第二章地质学
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普通地质学-第二章-岩石圈
第二章岩石圈第一节岩石圈的表面形态特征地球的表面呈高低起伏不平，有海洋和陆地两大地貌单元组成陆地面积占全球面积的29.2%海洋面积占全球面积的70.8%海洋平均深度为-3728m（-3794、-3908）地球最高点：为我国西部的珠峰、海拔88地球上最低点：为太平洋西部的马利亚纳海沟约为-11034m海陆最大高差近20公里海洋面积占总面积的2/3，多分布在北半球陆地面积占总面积的1/3，多分布在北半球一、陆地地形地球上的陆地并不是一个整体，而是被海洋分割成大大小小的块体，大块的叫大陆或大洲，小的叫岛屿根据陆地表面的海拔高度和起伏形态，陆地分六种基本形态山地：对不同高程山的统称，线状延伸的山称为山岭；由若干条山岭组成的山称山脉，山地海拔高程大于500米，相对高程大于200米。
根据海拔高度山地：低山区（500—1000米）中山区（1000-3500）高山区（3500-5000）极高山区（大于7500）高原：海拔600米以上，顶面平坦，面积大，起伏小的宽阔高地，世界上最高的高原是我国的青藏高原，平均海拔高度超过4000米。
盆地：四周被山地或高原所围，中央低平，如四川盆地丘陵：起伏小，海拔高程小于500米，相对高度小于200米，一般是峰圆坡缓，分布于不同高程平原：海拔高度小于200米，地面高度变化很小，略有波状起伏，表面平坦，如我国的华北平原、长江中下游平原。
洼地：陆地上地势低于海平面以下的地带，如我国西北吐鲁番盆地的艾丁湖，称为克鲁沁洼地。
由以上可知，陆地面积起伏变化十分复杂，有峰峦高耸、地面崎岖的山地、山脉，也有高低不大坡地缓和的丘陵，有海拔较高、面积广大的高原、也有低平宽广、起伏微小的平原、还有周围高、中间低的盆地等。
二海底地形地球表面被海水覆盖的大洋底部也是起伏不平的，根据起伏特征分为1 大陆架是陆地向海的自然延伸部分，构成围绕大陆的浅水平台，水深区在200米以内，平均坡度为-0.3，宽度几十至几百公里。
《地质学》第二章 地质作用和地质构造
生物圈(biosphere)：渗透在水圈、大气圈下层 和地壳表层的范围之中，对于改变地球的形态 起着重要的作用。
2.2 地质作用 地球演变的作用力
地球外营力：主要是太阳辐射、空气、地面 流水、地下水、冰川、风、湖泊、海洋等
地球内营力：地球内部应力的释放（构造运 动）、物质迁移（岩浆作用）等
人类工程活动
构造运动和岩浆活动引起变质作用。 地壳运动在内力地质作用中起主导 地位。
外力地质作用：由太阳辐射能引起，产生大气环
流，形成水的循环，动植物生长，在运动的过程中 改造地表.
外力地质作用的营力：
河流的侵蚀 地下水的潜蚀 风的吹蚀 冰川的刨蚀 湖泊海洋的冲蚀等
河流的侵蚀
地下水的潜蚀
风的吹蚀
冰川的刨蚀
地球外圈：
大气圈 水圈 生物圈
大气圈(atmosphere)：是地球以外的空间,它提 供生物需要的CO2和O2,对地貌形态变化起着极 大的影响。
水圈(hydrosphere)：由大气圈的水蒸气凝结成 降雨形成海洋和湖泊沼泽及地下水。水与地表 岩石相互作用，作为最活跃的地质营力促进各 种地质现象的发育。
硬结成岩 • 压实 • 胶结 • 重结晶
大陆以剥蚀为主，海洋以沉积为主。 山区以剥蚀为主，平原以沉积为主。
内力和外力地质作用的关系：
内力地质作用决定地表的基本形态和内部 构造———地表形态的塑造者。 外力地质作用破坏和重塑地表形态——— 地表形态的雕刻者。
地壳上升时，遭受剥蚀。
地壳下降时，接受沉积。
第二章 地质作用和地质构造
2.1 地球概况
2.1.1地球形状
地球表面的形态为椭球状 分为陆地和海洋两部分
陆地表面形态按其高程和起伏情况， 可分为山地、高原、丘陵、盆地和平 原等地貌形态。
2.2 地质作用 地球演变的作用力
地球外营力：主要是太阳辐射、空气、地面 流水、地下水、冰川、风、湖泊、海洋等
地球内营力：地球内部应力的释放（构造运 动）、物质迁移（岩浆作用）等
人类工程活动
构造运动和岩浆活动引起变质作用。 地壳运动在内力地质作用中起主导 地位。
外力地质作用：由太阳辐射能引起，产生大气环
流，形成水的循环，动植物生长，在运动的过程中 改造地表.
外力地质作用的营力：
河流的侵蚀 地下水的潜蚀 风的吹蚀 冰川的刨蚀 湖泊海洋的冲蚀等
河流的侵蚀
地下水的潜蚀
风的吹蚀
冰川的刨蚀
地球外圈：
大气圈 水圈 生物圈
大气圈(atmosphere)：是地球以外的空间,它提 供生物需要的CO2和O2,对地貌形态变化起着极 大的影响。
水圈(hydrosphere)：由大气圈的水蒸气凝结成 降雨形成海洋和湖泊沼泽及地下水。水与地表 岩石相互作用，作为最活跃的地质营力促进各 种地质现象的发育。
硬结成岩 • 压实 • 胶结 • 重结晶
大陆以剥蚀为主，海洋以沉积为主。 山区以剥蚀为主，平原以沉积为主。
内力和外力地质作用的关系：
内力地质作用决定地表的基本形态和内部 构造———地表形态的塑造者。 外力地质作用破坏和重塑地表形态——— 地表形态的雕刻者。
地壳上升时，遭受剥蚀。
地壳下降时，接受沉积。
第二章 地质作用和地质构造
2.1 地球概况
2.1.1地球形状
地球表面的形态为椭球状 分为陆地和海洋两部分
陆地表面形态按其高程和起伏情况， 可分为山地、高原、丘陵、盆地和平 原等地貌形态。
普通地质学第二章地球
g = G*M/R2 (单位用伽Gal)
1 Gal =1cm/s2
d
r
F RP
重力的变化
重力在地表的变化
重力随纬度的增加而增加，随海拔高度的增加而减小。若将地球视为均质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
体，以海平面为基准可计算出不同纬度的标准重力值。
g=987.032(1+5.3*10-3*sin2ф-5.9*10-6 *sin22ф) g 为重力（伽），ф为纬度
莫霍面
地幔 莫霍面与古登堡面之间的一个巨厚圈层。其 厚度约2850km。平均密度为4.5g/cm3。根据次级 界面可分为上地幔和下地幔。上地幔：从莫霍面 至地下1000km，平均密度为3.5g/cm3，成分主要 为含铁镁质较多的超基性岩。在上地幔的上部 100-350km存在一个由柔性物质组成的圈层称为软 流圈（地震波的低速带）。此软流圈之上的固态 岩石圈层称为岩石圈。下地幔：地下1000km至古 登堡面之间，平均密度增大为5.1g/cm3，成分仍为 含铁镁质的超基性岩，但铁质的含量增加。
0 Km
重力在地球内部的变化
10 00
影响重力大小的不是整个地球的总质量，而主
要是所在深度以下的质量。
20 00
由于地壳与地幔的密度都比较小，从地表到地 下2900km的核幔界面，重力大体上是随深度增加而 3 0 0 0
略有增加，但有波动。在核幔界面上，重力值达到 极大(约1069伽)，再往深处去,各个方向上的引力 4 0 0 0
大陆地区35km深度范围内以及大洋地区10km 深度范围内。地震波速度突然发生大的变化。 2900km是地球内部波速变化的最剧烈处。横波 降到零。
四、地球的磁性和电性
地理轴
地磁场：地球周围存在的磁场 地磁轴
1 Gal =1cm/s2
d
r
F RP
重力的变化
重力在地表的变化
重力随纬度的增加而增加，随海拔高度的增加而减小。若将地球视为均质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
体，以海平面为基准可计算出不同纬度的标准重力值。
g=987.032(1+5.3*10-3*sin2ф-5.9*10-6 *sin22ф) g 为重力（伽），ф为纬度
莫霍面
地幔 莫霍面与古登堡面之间的一个巨厚圈层。其 厚度约2850km。平均密度为4.5g/cm3。根据次级 界面可分为上地幔和下地幔。上地幔：从莫霍面 至地下1000km，平均密度为3.5g/cm3，成分主要 为含铁镁质较多的超基性岩。在上地幔的上部 100-350km存在一个由柔性物质组成的圈层称为软 流圈（地震波的低速带）。此软流圈之上的固态 岩石圈层称为岩石圈。下地幔：地下1000km至古 登堡面之间，平均密度增大为5.1g/cm3，成分仍为 含铁镁质的超基性岩，但铁质的含量增加。
0 Km
重力在地球内部的变化
10 00
影响重力大小的不是整个地球的总质量，而主
要是所在深度以下的质量。
20 00
由于地壳与地幔的密度都比较小，从地表到地 下2900km的核幔界面，重力大体上是随深度增加而 3 0 0 0
略有增加，但有波动。在核幔界面上，重力值达到 极大(约1069伽)，再往深处去,各个方向上的引力 4 0 0 0
大陆地区35km深度范围内以及大洋地区10km 深度范围内。地震波速度突然发生大的变化。 2900km是地球内部波速变化的最剧烈处。横波 降到零。
四、地球的磁性和电性
地理轴
地磁场：地球周围存在的磁场 地磁轴
地质学基础(第二章地质作用)
3
4
5
6
7
8 8.5～8.9
12
震中烈度 1～2 3 4～5 6～7 7～8 9～10 11
一般说，小于2.5级的地震，人无感觉，叫无感 地震；大于2.5级的地震，人就有感觉，叫有感地震； 5级以上的地震，会造成不同程度的破坏，叫破坏性 地震。1976年河北唐山发生7.8级的地震，是我国近 代造成损失最大的地震。 七级以上的大地震，每年多则二十几次，少则 三、五次；八级以上的大地震，每年约一次。
￭力地质作用所引起的地壳岩石发生变 形、变位的一种机械运动，又常称构造运动。
第 二 章 地 质 作 用
从空间上看，地壳的任何一个区域都在发生着运动。这种 运动表现为上升，或是下降；或是挤压，或是拉张等，不会处 在静止不动状态，只是这种运动十分缓慢，不易被人感觉。
￭第二节 内动力地质作用
新构造运动的证据： 新构造运动发生的时间距今不太久，许多地 第 二 貌和地物方面的证据保存得较好、故可通过： 章 1. 对地貌标志： 例如远离现今海岸线的海蚀凹槽和海蚀崖、河 地 质 成阶地、深切河曲、干溶洞等的出现为新构造运动 作 上升的标志； 用
埋藏阶地及水下森林等的存在则是新构造运动 下降的标志。
一直露在水面上未被淹没过， 但遭受风化，不甚光滑 在地壳下降时淹没在海水 中，被海生动物(瓣腮类)蛀 蚀了许多小孔 1538年努渥火山喷发时被 火山灰掩埋，柱面光滑
￭第二节 内动力地质作用
第 二 章 地 质 作 用
3、大地测量：大地测量对于研究现代的新构造运动是一种有 效方法，它不仅可以定量地确定运动速度和幅度，也可以准 确地定出运动方向。
￭第一节 概述
1.内能：是指来自地球内部自身的能量。
第 二 章 地 质 作 用
地质学基础(第二章地质作用1)
二、河流的地质作用 （一）、概述 河流是陆地上永久性有固定水流，它与人类的生活生产有着极其密切的 关系。人类文明的发展与河流分不开的“母亲河”同时从自然界的角度，河 流是陆地上最活跃的地质动力。河流的地质作用是陆地上最强烈的外动力地 质作用，流水的作用，是河水运动过程中对地表各种改造。 1、片流、洪流和河流 1）片流与坡积裙 大气降水大多为地表水，最初覆盖地面沿斜坡均匀活动网状流—片流。 2）洪流与洪积扇 片流进一步发展水量增大，在一些沟槽中汇集、便以自身冲刷使沟槽扩 大，成沟谷。沟谷中的浊水能量大（雨季）携带大量冲刷碎屑在沟口（山角 处）堆积扇水，称浊积扇。 3）河流 大型切割源沟各称冲沟，当冲沟有充足的外给水源即成为永久性水，称 河流。 地表上有固定水道（河道）的经常性水流。 西南石油大学
西南石油大学
￭ 第三节
外动力地质作用
（二）影响风化作用的因素 1、气候的影响 第 二 章 地 质 作 用
气候影响到 干冷地区 湿热地区
地表温度
降水量 降水性质 水溶液性质 生物活动状况
低
小 固体 酸性少 少
高
大 雨 酸性水 多
干冷地区：物理风化为主，程度差，速度慢，产物以岩 石碎屑为主。 湿热地区：化学风化为主，生物风化，程度高，速度快， 矿物分解彻底。产物以大量残留粘土为主。
西南石油大学
￭ 第三节
外动力地质作用
第 二 章 地 质 作 用
（2）侧蚀作用（旁蚀） 河水对河床两岸的岩石进行侵蚀，使河谷加宽或使河道左右迁移的 作用称侧蚀作用。 侧蚀的原因 １）河流弯道处的离心力：河道中只要有一个微小的弯曲存在，流水 就会在离心力的作用下涌向凹岸，从而在道弯处形成单向环流。 单向环流使岸不断侵蚀，同时凸岸沉积，结果加大了河流的弯面程度。 ２）科里奥利力（地球自转偏向力）的作用：由于科氏的作用，即使 是很平的河道也将有一侧受到侧方侵蚀，北半球河流的左转弯处，离心力 与科氏力同时作用凹岸，侧蚀强烈；右转弯处，离心力与科氏力相反。 侧蚀的结果 １）河床弯道处曲率增大 ２）河谷加宽，不对称，凹岸陡，凸岸缓。 ３）自由河曲及牛轭湖的形成。
第二章 岩石力学的地质学基础
26
岩层产状要素
27
褶曲要素
28
背斜与向斜
29
根据轴面产状划分的褶曲形态类型
根据枢纽产状划分的褶曲形态类型
30
根据平面形态划分的褶曲形态类型
31
32
褶皱构造与地形
33
裂隙分类
34
裂隙玫瑰图
35
断层要素
36
断层类型
37
阶状断层
地堑与地垒
断层的组合形式
38
断层三角面
39
断层现象
43
地下水的类型 分为：包气带水、潜水、承压水； 根据含水层的空隙性质可分为：孔隙水、裂隙水、岩溶水。 包气带水：水平构造、单斜构造 潜水：潜水等水位线图 承压水：自留盆地与自流斜地、承压水等水压线图 空隙水 （1）孔隙水 （2）裂隙水：风化裂隙水、成岩裂隙水及构造裂隙水 （3）岩溶水 地下水对岩土工程的影响 动水压力 基坑突涌 隧道垮塌 边坡失稳。。。。。
主要矿物 成分
全部为从岩浆中析出的原生 次生矿物占主要地位，成分 矿物，成分复杂，但较稳定。单一，一般多不固定。常见 浅色的矿物有石英、长石、 的有石英、长石、白云母、 白云母等；深色的矿物有黑 方解石、白云石、高岭石等 云母、角闪石，辉石、橄榄 石等
结
构
以碎屑、泥质及生物碎屑结 以结晶粒状、斑状结构为特 构为特征。部分为成分单一 以变晶结构等为特征 征 的结晶结构，但肉眼不易分 辨
蓝旗梁隧道 胶结强度非常低，遇水软化， 甚至膨胀。这时，层面间的胶 结强度起控制作用。
蓝旗梁层面泥质充填物
61
不利结构面组合形成楔形体
拱顶楔形体模式图
楔形体滑落照片
受三组互相切割的结构面所控制，在空间上形成不利组合，将岩石切割成可能滑 动的楔形块石。
岩层产状要素
27
褶曲要素
28
背斜与向斜
29
根据轴面产状划分的褶曲形态类型
根据枢纽产状划分的褶曲形态类型
30
根据平面形态划分的褶曲形态类型
31
32
褶皱构造与地形
33
裂隙分类
34
裂隙玫瑰图
35
断层要素
36
断层类型
37
阶状断层
地堑与地垒
断层的组合形式
38
断层三角面
39
断层现象
43
地下水的类型 分为：包气带水、潜水、承压水； 根据含水层的空隙性质可分为：孔隙水、裂隙水、岩溶水。 包气带水：水平构造、单斜构造 潜水：潜水等水位线图 承压水：自留盆地与自流斜地、承压水等水压线图 空隙水 （1）孔隙水 （2）裂隙水：风化裂隙水、成岩裂隙水及构造裂隙水 （3）岩溶水 地下水对岩土工程的影响 动水压力 基坑突涌 隧道垮塌 边坡失稳。。。。。
主要矿物 成分
全部为从岩浆中析出的原生 次生矿物占主要地位，成分 矿物，成分复杂，但较稳定。单一，一般多不固定。常见 浅色的矿物有石英、长石、 的有石英、长石、白云母、 白云母等；深色的矿物有黑 方解石、白云石、高岭石等 云母、角闪石，辉石、橄榄 石等
结
构
以碎屑、泥质及生物碎屑结 以结晶粒状、斑状结构为特 构为特征。部分为成分单一 以变晶结构等为特征 征 的结晶结构，但肉眼不易分 辨
蓝旗梁隧道 胶结强度非常低，遇水软化， 甚至膨胀。这时，层面间的胶 结强度起控制作用。
蓝旗梁层面泥质充填物
61
不利结构面组合形成楔形体
拱顶楔形体模式图
楔形体滑落照片
受三组互相切割的结构面所控制，在空间上形成不利组合，将岩石切割成可能滑 动的楔形块石。
第二章 地质学基础
(一) 矿物
1. 概念 岩石圈中的化学元素的原子或离子通过各种地质作用形成
的，在一定条件下相对稳定的自然产物,可以是单质，也可以
是化合物。 2. 矿物的鉴定方法 （1）矿物的主要物理性质： 依据光线照射晶体所表现的性质：顏色(Color)、条痕 (Streak)、光泽(Luster)、透光度(Diaphaneity)、透明度 (Transparency)及荧光性(Fluorescence)等。
沉积岩
变质作用
变质岩
板岩(slate)
石英岩（Metaguartzite）
片岩(Schist)
蛇纹岩(Serpentinite)
片麻岩(Gneiss)
大理岩(Marble)
二、地壳运动与地质构造
(一) 地壳运动 指由地球内力引起的地壳内部物质缓慢变化的机械运动。 它使地球表面海陆发生变化，并使岩层发生变形和变位形 成各种的形态。分两种:
二）沉积岩的矿物成分
碎屑矿物
母岩机械破碎后继承下来，抗风化力强的矿物，如石 英、白云母等。 粘土矿物 含铝硅酸盐矿物的岩石经过化学风化作用分解后产生 的新矿物，如高岭土、蒙脱石、铝土矿等。 化学和生物成因的新矿物 溶液中沉积的矿物，如碳酸盐矿物（方解石、白云 母），磷酸盐矿物、氢氧化物（针铁矿、铝土矿）、硫 酸盐矿物（石膏）等。
依据矿物的晶系和集结性质： 晶系(Crystal System)、 習性(Habit)、解理(Cleavage)、断口(Fracture)、硬度 (Hardness)。 2）常用的简易定方法
颜色：不同的矿物有不同的颜色.
孔 雀 石 菱锰矿 辰砂 锡石或水晶
硬度：不同矿物，硬度不同。莫氏硬度计 1：滑石(Talc)→2：石膏(Gypsum)→3：方解石(Calcite)→4： 荧石(Fluorite)→5：磷灰石(Apatite)→6：正长石 (Orthoclase)→7：石英(Quartz)→8：黄玉(Topaz)→9：刚玉 (Corundum)→10：金刚石 (Diamond) (3）显微镜鉴定 （4）化学分析：对不能采用上述方法进行鉴定的。如对粘
地质学第二章矿物
（二）矿物的物理性质 (1)金属光泽
3.光泽
第二章 矿物
（二）矿物的物理性质 (2)半金属光泽
3.光泽
第二章 矿物
（二）矿物的物理性质 (3)金刚光泽
3.光泽
第二章 矿物
（二）矿物的物理性质 (4)玻璃光泽
3.光泽
第二章 矿物
（二）矿物的物理性质 (5)丝状光泽
3.光泽
第二章 矿物
（二）矿物的物理性质 (6)油脂光泽
第二章 矿物
一、矿物的分类和肉眼鉴定矿物的方法 矿物的肉眼鉴定方法及步骤如下： 1.观察矿物的外部形态 2.观察矿物的光学性质 3.观察矿物的力学性质 4.熟悉常见矿物的基本特征
第二章 矿物
二、主要矿物 （一）自然元素矿物
1.石墨C
第二章 矿物
（一）自然元素矿物 2.金刚石C
第二章 矿物
二、硫化物类矿物 3.辉铜矿Cu2S
第二章 矿物
第二章 矿物 地球的物质组成中，地壳由岩石组成， 岩石由矿物组成，矿物由各种元素组 成。
第二章 矿物
第一节 矿物的概念 一、地壳元素与克拉克值
元素 克拉克值
第二章 矿物
第一节 矿物的概念
二、矿物的定义
石
矿物是在各种地质作用
英
下形成的具有相对固定
化学成分和物理性质的
均质物体，是组成岩石
思考题：
1、地壳元素的丰度与地壳中矿物的组成有 何关系？
2、云母的解理与组成它的原子的结构有关 吗？
第二章 矿物
3、野外如何鉴定矿物的硬度？ 4、在某些花岗岩岩体中，可以看到巨大的晶体，
直径可达1米，但是晶体晶面很少，你能据此推断 它们的发育条件吗？ 5、什么物理性质使方解石不能成为宝石？ 6、文石密度为2.9g/cm3，方解石密度为 2.7g/cm3，两者化学组分一样，其它特征也相 同。那么，在高压下更倾向于形成那一种矿物？ 7、滑石的什么特性使其适合作为面部和身体化装 品的原料？ 8、根据你所学的矿物化学和矿物结构的知识，解 释为什么石盐在水中容易溶解，而石英却不？
地质学基础第二章课后答案
第二章地球的基本特征1. 从人类认识地球形状的历程中可以获得什么启示？书上讲的人类认识地球的历程大致是这样的：第一阶段，认识到地球是球形的；第二阶段，认识到地球是地球是“两极略扁，赤道略鼓的椭球体”；第三阶段，通过重力测量得到“大地水准体”，来近似表示地球形状。
从这个过程上来看，认识是不断发展，不断精确的，符合唯物主义认识论。
2. 何谓“重力异常”？重力异常是如何产生的？具有什么实际意义？测得的重力值与理论值不一样。
存在密度较大的物质的地区，正异常；反之，负异常。
通过此原理找矿和地质调查，称为重力勘探。
3. 地球磁场具有什么特点？地磁异常和磁层具有什么实际意义？与地理南北极不完全重合，地理北极是磁南极，地理南极是磁北极。
磁力线从磁南极出发向磁北极。
磁偏角与磁倾角与理论值不符，叫地磁异常，主要由地下岩石磁性差异引起的。
磁法勘探就是根据此原理寻找地磁异常区，从而发现高磁性矿床。
由于太阳风的影响，地球的磁场被压缩在一个固定区域内，这个区域叫磁层。
4. 岩石圈温度垂直变化有什么规律？如何表达？常温层，其温度不随外界温度的变化而变化。
常温层以下，地温随深度加深而增加。
5. 全球地热流的分布有什么特点？地热释放的形式有哪些？地热异常有什么意义？特点：①大陆与海洋的地热流平均值几乎相等。
②海洋中脊地热值大，海沟地热值小；岩层的地热流值随岩层年龄的增加而减少。
③岩石圈厚，地热值小；反之则大。
6．地球的外部圈层有哪几个？各是怎样形成的？大气圈：地球的形成与演化的过程中，总要产生一些较轻的物质，较轻的物质上升堆积形成大气圈，是重力分异的结果。
水圈：同样是物质分异的结果。
生物圈：生命演化形成（书上没有，猜的）。
7.地球的内部圈层有哪些？各有什么特点？地壳：地表至莫霍面之间的圈层。
（特点见下面）地幔：指的是莫霍面到古登堡面之间的圈层，分为上地幔和下地幔。
上地幔上部由含镁、铁较多的硅酸盐、辉石、橄榄石等组成；有软流层；中、深源地震皆发生在上地幔。
工程地质学-第2章工程地质条件成因演化论
构造运动对工程地质的 影响主要表现在以下几 个方面
1. 地形地貌的形成与演 2. 岩层的变形与断裂： 化：构造运动可以形成 构造运动可以使岩层发 各种地形地貌，如山脉、 生变形和断裂，从而影 河流、湖泊等，同时也 响岩体的完整性和稳定 决定了地形地貌的演化 性。 过程。
3. 矿产资源的形成与分 布：构造运动与矿产资 源的形成和分布密切相 关，如煤、铁、石油等 矿产资源的形成与分布 都受到构造运动的影响。
岩土类型
岩石类型
不同成因和不同矿物组成的岩石，具有不同的工程地质性质，如沉积岩、变质 岩和岩浆岩等。
土的类型
不同类型的土，如粘土、砂土、砾土等，具有不同的工程地质性质和特征，对 工程建筑物的稳定性和安全性具有重要影响。
03 工程地质条件的成因
构造运动
01
02
03
04
05
构造运动是指地壳或岩 石圈的运动，包括板块 运动、断层活动、褶皱 形成等。这些运动可以 引起地形的变化、岩层 的变形和断裂，从而影 响工程地质条件。
人类活动对工程地质条件的影响
工程建设对地质环境的影响
人类在工程建设过程中，如采矿、修路、建坝等，会对地质环境造成破坏，进而影响工程地质条件。
土地利用对工程地质条件的影响
土地利用方式的改变，如城市化进程中的土地开发，会引发土壤侵蚀、地面沉降等问题，对工程地质 条件产生影响。
工程地质条件演化的预测与评估
04 工程地质条件的演化
地质年代与工程地质条件演化
地质年代划分
地质年代是描述地球历史时间跨度的一种方式，包括太古代、元古代、古生代、 中生代和新生代。每个地质年代都有其特定的工程地质条件和演化特征。
不同地质年代的工程地质条件
《地球科学概论》第二章 地质学的三大任务
常见物矿：正长石（K（AlSi3O8））、云 母、海绿石、高岭石、方解石（CaCO3）、白云 石、重晶石（BaSO4）、石膏（CaSO4.2H2O)等。
地壳中已发现的化学元素有92种，即元素 周期表中1至92号元素；
地壳中不同元素的含量差别很大，含量最 高的元素氧(47%)与含量最低的氡(10-16)差 1017倍；
含量最高的三个元素氧、硅、铝的总量占地 壳元素总量的84.6%；若加上含量大于1%的元素 铁、钙、钠、钾、镁，总和达98%，剩余的84个 元素重量的百分含量之和仅为2%。
按重量百分比最大的10个元素的顺序是：O ＞Si＞Al＞Fe＞Ca＞Na＞K＞Mg＞Ti＞H
按元素的原子克拉克值，则原子个数最多 的元素是：O＞Si＞H＞Al＞Na＞Mg＞Ca＞Fe＞ K＞Ti。
②微量元素
在地壳(岩石)中含量低于0.1%的元素。 一般来说不易形成自己的独立矿物，，这样 的元素被称为微量元素。多以类质同象的形式存 在于其它元素组成的矿物中 如：钾、钠的克拉克值都是2.5%，属主要元 素，在自然界可形成多种独立矿物。与钾、钠同 属第一主族的铷、铯，由于在地壳中的含量低， 在各种地质体中的浓度亦低，难以形成自己的独 立矿物，主要呈分散状态存在于钾、钠的矿物中。
③光泽
④金刚光泽：金刚石一样的光泽，如金刚石、 辰砂、锡石等的光泽。 ⑤玻璃光泽：大多数透明矿物具有的光泽，如 石英、方解石、长石等的光泽。 ⑥油脂光泽：类似油脂或树脂一样的光泽，反 射面由极小的曲面组成。 ⑦珍珠光泽：由于矿物的薄层间夹有空气，产 生内反射而成，如白云母的光泽。 ⑧丝绢光泽：纤维状矿物具有的光泽，如石棉、 纤维状石膏等具有的光泽。 ⑨土状光泽：矿物（如高岭土）具有的光泽。
金属元素：Pb、Zn、Cu（又称贱金属元 素）、Sb、Bi等，在地壳中主要以硫化物形式 存在。成矿物质主要通过热液作用成矿，硫(硒、 碲)的富集对成矿过程有重要意义。矿床中成矿 元素含量较高，是国民经济生活中广泛应用的 矿产资源；
地壳中已发现的化学元素有92种，即元素 周期表中1至92号元素；
地壳中不同元素的含量差别很大，含量最 高的元素氧(47%)与含量最低的氡(10-16)差 1017倍；
含量最高的三个元素氧、硅、铝的总量占地 壳元素总量的84.6%；若加上含量大于1%的元素 铁、钙、钠、钾、镁，总和达98%，剩余的84个 元素重量的百分含量之和仅为2%。
按重量百分比最大的10个元素的顺序是：O ＞Si＞Al＞Fe＞Ca＞Na＞K＞Mg＞Ti＞H
按元素的原子克拉克值，则原子个数最多 的元素是：O＞Si＞H＞Al＞Na＞Mg＞Ca＞Fe＞ K＞Ti。
②微量元素
在地壳(岩石)中含量低于0.1%的元素。 一般来说不易形成自己的独立矿物，，这样 的元素被称为微量元素。多以类质同象的形式存 在于其它元素组成的矿物中 如：钾、钠的克拉克值都是2.5%，属主要元 素，在自然界可形成多种独立矿物。与钾、钠同 属第一主族的铷、铯，由于在地壳中的含量低， 在各种地质体中的浓度亦低，难以形成自己的独 立矿物，主要呈分散状态存在于钾、钠的矿物中。
③光泽
④金刚光泽：金刚石一样的光泽，如金刚石、 辰砂、锡石等的光泽。 ⑤玻璃光泽：大多数透明矿物具有的光泽，如 石英、方解石、长石等的光泽。 ⑥油脂光泽：类似油脂或树脂一样的光泽，反 射面由极小的曲面组成。 ⑦珍珠光泽：由于矿物的薄层间夹有空气，产 生内反射而成，如白云母的光泽。 ⑧丝绢光泽：纤维状矿物具有的光泽，如石棉、 纤维状石膏等具有的光泽。 ⑨土状光泽：矿物（如高岭土）具有的光泽。
金属元素：Pb、Zn、Cu（又称贱金属元 素）、Sb、Bi等，在地壳中主要以硫化物形式 存在。成矿物质主要通过热液作用成矿，硫(硒、 碲)的富集对成矿过程有重要意义。矿床中成矿 元素含量较高，是国民经济生活中广泛应用的 矿产资源；
地质学知识点总结
第一章绪论1.地质学的研究对象是地球，是一门研究大自然塑造作用及其原因和结果的学问。
在解决自然科学理论问题的过程中，在指导人们找寻矿产资源、能源、水资源以及和自然灾害作斗争并维护人类健康的实践中，地质学研究均具有重大意义。
2.地质学研究的内容包括组成地球的物质、地球的结构与构造、地球内部和表层的各种作用、地球的历史、应用问题、综合性研究以及方法学研究等。
3.地质作用包括内力地质作用与外力地质作用两大类型。
地质作用改变着地球的面貌，从不停息。
促使地质作用进行的能量主要来自地球内热和太阳能。
4.“将今论古”“以古论今、论未来”及“活动论”是地质学思维的三大方法论。
5.地质学具有很强的实践性，其研究成果和认识必须经得住他人的重复检验。
大自然是地质新理论、新发现与新成果的源泉，到大自然中去实践是地质学研究的基础和前提。
普通地质学是初学者学习地质学的启蒙之课。
它是地质学各学科之间的一门链接性、统领性的课程，有利于人们整合、凝练碎片化知识，集地质学各学科基础理论知识于一体，有利于建立各知识之间的有机联系，促进各学科的交叉和融合。
6. 我国地学研究具有独特的地域特色和地域优势。
第二章矿物1.克拉克值是地壳元素的丰度。
其用质量分数来表示，主量元素的单位一般为%，微量元素单位有g/t(克/吨) 或10-6(百万分之一)。
2.地壳中含量最高的元素是O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K,它们总量占地壳质量的98.03%, 其中O、Si、Al、Fe、Ca 五种元素占了91.26%。
3.矿物是由地质作用形成的、在正常情况下呈结晶质的元素或无机化合物固体。
矿物是组成岩石和矿石的基本单元。
4.晶体是其内部原子或离子在三维空间呈周期性平移重复排列的固态物质。
除个别特例以外，矿物都属于晶体。
5.相同化学成分的物质在不同的环境条件(温度、压力等) 下可以形成不同的晶体结构，从而成为不同的矿物，此现象称为同质多象。
矿物晶体结构中的某种原子或离子可以部分地被性质相似的他种原子或离子替代而不破坏其晶体结构，此现象称为类质同象。
3第二章地质作用概述
普通地质学课件
第二章 地质作用概述
四、内、外力地质作用的关系
地质作用也会给人带来危害，如地震、火山爆发、洪水泛滥等。 人类无力改变地质作用的规律，但可以认识和运用这些规律，使 之向有利于人的方向发展，防患于未然。如预报预防地质灾害的 发生，就有可能减轻损失。中国在古代就有“束水攻沙”，引黄 河水灌溉淤田压碱等经验，是利用河流的地质作用的规律来治理 河流取得成功的例子。
滑坡
第二章 地质作用概述
三、 地质作用分类
2、外动力地质作用（表生）
6）重力地质作用（负荷 地质作用、块体运动）：
是指地表松散堆积物和 岩块等，由于自身的重 量并在其它动力地质作 用触发下所引起时地质 作用。
泥石流
第二章 地质作用概述
2、外动力地质作用（表生）
6）重力地质作用 （负荷地质作用、 块体运动）：
普通地质学课件
第二章 地质作用概述
三、 地质作用分类 2、外动力地质作用（表生） 4）沉积作用： 沉积作用是指被 搬运的物质在新 的地质环境下堆 积起来的作用。
普通地质学课件
第二章 地质作用概述
2、外动力地质作用（表生）
三、 地质作用分类
5）成岩作用：成 岩作用是使松散堆 积物转变成坚硬岩 石的作用。
普通地质学课件
第二章 地质作用概述
二、地质作用的能量来源 1、内能
1）旋转能：地球围绕地轴旋转，在不同纬度上离心力不
同，赤道离心力最大，使高纬度的物质向赤道方向运移， 从而使赤道半径增大。
普通地质学课件
第二章 地质作用概述
二、地质作用的能量来源 1、内能
2）重力能：重力使地球内部和外部的物质按密度、大小
是指地表松散堆积 物和岩块等，由于 自身的重量并在其 它动力地质作用触 发下所引起时地质 作用。
第二章 地质作用概述
四、内、外力地质作用的关系
地质作用也会给人带来危害，如地震、火山爆发、洪水泛滥等。 人类无力改变地质作用的规律，但可以认识和运用这些规律，使 之向有利于人的方向发展，防患于未然。如预报预防地质灾害的 发生，就有可能减轻损失。中国在古代就有“束水攻沙”，引黄 河水灌溉淤田压碱等经验，是利用河流的地质作用的规律来治理 河流取得成功的例子。
滑坡
第二章 地质作用概述
三、 地质作用分类
2、外动力地质作用（表生）
6）重力地质作用（负荷 地质作用、块体运动）：
是指地表松散堆积物和 岩块等，由于自身的重 量并在其它动力地质作 用触发下所引起时地质 作用。
泥石流
第二章 地质作用概述
2、外动力地质作用（表生）
6）重力地质作用 （负荷地质作用、 块体运动）：
普通地质学课件
第二章 地质作用概述
三、 地质作用分类 2、外动力地质作用（表生） 4）沉积作用： 沉积作用是指被 搬运的物质在新 的地质环境下堆 积起来的作用。
普通地质学课件
第二章 地质作用概述
2、外动力地质作用（表生）
三、 地质作用分类
5）成岩作用：成 岩作用是使松散堆 积物转变成坚硬岩 石的作用。
普通地质学课件
第二章 地质作用概述
二、地质作用的能量来源 1、内能
1）旋转能：地球围绕地轴旋转，在不同纬度上离心力不
同，赤道离心力最大，使高纬度的物质向赤道方向运移， 从而使赤道半径增大。
普通地质学课件
第二章 地质作用概述
二、地质作用的能量来源 1、内能
2）重力能：重力使地球内部和外部的物质按密度、大小
是指地表松散堆积 物和岩块等，由于 自身的重量并在其 它动力地质作用触 发下所引起时地质 作用。
地质学基础第二章 矿物
油脂光泽：透明矿物在不平坦的断口上表现的 油脂状光亮。石英的断口具有这种光泽。
丝绢光泽：透明矿物纤维状集合体表面的丝绢 状光亮。纤维状石膏、石棉等矿物具有这种光泽。
珍珠光泽：由于内层解理面反射光相互干涉形 成类似珍珠或贝壳珍珠层表面的光亮。
土状光泽：粉末或土状、疏松多孔状矿物集合 体表面暗淡无光，所具有的光泽。
二向延长型：晶体沿两个方向特别发育，呈鳞 片状、片状、板状等形态，如片状云母、板状石膏；
三向等长型：晶体在三维空间发育程度近于相 等，呈等轴状或粒状，如立方体石盐、黄铁矿。
19
地质学基础
20
地质学基础
21
金刚石
石英
地质学基础
除上述三种基本类型外，矿物的结晶习性还有一 些过渡类型：
介于一向延长与二向延长型之间的板柱状； 介于二向延长与三向等长型之间的厚板状； 介于三向等长与一向延长型之间的短柱状。
(1)分泌体：在不规则形状或球状空洞中由胶 体或晶质自洞壁逐渐向中心沉淀充填而成。
分泌体因直径大小不同，又被分为晶腺 (>1cm)和杏仁体(<1cm) 。
分泌体中心经常留有空腔，有时其中还长有晶 簇。由于溶液的周期性沉淀，常出现同心环带构造， 各环带在成分和颜色上往往有所不同。
35
地质学基础
36
地质学基础
粗粒状集合体：颗粒直径>5mm； 中粒状集合体：颗粒直径5－1mm； 细粒状集合体：颗粒直径<8
地质学基础
(2)片状、板状、鳞片状集合体：主要由二向延 长的片状、板状、鳞片状晶体颗粒构成。
如云母、石膏、石墨分别可呈片状、板状、鳞 片状集合体形态。
(3)柱状、针 状、纤维状、放 射状集合体：主 要由一向延长的 柱状晶体颗粒构 成。
丝绢光泽：透明矿物纤维状集合体表面的丝绢 状光亮。纤维状石膏、石棉等矿物具有这种光泽。
珍珠光泽：由于内层解理面反射光相互干涉形 成类似珍珠或贝壳珍珠层表面的光亮。
土状光泽：粉末或土状、疏松多孔状矿物集合 体表面暗淡无光，所具有的光泽。
二向延长型：晶体沿两个方向特别发育，呈鳞 片状、片状、板状等形态，如片状云母、板状石膏；
三向等长型：晶体在三维空间发育程度近于相 等，呈等轴状或粒状，如立方体石盐、黄铁矿。
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地质学基础
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地质学基础
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金刚石
石英
地质学基础
除上述三种基本类型外，矿物的结晶习性还有一 些过渡类型：
介于一向延长与二向延长型之间的板柱状； 介于二向延长与三向等长型之间的厚板状； 介于三向等长与一向延长型之间的短柱状。
(1)分泌体：在不规则形状或球状空洞中由胶 体或晶质自洞壁逐渐向中心沉淀充填而成。
分泌体因直径大小不同，又被分为晶腺 (>1cm)和杏仁体(<1cm) 。
分泌体中心经常留有空腔，有时其中还长有晶 簇。由于溶液的周期性沉淀，常出现同心环带构造， 各环带在成分和颜色上往往有所不同。
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地质学基础
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地质学基础
粗粒状集合体：颗粒直径>5mm； 中粒状集合体：颗粒直径5－1mm； 细粒状集合体：颗粒直径<8
地质学基础
(2)片状、板状、鳞片状集合体：主要由二向延 长的片状、板状、鳞片状晶体颗粒构成。
如云母、石膏、石墨分别可呈片状、板状、鳞 片状集合体形态。
(3)柱状、针 状、纤维状、放 射状集合体：主 要由一向延长的 柱状晶体颗粒构 成。
工程地质学——地层与地质构造-知识归纳整理
第二章 地层与地质构造第一节 地壳运动及地质作用的概念一、地壳运动的概念→指地球内力引起岩石圈产生的机械运动。
⎩⎨⎧垂直运动水平运动、基本运动形式1⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧板块构造说地球自转说均衡说对流说、运动成因理论2二、地质作用的概念 →指自然动力引起地球物质组成、内部结构、地表形态发生变化的作用。
()⎪⎩⎪⎨⎧变质作用岩浆活动又叫地壳运动构造运动、内动力地质作用1⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧重力的地质作用冰川的地质作用流水的地质作用风的地质作用风化作用、外动力地质作用2知识归纳整理第二节 岩层及岩层产状⎪⎩⎪⎨⎧断裂褶皱倾斜岩层后被保留下来的形态。
引起地壳岩层变形变位地质构造：指构造运动⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧︒=⎪⎩⎪⎨⎧︒>︒︒=︒<︒=906060~30300ααααα：）（）（：：：：直立岩层顶面朝下倒转岩层顶面朝上正常岩层陡立岩层陡倾岩层缓倾岩层倾斜岩层水平岩层一、岩层二、岩层产状：指岩层在空间的产出状态。
⎪⎩⎪⎨⎧）（倾角：岩层的倾斜程度）（OD 倾向：岩层的倾斜方向（OA或OB）走向：岩层的延伸方向、产状要素α'1 真倾角（α）：岩层在野外的倾角。
视倾角（β）：岩层在剖面上的倾角。
θαβsin ⋅=tg tg （θ为剖面线与岩层走向线所夹锐角）2、产状要素的测量、记录和图示。
（1）测量：用地质罗盘仪测量。
⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧方位角法相限角法）记录（2 （3）图示：正常岩层： 30º ； 倒转岩层： 30ºN 135º30º E NW S 45º30ºN45ºE ∠30º s E走向 倾角 倾向135º ∠30º倾向 倾角倾斜岩层褶皱 断层倾角倾向 ααA O BDD’ π走向倾向 走向倾向 走向求知若饥，虚心若愚。
第三节 地层概念一、为什么要学习地层及地质年代：确定构造形态：如：单斜岩层 背斜 向斜 断层 断层 挑选和评价建造场地：阅读地质图：地层：将各个地质历史阶段形成的岩层，称为该时代的地层。
构造地质学02第二章地质体的基本产状及沉积岩层构造
一、面理和线理的产状要素
侧伏向：构成侧伏锐角走向线 的那一端的方向，即侧伏向。
表示方法：用锐角所对的方位 表示。如600S，表示侧伏角600， 侧伏向大致朝南
注意！！在记录线理产状的同时，要记录其所在面 的产状，并搞清该面的构造性质（如断层面等）。
一、面理和线理的产状要素
倾伏向和倾伏角的测量方法
➢在地质图上用符号表示（举例）
56
倾斜岩层
水平岩层 直立岩层
一、面理和线理的产状要素
4、产状要素的测定方法
① 直接测定法，罗盘直接测量 三点法求产状
② 间接确定法 地质图上求产状
一、面理和线理的产状要素
间接法求产状（作业）
只要在同一个倾斜面上，且不在一条直线上找出三个不同的高程点，关键 是在A和C连线上找出与B点同高的一点D，D与B连线即走向线，平行该走向 线做另一条走向线，根据两条走向线各自高程和水平距离 就可以求出产状。
一、面理和线理的产状要素
（一）面理产状要素（三要素定位法）
1.三要素定位法：（地理方位、水平和铅直参考面）
走向（strike）：倾斜面与任 一水平面的交线为走向线，其 两端的方向，即走向。 ① 走向线可有无数条，但走向
只有两个值，且相差180o。 ② 走向表示地质体在空间上的
延伸方向。
倾斜线 倾向线
分两大类 划分性界面
标志性界面
岩层分界面 不整合面 断层面 节理面
界面之间有依托实体
褶皱轴面 岩层弯曲包络面 褶曲的包络面
表示岩块或岩 层的空间产状， 没有具体依托 的实体。
§1、地质体和地质界面（线）
地质界面
标志性界面
褶皱轴面 褶曲的包络面
地质界面在地形图上的正投影线也可 称为地质界线。
普通地质学(第二章)
有关地球形状和大小的主要 数据如下：
赤道半径：6378.140km 极半径：6356.779km
地球表面积：5亿1千万 km2 地球体积： 1.08*1012km3
扁率：1/298.25 （长短半 径之差与长半径之比）
2020/3/7 教育部高校特色专业建设项目(TS11624)
大地水准面是由静止海水面并向大陆延伸.所
▪ 固体潮、地球能传播地震波(弹性波) ，说明地球具有弹性
▪ 地震波分为：纵波、横波以及面波。纵波和横波在地内传播，所以它 们也被称为体波。
▪ 利用纵波和横波在地内传播速度的变化可以确定地内物质状 态。
教育部高校特色专业建设项目(TS11624)
C
地球
B
A
D
海洋潮汐：日—月引力的结果 固体潮： 同样的原因作用于固 体地球的结果
教育部高校特色专业建设项目(TS11624)
物探中的重力勘探就是通过寻找地壳中局部重力异常 区的方法来找矿，并可帮助查明地下的地质构造；这种 方法在覆盖区是一种行之有效的方法。
教育部高校特色专业建设项目(TS11624)
（四）温度
1）地壳浅部温度变化
（1）变温层：自地表向下约30米， 0Km 受太阳辐射热的影响。
重力异常
➢重力异常有正异常和负异常之分: ✓正异常:实测值大于理论值者(如铁、铜、铅、锌等 金属矿和基性岩组成的地区).
✓负异常:实测值小于理论值者.(如石油、煤、盐、地 下水等非金属矿床组成的地区)。 ✓在埋藏有密度较小物质（如石油、煤、盐等非金属 矿产）的地区，常显示负异常；而埋藏有密度大物质 （如铁、铜、铅、锌等金属矿产）的地区，就显示正 异常。所以人们就可以通过重力测量，来圈定重力异 常的区域，寻找那些引起重力异常的非金属和金属矿 产，这就是地质勘查中常用的重力探勘方法。
赤道半径：6378.140km 极半径：6356.779km
地球表面积：5亿1千万 km2 地球体积： 1.08*1012km3
扁率：1/298.25 （长短半 径之差与长半径之比）
2020/3/7 教育部高校特色专业建设项目(TS11624)
大地水准面是由静止海水面并向大陆延伸.所
▪ 固体潮、地球能传播地震波(弹性波) ，说明地球具有弹性
▪ 地震波分为：纵波、横波以及面波。纵波和横波在地内传播，所以它 们也被称为体波。
▪ 利用纵波和横波在地内传播速度的变化可以确定地内物质状 态。
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C
地球
B
A
D
海洋潮汐：日—月引力的结果 固体潮： 同样的原因作用于固 体地球的结果
教育部高校特色专业建设项目(TS11624)
物探中的重力勘探就是通过寻找地壳中局部重力异常 区的方法来找矿，并可帮助查明地下的地质构造；这种 方法在覆盖区是一种行之有效的方法。
教育部高校特色专业建设项目(TS11624)
（四）温度
1）地壳浅部温度变化
（1）变温层：自地表向下约30米， 0Km 受太阳辐射热的影响。
重力异常
➢重力异常有正异常和负异常之分: ✓正异常:实测值大于理论值者(如铁、铜、铅、锌等 金属矿和基性岩组成的地区).
✓负异常:实测值小于理论值者.(如石油、煤、盐、地 下水等非金属矿床组成的地区)。 ✓在埋藏有密度较小物质（如石油、煤、盐等非金属 矿产）的地区，常显示负异常；而埋藏有密度大物质 （如铁、铜、铅、锌等金属矿产）的地区，就显示正 异常。所以人们就可以通过重力测量，来圈定重力异 常的区域，寻找那些引起重力异常的非金属和金属矿 产，这就是地质勘查中常用的重力探勘方法。
普通地质学第二章 地球
10
自学） 三 密度与压力（自学） （一）密度
平均密度： 平均密度：5.516g/cm3 据布伦的研究：地壳表层的密度： 据布伦的研究：地壳表层的密度：2.7g/cm3 地内33km处：3.32g/cm3 ；2885公里处： 公里处： 地内 处 公里处 陡增至9.98g/cm3 自5.56陡增至 陡增至 6371公里处：12.51g/cm3 公里处： 公里处
（二）压力（自学） 压力（自学）
地球内部的压力是指不同深度处单 位面积上的压力，实质上是压强， 位面积上的压力，实质上是压强，地内 压力随深度而增大： 压力随深度而增大：
地下10km处：压力约为 ×103atm,约304kpa 处 压力约为3× 地下 约 莫 霍 面 （ 33km 处 ） ： 约 为 10×103atm 约 × 1200Mpa 古登堡面（ 约为150×103atm ， 古登堡面 （ 2885km处 ） ： 约为 处 × 13.52万兆帕 万兆帕 地心压力： 地心压力：36.17万兆帕 压力 万兆帕 （1大气压＝101.3kpa） 大气压＝ ） 大气压
16
五 地球的磁性 (一) 地磁场和地磁要素 一 （2）磁倾角：是磁场强度矢量与水平面间的夹角。通常以磁 ）磁倾角：是磁场强度矢量与水平面间的夹角。 场强度矢量指向下为正值，指向上为负值，在赤道为0 场强度矢量指向下为正值，指向上为负值，在赤道为 0。由磁 赤道到磁北极磁倾角由0 北极磁倾角由 赤道到磁北极磁倾角由 0变900。 （3）磁场强度（磁感应强度）：是指磁场强度矢量的绝对值， ）磁场强度（磁感应强度） 是指磁场强度矢量的绝对值， 地球平均为50µt（微特斯拉），在赤道附近最小，为30µt 。 地球平均为 （微特斯拉） 在赤道附近最小，
地球具弹塑性是地内物质能发生变形运动和移位的重要原21第三节地球的结构大量资料充分证明地球不是一个均质体它具有明显的圈层结构而且各圈层之间的物理化学性质和物质运动状态的差异较大
自学） 三 密度与压力（自学） （一）密度
平均密度： 平均密度：5.516g/cm3 据布伦的研究：地壳表层的密度： 据布伦的研究：地壳表层的密度：2.7g/cm3 地内33km处：3.32g/cm3 ；2885公里处： 公里处： 地内 处 公里处 陡增至9.98g/cm3 自5.56陡增至 陡增至 6371公里处：12.51g/cm3 公里处： 公里处
（二）压力（自学） 压力（自学）
地球内部的压力是指不同深度处单 位面积上的压力，实质上是压强， 位面积上的压力，实质上是压强，地内 压力随深度而增大： 压力随深度而增大：
地下10km处：压力约为 ×103atm,约304kpa 处 压力约为3× 地下 约 莫 霍 面 （ 33km 处 ） ： 约 为 10×103atm 约 × 1200Mpa 古登堡面（ 约为150×103atm ， 古登堡面 （ 2885km处 ） ： 约为 处 × 13.52万兆帕 万兆帕 地心压力： 地心压力：36.17万兆帕 压力 万兆帕 （1大气压＝101.3kpa） 大气压＝ ） 大气压
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五 地球的磁性 (一) 地磁场和地磁要素 一 （2）磁倾角：是磁场强度矢量与水平面间的夹角。通常以磁 ）磁倾角：是磁场强度矢量与水平面间的夹角。 场强度矢量指向下为正值，指向上为负值，在赤道为0 场强度矢量指向下为正值，指向上为负值，在赤道为 0。由磁 赤道到磁北极磁倾角由0 北极磁倾角由 赤道到磁北极磁倾角由 0变900。 （3）磁场强度（磁感应强度）：是指磁场强度矢量的绝对值， ）磁场强度（磁感应强度） 是指磁场强度矢量的绝对值， 地球平均为50µt（微特斯拉），在赤道附近最小，为30µt 。 地球平均为 （微特斯拉） 在赤道附近最小，
地球具弹塑性是地内物质能发生变形运动和移位的重要原21第三节地球的结构大量资料充分证明地球不是一个均质体它具有明显的圈层结构而且各圈层之间的物理化学性质和物质运动状态的差异较大
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的水平位置及服务的开采范围，也简称 “水平”。
h
第一节 井田开拓的基本问题
h 2 +150 1 _+0 一水平 1 -150 二水平 1 -300 三水平
图2—4 井田划分为阶段
第一节 井田开拓的基本问题
2．阶段内的再划分 阶段内的划分通常有：采区式和带区式。 （1）采区式划分 采区:在阶段或开采水平内，沿走向划分为
巷可分为: 1.垂直巷道 2.水平巷道 3.倾斜巷道
第一节 井田开拓的基本问题
1.垂直巷道 （1）立井:服务于地下开采，在地层中开
凿的直通地面的竖直巷道。(如主井、副 井及风井等) （2）暗立井:不与地面直接相通的直立巷 道称为暗立井。
第一节 井田开拓的基本问题
2.水平巷道 （1）平硐服务于地下开采，在地层中开凿的
矿井设计的资源依据，一般是列入平衡 表内的A+B+C级储量。
矿井可采储量(Zk):
矿井设计的可以采出的储量。
第一节 井田开拓的基本问题
工业储量Zg、可采储量Zk，存在以下关系：
Zk = (Zg-P)×C
(t)
式中 P：永久煤柱损失，t；
C: 采区采出率。
（《规程》规定：厚煤层不小于75％；中厚煤层不
四、井筒（硐）形式分析及应用 施工、排水、工程量 五、综合开拓 采用立井、斜井、平硐等任何两种或
两种以上的开拓方式，称为综合开拓。
2
4
1
3
图2-16 主斜井——副立井综合开拓 1—主斜井；2—副立井；3—井底车场；4—阶段运输大巷
综合开拓
第二节 井田开拓方式
六、平硐、斜井及平硐开拓的优缺点及适用条件
1、平硐
优点：开拓、运输、排水等系统简单，省去了提升、排水环 节及设备，平硐施工技术简单。
缺点：平硐开拓受到地形条件的限制。 适用条件：煤层埋藏在当地基准面以上，且有一定的储量。
2、斜井
优点：施工简单，掘进速度快，费用低；斜井用胶带提煤时， 提升能力大。
缺点：在开采深度相同的条件下，井筒长，管线长，维修难， 通风阻力大，辅助提升能力小。
适用条件：埋藏浅，水文地质情况简单的煤层。
第二节 井田开拓方式
3、立井 优点：维护费用低，管线短，人员、材料
升降速度快。 缺点：井筒施工复杂、掘进速度慢。 适用条件：埋藏深、水文条件复杂时用。 4、综合开拓：只用立、斜、平一种方式
不合理时，可用综合方式。
谢谢！
小于80％；薄煤层不小于85％。地方煤矿不低于70%。
新设计矿井时可按上述数据选取 ）
第一节 井田开拓的基本问题
（二）矿井生产能力
矿井生产能力:指矿井的设计生产能力。(万t/a) 矿井井型:按矿井设计年生产能力大小划分的矿井
类型。一般分大型、中型、小型矿井三种。
1.大型矿井：生产能力为120、150、180、240、
24 22 21
3
4
5
21
第一节 井田开拓的基本问题
（四）矿井开拓、采区准备和工作面准备
按其作用及服务范围不同，可分为开拓巷道、准备巷道及回 采巷道。
1.开拓巷道：从地面到采区巷道。
（为井田开拓而开掘的基本巷道）
2.准备巷道：采区内为整个采区或几个工作面服务的巷道。
（为准备采区而掘进的主要巷道）
9
17
2
1
1 8'
78
1 0 .1 1 3
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斜 井 开 拓
I
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I-I
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平
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硐
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开
10
拓
I
I -- I
10 ,11 8
3 7 5 ,6 9
24
1
第二节 井田开拓方式
（三）矿井巷道布置及生产系统
1．巷道布置
矿井巷道开掘原则：
(1)要尽快构通风路 (2)要尽量平行作业
2．矿井主要生产系统
（1）运煤系统 （2）通风系统 （3）运料排矸系统
6
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N5
N6
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N3
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N2
N1
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15
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64 1
重车运行方向；
空车运行向；
材料车运行方向
图 2— 23 立 井 刀 式 环 行 井 底 车 场
1— 主 井 ； 2— 副 井 ； 3— 翻 笼 (翻 车 机 )硐 室 ； 4— 煤 仓 ； 5— 箕 斗 装 载 硐 室 ； 6— 清 理 井 底 斜 巷 ；
度的巷道。 （1）斜井 （2）上山与下山 （3）斜巷
11
6
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图 2—7 矿山井巷 1—立井；2—斜井；3—平硐；4—暗立井；5—溜井；6—石门；7—煤门； 8—煤仓；9—上山；10—下山；11—风井；12—岩石平巷；13—煤层平巷
第一节 井田开拓的基本问题
具有独立生产系统的开采块段。 区段:在采区内,若采用走向长壁采煤,沿煤层
倾斜方向将采区划分为若干长条形煤带 。
第一节 井田开拓的基本问题
（2）带区式划分 在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独
立生产系统的带区， 带区内又划分为若干个倾斜分带，每个分
带布置一个采煤工作面。
F5
F3
F1
F2
F4
T Zk A•K
式中K——矿井储量备用系数，矿井设计一般 取1.4，地质条件复杂的矿井和矿区总体设计 可取1.5，地方矿可取1.3。
第一节 井田开拓的基本问题
三、矿井开采的概念
（一）井田再划分 1．井田划分为阶段和水平
阶段:沿一定标高划分的一部分井田。 开采水平:阶段运输大巷和井底车场所在
3.回采巷道：只为一个工作面服务的巷道。
（形成采煤工作面及为其服务的巷道）
第一节 井田开拓的基本问题
4.采区巷道布置：准备巷道与回采巷道的布置。 5.开采水平：运输大巷和井底车场所在的水平位
置及所服务的开采范围。
6.井底车场：在立井（斜井）底，要掘一组 水平巷道及峒室，把立井（斜）井与其它水 平巷道联系起来，这组地下巷道及峒室总称 为井底车场。
料 车 线 ； 19— 绕 道 ； 20— 调 车 线 ； N 1、 N 2、 N 3、 N 4、 N 5、 N 6— 道 岔 编 号
第二节 井田开拓方式
井田开拓:为开采煤炭，由地表进入煤层为开 采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程。
开拓方式:开拓巷道的布置方式。 按井筒（硐）形式可分为： 1.立井开拓 2.斜井开拓 3.平硐开拓 4.综合开拓
第二节 井田开拓方式
一、立井开拓 主井、副井均采用立井的开拓方式。 二、斜井开拓 主井、副井均为斜井的开拓方式。 三、平硐开拓 用主平硐的开拓方式。
立 井 开 拓
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20
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I
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2
I I-I
18 14
7— 中 央 变 决 所 ； 8— 水 泵 房 ； 9— 等 候 室 ； 10— 调 度 室 ； 11— 人 车 停 车 场 ； 12— 工 具 室 ； 13
— 水 仓 ； 14— 主 井 重 车 线 ； 15— 主 井 空 车 线 ； 16— 副 井 重 车 线 ； 17— 副 井 空 车 线 ； 18— 材
300、400、500万t/a及500万t/a以上的矿井；习 惯上称300万t/a以上的矿井为特大型矿井。
2.中型矿井：生产能力为45、60、90万t/a。 3.小型矿井：生产能力为9、15、21、30万t/a。
第一节 井田开拓的基本问题
（三）矿井服务年限
在划定的井田范围内。当矿井生产能力A一定 时，可计算出矿井的设计服务年限T。
直通地面的水平巷道。称为平硐。 （2）大巷与平巷：与地面不直接相通的水平
巷道，其长轴方向与煤层走向平行。 （3）石门与煤门 石门：与地面不直接相通的水平巷道，其长轴
线与煤层走向正交或斜交的岩石水平巷道。
煤门：在厚煤层内，与煤层走向正交或斜交的 水平巷道。
第一节 井田开拓的基本问题
3.倾斜巷道 倾斜巷道：巷道长轴线与水平面有明显坡
第一节 井田开拓的基本问题
+ +
+
I
×
±0
+
+
+
+
×
×
一
矿
二矿
1
- 300
×
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三矿
- 600
×
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第一节 井田开拓的基本问题
h 2 +150 1 _+0 一水平 1 -150 二水平 1 -300 三水平
图2—4 井田划分为阶段
第一节 井田开拓的基本问题
2．阶段内的再划分 阶段内的划分通常有：采区式和带区式。 （1）采区式划分 采区:在阶段或开采水平内，沿走向划分为
巷可分为: 1.垂直巷道 2.水平巷道 3.倾斜巷道
第一节 井田开拓的基本问题
1.垂直巷道 （1）立井:服务于地下开采，在地层中开
凿的直通地面的竖直巷道。(如主井、副 井及风井等) （2）暗立井:不与地面直接相通的直立巷 道称为暗立井。
第一节 井田开拓的基本问题
2.水平巷道 （1）平硐服务于地下开采，在地层中开凿的
矿井设计的资源依据，一般是列入平衡 表内的A+B+C级储量。
矿井可采储量(Zk):
矿井设计的可以采出的储量。
第一节 井田开拓的基本问题
工业储量Zg、可采储量Zk，存在以下关系：
Zk = (Zg-P)×C
(t)
式中 P：永久煤柱损失，t；
C: 采区采出率。
（《规程》规定：厚煤层不小于75％；中厚煤层不
四、井筒（硐）形式分析及应用 施工、排水、工程量 五、综合开拓 采用立井、斜井、平硐等任何两种或
两种以上的开拓方式，称为综合开拓。
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图2-16 主斜井——副立井综合开拓 1—主斜井；2—副立井；3—井底车场；4—阶段运输大巷
综合开拓
第二节 井田开拓方式
六、平硐、斜井及平硐开拓的优缺点及适用条件
1、平硐
优点：开拓、运输、排水等系统简单，省去了提升、排水环 节及设备，平硐施工技术简单。
缺点：平硐开拓受到地形条件的限制。 适用条件：煤层埋藏在当地基准面以上，且有一定的储量。
2、斜井
优点：施工简单，掘进速度快，费用低；斜井用胶带提煤时， 提升能力大。
缺点：在开采深度相同的条件下，井筒长，管线长，维修难， 通风阻力大，辅助提升能力小。
适用条件：埋藏浅，水文地质情况简单的煤层。
第二节 井田开拓方式
3、立井 优点：维护费用低，管线短，人员、材料
升降速度快。 缺点：井筒施工复杂、掘进速度慢。 适用条件：埋藏深、水文条件复杂时用。 4、综合开拓：只用立、斜、平一种方式
不合理时，可用综合方式。
谢谢！
小于80％；薄煤层不小于85％。地方煤矿不低于70%。
新设计矿井时可按上述数据选取 ）
第一节 井田开拓的基本问题
（二）矿井生产能力
矿井生产能力:指矿井的设计生产能力。(万t/a) 矿井井型:按矿井设计年生产能力大小划分的矿井
类型。一般分大型、中型、小型矿井三种。
1.大型矿井：生产能力为120、150、180、240、
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第一节 井田开拓的基本问题
（四）矿井开拓、采区准备和工作面准备
按其作用及服务范围不同，可分为开拓巷道、准备巷道及回 采巷道。
1.开拓巷道：从地面到采区巷道。
（为井田开拓而开掘的基本巷道）
2.准备巷道：采区内为整个采区或几个工作面服务的巷道。
（为准备采区而掘进的主要巷道）
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第二节 井田开拓方式
（三）矿井巷道布置及生产系统
1．巷道布置
矿井巷道开掘原则：
(1)要尽快构通风路 (2)要尽量平行作业
2．矿井主要生产系统
（1）运煤系统 （2）通风系统 （3）运料排矸系统
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重车运行方向；
空车运行向；
材料车运行方向
图 2— 23 立 井 刀 式 环 行 井 底 车 场
1— 主 井 ； 2— 副 井 ； 3— 翻 笼 (翻 车 机 )硐 室 ； 4— 煤 仓 ； 5— 箕 斗 装 载 硐 室 ； 6— 清 理 井 底 斜 巷 ；
度的巷道。 （1）斜井 （2）上山与下山 （3）斜巷
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图 2—7 矿山井巷 1—立井；2—斜井；3—平硐；4—暗立井；5—溜井；6—石门；7—煤门； 8—煤仓；9—上山；10—下山；11—风井；12—岩石平巷；13—煤层平巷
第一节 井田开拓的基本问题
具有独立生产系统的开采块段。 区段:在采区内,若采用走向长壁采煤,沿煤层
倾斜方向将采区划分为若干长条形煤带 。
第一节 井田开拓的基本问题
（2）带区式划分 在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独
立生产系统的带区， 带区内又划分为若干个倾斜分带，每个分
带布置一个采煤工作面。
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T Zk A•K
式中K——矿井储量备用系数，矿井设计一般 取1.4，地质条件复杂的矿井和矿区总体设计 可取1.5，地方矿可取1.3。
第一节 井田开拓的基本问题
三、矿井开采的概念
（一）井田再划分 1．井田划分为阶段和水平
阶段:沿一定标高划分的一部分井田。 开采水平:阶段运输大巷和井底车场所在
3.回采巷道：只为一个工作面服务的巷道。
（形成采煤工作面及为其服务的巷道）
第一节 井田开拓的基本问题
4.采区巷道布置：准备巷道与回采巷道的布置。 5.开采水平：运输大巷和井底车场所在的水平位
置及所服务的开采范围。
6.井底车场：在立井（斜井）底，要掘一组 水平巷道及峒室，把立井（斜）井与其它水 平巷道联系起来，这组地下巷道及峒室总称 为井底车场。
料 车 线 ； 19— 绕 道 ； 20— 调 车 线 ； N 1、 N 2、 N 3、 N 4、 N 5、 N 6— 道 岔 编 号
第二节 井田开拓方式
井田开拓:为开采煤炭，由地表进入煤层为开 采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程。
开拓方式:开拓巷道的布置方式。 按井筒（硐）形式可分为： 1.立井开拓 2.斜井开拓 3.平硐开拓 4.综合开拓
第二节 井田开拓方式
一、立井开拓 主井、副井均采用立井的开拓方式。 二、斜井开拓 主井、副井均为斜井的开拓方式。 三、平硐开拓 用主平硐的开拓方式。
立 井 开 拓
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7— 中 央 变 决 所 ； 8— 水 泵 房 ； 9— 等 候 室 ； 10— 调 度 室 ； 11— 人 车 停 车 场 ； 12— 工 具 室 ； 13
— 水 仓 ； 14— 主 井 重 车 线 ； 15— 主 井 空 车 线 ； 16— 副 井 重 车 线 ； 17— 副 井 空 车 线 ； 18— 材
300、400、500万t/a及500万t/a以上的矿井；习 惯上称300万t/a以上的矿井为特大型矿井。
2.中型矿井：生产能力为45、60、90万t/a。 3.小型矿井：生产能力为9、15、21、30万t/a。
第一节 井田开拓的基本问题
（三）矿井服务年限
在划定的井田范围内。当矿井生产能力A一定 时，可计算出矿井的设计服务年限T。
直通地面的水平巷道。称为平硐。 （2）大巷与平巷：与地面不直接相通的水平
巷道，其长轴方向与煤层走向平行。 （3）石门与煤门 石门：与地面不直接相通的水平巷道，其长轴
线与煤层走向正交或斜交的岩石水平巷道。
煤门：在厚煤层内，与煤层走向正交或斜交的 水平巷道。
第一节 井田开拓的基本问题
3.倾斜巷道 倾斜巷道：巷道长轴线与水平面有明显坡
第一节 井田开拓的基本问题
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