地質學基本知識課件

1、地質學基本知識饒玉學2011年12月地質學基本知識饒玉學2011年12月itdc重點分七個方面介紹：1、地球與地球結構2、地層及地質年齡4、巖漿作用5、巖石與巖石分類3、地質構造6、礦床與礦床分類7、找礦勘查技術方法重點分七個方面介紹：1、地球與地球結構2、地層及地質年齡4、一、地球與地球結構1.1 地球結構圖一、地球與地球結構1.1 地球結構圖一、地球與地球結構1.2 地殼、地幔和地核特點縱橫波分層 厚度（千米） 狀態(tài) 組成 溫度壓力密度 地殼P、S波的波速突然增大。（莫霍面） P、S波的波速突然減小，S波直至消失。（古登堡面）硅鋁層大陸部分平均 33 大洋部分平均 6整個地殼平均 17固態(tài)

2、巖石 逐 漸 增 大硅鎂層地幔上地幔上地幔頂部1000固態(tài)鐵鎂的硅酸鹽類物質，由上而下鐵鎂含量逐漸增加。 上地幔上部軟流層下地幔 2900固態(tài)地核外核5100液態(tài)以鐵鎳為主并含少量較輕元素。 內核固態(tài)一、地球與地球結構1.2 地殼、地幔和地核特點縱橫波分層 厚一、地球與地球結構1.3 地殼結構特點與物質組成 由于人類尋找各種礦產的空間是在地殼，所以，地質學家對地殼不斷開展探索性科學研究。1、地殼元素的組成： 豐度值（克拉克值）、百分比2、地殼分層及物質組成3、地殼結構特點硅鎂層硅鋁層厚度變化大，分布不均勻硅鎂層分布是連續(xù)的,硅鋁層在大洋底部罕見一、地球與地球結構1.3 地殼結構特點與物質組成

3、一、地球與地球結構1.4 我國對地殼結構研究現(xiàn)狀1997年6月國家科技領導小組批準，中國大陸科學鉆探工程被列為“九五”國家重大科學計劃。1999年9月27日，原國家計委批準了“中國大陸科學鉆探工程”項目建議書。并由國土資源部負責組織，具體實施任務由“中國大陸科學鉆探工程中心”承擔。王達教授任總指揮，許志琴院士任首席科學家。總投資1.76億元。中國是再蘇聯(lián)和德國之后第三個超過5000米的科學深鉆的國家，2006年完成鉆探任務，鉆探深度達5158米。一、地球與地球結構1.4 我國對地殼結構研究現(xiàn)狀1.4 我國對地殼結構研究現(xiàn)狀一、地球與地球結構1.4 我國對地殼結構研究現(xiàn)狀一、地球與地球結構一、地

4、球與地球結構1.4 我國對地殼結構研究現(xiàn)狀目前科技部批準的深部探測計劃正在實施，已經取得了一系列科研成果，成功研制了萬米鉆機，重量達1000噸，高54米，近期準備運到大慶油田開展地殼深部鉆探研究，同時數(shù)據(jù)采集和處理技術已經研發(fā)成熟，構建了多目標、多學科的地質大科學框架，總體可以達到國外的技術水平。一、地球與地球結構1.4 我國對地殼結構研究現(xiàn)狀一、地球與地球結構第一章結束返回目錄一、地球與地球結構第一章結束二、地層及地質年齡2.1 概念地層指地殼表層成帶狀展布的層狀巖石 ，研究的主要范圍是建立地層層序以及確定其相互間時間關系。世界地層科學家早期主要是采用地層層序、古生物、地層接觸關系等方法確定

5、年齡，到50-60年代以后直至目前，在同位素科學技術迅速發(fā)展的基礎上，采用同位素方法測定巖石中礦物同位素年齡獲得地層（地質）年齡數(shù)據(jù)。 二、地層及地質年齡2.1 概念二、地層及地質年齡2.2 地層、地質年齡表二、地層及地質年齡2.2 地層、地質年齡表二、地層及地質年齡2.3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，并且先形成的在下 部，后形成的在上部，構成上新下老的關系。 2.化石層序率：生物是由簡單向復雜，由低級向高級進化，含高 級生物化石的地層時代新，含低級生物化石的地層時代老。 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?shù)氐牡貙又辛粝铝宋镔|記錄。不同時

6、代形成的地層彼此之間 的接觸關系不同，可分為三種：整合、假整合及不整合。二、地層及地質年齡2.3相對年代的確定二、地層及地質年齡2.4同位素年齡的確定同位素年齡測定是根據(jù)礦物和巖石中放射性同位素衰變原理及其衰變產物的數(shù)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。用于地層年齡測量的同位素方法主要有U-Pb法、Th-pb法、Rb-Sr法、K-Ar法、Sm-Nd法等。二、地層及地質年齡2.4同位素年齡的確定二、地層及地質年齡第二章結束返回目錄二、地層及地質年齡第二章結束三、地質構造3.1巖層產狀 巖層在空間產出的狀態(tài)稱為巖層的

7、產狀 。 用巖層的走向、傾向和傾角來確定，一般稱為巖層產狀要素。三、地質構造3.1巖層產狀 三、地質構造3.2 褶皺構造受各種地質作用的影響，導致巖層發(fā)生變形而產生的連續(xù)彎曲的各構造形態(tài)。三、地質構造3.2 褶皺構造三、地質構造3.2 褶皺構造圖2三、地質構造3.2 褶皺構造圖2三、地質構造3.2 褶皺構造圖3三、地質構造3.2 褶皺構造圖3三、地質構造3.3 斷裂構造自然界巖石受應力以后，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。可分為節(jié)理和斷層，斷層對巖層和巖石的變化影響很大，可造成巖石有明顯的位移。三、地質構造3.3 斷裂構造三、

8、地質構造3.3 斷裂構造三、地質構造3.3 斷裂構造三、地質構造3.3 斷裂構造三、地質構造3.3 斷裂構造三、地質構造3.3 斷裂構造新疆克拉瑪依黑油山三、地質構造3.3 斷裂構造新疆克拉瑪依黑油山三、地質構造3.3 斷裂構造新西蘭熱泉噴發(fā)三、地質構造3.3 斷裂構造新西蘭熱泉噴發(fā)三、地質構造第三章結束返回目錄三、地質構造第三章結束四、巖漿作用4.1 概念巖漿的形成、運移、冷凝固結成巖漿巖的全過程稱巖漿作用。巖漿通過侵入和噴出（火山）作用形成巖漿巖。四、巖漿作用4.1 概念四、巖漿作用4.2 巖漿的噴出作用巖漿噴出地表，沿坡流動，迅速冷凝固結形成噴出巖。四、巖漿作用4.2 巖漿的噴出作用四、

9、巖漿作用4.2 巖漿的噴出作用噴出地表的巖漿迅速冷凝固結成巖四、巖漿作用4.2 巖漿的噴出作用四、巖漿作用4.2 巖漿的噴出作用1972年夏威夷火山爆發(fā)形成的熔巖流四、巖漿作用4.2 巖漿的噴出作用四、巖漿作用第四章結束返回目錄四、巖漿作用第四章結束五、巖石與巖石分類5.1 概念巖石是一種或多種礦物的集合體，主要研究對象是地殼及上地幔上部的巖石，它是構成地殼的基本部分。按巖石成因可分為；巖漿巖、沉積巖和變質巖三大類。五、巖石與巖石分類5.1 概念五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類5.2.1巖漿巖巖漿巖是由地殼內部上升的巖漿侵入地殼或噴出地表冷凝而成的，又稱火成巖。巖漿主要來源于地幔上部的軟流層

10、，溫度高達1300，壓力約數(shù)千個大氣壓，使巖漿具有極大的活動性和能量。按其活動又分為侵入巖和噴出巖。侵入巖是未達到地表的巖漿冷凝而成的巖石。噴出巖是在巖漿噴出地表的條件下形成，溫度低，冷卻快。五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類5.2.1巖漿巖分類：按酸度可劃分成四大類，按堿度可相應劃分 出4個巖類 ：超基性巖類：鈣堿性系列的巖石是橄欖巖-苦橄巖類。 基性巖類：鈣堿性系列的巖石是輝長巖-玄武巖類。 中性巖類：鈣堿性系列為閃長巖-安山巖類 。酸性巖類：鈣堿性系列的花崗巖-流紋巖類。五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類5.2.1巖漿巖

11、五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類5.2.1巖漿巖五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類5.2.1巖漿巖五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類5.2.2沉積巖沉積巖是在地殼表面環(huán)境中形成的巖石。經過風化、搬運、沉積固結等沉積而成，其主要特征：1、呈層狀產出，并經歷分選作用，層理構造顯著；2、巖層表面可出現(xiàn)波痕、交錯層、泥裂等構造。3、沉積巖中常含古代生物遺跡，經石化作用即成化石 4、沉積巖地質體的形態(tài)可能與河流、三角洲、沙洲、沙 壩的范圍相近。5、沉積巖固結程度有差別，有些甚至是未固結的沉積物。五、巖

12、石與巖石分類5.2 巖石分類五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類5.2.2沉積巖五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類5.2.2沉積巖五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類5.2.3變質巖它是地殼物質在內力地質作用下，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，使原巖改變其成分、結構、構造變成新巖石。主要是由巖漿巖或沉積巖在變質作用下形成。與前兩類巖石主要區(qū)別是變質巖屬重結晶的巖石，顆粒較粗，不含玻璃質和有機質。 。五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類5.2.3 變質巖灰色片麻巖

13、五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類5.2.3 變質巖紫蘇花崗巖五、巖石與巖石分類5.2 巖石分類五、巖石與巖石分類第五章結束返回目錄五、巖石與巖石分類第五章結束六、礦床與礦床分類6.1 概念隨著礦業(yè)生產的發(fā)展而產生了礦床學，是一門技術經濟與地質學相結合的綜合性學科，它的主要任務是研究各類礦床的成礦物質來源、成因及其時空分布規(guī)律。具體的研究內容則是礦體的規(guī)模、產狀、形態(tài)和物質組成，礦床的形成條件及控礦因素，礦床的成因類型和工業(yè)類型等。研究礦床學的目的是為了經濟合理地進行找礦、勘探和開發(fā)利用。 。六、礦床與礦床分類6.1 概念六、礦床與礦床分類6.2 礦床礦床是在

14、地球演化和一定的地質環(huán)境中，使分散在地殼和上地幔中的各種化學元素相對富集而形成的“聚集體”，并隨著人類開發(fā)利用技術水平的提高，不斷被人類利用的“聚集體”被稱為礦石，否則稱為巖石。按成礦作用可劃分： 內生成礦作用 外生成礦作用 變質成礦作用 疊生成礦作用（多因復成礦床）。六、礦床與礦床分類6.2 礦床六、礦床與礦床分類6.2 礦床按礦床成因可劃分4大類12亞類六、礦床與礦床分類6.2 礦床六、礦床與礦床分類6.2 礦床按礦床成因可劃分4大類12亞類六、礦床與礦床分類6.2 礦床六、礦床與礦床分類6.2 礦床按礦床工業(yè)類型可劃分10類1、能源礦產：煤、石油、油頁巖、天然氣、鈾、釷等；2、黑色金屬礦

15、產：鐵、錳、鉻、釩、鈦等；3、有色金屬礦產：銅、鉛、鋅、鋁、鎳、鈷、鎢、錫、鉍、鉬等；4、稀有金屬礦產：鋰、鈹、鈮、鉭、鋯、鎘、鎵、銦、稀土等；5、貴金屬礦產：金、銀、鉑、鈀、釕、鋨、銥、銠等；6、冶金輔助原料礦產：熔劑用石灰?guī)r、白云巖、硅石、菱鎂礦、耐火粘土等7、化工原料礦產：硫鐵礦、自然硫、磷、鉀鹽、明礬石、化工用石灰?guī)r、泥炭 8、特種類礦產：壓電水晶、冰洲石、金剛石、藍石棉、熔煉水晶、光學螢石等 9、建材及其他類礦產：云母、石棉、高嶺土、石墨、石膏、滑石、水泥用石灰?guī)r等；10、水氣礦產：地下水、地下熱水、二氧化碳氣等。六、礦床與礦床分類6.2 礦床六、礦床與礦床分類6.3 礦床學礦床學主

16、要研究以下具體內容：1、礦石特征：研究礦石的物質成分、結構構造及其在礦體中的分布和變化，并了解礦石的形成條件，確定礦產的質量和加工工藝性質；2、礦體特征：測定礦體的形狀、大小、產狀及其與圍巖的關系，查明礦床的規(guī)模、產出位置和開采條件；3、成礦條件：研究礦床與地層、構造、巖石及巖漿活動、沉積作用、變質作用、生物活動、氣候、地貌等因素的關系，查明它們對成礦的控制作用；六、礦床與礦床分類6.3 礦床學六、礦床與礦床分類6.3 礦床學礦床學主要研究以下具體內容：1、礦石特征：研究礦石的物質成分、結構構造及其在礦體中的分布和變化，并了解礦石的形成條件，確定礦產的質量和加工工藝性質；2、礦體特征：測定礦體

17、的形狀、大小、產狀及其與圍巖的關系，查明礦床的規(guī)模、產出位置和開采條件；3、成礦條件：研究礦床與地層、構造、巖石及巖漿活動、沉積作用、變質作用、生物活動、氣候、地貌等因素的關系，查明它們對成礦的控制作用；六、礦床與礦床分類6.3 礦床學六、礦床與礦床分類6.3 礦床學礦床學主要研究以下具體內容：4、礦床成因：研究礦床形成的物理、化學、生物等作用和演化過程，闡明礦床的成因；5、礦床分布規(guī)律：研究礦床所在區(qū)域的大地構造、地球化學和地球物理特征及其對礦床分布的控制作用；研究礦床形成和分布與地殼發(fā)展演化的關系，闡明礦床的時間、空間分布規(guī)律。六、礦床與礦床分類6.3 礦床學六、礦床與礦床分類6.4 礦床

18、學與其它學科的關系礦物學地球化學構造地質大地構造地球物理巖石學地層學礦床學找礦勘探遙感地質經濟六、礦床與礦床分類6.4 礦床學與其它學科的關系礦物學地球構六、礦床與礦床分類6.5在找礦勘探工作中，經常使用有關名詞（5點）1、邊界品位：指用來劃分礦與非礦界限的最低品位，如銅礦的邊界品位為0.20.3，鉬礦為0.020.04等。2、工業(yè)品位：在一定的經濟技術條件下，能供開采和利用的礦體最低平均品位，礦體的平均品位達到工業(yè)品位時稱為工業(yè)礦體，才能計算工業(yè)儲量。3、礦體：是礦石的天然集合體，是礦床的主要組成部分，是開采和利用的對象。礦體的范圍可能通過肉眼觀察即可圈定，大多數(shù)必須通過化學分析才能確定。一

19、個礦床往往是由多個礦體組成的。礦體具有一定的形態(tài)和產狀。六、礦床與礦床分類6.5在找礦勘探工作中，經常使用有關名詞（六、礦床與礦床分類6.5在找礦勘探工作中，經常使用有關名詞（5點）4、圍巖：是指礦體周圍的巖石。礦體與圍巖的邊界一般是通過系統(tǒng)采樣分析后圈定的。5、儲量：泛指礦產的蘊藏量。礦產儲量需按一定的工業(yè)指標要求與儲量分類規(guī)定計算 其表示方式有礦石儲量(簡稱礦石量)、金屬儲量(簡稱金屬量)或有用組分儲量、有用礦物儲量等，多數(shù)以質量(噸、千克、克拉)計，少數(shù)以體積(立方米)計。它不扣除未來開采和加工時的貧化與損失。 六、礦床與礦床分類6.5在找礦勘探工作中，經常使用有關名詞（六、礦床與礦床分

20、類6.6 固體礦產資源/儲量分類框架圖六、礦床與礦床分類6.6 固體礦產資源/儲量分類框架圖六、礦床與礦床分類6.6 固體礦產資源/儲量分類框架圖第一個是地質軸（G），表明地質工作階段，由深而淺為詳細勘探、一般勘探、普查、踏查。 第二個為可行性軸(F)，由深而淺為可行性研究采礦報告、預可行性研究、地質研究。 第三個軸為經濟軸(E)，由深而淺為經濟的、潛在經濟的、內蘊經濟的。六、礦床與礦床分類6.6 固體礦產資源/儲量分類框架圖六、礦床與礦床分類第六章結束返回目錄六、礦床與礦床分類第六章結束七、找礦勘查技術方法7.1 找礦概念一定的區(qū)域內，為尋找和評價國民經濟發(fā)展需要的礦產而進行的地質調查研究工

21、作。包括礦床點的位置、不同礦種、礦產地質調查、地質經濟評價、提供相關文字、圖件和實物資料。七、找礦勘查技術方法7.1 找礦概念七、找礦勘查技術方法7.2 找礦目的國家需求成礦預測勘查技術方法可行性研究七、找礦勘查技術方法7.2 找礦目的七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法概念：為了找礦采用的各種技術手段和工作措施的總稱。找礦技術方法實施的基本目的是獲取礦化信息，并通過對礦化信息的評價研究發(fā)現(xiàn)礦產地。找礦技術方法主要分為五種：地質方法、地球化學方法、地球物理方法、遙感方法、工程技術方法。七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法7.3.1地質方法地質方法

22、主要包括：地質填圖法、礫石找礦法、重砂找礦法等。主要介紹地質填圖法地質填圖法主要運用地質理論，進行綜合性地質礦產調查和研究，查明工作區(qū)內的地層、巖石、構造與礦產的基本地質特征，研究成礦規(guī)律和各種找礦信息進行找礦。整個工作過程是將地質特征填繪在比例尺相適應的地形圖上，故稱為地質填圖法。本法所反映的地質礦產內容全面、系統(tǒng)，是最基本的找礦方法。無論在什么地質環(huán)境下，尋找什么礦產，必須進行地質填圖。七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法7.3.1地質方法地質填圖的質量直接影響找礦工作的效果。國內外有很多實例，在找礦區(qū)由于地質填圖工作質量不高，對某些地質特征未調

23、查清楚，因此給找礦工作造成失誤或巨大經濟損失，如果是高質量的地質填圖將大大提高找礦顯示度。目前，隨著高新技術和計算機技術在找礦工作中的普及應用，地質填圖正由過去單一的人工野外現(xiàn)場填制向采用遙感技術、野外地質信息數(shù)字化、計算機直接成圖方面發(fā)展，由單一的二維制圖向三維、立體制圖方向發(fā)展。七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法7.3.2 地球化學找礦法地球化學找礦法(簡稱化探)是以地球化學和礦床學為理論基礎，以地球化學分散暈(流)為主要研究對象，通過調查有關元素在地殼中的分布、分散及集中的規(guī)律，達到發(fā)現(xiàn)礦床或礦體的目的。前蘇聯(lián)在二十世紀三十年代首先使用地球化

24、學方法找礦，后來傳到美洲等地。美國發(fā)明了原子吸收光譜分析儀器和測試方法后，極大地促進了本方法的飛速發(fā)展。七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法7.3.2 地球化學找礦法地球化學找礦法可以尋找金屬、非金屬、油氣等眾多礦種及不同的礦床類型。目前，地球化學找礦方法已經發(fā)展成多種方法，包括：土壤測量、分散流、巖石地球化學、水化學、氣體測量等，方法的應用也從單一的地面發(fā)展到空中、地下、水中等。在實際找礦工作中對各種化探方法的選擇必須結合研究區(qū)的具體地質條件進行。七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法7.3.2 地球化學找

25、礦法地球化學找礦法主要根據(jù)成礦元素的原生暈和次生暈的分布規(guī)律，圈定找礦靶區(qū)。由于成礦元素的原生暈和次生暈規(guī)模比礦體大得多，并且成礦元素的分散介質種類很多，遷移的距離可以很大，因此通過地球化學暈的研究能發(fā)現(xiàn)難識別、新類型的礦床和埋藏很深的礦體。尤其水化學法找礦深度可達幾百米，所以地球化學找礦法對尋找隱伏礦床或盲礦體非常有效。七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法7.3.3 地球物理找礦法地球物理找礦方法 (簡稱物探)是通過研究地球物理場或某些物理現(xiàn)象，（如地磁場、地電場、重力場等）確定地質體的物性特征及其與周圍地質體之間的物性差異(物探異常)，進而推斷調

26、查對象的地質屬性，結合地質資料分析，實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)礦床(體)的目的。物探與地質學方法有著本質的不同，它不是直接研究巖石或礦石，而是通過不同的物理場研究、推測深部地質特征，理論基礎是物理學，將物理學的理論應用于地質找礦。所以，具有以下特點和工作前提：七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法7.3.3 地球物理找礦法1、物性差異:研究區(qū)的地質體之間，要有某種物理性質的差異。2、規(guī)模和深度差異：地質體要具有一定的規(guī)模和合適的深度。地質體埋藏較深，但規(guī)模很大，可能會發(fā)現(xiàn)異常。若規(guī)模很小、埋藏深礦體，則難以發(fā)現(xiàn)異常。 3、可區(qū)分異常：能否從復雜的異常中圈定出礦異常，是方

27、法應用的重要條件之一。如鉻鐵礦和純橄欖巖都可引起重力異常，蛇紋石化等巖性變化也可引起異常，七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法7.3.3 地球物理找礦法由于目前找礦對象主要是隱伏礦床，促進了物探方法迅速發(fā)展，并形成了磁法、電法、重力、地震等物探方法，實施途徑包括航空物探、地下(井中)物探、水中物探等，探測深度可以達到1000m以上(如大地電磁法)。由于礦床地質、地球物理特征及自然地理條件的不同。各種物探技術方法的應用具有嚴格的應用條件和使用范圍。七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法7.3.4遙感找礦法通過遙感技術對工作區(qū)的控礦因素、找礦標志及礦床的成礦規(guī)律進行研究，從中提取礦化信息，是找礦的一種技術手段。遙感找礦是一種高度綜合性的找礦方法，必須與地質學原理和野外地質工作緊密結合，才能獲得可靠的資料和正確的結論。七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法七、找礦勘查技術方法7.3 找礦技術方法7.3.4遙感找礦法遙感找礦以遙感物理為基礎，通過遙感圖像處理、解譯以及遙感信息地面成礦模式的研究，同時結合野外地質調查和室內樣品分析，以