文档介绍：第一章地质学基础知识第一节岩石学基础知识一、矿物矿物是天然产物,一般具有一定的物理性质和比较固定的化学成份。有的矿物是由一种化学元素组成的单质矿物,如自然金、自然铜、金刚石等;有的是由两种或两种以上的元素组成的化合物,如黄铁矿、方解石等。某些人工合成的矿物,如人造金刚石、人造水晶等,其化学成份与物理性质与自然矿物类似,但不是天然产物,称之为“人造矿物”或“合成矿物”。当前,已发现的矿物约3000多种,但组成煤系地层岩石的常见矿物仅有20余种,称之为造岩矿物。常见的矿物有:石英、长石、方解石、黑云母、白云母、角闪石、黄铁矿、赤铁矿和铝土矿等。二、岩石岩石是由矿物或岩屑在地质作用下聚集而形成的,自然界中有些岩石是由一种矿物组成,如纯洁的大理岩是由方解石组成;而多数是由两种以上的矿物组成,如花岗岩主要由石英、长石、云母三种矿物组成;少数由火山玻璃物质、胶体物质或生物遗骸组成。岩石具有一定的结构和构造特征,与矿物比较,岩石的物质组成不固定,物理性质不均匀。岩石与矿产的关系密切,各种金属、非金属矿产(如煤炭、石油等)绝大多数蕴藏于岩石之中,与岩石具有成因和时空上的联系。自然界中岩石种类名目繁多,但根据其成因可分为三大类:岩浆岩、沉积岩、变质岩。1、岩浆岩岩浆岩又称火成岩,它是地壳下面存在着高温高压的熔融硅酸盐物质(称为岩浆),受地壳运动的影响,沿着地壳薄弱带侵入地壳或喷出地表,温度降低,最后冷凝固结形成的岩石。岩浆岩的主要矿物组成是硅酸盐矿物,主要氧化物是SiO2。根据SiO2的百分含量,岩浆岩可分为超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩。这些岩浆岩中的SiO2含量依次逐渐增大。根据岩浆岩的产出深度和状态的不同,岩浆岩又可分为深成岩、浅成岩和喷出岩。岩浆岩侵入煤系地层,是一种常见的地质现象,也是影响煤矿生产的重要地质因素之一。岩浆岩侵入体对煤层的破坏性主要表现为:①煤层被侵入体所代替,破坏了煤层的连续、完整性,减少了煤炭的可采储量;②由于接触变质的影响,使煤的灰分增高,黏结性减弱,煤质变劣,降低煤的工业价值;③侵入体硬度较煤层大,会妨碍采掘工作的正常进行,增加生产成本;④侵入体在煤层中发育时,使采区和工作面布置困难,甚至造成废巷等损失。岩浆岩与沉积岩及变质岩的主要区别标志有:①岩浆岩大多为块状的结晶岩石,部分因冷凝过快而呈玻璃质结构;②具有特有的矿物及结构构造;③与围岩有明显的界线,常含有围岩碎块,称“捕虏体”,接触处有热变质现象;④没有任何生物遗迹或化石。2、变质岩变质岩是指已存在的各种岩石(岩浆岩、沉积岩或早先形成的变质岩),在地壳中由于物理和化学条件的改变(高温、高压或化学性质活泼的气体、液体的影响),使原来岩石的结构、构造或矿物成份等发生变化而形成的新的岩石。如:由石灰岩变为大理岩、由石英砂岩变质为石英岩。变质轻者可保持原有岩石的一些结构、构造特征,重者则原岩面目皆非。由于煤是沉积矿产,属沉积岩的一部分,本教材主要针对煤矿防治水问题,因此,下节重点介绍沉积岩。第二节沉积岩一、沉积岩的概念沉积岩主要指由出露地表的岩石及火山碎屑物质、生物遗骸等在外动力地质作用下被风化、剥蚀的产物,经过搬运、沉积、固结作用所形成的一类岩石。沉积岩在地表分布最广,约占地球表面积的3/4。更为重要的是许多矿产如煤、油页岩、岩盐等都是沉积岩。据统计,当前,全世界每年开采的矿产的75%来自沉积岩。从地表往下,沉积岩所占比例逐渐减少。二、沉积岩的结构及原生构造1、沉积岩的结构沉积岩的结构可分为碎屑结构、泥质结构、化学结构和生物结构。碎屑结构的特点是岩石可分为碎屑和胶结物两部分。,按颗粒直径大小可分为:砾状结构颗粒直径大于2mm,,。泥质结构多为粘土矿物,。化学结构是经过化学溶液沉淀结晶而成,如大部分石灰岩是由许多方解石晶体组成。生物结构是由生物遗体或碎片组成。2、沉积岩的原生构造沉积岩最典型的特征之一是具有原生层状构造。包括层理构造和层面构造。(1)层理构造:两层面之间更微细的成层现象称层理构造,是岩石性质在垂直原始沉积层面的方向上,由于矿物成份、颜色、结构等特征发生突变或渐变而显现出来。沉积岩的层理类型主要有水平层理、波状层理及交错层理(也称斜层理)等。(2)层面构造在岩层面,由于沉积物沉积时,表面遭受到流水、风、生物活动及阳光曝晒等作用所留下的痕迹称层面构造。常见的有波浪、干裂、雨痕、痕迹化石等。如图2-1-1所示。图2—1—1干裂及其形成示意图三、沉积岩的分类关于沉积岩的分类,当前国内外流行的分类方案,十分强调沉积岩的物质来源,并以此作为分类的基础,如图2-1-2。外源沉积岩:所谓“外源”,是指沉积物质来源于沉积盆地之外。其中,由母岩风化、