肩负着为祖国石油工业培养高级人才的地球科学学院，前身是石油勘探系（始建于1961年，是大庆石油学院创建时的四个系之一），地球科学学院学科专业发展日趋完善，学生培养层次不断提高。从刚刚建校时的一个本科专业发展为现在的五个本科主业，8个硕士学位点，两个博士学位点 ，年招收本科生450余人，硕士生100人左右、博士生10人左右。
建院之初（1961～1965），由北京石油学院勘探系调入一批基础地质、石油地质、地球物理勘探和矿场地球测井教师作为骨干力量，并从大庆油田、西安石油学院调入一批地质类和应用地球物理类教师，同时也有各校地矿类应届毕业生分配来系任教者。当时对教师业务提高采取三种途径，视个人具体情况而定：一是校内承担教学及教学建设工作；二是派到大庆油田参加“会战”；三是送到北京地质学院（现中国地质大学）和北京石油学院（现石油大学）进修有关课程。
当时只设石油天然气地质勘查专业，同年招收学生，学制五年，专业培养方向是石油天然气地质勘查与油气田开发地质。1966～1976年停止统考招生，此期间曾招收三期三年制石油天然气地质勘查专业学员，两期一年制或一年半制石油天然气地质勘查专业、矿场地球物理测井专业学员，一期一年制磁带地震仪培训班和一期半年制气相色谱分析培训班。1977年恢复高考，招收石油天然气地质勘查专业本科生。1979年新建矿场地球物理测井专业，同年招收本科生。1980年新建地球物理勘探专业，同年招生。由于石油工业发展需求，上述三个专业在1983年至1994年同时招收了二年制、三年制专科生。1989年成功申办矿产普查与勘探、地球探测信息技术两个硕士点。1994年矿场地球物理专业与地球物理勘探专业合并为应用地球物理专业。1994年新建检测技术与仪器仪表专业，当年招收专科生，1995年开始招收本科生。2000年新建资源环境与城乡规划管理专业，2001年开始招收本科生。2002年新建地球物理学专业，同年招收本科生；2002年新建地球化学专业，2003年开始招生。 地球科学学院科研工作蒸蒸日上。以陈章明为代表的老一辈教师于上世纪八十年代初期艰难地开创了勘探系的科学研究工作。此后，地球科学学院（勘探系）以服务于油田勘探开发为主要研究方向的科研实力得以迅速增强，承担了从国家“973” 、国家自然科学基金、国家攻关到油田协作各级各类项目。近年来，在地热资源评价与利用、生态评价与规划、环境污染评价与治理等服务于地方经济和社会可持续发展的非油研究方向开始起步，有些已经取得显著的经济和社会效益。
回眸四十年的发展历程，地球科学学院得到了中国石油天然气集团总公司各级领导亲切关怀和全国各石油企事业单位及各届校友的大力支持。在系历届领导的带领下，在老一辈专家、学者、教授“严谨治学、求实创新”精神的熏陶下，地球科学学院全体教工已形成了“为人师表、育人为本，锐意进取、开拓创新”的良好教学与科研氛围。综合办学实力逐步增强，办学规模逐年扩大，办学质量稳步提高，现已成为大庆石油学院的重点大系之一，成为培养石油勘探与开发工程师的摇篮。
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