煤矿地质学

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。

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。

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) 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、参差状断口、锯齿状断口和阶梯状断口矿物的弹性是指矿物受到外力时候发生形变,外力取消后可恢复其原来形状的性质如云母。矿物的其他性质包括比重(相对密度)和磁性。比重是指不包含内外部孔隙的矿物的质量和同体积的水的重量之比,称为矿物的比重,根据比重可将矿物称为三种:轻矿物(石盐、石膏)、中等比重矿物(石英、长石、方解石)、重矿物(黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿)

磁性是指矿物具有可被磁铁吸引,或本身能吸引铁屑的性质,根据磁性强弱分为强磁性、弱磁性和无磁性矿物。

常见的造岩矿物有石英、正长石、斜长石、白云母、黑云母、辉石、橄榄石、角闪石蒙脱石、高岭石、方解石、白云石、石膏、铝土矿、褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿、石墨等等

8.岩石的相关概念分类与性质(三大类岩石的矿物成分、结构、构造、分类)

岩石:在地质作用下形成的一种或者一种以上矿物的集合体称为岩石,少数岩石是由一种矿物构成,比如纯净的石灰岩是由方解石构成,大多数的岩石是由几种矿物构成的,比如花岗岩是由石英、正长石和黑云母等矿物组成。

岩石按照成因可以分为三大类:由岩浆作用形成的岩浆岩、由外力地质作用产生的沉积岩、由变质作用形成的变质岩。

岩浆岩是由侵入地壳的岩浆以及喷出地表的岩浆冷凝后形成的岩石。根据生成环境的不同,将岩浆岩分为侵入岩和喷出岩两类,侵入岩又分为深成岩和浅成岩,岩浆侵入地壳深部冷凝形成的岩石称为深成岩,侵入地壳前部形成的岩石称为浅成岩,岩浆喷出掉膘后冷凝形成的岩石称为喷出岩。岩浆岩中化学成分主要是二氧化硅,其含量的变化影响着岩石的性质和特点,因此根据二氧化硅的含量的不同将岩浆岩划分为超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩四种。其成分和分类后续补充。(岩浆岩矿物成分)组成岩浆岩的造岩矿物主要有8种,分别是石英、正长石、斜长石、白云母、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石。(岩浆岩结构)岩浆岩的结构是指矿物的结晶程度、颗粒大小、形状以及矿物之间的组合方式等,反映出岩石在构成上的特征,常见的结构有以下几种:等粒结构、斑状结构、隐晶质结构、玻璃质结构。(岩浆岩的构造)岩浆岩的构造是指岩浆岩中矿物的排列方式或者充填方式所反映的岩石特征,主要有以下几种:块状构造、流纹构造、气孔构造、杏仁构造。

沉积岩是先期形成的各种岩石(岩浆岩、变质岩、沉积岩)的风化和剥蚀产物、火山喷发的固体碎屑物质及生物的遗体和碎片等,在原地或搬运后沉积下来,通过固结成岩作用所形成的岩石。(沉积岩矿物成分):沉积岩中的矿物成分可以分为三类:碎屑矿物、粘土矿物、化学和生物成因的矿物。沉积岩的颜色分为原生色和次生色(沉积岩的结构):碎屑结构(指碎屑被物质胶结物胶结起来的一种结构,按照碎屑颗粒的大小,碎屑结构又可分为以下几种:砾状结构(碎屑粒径大于2mm的占50％以上)、砂状结构(碎屑粒径等于或小于2mm至大于0.1mm者的占50％以上)、粉砂状结构(碎屑粒径等于或小于0.1mm至大于0.01mm者的占50％以上))、泥质结构、化学结构、生物结构。(沉积岩的构造):沉积岩的构造是指其各个组成部分的空间分布以及他们之间的相互排列关系所反映出来的岩石综合特性,沉积岩的典型构造是层理,其次还有层面构造和结核等,按照岩层中层理的形态,可以分为水平层理、波纹层理、斜层理(斜层理又可以分为单向斜层理和交错斜层理)

变质岩:先期形成的岩石(岩浆岩、沉积岩、变质岩),在地壳中受到高温、高压以及外来物质渗入的影响,引起其化学成分和矿物成分、结构、构造的变化,形成新的岩石,称为变质岩。(变质岩的矿物组成):组成变质岩的矿物,基本可以分为两大类:一类是与岩浆岩或沉积岩共有地矿物,如石英、长石、云母、普通辉石、以及方解石、白云石等,另一类是在变质作用下产生的新矿物,如石榴子石、红柱石、滑石、石墨等,这些矿物称为变质矿物。(变质岩结构):常见的变质岩的结构有粒状变晶结构和斑状变晶结构。(变质岩