文档介绍：煤矿地质学
西安科技大学
樊怀仁
一、地质学、煤矿地质学的研究对象和任务
地质学是研究地球的一门自然科学。当前主要是研究固体地球的外层——岩石圈,研究的内容包括:地球内部组成物质的成分及其形成、分布和演化规律;地球内部结构和构造;地表形态的发展过程及其发育规律;勘察地下资源的方法等。
煤矿地质学的研究对象主要是煤矿建设、生产过程中出现的各种地质问题,包括煤层赋存、地质构造、水文地质、工程地质、***地质、煤尘等方面的情况。
煤矿地质学运用地质学的基础理论,查明影响煤矿建设、生产的各种地质因素及其规律性,研究相应的处理方案和措施,保证煤炭资源的正常开采与合理利用。煤矿地质学的任务是研究从矿井基本建设开始直至开采结束为止全过程中的所有地质现象,找出其规律,解决煤矿建设、生产中出现的各种地质问题。
二、地质作用
由自然动力促使地球物质组成、内部构造和外部形态发生变化与发展的过程称为地质作用。其中,作用于整个地壳或岩石圈,能源主要来自地球本身的称内力地质作用;作用于地壳表层,能源主要来自地球以外的称外力地质作用。
(一)内力地质作用
1、构造运动:由地球内动力引起地壳(或岩石圈)组成物质变形变位的机械运动过程。
2、地震作用:它是岩石圈内积聚的能量聚然释放而引起的大地颤抖。
3、岩浆作用:岩浆形成、活动直至冷凝成岩的过程称为岩浆作用。
4、变质作用:指地壳中原有的岩石受物理和化学条件变化的影响,使其结构、构造和矿物成分等发生变化而形成一种新的岩石的过程。
(二)外力地质作用
大气、水和生物在太阳辐射能、重力能和日月引力等影响下产生的动力对地壳表层进行的各种作用,统称外力地质作用。
1、风化作用
风化作用是指岩石在地表条件下,由于温度变化,水或水溶液以及生物活动等影响而发生的机械破裂和化学分解作用。
2、剥蚀作用
剥蚀作用是指地表水体、地下水、冰川和风等介质在运动状态下对地壳表层岩石进行破坏并将破坏产物搬走的过程。
3、搬运作用
风化、剥蚀作用的产物,被流水、海洋、风、冰川等运动介质以机械或化学的方式转移到他处的过程称为搬运作用。
4、沉积作用
搬运过程中的物质,由于搬运介质能量减弱或物理化学条件的改变以及生物作用等因素的影响,在适当的环境停顿堆积的过程称为沉积作用。
5、成岩作用
松散沉积物被覆盖与原介质隔绝逐渐固结成岩,直至遭受变质作用或风化作用之前的各种物理,化学、生物作用统称为沉积岩的成岩作用。
三、矿物和岩石
一) 矿物
1、概念:由一种或多种元素在各种地质作用下形成的自然产物。具有比较固定的化学成分和比较固定的外表形态。以固态为主,有少数液态和气态矿物。
2、矿物的主要特征
颜色、条痕、光泽、硬度、解理、断口
2、常见矿物简介
石英、长石、云母、方解石、白云石、高龄石、蒙脱石、伊利石等。
二)岩浆岩
岩浆岩是由来自地球内部的熔融物质(岩浆),在不同地质条件下冷凝固结而成的岩石。当岩浆由火山通道喷溢出地表凝固形成的岩石,称喷出岩或称火山岩。常见的火山岩有玄武岩、安山岩和流纹岩等。当岩浆上升未达地表而在地下一定深度凝结而形成的岩石称侵入岩,按侵入部位不同又分为深成岩和浅成岩。花岗岩、辉长岩、闪长岩是典型的深成岩。花岗斑岩、辉长玢岩和闪长玢岩是常见的浅成岩。
三)沉积岩
1、概念:在地表常温、常压条件下,由风化物质、火山碎屑、有机物等经搬运、沉积和成岩作用形成的层状岩石。组成沉积岩的物质来自陆地上已生成的各类岩石,它们称为沉积岩的母岩(或源岩)。除以上母岩外,火山喷出物、生物物质、水体中的化学沉淀物也是沉积岩的组成部分。
沉积岩在地表分布则甚广,约占陆地面积的75%,而海底几乎全部为沉积物所覆盖。
煤系全部为沉积岩。
2、分类:按成因沉积岩可分为碎屑岩、粘土岩和化学岩(包括生物化学岩)。
3、常见的沉积岩
碎屑岩:按粒度划分:砾岩、粗砂岩、中粒砂岩、细粒砂岩、粉砂岩
按成分划分:石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩
按胶结物划分:硅质砂岩、泥质砂岩、铁质砂岩、钙质砂岩
粘土岩:泥岩、页岩
化学岩:石灰岩、白云岩
4、主要特征
层理构造、层面构造、生物化石
四)变质岩
1、概念:地壳内早先形成的岩石(岩浆岩、沉积岩、变质岩)为适应新的温度和压力条件,在不断发生整体熔融的固态前提下,矿物成分和岩石结构发生不同程度的变化,称为变质作用。经过变质作用后形成的岩石称变质岩。
2、分类:根据变质作用类型的不同,可将变质岩分为5类:动力变质岩、接触变质岩、区域变质岩、混合岩和交代变质岩。
3、常见的变质岩:糜棱岩、碎裂岩、板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩。
四、地层系统与地质年代
地层是指在某一地质年代因岩浆活动形成的岩体及沉积作用形成的地层的总称。所谓的地层是指在地壳发展过程中形成的各种成层和非成层岩石