煤矿地质学基本概念和相关知识

绪论

1.煤矿地质学的概念，以及为什么要学习煤矿地质学？

煤矿地质学是运用地质学的基本理论，研究和解决与煤矿设计、建设、生产有关的地质问题的一门地质学的分支学科。

为什么要学习煤炭地质学：1.开采之前的地质工作不能满足开采需求；2.解决采煤问题中必备地质知识；3.采矿工程是一种技术性很强的综合性工作。

第一章地球概述

2.关于地球的物理性质与相关的各种异常

地球的物理性质主要包括密度、地压、重力、地磁与地热，一共5个，其中的还有一些相关的概念如下：

重力异常：由于地壳的物质成分和结构各处不同，使得引力和离心力发生变化，造成实测重力值与正常重力值有所差异，这种现象叫做重力异常。

地磁异常：埋藏着带有磁性的岩体或者矿体的地方，产生一个局部的附加磁场，使得该处的实测地磁要素值与理论上计算的正常值发生偏差，这种现象叫做地磁异常。

地磁场的三个要素：磁偏角、磁倾角与地磁场强度。

由地表向深部，低温特征有所不同，可以分为三层：变温层、恒温层、增温层。

地温梯度：又叫地热增温率，它指深度每下降100米，温度升高的度数，以℃/100m表示。

地温级：又称为地热增温级，它指温度每升高一摄氏度，它所增加的深度值，以m/℃表示。

地温异常：不同地区的地温梯度和地温级都有差异，这主要取决于当地的地质构造条件、岩浆活动和掉下水的运动状况，以及岩石导热率等因素。通常将温度梯度不超过3℃/100m 的地区称为地温正常区，超过3℃/100m的地区称为地温异常区。

3.地球的圈层构造

地球的内部圈层构造包括地壳、地幔和地核，进一步可以将地幔分为上地幔和下地幔，而地核可以分为外核与内核，地壳分为硅铝层（花岗岩质层）和硅镁层（玄武岩质层）。外部圈层构造为大气圈、水圈和生物圈。

4.地球的表面特征

陆地表面特征：陆地表面特征极为复杂，按照高低和起伏的情况，可以分为山地、丘陵、高原、平原、盆地、洼地等等，其中海拔高度100米以下的平原、低山和丘陵低于面积最大，占地球总表面积的20.8％。

海洋表面特征：根据起伏状况和海水深浅，将海底分为大路边缘、大洋盆地和洋中脊三个单元，其中大路边缘又可以分为大陆架、大陆坡和大陆基三部分。

第二章地质作用

5.地质作用与内外力地质作用

地质作用：促使地壳的物质成分、内部构造和地表形态等方面发生变化的作用称为地质作用，引起地质作用的动力称为地营力

依据地质作用的能源不同，地质作用分为两大类：一类是地球内部的能所产生的地质内营力（地质内动力）引起的，称为内力地质作用。另一类是由地球外部的能所产生的地质外营力（地质外动力）引起的，称为外力地质作用。

内力地质作用包括地壳运动、岩浆作用、变质作用和地震作用，地壳运动的基本形式有两种：垂直运动和水平运动。其中地震作用概念为地壳的局部快速颤动称为地震。地震类型按照震源深度可以分为浅源地震、中源地震和深源地震，按照成因可以分为火山地震、陷落地震和构造地震。外力地质所用包括风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、和固结成

岩作用。（地震内容有待补充）

第三章：地壳的物质组成

6.克拉克值与地壳元素组成

美国人克拉克于1889年，首先测定了地壳中各种化学元素的平均含量，他根据来自世界各地的5159个岩石样品的化学分析数据，求出了地壳深16km以内的50种元素的平均重量百分比，随后又经过许多有关学者不断地补充和修正，使其日臻完善，为了纪念克拉克的功绩，将个中国元素在地壳中的平均重量百分比，称为克拉克值。

地壳中主要元素含量右大到小分别为：O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、H

7.矿物相关概念与特性

矿物：矿物是在地址作用下，由一种元素或者一种以上的元素化合在一起形成的具有一定化学成分、物理性质和形态特征的自然物质。它们是化学元素在地壳中存在的形式，也是组成岩石和矿石的物质基础。

晶体：具有一定的内部结构，其化学成分的质点（原子或离子）按一定方式规则排列，具有规则的几何外形的矿物。

矿物的形态特征包括单体形态和结合体形态。

矿物的单体形态主要是指矿物的结晶习性和晶面条纹。根据矿物晶体在三维空间发育的程度不同，可以分为一向延伸（呈柱状和针状，如柱状的石长柱状的角闪石）、二向延展（呈片状和板状，如板状的石膏和片状的云母）和三向等长（呈粒状，如立方体状态的黄铁矿和岩盐）三类。

矿物的集合体形态：同种矿物的晶体颗粒或非晶体微粒的聚集。

矿物的物理性质性质主要包括矿物的光学性质、矿物的力学性质和其他性质三类。

其中矿物的光学性质是指矿物对光的吸收、折射和反射所产生的各种性质，其中包括颜色、条痕、光泽和透明度等。

矿物的颜色是由矿物对白光的各种波长的广播选择性吸收的结果根据成因不同，矿物颜色分为白色、它色和假色三种。

条痕是指矿物在无釉素瓷板上刻划后所保留的粉末颜色。

光泽是指矿物表面对光的反射程度，主要可以分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽，当矿物表面不平坦时候会产生一些比较特殊的光泽，包括油脂光泽、树脂光泽、丝绢光泽、蜡状光泽、土状光泽、珍珠光泽。

透明度是指矿物的透光程度，矿物的透明度一般可以分为三级，分别为透明（水晶、冰洲石）、半透明（闪锌矿）和不透明（黄铁矿、磁铁矿）。

矿物的力学性质是指矿物受到打击、刻划、研磨等外力作用所表现出来的各种物理性质称为力学性质。主要包括硬度、解理、端口和弹性等等。

硬度是指矿物受到外力的刻划、压入或者研磨的能力，通常把矿物硬度分为10级，分别以一种的矿物的硬度为标准，组成摩氏硬度计，其硬度等级只表示矿物硬度的相对大小，而不是绝对大小。摩氏硬度计从1-10分别是滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、适应、黄玉、刚玉、金刚石。

解理与断口：矿物晶体在外力作用下，延一定方向破裂呈光滑的平面的性质，称为解理。由此产生的滑面，称为解理面。矿物在外力作用下，延不定的方向破裂成凹凸不平破裂面称为断口。

根据解理方向数目的多少，解理分为：一向解理，如云母，二向解理，如角闪石，三向解理，如方解石，四向解理，如萤石，按照发生解理的难易程度、解理面的大小和平整程度，将解理分为5个等级，分别为极完全解理（云母）、完全解理（方解石）、中等解理（长石、辉石）、不完全解理（磷灰石）、极不完全解理（石英、黄铁矿）。断口分为贝壳状断口、参