1.2 地质学的研究方法

地质学的研究方法和其他自然科学既相似又有所区别，与其他自然科学相似的地方就是它的严谨性，所有的自然科学都必须遵循严谨的科学态度，才可能获得准确的科研成果。由于地质科学本身的复杂性，地质学与其他自然科学的研究方法也有所区别。科学的论证方法有三段式的逻辑推理也有归纳法的综合推理，虽然地质学也有很多三段式的逻辑推理，但更多的科学结论来源于归纳法的应用，这也是地质学研究的特点之一。

大多数的地质学分支学科的研究工作是从野外调查开始的，传统的野外地质调查所使用的工具是被地质工作者称为“老三件”的锤子、罗盘、放大镜。今天的野外地质装备已经发生了巨大的改变，笔记本电脑、数码相机、手执GPS已经成为“新三件”，甚至更先进的卫星电话、现场成像系统等。

野外地质工作的主要任务有三项：确定地质体之间的空间关系，确定地质事件发生的时间关系，确定岩石组成的整体和局部的特征和采集典型的野外标本。时空关系的确定只能在野外进行，尤其是地质事件发生的相对时间关系。通过野外确定地质体的相互接触关系是确定地质事件时空关系的主要方法，而且这些工作也是地质学研究的基础，离开野外地质工作，地质学研究将成为无米之炊。当然部分地质学研究中的辅助工作只进行室内研究部分，但并不是学科的全部。

完成野外工作以后，大部分的地质学分支学科还需要进行室内的分析研究工作，即对岩石样品进行各种物理、化学指标的分析。各分支学科的分析内容有比较大的差异，如构造地质学通常要测定地质事件发生时间、构造环境的物理化学条件等，岩石学通常要分析岩石中各种元素的含量及其同位素特征等，石油地质学通常要分析孔隙度、渗透率、有机质含量和种类等。样品分析的精确程度会影响到研究结果的可靠性，因此地质学研究所使用的通常是世界最先进的分析仪器。现在地质学研究中常用的仪器有等离子质谱仪、X光衍射仪、离子探针等（图1-6，图1-7）。室内的研究工作通常还会使用大量的辅助工具，用来扩大人类的观察能力，如偏光显微镜、电子显微镜以及被广泛使用的电子计算机。

图1-6 ICP-MS多通道高分辨率等离子质谱仪

图1-7 电子探针X射线显微分析仪

室内外研究只是地质学研究的基础，地质学研究的整个过程应该包括如下的步骤：

所谓的“证据”，就是将野外的、室内的、前人的和相关学科的成果等各方面获得的地质信息都综合起来，并且分门别类，去伪存真。“推理”就是用合理的地学过程将所获得的资料串连起来，把原来点状分布的、零散的信息变成空间的、相关联的信息，并对地质过程有一个初步的认识。因此，对于地质学家来说，能否对所掌握的资料进行合理地综合分析，是能否得出正确结论的关键。在条件允许的情况下，可以对推理过程进行模拟，再现地学过程的原貌，这也是结论是否成立的有力佐证。随着计算机技术的发展，地质过程的模拟正越来越多地被使用。地质学研究当然要给出所研究课题的最终结果——结论。因为地质学的许多研究属于归纳式的科学，所以合理的结论应该能够解释研究区或者课题中出现的最多的现象。