地質學基礎知識.2

1、地質學基礎知識1.1地球及地質作用1、 地質作用：由于自然動力所引起的地殼物質組成、內部購造和地殼形態(tài)變化與發(fā)展的作用稱為地 質作用。2、地質作用分為：內力地質作用、外力地質作用。3、內力地質作用：作用于整個地殼和巖石圈，能源主要來源于地球本身的稱為內力地質作用。4、外力地質作用：作用于地球表面，能源來自于地球外部稱為外力地質作用。5、內力地質作用又分為：構造運動、地震地質作用、巖漿作用、變質作用。6、外力地質作用又分為：風化作用、剝蝕作用、搬運作用、沉積作用固結成巖作用。7、構造運動：地球內部動力引起地殼（或巖石圈）組成物質發(fā)生了變形變位的機械運動過程。8、構造運動的特點：普遍性和長期性。9

2、、構造運動的形式：升降運動 （造陸、沿半徑） 水平運動 （造山、沿球體平面沿切線方向）10、地震：是地殼快速顫動或擺動的現象，是地殼運動的一種表現。11、地震四要素：發(fā)震時刻、震級、震中、破壞烈度。12、震源：地殼內部發(fā)生地震的地方稱為震源。13、震中：震源在地面上的垂直投影稱為震中。14、地震的類型：構造地震、火山地震、陷落地震。15、按震源深度地震可分為：淺源地震，范圍（070km）中源地震，范圍（70300）深源地震，范圍（300700）。1.2巖漿作用和火成巖1、巖漿成份分類：二氧化硅、金屬氧化物、少量金屬元素和稀有元素、揮發(fā)性物質。2、巖漿作用：巖漿從發(fā)育到往上運移再到冷凝固結成巖的

3、過程稱為巖漿作用。3、巖漿作用分為：噴出作用、侵入作用。4、火成巖分為：噴出巖、侵入巖。5、火山分為：活火山、死火山、休眠火山。6、程度分火山按噴發(fā)劇烈為：猛烈式、寧靜式。7、噴發(fā)形式：中心式、裂隙式、熔透式。8、噴出物質：以固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)的形式存在。1.3巖石1、噴出巖的產狀分為：火山錐、巖鐘、巖熔流。2、三大巖類：火成巖、沉積巖、變質巖。第二部分 傾入作用與傾入巖1、傾入作用：巖漿從地殼深部上升運移傾入周圍巖石，而未達到地表。2、傾入體的產狀：巖墻、巖床、巖盤與巖蓋、巖株、巖基。3、火成巖的基本特征及分類4、火成巖的分類：根據二氧化硅含量分為：酸性、中性、基性、超基性。5、巖漿巖最主要造

4、石礦物：石英、正常石、斜長石、白云母、黑云母、角閃石、輝石和橄欖石。前 四種為淺色礦物，后四種為暗色礦物。3.1沉積巖：是在地殼表面環(huán)境中形成的巖石。2.外力地質作用科分為：分化、剝蝕、搬運、沉積和沉積巖等作用。（二）剝蝕作用：地下水體、地下水、冰川和風等介質在運動狀態(tài)下對地殼表面巖石進行破壞并將產物搬運的過程。 剝蝕作用可分為：機械剝蝕作用、化剝蝕作用。（三）1. 風化和剝蝕的作用：風化和剝蝕作用的產物被河流、海浪、風、冰川等運動介質轉移離開原地到它處的作用，稱為搬運作用。 可分為機械作用和化學作用。2 . 1. 搬運過程中的物質由搬運介質能量減弱或物理化學條件的改變以及生物等因素的影響，脫

5、離搬 運介質形成松散沉積物的過程，稱為沉積作用。 可分為機械沉積和化學沉積、生物沉積。3. 固結成巖作用1. 松散的沉積物形成以后逐漸轉變成硬的沉積巖的過程稱為固結成巖作用。2. 沉積巖在固結成巖的過程中主要發(fā)生下列：壓固作用、膠結作用、重結晶。4. 沉積巖的結構：碎屑結構、2. 泥質結構、生物結構、豆狀結構。5. 沉積巖的構造1. 層狀結構及原理：塊狀層 >1m 厚層 1m0.5m 中厚層0.5m0.1m 薄層 <0.1m 。2. 按照層理結構分類: 水平和平行層理、波狀層理、斜層理、交錯層理。3. 層面構造：（1）.波痕 （2）.泥裂4. 沉積巖分類：（1）. 火山碎屑巖 （2

6、）. 陸源沉積巖 （3）. 內源沉積巖。第四節(jié) 變質作用與變質巖一、變質作用 變質作用的概念變質作用是內力地質作用的一種，它是地殼物質不斷變化和相互轉換的重要形式之一。它是巖石在基本上處于固體狀態(tài)下，受到溫度、壓力及化學活動性流體的作用，是原巖改變其成分、結構、構造變成新巖石的作用。特點：是在地下深處高溫、高壓的環(huán)境下發(fā)生的，并且物質的變化在固態(tài)下影響變質作用的因素：一起變質作用的主要因素是溫度、壓力和化學活動性流體。這些因素在礦物和巖石的變質過程中經常是相互配合，共同期作用的。1. 溫度溫度在變質作用中主要起以下作用：（1） 在化學成分不變的條件下的重結晶作用（2） 促使礦物成分之間重新組合

7、形成新礦物。2. 壓力（1）壓力一般可分為倆種壓力：由重力引起的靜壓力和由構造運動引起的定向壓力（2）靜壓力:這是由于上覆巖層的重量所產生的壓力，它隨深度的增加而增加。定向壓力:主要是由構造運動或巖漿作用產生的。在地下深處的高溫環(huán)境中巖石處于塑性狀態(tài)。3. 化學性流體這些物質主要來自于巖漿。在巖漿傾入時，這些物質在溫度和壓力的作用下，能滲入到圍巖中，與圍巖產生一系列的化學反應，形成新的礦物。（三）變質作用的類型1. 區(qū)域性變質作用廣大地區(qū)內的巖石在地下深處受到構造運動長期和劇烈地影響而發(fā)生的變質作用,稱為區(qū)域變質作用.2. 接觸變質作用巖漿傾入時的高溫和從巖漿中逸散出的大量揮發(fā)性物質使圍巖發(fā)生

8、變質,稱為接觸性變質作用.3. 動力變質作用巖石在構造應力（定向壓力）作用下發(fā)生碎裂變形及輕微重結晶的變質作用，稱為動力變質作用。4. 混合巖化作用亦稱超深變質作用，它是由變質作用向巖漿作用轉變的過渡性地質作用。當區(qū)域變質作用進一步發(fā)展，特別是在溫度很高時巖石受熱而發(fā)生部分熔融并形成酸性成分的熔融體，同時由地下深部也能分泌出富含鉀、鈉、硅的熱液這些熔融體和熱液沿著已形成的區(qū)域變質巖的裂隙或片理滲透、擴散、貫入，甚至與變質巖發(fā)生化學反應，以形成新的巖石，這就是混合巖化作用。二變質巖的特征及主要類型（一） 變質巖的基本特征1. 變質巖的化學成分：SiO2、AI2O3、Fe2O3、FeO、MnO、C

9、aO、K2O、Na2O、H2O、CO2、等2. 變質巖的礦物成分：一類是沉積巖和火成巖中常見的礦物，另一類是在變質過程中形成的新礦物。3變質巖的結構： 變晶結構 變余結構4. 變質巖的構造： 變成構造 變余構造（二）變質巖的主要類型1.角巖2.大理巖3.石英巖4.矽卡巖5.片麻巖6.片巖7.千枚巖8.板巖 第四章 地質年代及底層系統(tǒng)1.地質年代：是指地質體形成或地質事件發(fā)生的年代。相對地質年代：地質體形成或地質事件發(fā)生的先后順序。絕對地質年代：地質體形成或地質事件發(fā)生距今有多少年。一 相對年代的確定1.地層層序率：地層形成時是水平或近水平的，并且先形成的在下部，后形成的在上部。既正常產狀的地層

10、存在上新下老的關系，這稱為地層層序率。2.化石層序率：生物的演化是有規(guī)律的生物總是由簡單向復雜，由低級向高級進化，含有高級生物化石的地層時代新，含有低級生物化石的地層時代老，含有相同種類化石的地層不論相聚多遠，原則上劃歸同一時代，這一規(guī)律稱為化石層序率。3.地層的接觸關系地球在漫長的演化過程中經歷的地殼運動在當地的地層中留下了物質記錄。不同時代形成的地層彼此之間的接觸關系也可分為三種：整合、假整合及不整合。1）整合新老倆套地層彼此平行接觸，它們之間是連續(xù)沉積，沒有沉積間斷。2）假整合（平行不整合）新老倆套地形雖然是平行一致的，但它們之間并不是連續(xù)沉積，而曾有過或長或短的沉積間斷，因此地層有或多

11、或少的損失。3）不整合(角度不整合)新老倆套地層彼此不平行而有一交角，其間有明顯的剝蝕面。3. 巖體的切割或穿插關系傾入巖與圍巖的新老關系，可以根據其切割或穿插關系確定。傾入者年代新，被傾入者年代老，這一規(guī)律為切割率。二. 同位素年齡的確定人們利用礦物和巖石中放射性同位素及其衰變產物的數量比來推算這些礦物和巖石在地殼中存在的時間，也就是它們的地質年齡。人們把利用這種方法所測到的巖石的年齡稱為同位素年齡。其計算公式為：t =1/1n(1+D/N)式中：t巖石產生的地質年齡,Ma年；衰變常數，與放射性同位素有關；D產生的終極元素的原子數；N測得的放射性的原子數。第二節(jié) 地質年代及地層系統(tǒng)一.地層單

12、位和地質年代單位（一）巖石地層單位1.組：組是基本的巖石地層單位，為區(qū)測填圖時常用的地層單位。2.群:群是比組高一級的巖石地層單位。3.段:段是比組低一級的巖石地層單位。4層：層是最小的巖石地層單位。二、年代地層表和地質年代表年代地層表和地質年代表是倆個不同的概念，年代地層表是由巖石組成的物質單位，而地質年代表則是地質時間單位，但它們之間有嚴格的對應關系。第三節(jié) 地史簡述1.地質年代表順口溜:寒武奧陶志留紀，泥盆石炭二疊紀三疊侏羅白堊紀第三第四紀。新生代：第三第四紀，中生代：三疊侏羅白堊紀，古生代:1.晚古生代:泥盆石炭二疊紀，2.早古生代：寒武奧陶志留紀第五章 地質構造沉積巖形成時除局部傾斜

13、外，基本上是水平產出的，而在一定范圍內是連續(xù)分布的；巖漿巖則具有原生的整體性。第一節(jié) 巖層產狀一、巖層產狀及產狀要素巖層在空間產出的狀態(tài)稱為巖層的產狀，用巖層的走向、傾向和傾角來確定，這三個用來說明巖層產狀的參數稱為巖層產狀要素。(一)走向：傾斜巖層面與任一水平面的交線叫走向線。(二)傾向：在巖石面上，垂直走向線，沿巖石面往下所引的直線叫傾斜線。(三)傾角：巖石面與水平面的銳夾角。 第二節(jié) 褶皺構造一.褶皺構造的概念由于構造運動等地質作用的影響，使巖層發(fā)生塑性變形而產生的連續(xù)彎曲的各構造形態(tài)，稱為褶皺構造。二.褶曲概念褶皺的形態(tài)多種多樣，規(guī)模大小懸殊，大的可達數十公里，小的在手標本中可見。褶皺

14、中的一個彎曲稱為褶曲。(一)褶曲要素:為了研究和描述褶曲的空間形態(tài)特征，必須弄清褶曲的各個組成部分及其相互關系。通常把褶曲的各個組成部分稱為褶曲要素。（二）褶曲要素主要分為：核部，翼部，樞紐，軸面，軸。三.褶曲的基本類型(一)褶曲的基本類型有倆種：背斜和向斜。1.背斜：背斜的形態(tài)是巖層向上拱的彎曲，其倆翼巖層一般相背傾斜，經剝蝕后出露于地表時，其核部相對為老地層，倆翼依次相對變新的對稱重復排練的新地層。2.向斜：向斜是巖層向下凹的彎曲形態(tài)，其倆翼巖層一般相像傾斜。四.褶曲分類（二）根據褶曲的橫剖面分類1.直立褶曲 2.斜歪褶曲 3.倒轉褶曲 4.平臥褶曲（三）根據褶曲的縱剖面分類1.水平褶曲

15、2.傾伏褶曲（四）根據褶曲的平面形態(tài)分類1.線形褶曲 2.短軸褶曲 3.近等軸褶曲第三節(jié) 斷裂構造一.斷裂構造定義自然界巖石受力后，當作用力超過其強度時，就會產生斷裂，使其連續(xù)性和完整性遭到破壞，這種巖石脆性變形的產物稱為斷裂構造。（一）斷裂構造可分為節(jié)理和斷層二.節(jié)理（一）節(jié)理定義：節(jié)理是指斷裂面?zhèn)z側巖石沒有發(fā)生顯著位移的斷裂構造。1.根據節(jié)理形成的力學性質，可分為張節(jié)理和剪節(jié)理倆類。、（1）張節(jié)理是由張應力產生的破裂面。（2）剪節(jié)理是由剪應力產生的破裂面。三.斷層斷層是指斷裂面?zhèn)z側的巖石有明顯相對位移的斷裂構造。（一）斷層要素1.斷層面：斷層面是指巖層斷裂后發(fā)生位移的破裂面。2.斷層線：斷

16、層線是指斷層面與地表面的交線，也就是斷層面在地表上的出露線，它大致反應了斷層的延伸方向和延展規(guī)模。3.斷盤：斷盤是指斷層面?zhèn)z側相對位移的巖塊（巖體）4.交面線：交面線是指斷層面與巖層面（一般為巖層底面）的交線。5.斷層位移：斷層倆盤巖石沿斷裂面的相對錯動叫斷層位移。（二）斷層分類1.根據斷層倆盤相對位移的方向分類（1）正斷層：指上盤相對下降，上盤相對上升的斷層。（2）逆斷層:指上盤相對上升，下盤相對下降的斷層。（3）平移斷層：指斷層倆盤沿斷層面作水平方向相對位移的斷層.2.根據斷層走向與所切割巖層走向的關系分類（1）走向斷層：指斷層走向與所切割巖石層走向基本一致的斷層.（2）傾向斷層：指走向與

17、所切割巖層傾向基本一致（既與巖層走向垂直）的斷層。（3）斜交斷層：指斷層走向與所切割巖層走向明顯斜交的斷層。3.根據斷層走向與褶曲軸向或區(qū)域構造線方向的關系分類（1）縱斷層：指斷層走向與褶曲軸向或區(qū)域構造線方向基本一致的斷層。（2）橫斷層：指斷層走向與褶曲軸向或區(qū)域構造線方向基本垂直的斷層。（3）斜斷層: 指斷層走向與褶曲軸向或區(qū)域構造線方向明顯斜交的斷層。（三）斷層的組合類型1.地塹 ：指有倆條或倆條以上傾向相對的正斷層組合，致使中間巖塊相對下降，倆側巖塊相對上升的組合類型。2. 地壘：指有倆條或倆條以上傾向相背的正斷層組合，致使中間巖塊相對上升，倆側巖塊相對下降的組合類型。3. 階梯狀構造

18、：指由倆條或倆條以上產狀基本一致的正斷層組成，致使上盤在剖面上呈階梯狀向同一方向依次下降的組合類型。4.疊瓦狀構造：指由倆條或倆條以上產狀基本一致的逆斷層組成，致使上盤在剖面上呈疊瓦狀向同一方向依次上推的組合類型。 第六章煤與含煤巖系 第一節(jié) 成煤作用一成煤物質植物是成煤的原始物質，植物分為高等植物和低等植物。低等植物形成的煤稱為腐泥煤，由高等植物形成的稱為腐植煤在自然界腐植煤占絕大多數，目前開采的也主要是腐植煤。二 成煤作用煤是由植物經過漫長的極為復雜的生物化學,物理化學作用轉變而成的。從植物遺體堆積到轉變?yōu)槊旱囊幌盗醒葑冞^程稱為成煤作用（一） 泥炭化階段1 腐泥化作用：低等植物和浮游生物遺

19、體在湖沼、瀉湖和海灣等還原環(huán)境中轉變成腐泥的生物化學作用。腐泥通常呈黃褐色或黑褐色2 泥炭化作用：高等植物遺體在泥炭沼澤中，經受復雜的生物化學轉變泥炭的過程。泥巖通常呈黃褐色或黑褐色，無光澤，地質疏松。（二） 煤化階段泥炭或腐泥轉變?yōu)楹置?、煙煤、無煙煤、超無煙煤、的物理化學變化稱為煤化作用。煤化作用又分為煤成巖作用和煤變質作用兩個階段1 煤成巖作用泥炭被掩埋后，在地溫、壓力等因素的影響下壓實、脫水、固結、腐植酸向腐植質轉變而成褐煤的過程稱為煤成巖作用2. 煤變質作用褐煤在地下受相對較高的溫度、壓力等因素的影響轉變?yōu)闊熋骸o煙煤等的地球化學作用稱為煤變質作用。最為突出的是煤中的腐植酸全部消失，出

20、現了粘結性，光澤增強，碳含量增加。這時褐煤逐漸變質轉化為煙煤。三 成煤的必要條件。（一） 植物條件;植物是成煤的原始物質。（二） 氣候條件：潮濕、溫暖的氣候條件是成煤最有利的條件。（三） 地理條件：地理條件是成煤的場所。（四） 地殼運動條件：成煤作用與地殼下沉息息相關。 第二節(jié) 煤的物質組成、性質及分類一、 煤巖成分和宏觀煤巖類型（一） 煤巖成分腐植煤是由絲炭、鏡煤、暗煤、亮煤四種成分組成，稱為煤巖成分（二） 宏觀煤巖類型1. 光亮型煤 2.半亮型煤 3.半暗型煤 4暗型煤二、 煤的性質（一） 煤的化學性質組成1.碳（C）2.氫（H）3.氧（O）4.氮N）5硫（S）.6.磷（P）7.其他元素（

21、二）煤的物理性質1.煤的顏色與條痕 2.煤的光澤 3.煤的密度 4.煤的硬度和脆度 5.煤的導電性（三）煤的工藝性質1.煤的工業(yè)分析 (1)，水分（m）煤的水分分為化合水和游離水?；纤桥c煤中礦成分呈化和狀態(tài)的水；游離水是煤的內部毛細管吸附煤表面附著的水(2)灰分（a）煤的灰分是指煤中所以可燃物完全燃燒，煤中礦物質發(fā)生一系列分解、化合等復雜反應后剩下的殘留物，所以稱灰分率更為確切些。(3).揮發(fā)分（v）在隔絕空氣的情況下，將煤在（900+-10）攝氏度的溫度下加熱7分鐘時，煤中的有機物和一部分礦物質就會分解成氣體和液體(蒸汽狀態(tài))用逸出物減去煤中的水分即分揮發(fā)分。(4)固定碳（fc）測定煤的

22、揮發(fā)分時，剩下的不揮發(fā)物質稱為焦渣，焦渣減去灰分即為固定碳。 2煤的粘結性：煉煤時，要求煤具有粘結性和結焦性。煤的結焦性是指煤粒在隔絕空氣受熱后，能不能粘結其本身或惰性物質成交的性質3.煤的發(fā)熱量（q）是指單位質量的煤完全燃燒時所產生的熱量.三 煤的分類（1） 無煙煤：煤化程度最高的煤。顏色為鋼灰色，條痕為深黑灰黑色，似金屬光澤，硬度和密度在煤中最大。（2） 瘦煤：顏色、條痕均為黑色。（3） 焦煤：顏色為深黑色，條痕為黑帶棕色，強玻璃光澤。（4） 肥煤：顏色為深黑色，條痕為黑帶棕色，玻璃光澤。（5） 氣煤：顏色為黑色，條痕為棕黑色，弱玻璃強瀝青光澤。（6） 長焰煤：煤化程度最低的煤，顏色為褐黑

23、色，條痕為深棕色，瀝青光澤。（7） 褐煤：顏色為褐色，也有的為褐黑或黑色，但條痕均為褐色。 第三節(jié) 含煤巖系及煤田一 含煤巖系的概念及類型（一） 含煤巖系的概念：含煤系是指一套含有煤層并且在成因上有聯系的沉積巖系，簡稱為煤系，含煤巖系的最大的特點是含有煤層。（二） 含煤巖系的類型1、 近海型含煤巖系;亦稱海陸交替相含煤巖系。煤系厚度不大，煤層厚度也不大，但煤層數目較多。2、 內陸型含煤巖系：亦稱陸相含煤巖系。煤層數目不多，但單層厚度較大。二含煤巖系的組成（一）.煤層1.煤層結構：煤層中有無穩(wěn)定的巖石夾層、夾矸的情況稱為煤層結構。1）簡單煤層結構：煤層中不含穩(wěn)定的呈層狀分布的巖石層，但有時也含有

24、呈透鏡體或結核狀分布的礦物質。2）復雜煤層結構：煤層中長夾有穩(wěn)定的呈層狀分布的巖石夾層，少者一兩層，多者十幾層。2.煤層厚度：煤層的頂板與底面之間的垂直距離稱為煤層厚度。1）按煤層傾角分類型近水平煤層 小于八度 緩傾斜煤層 八度至二五度 中斜煤層二十五至四十五度 急斜煤層 大于四十五度2）按煤層厚度分類薄煤層 <1.3m 中厚煤層 1.3m/3.5m 厚煤層 >3.5m3）按煤層穩(wěn)定性分類（1）穩(wěn)定煤層。煤層厚度變化很小，規(guī)律明顯，結構簡單至較簡單，（2）較穩(wěn)定煤層。煤層厚度有一定的變化，但規(guī)律較明顯。（3）不穩(wěn)定煤層。煤層厚度變化較大，無明顯規(guī)律，結構復雜至極復雜（4）極不穩(wěn)定煤

25、層。煤層厚度變化極大，呈透鏡狀、雞窩狀，一般為不連續(xù)分布，很難找出規(guī)律，可采塊段分布零星；無法進行分層對比，且層組對比也有困難的復煤層。（二）煤層的頂板、底板1頂板：是指位于煤層上方一定距離的巖層。（1）偽頂：指直接覆蓋在煤層之上的薄煤巖層。（2）直接頂：位于偽頂之上或位于煤層之上的巖層。（3）基本頂：又稱“老頂”位于直接頂之上或直接位于煤層之上的巖層。2.底板：是指位于煤層下方一定距離的巖層，底板一般分為直接底和老底。（1）直接底：指煤層之下與煤層直接接觸的巖層。（2）老底：位于直接底的巖層。巖層多為粉砂或砂巖，厚度較大。三煤田、聚煤期和聚煤區(qū)（一）煤田、煤產地的概念煤田是指同一地質時期形成并大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖系分布區(qū)。煤產地是指受后期大地構造變動和剝蝕作用而分割的一些單獨的含煤巖系分布區(qū)。（二）中國的主要聚煤期：石炭二疊紀 三疊侏羅紀 第三紀。（三）中國的聚煤區(qū)：1.東北聚煤區(qū) 2.西北聚煤區(qū) 3.華北聚煤區(qū) 4.