。其实，地质学就在我们的生活中，渗透到我们衣食住行
的方方面面。
我们的衣食住行离不开矿产资源。说起矿产资源，你
会想到什么呢？或许你会想到地质博物馆中的一块块矿石
，一件件矿物标本；或许你会想到工厂生产的原料；抑或
是地质学家们翻山越岭寻找的宝贝。一些地质学课本或者
网上会给出这样的定义：矿产资源指经过地质成矿作用而
形成的，天然赋存于地壳内部或地表，埋藏于地下或出露
于地表，呈固态、液态或气态的，并具有开发利用价值的
矿物或有用元素的集合体；矿产资源属于非可再生资源，
其储量是有限的；按其特点和用途，矿产通常分为石油、
煤炭、金属和非金属四类，是具有经济价值或潜在经济价
值的富集物。这样的定义难免有些专业和拗口，其实我们
可以这样理解：第一，矿产资源是天然形成的；第二，矿
产资源具有开发和利用价值；第三，矿产资源可以是矿物
，也可以是特殊的岩石及化石燃料；第四，矿产资源储量
有限，其形成需要漫长的过程。不是取之不尽，用之不竭
的。
那么在生活中有哪些矿产资源？首先就从我们的家说
起。家是心灵的港湾，家是一间温暖的小屋，家是我们最
终的归宿。那么家中到底有哪些矿产资源？
我们先从墙说起。目前大部分墙使用的是石膏墙板。
石膏是硫酸盐矿物中的一员，它的硬度还不如手指甲呢。
别看它很软，用途却很广泛。美术雕塑用的塑像是石膏，
治疗骨折用的夹板也是石膏。此外，盖房需要用到水泥，
现在建筑用的水泥一般为硅酸盐水泥，主要的原料有石灰
石、黏土、少量的石膏及其他混合料。其次，屋子要有门
窗，窗子上有玻璃。窗子很多采用铝合金和不锈钢做窗户
框。铝合金中的铝大多来自铝土矿，而不锈钢中的铁则是
来自铁矿石。玻璃的主要成分是二氧化硅，这些二氧化硅
主要来自于被称为石英的矿物。厨房和卫生间还要贴墙砖
，装马桶和洗手池，需要用到陶瓷。这些陶瓷一般采用黏
土、长石和石英等矿物烧制而成。再次，居家过日子，需
要生火做饭，使用煤气或天然气。此外，冬天需要取暖，
不管是自己生炉子还是用暖气，也都要燃烧煤炭或天然气
。这些都是在消费化石燃料。现代生活离不开电，而绝大
部分电能来自燃煤，电线里的铜则是金属矿产。
看见没？我们居家生活中就至少直接或间接用到十几
种矿产资源。当然家中还有各种各样的家用电器，里面涉
及的矿物就更多了。例如一些电容器的芯片制作需要云母
，一些仪表电器里要用到石英，等等。
出门旅行，我们不可能只靠徒步，经常会乘车，一乘
车就又离不开矿产资源了——绝大部分汽车要烧油，而石
油是重要的矿产资源。汽车的外壳是钢材，提炼于铁矿石
。汽车行驶的公路是沥青铺成的，而沥青则取自石油。汽
车还要有喇叭，而喇叭是一块大的磁铁，来自磁铁矿。如
果乘火车，火车行驶的钢轨、火车的车轮和车身都来自金
属矿产。火车消耗的能源以前是燃煤，后来改为燃油，目
前基本都改成电力机车——电能大部分也是消耗化石燃料
的结果。飞机更不用说了。
生病去医院，医生检查用的各种仪器都来自金属矿产
。这里要说的是，如果胃发生溃疡，那么还有一种矿物就
得用上了，那就是重晶石。重晶石是生产工业和医用硫酸
钡的重要矿物原料，它的主要化学成分是硫酸钡，而硫酸
钡正是胃镜检查时，病人食用的钡餐。钡餐在含有盐酸的
胃酸中不会溶解，从而可以像摄入的食物一样成功黏在胃
壁上。胃壁有溃疡等表面损失的部位则无法黏上。对胃部
进行X光拍摄，由于X光无法透过硫酸钡固体，钡餐将在照
片上留下阴影，而未留下阴影的部分即为病变部位。此外
很多矿物都是入药的成分，像滑石具有利水通便、清解暑
热之功效；蛇纹石具有活血化瘀的功能；等等。
那么吃穿又和地质有什么关系呢？我们吃的粮食作物
和蔬菜瓜果都生长在土壤中，土壤是岩石风化的结果，土
壤中的化学元素含量对人体健康的影响可不容小觑。我们
的饮用水多来自河流、湖泊乃至地下水，水的矿化程度受
到地质因素的影响很大，会间接对我们的健康产生影响。
我们穿衣用的布料虽然来自植物纤维或者动物皮毛，但是
在生产过程中经常要使用一些矿物填料增加其柔韧性。当
然布料上的花纹图案很多都由矿物颜料染成。说到吃，除
了食物外，我们不得不提餐具——现在的餐具多用瓷器制
成，瓷器则是用黏土矿物烧制而成。
随着生活水平的提高，温饱问题已经不再是多数人关
心的首要问题。人们开始追求新的生活，追求美和艺术。
例如出门旅行，欣赏美景，让心灵回归自然；又如佩戴一
些珠宝玉石，装饰自己的外表，追求一种气质美；再有就
是搞绘画、陶瓷等艺术品的创作。以上这些同样离不开地
质学知识。
首先我们谈谈旅行。旅行，顾名思义就是去大自然欣
赏美景，追求自然。你知道吗？很多旅游景点都是地质作
用的杰作。宏伟的东岳泰山，是古老的片麻岩造就的山体
。长白山天池、黑龙江五大连池是火山口湖。峻峭的黄山
，是1亿多年前地下岩浆活动形成的花岗岩山体。被誉为“
童话世界”的九寨沟，是冰川活动形成的沟谷和堰塞湖缔
造的神话。惟妙惟肖的云南石林、流光溢彩的北京石花洞
、奇特的重庆武隆天生桥、美不胜收的四川黄龙钙华五彩
池，都是喀斯特作用的结果。还有被风吹出来的新疆魔鬼
城，被流水切出来的长江三峡……都与地质作用密不可分
。
珠宝玉石更是大自然赐予人们的礼物。宝石之所以为
宝，是因为它们具有美丽、耐久、稀有的特点。宝石分为
西方宝石和东方宝石两大类。西方的宝石主要是一些高硬
度、美丽的矿物，佩戴在身上显得雍容华贵。像钻石，就
是宝石级的金刚石；红宝石和蓝宝石是宝石级的刚玉；碧
玺是宝石级的电气石；祖母绿和海蓝宝是宝石级的绿柱石
；托帕石是宝石级的黄玉；欧泊是蛋白石；水晶是宝石级
的石英。此外石榴子石、橄榄石、锂辉石等矿物，只要晶
莹剔透、颜色艳丽，都可成为宝石材料。东方的宝石主要
是玉石，还包括文房用石，充满了东方文化，也象征君子
的美德。我们熟悉的玉石大多为变质作用形成的岩石和矿
物，如新疆和田玉的主要成分是透闪石；寿山石、青田石
这样的印章石中含有叶蜡石这种矿物。
我们绘画和烧制瓷器用的颜料很多从矿物中提取，而
制作绘画用纸需要用矿物作为填料。山石流水也是历代画
家笔下的重要素材之一。当然，作为古代文人雅客的居所
布置，观赏石必不可少，像太湖石、灵璧石这样的石中精
品，是大自然亿万年地质作用的精华。
生产建设离不开地质学。今天我们能够乘坐火车直达
世界屋脊、享受城市便利的地铁交通；能够在100层摩天大
楼上观景；能够驾车在跨海大桥上飞驰；能够使用从西部
输送的天然气和电能；能够喝上从千里之外调来的水，都
离不开地质学。
被誉为“天路”的青藏铁路，其施工最难的地方不在
于其海拔的高，而是其要穿越青藏高原冻土带。冻土的特
点是有冻融作用，会使得土面变形，从而对工程建设产生
影响，解决冻土问题需要地质学家会商。又如北京地铁9号
线北段为什么比南段推迟两年通车？这是因为北段在地下
要穿越砾石层，在施工过程中面临着透水的风险，解决这
些问题同样需要应用地质学。当然我国的西电东送、西气
东输和南水北调这样的宏伟工程的建设更需要应用地质学
。
此外，住在山区的同学不知是否思考过，你住的房屋
安全吗？当遭遇地震、滑坡、泥石流等灾害时，你如何做
才可以最大可能地保护自己的生命？这些灾害发生的原因
何在，哪些地区是这种灾害的易发区？这些都涉及地质学
的知识。
天气变化与地质学息息相关。明天是否刮风下雨，是
否有讨厌的雾霾和沙尘暴，这直接影响着我们的生活和出
行。你知道吗？天气的变化也与地质，特别是地貌息息相
关。
就以北京为例。北京的西部和北部被太行山系和燕山
山系阻隔，形成类似簸箕的地形，对北京城市中的污染物
扩散极为不利，这也是北京多雾霾天的元凶之一。再如我
国西北地区的干旱以及山区的气候多变，都是地质因素造
就的。
总之，地质学就在我们的生活中，了解和掌握一些地
质学知识，会给你的生活增添色彩。那就请翻开这本书，
一起走进自然，亲近一下形形色色的石头，探索地球的奥
秘吧！

“通识简说科学系列”是一套科普作家和学者为青少年而写的科普读物，全套丛书围绕“课程点+兴趣点”，用风趣幽默的语言介绍科学知识，囊括地质学、古生物、动物学、天文学、航天五个主题。这套书最大的特点就是，可读性极强，读起来饶有兴趣，在不知不觉中就能学到很多科学知识。在出版过程中，我们给身边的孩子、出版策划人、阅读推广人、一线教师都试读过，他们都认为这套书的内容确实是从课堂知识延伸出来，拓宽了孩子们的知识面，能够帮助他们在阅读中发现兴趣，探索科学的奥妙。
本书是丛书的其中一本，作者通过介绍地质学的基础知识，引导广大读者走进地质学的大门。本书用诙谐幽默的手法，向读者介绍了地质学中比较难以理解的知识，降低了广大读者了解地质学知识的门槛，让更多的读者能够感受到地质学的魅力所在。

《探矿寻宝话沧桑——简说地质学》是一本面向中小
学生的科普读物。
作为本书的作者，我自己也有过多彩的童年和少年时
光，我从小也对山川和岩石有着浓厚的兴趣，《地球》《
化石》杂志以及从国外引进的地学科普读物是我儿时就喜
欢翻看的书籍。很荣幸能够最终考入中国地质大学，又能
最终成为一名地学科普工作者。
在这本书出版之际，我首先要感谢我的研究生导师，
中国地质大学（北京）的周洪瑞教授，是他将我从一个业
余爱好者带入专业的大门。我要感谢我的工作单位——中
国地质博物馆，正是这座博物馆为我的地学人生铺就了第
一块砖。
在本书出版过程中，我也得到了一些老师和专业人员
的指导，同时获得了图片上的支持，这里一并表示感谢：
杨志华，中国地质大学（北京），地层古生物专业，
博士
赵中宝，中国地质科学院，构造地质学专业，博士后
卞跃跃，中国地质博物馆，史志办，工程师
李知默，中国地质博物馆，宣传联络部，工程师
高源，北京自然博物馆，科普部，科普工作者
张萤，始祖鸟科学教育，科普工作者
李强，记骨斋工作室，专业科普老师
赵洪山，中国地质博物馆，资深摄影师
这本书既是对地质科学知识的宣传，也是我对地质科
学科普的一种探索。书中难免有不足之处，恳请各界读者
指正。
地球是一部巨厚的史书，而我们人类读到的只是零星
几页，还有更多的秘密等待我们去发现、去探索！
尹超
2018年10月

要将纷繁复杂的科学“简而言之”，从来不是件
简单的事情。本丛书为年轻读者删繁就简，虽从“简
”开始，但并不止于“简”，字里行间、图画笔墨都
凝结了巧妙心思，更是建立了一套爱上科学的“快捷
方式”，将求知的内心与人类的智慧无缝对接！
——北京人民广播电台科学节目主持人，中国新
闻奖一等奖得主 段玉龙
青少年通过阅读科普书籍，从科学的角度重新理
解自然世界，正是对想象力、创造力的培养。好的科
普作品能够起到激发兴趣、提供科学学习支架的作用
，这套书正是用化繁为简的方式，为孩子们的科学学
习铺就了一条趣味盎然的大路。
——北京市特级教师，青少年科幻科普阅读推广
人 周群
“简说”并不简单，“简”代表着简明扼要、直
接明了，让我们可以很容易就知晓一些知识。地质学
、古生物学、天文学等都是很复杂的学科，但在这套
书里却可以用一个个故事简单地讲述。往往难的不是
将简单变复杂，而是将复杂讲得简单。你可以试一试
，是不是就这样简单地知道了呢？
——广东省特级教师，儿童阅读推广人 李祖文

第一章 读万卷书，行万里路——地质旅行
“读万卷书，行万里路”是我们耳熟能详的至理名言，也是很多科学家、文学家、画家的人生座右铭，从事地质研究更是如此。地质学到底研究什么呢？或许大家第一个反应是研究山和石头。没错，但这只是浅层次的理解。准确来说地质学是通过研究山川的演变、研究各种岩石的成因来揭示地球的演化规律，从而为寻找矿产资源、为人们的日常生产生活服务的一门学科。
地质学离不开野外实践。像南北朝地理学家郦道元，从小就对河流产生了浓厚的兴趣。做官后，他曾游历多地，观察各地的地理和水文情况，在掌握大量实际资料的基础上写成了《水经注》。书中不仅纠正了以往关于河道发展、河流流向、流域等的错误记载，还记录了大同地区的火山和煤炭资源，以及湖南出产的石燕贝化石。明代地理学家徐弘祖从22岁开始，花了34年的时间进行野外考察，足迹遍布今天的16个省区，写下了《徐霞客游记》。
当然，作为不从事或将来不打算从事地质学研究，但对于山川、岩石感兴趣的普通爱好者来说，我们出去游玩，特别在山区游玩时，不妨做一番有心的观察，拍摄一些既汇集自然之美，又富含科学之理的照片，这岂不是一件很有意义的事？
地质旅行观察什么
地质旅行固然是在山区进行的，有时候我们会徒步或者骑单车近距离看山，更多的时候是乘汽车或火车在山区穿行，不论选择哪种交通方式，我们都可以获取一些关于山石的科学信息。
我们知道山是由岩石组成的，岩石按成因分为三个大类群，再细分其种类数不胜数。岩石的种类对于山体的形态影响巨大。如果我们看到比较陡峻的山，尖峰刺天，而且岩石呈黄色、褐色或微微的粉红色，并有古松自悬崖伸出，那么此山可能由花岗岩类、玄武岩类或较为坚硬的变质岩组成。我国的黄山、华山都是花岗岩山体，而东岳泰山则是由花岗岩变质形成的片麻岩山。如果山峰较为圆润，群山林立，山色清灰，则可能为碳酸盐类山体，例如贵州兴义的万峰林。还有一些山体通红，表面感觉很粗糙，则可能是红色砂岩山体，如广东的丹霞山。
除了通过观察山体形态和颜色来鉴别其组成的岩石外，我们还要观察地层。由沉积岩构成的山层状结构明显，有的岩层水平，有的岩层倾斜，还有的岩层弯曲变形。对于岩层水平或微微倾斜的岩层来说，老地层在下，新地层在上。对于弯曲变形的岩层来说，我们着重看其弯曲的方向和形态。岩层的弯曲在地质学上称为褶皱，如果岩层呈现对称，且为中轴垂直的拱桥（背斜）或凹槽（向斜）状，那么说明岩层受到两侧力的均匀挤压而变形，此时还是老地层在下、新地层在上。但是如果地层弯曲形态复杂，甚至像叠好的被子平卧着弯曲，则说明地层发生了倒转。岩层的弯曲程度往往说明了一个地区地壳运动的活跃和激烈程度。当然，在一些地区，我们还可以看到岩层发生中断、错位，甚至可以看出成排的三角面山，这便是断层。
当有机会近距离观察山体和岩层时，你还可以看到更为细腻的结构。有的岩层层面上会有斜角的纹层，也就是交错层理；有的岩层层面上，颗粒粒度有从大到小变化的趋势。此外，岩层上有时还能看到波浪纹、雨痕、冰雹痕，一些岩石表面还可以看到纵贯岩石表面、相互截交的岩脉。这些都是大自然记录下来的古环境的信息。
上述这些内容，如果能够记录到本子上，配以素描，并拍摄清晰的照片，那将是非常珍贵的地质资料。如果你每次出门都能够将这些资料记录好，并获取里面的科学道理，那么数年后，你就会成为一名具有很高专业水平的爱好者，也就是业余地质学家。
当然，如果在野外能收集几块别具特色的岩石也是不错的收获。对于一般的奇石爱好者来说，可以在山脚下或者河床上捡一些有特色的砾石，例如有漂亮花纹或者呈现鲜艳色彩或是半透明的砾石。对于地质学爱好者而言，最好能备有专业地质锤从岩层层面打标本，并将标本的采集地点进行拍照和文字记录，回去后将采集的标本编号装盒，成为个人的收藏品。
下面，就请大家跟随笔者到山西大同和北京房山去做两次地质旅行吧。
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