地质学基本知识

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2020/4/2
一、地球与地球结构
第一章结束
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二、地层及地质年龄
• 2.1 概念
– 地层指地壳表层成带状展布的层状岩石 ,研究的主要 范围是建立地层层序以及确定其相互间时间关系。
– 世界地层科学家早期主要是采用地层层序、古生物、 地层接触关系等方法确定年龄,到50-60年代以后直至 目前,在同位素科学技术迅速发展的基础上,采用同 位素方法测定岩石中矿物同位素年龄获得地层(地质 )年龄数据。
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重点分七个方面介绍:
1、地球与地球结构 2、地层及地质年龄 3、地质构造 4、岩浆作用 5、岩石与岩石分类 6、矿床与矿床分类 7、找矿勘查技术方法
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一、地球与地球结构
• 1.1 地球结构图
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一、地球与地球结构
ຫໍສະໝຸດ Baidu• 1.2 地壳、地幔和地核特点
纵横波
分层
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六、矿床与矿床分类
• 6.2 矿床
– 矿床是在地球演化和一定的地质环境中,使分散在地壳和上地幔中的各 种化学元素相对富集而形成的“聚集体”,并随着人类开发利用技术水 平的
提高,不断被人类利用的“聚集体”被称为矿石,否则称为岩石。
按成矿作用可划分: 内生成矿作用 外生成矿作用 变质成矿作用 叠生成矿作用(多因复成矿床)
固态
铁镁的硅 酸盐类物
质,由上

软流层 而下铁镁

含量逐渐 增加。

固态

液态 固态
以铁镍为 主并含少 量较轻元 素。
一、地球与地球结构
• 1.3 地壳结构特点与物质组成
由于人类寻找各种矿产的空间是在地壳,所以,地质学家对 地壳不断开展探索性科学研究。
1、地壳元素的组成: 丰度值(克拉 克值)、百分比
2、地壳分层及物 质组成
硅铝层 硅镁层
3、地壳结构特点
厚度变化大,分布不均匀 硅镁层分布是连续的,硅铝层在大洋底部罕见
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一、地球与地球结构
• 1.4 我国对地壳结构研究现状
1997年6月国家科技领导小组批准,中国大陆科学钻探工程被列为 “九五”国家重大科学计划。1999年9月27日,原国家计委批准了 “中国大陆科学钻探工程”项目建议书。并由国土资源部负责组 织,具体实施任务由“中国大陆科学钻探工程中心”承担。王达 教授任总指挥,许志琴院士任首席科学家。总投资1.76亿元。
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四、岩浆作用
• 4.2 岩浆的喷出作用
– 1972年夏威夷火山爆发形成的熔岩流
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四、岩浆作用
第四章结束
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五、岩石与岩石分类
• 5.1 概念
– 岩石是一种或多种矿物的集合体,主要研究对象是地壳及上地幔上部的 岩石,它是构成地壳的基本部分。按岩石成因可分为;岩浆岩、沉积岩 和变质岩三大类。
地球 化学
矿床学
遥感
找矿 勘探
地质 经济
六、矿床与矿床分类
• 6.5在找矿勘探工作中,经常使用有关名词( 5点)
– 5、矿床分布规律:研究矿床所在区域的大地构造、地 球化学和地球物理特征及其对矿床分布的控制作用; 研究矿床形成和分布与地壳发展演化的关系,阐明矿 床的时间、空间分布规律。
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六、矿床与矿床分类
• 6.4 矿床学与其它学科的关系
地层学
大地 构造
构造 地质
岩石学
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矿物学
地球 物理
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三、地质构造
• 3.2 褶皱构造-图2
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三、地质构造
• 3.2 褶皱构造-图3
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三、地质构造
• 3.3 断裂构造
– 自然界岩石受应力以后,当作用力超过其强度时,就 会产生断裂,使其连续性和完整性遭到破坏,这种岩 石脆性变形的产物称为断裂构造。可分为节理和断层 ,断层对岩层和岩石的变化影响很大,可造成岩石有 明显的位移。
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五、岩石与岩石分类
• 5.2 岩石分类
• 5.2.3 变质岩
– 灰色片麻岩
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五、岩石与岩石分类
• 5.2 岩石分类
• 5.2.3 变质岩
– 紫苏花岗岩
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五、岩石与岩石分类
第五章结束
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六、矿床与矿床分类
• 6.1 概念
– 随着矿业生产的发展而产生了矿床学,是一门技术经济与地质学相结合 的综合性学科,它的主要任务是研究各类矿床的成矿物质来源、成因及 其时空分布规律。具体的研究内容则是矿体的规模、产状、形态和物质 组成,矿床的形成条件及控矿因素,矿床的成因类型和工业类型等。研 究矿床学的目的是为了经济合理地进行找矿、勘探和开发利用。 。

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五、岩石与岩石分类
• 5.2 岩石分类
• 5.2.2沉积岩
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五、岩石与岩石分类
• 5.2 岩石分类
• 5.2.2沉积岩
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五、岩石与岩石分类
• 5.2 岩石分类 • 5.2.3变质岩
– 它是地壳物质在内力地质作用下,它是岩石在 基本上处于固体状态下,受到温度、压力及化 学活动性流体的作用,使原岩改变其成分、结 构、构造变成新岩石。主要是由岩浆岩或沉积 岩在变质作用下形成。与前两类岩石主要区别 是变质岩属重结晶的岩石,颗粒较粗,不含玻 璃质和有机质。 。
• 6.3 矿床学
矿床学主要研究以下具体内容:
– 1、矿石特征:研究矿石的物质成分、结构构造及其在 矿体中的分布和变化,并了解矿石的形成条件,确定 矿产的质量和加工工艺性质;
– 2、矿体特征:测定矿体的形状、大小、产状及其与围 岩的关系,查明矿床的规模、产出位置和开采条件;
– 3、成矿条件:研究矿床与地层、构造、岩石及岩浆活 动、沉积作用、变质作用、生物活动、气候、地貌等 因素的关系,查明它们对成矿的控制作用;
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五、岩石与岩石分类
• 5.2 岩石分类
• 5.2.1岩浆岩
– 岩浆岩是由地壳内部上升的岩浆侵入地壳或喷出地表 冷凝而成的,又称火成岩。岩浆主要来源于地幔上部 的软流层,温度高达1300℃,压力约数千个大气压, 使岩浆具有极大的活动性和能量。按其活动又分为侵 入岩和喷出岩。侵入岩是未达到地表的岩浆冷凝而成 的岩石。喷出岩是在岩浆喷出地表的条件下形成,温 度低,冷却快。
厚度(千米)

硅铝层 大陆部分平均 33

大洋部分平均 6 硅镁层 整个地壳平均 17
P、S波的波速
上地幔顶部
突然增大。( 地 莫霍面)
上地幔 上地幔上部
1000

P、S波的波速 突然减小,S波 下地幔
2900
直至消失。( 古登堡面)
外核
5100


内核
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状态 组成
温度压 力密度
固态
岩石
四、岩浆作用
• 4.1 概念
– 岩浆的形成、运移、冷凝固结成岩浆岩的全过程称岩浆作用。岩 浆通过侵入和喷出(火山)作用形成岩浆岩。
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四、岩浆作用
• 4.2 岩浆的喷出作用
– 岩浆喷出地表,沿坡流动,迅速冷凝固结形成喷出岩。
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四、岩浆作用
• 4.2 岩浆的喷出作用
– 喷出地表的岩浆迅速冷凝固结成岩

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六、矿床与矿床分类
• 6.2 矿床
按矿床成因可划分4大类12亚类
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六、矿床与矿床分类
• 6.2 矿床
按矿床成因可划分4大类12亚类
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六、矿床与矿床分类
• 6.2 矿床
按矿床工业类型可划分10类
1、能源矿产:煤、石油、油页岩、天然气、铀、钍等; 2、黑色金属矿产:铁、锰、铬、钒、钛等; 3、有色金属矿产:铜、铅、锌、铝、镍、钴、钨、锡、铋、钼等; 4、稀有金属矿产:锂、铍、铌、钽、锆、镉、镓、铟、稀土等; 5、贵金属矿产:金、银、铂、钯、钌、锇、铱、铑等; 6、冶金辅助原料矿产:熔剂用石灰岩、白云岩、硅石、菱镁矿、耐火
3.地层的接触关系:地球在漫长的演化过程中经历的地壳运动在 当地的地层中留下了物质记录。不同时代形成的地层彼此之间 的接触关系不同,可分为三种:整合、假整合及不整合。
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二、地层及地质年龄
• 2.4同位素年龄的确定
同位素年龄测定是根据矿物和岩石中放射性同位素衰 变原理及其衰变产物的数量比来推算这些矿物和岩石 在地壳中存在的时间,也就是它们的地质年龄。人们 把利用这种方法所测到的岩石的年龄称为同位素年龄 。用于地层年龄测量的同位素方法主要有U-Pb法、Thpb法、Rb-Sr法、K-Ar法、Sm-Nd法等。
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五、岩石与岩石分类
• 5.2 岩石分类
• 5.2.1岩浆岩 – 分类:按酸度可划分成四大类,按碱度可相应划分 出4个岩类 :
• 超基性岩类:钙碱性系列的岩石是橄榄岩-苦橄岩类。 • 基性岩类:钙碱性系列的岩石是辉长岩-玄武岩类。 • 中性岩类:钙碱性系列为闪长岩-安山岩类 。 • 酸性岩类:钙碱性系列的花岗岩-流纹岩类。
中国是再苏联和德国之后第三个超过5000米的科学深钻的国家, 2006年完成钻探任务,钻探深度达5158米。
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一、地球与地球结构
• 1.4 我国对地壳结构研究现状
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一、地球与地球结构
• 1.4 我国对地壳结构研究现状
目前科技部批准的深部探测计划正在实施,已经取得了一 系列科研成果,成功研制了万米钻机,重量达1000吨,高 54米,近期准备运到大庆油田开展地壳深部钻探研究,同 时数据采集和处理技术已经研发成熟,构建了多目标、多 学科的地质大科学框架,总体可以达到国外的技术水平。
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三、地质构造
• 3.3 断裂构造
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三、地质构造
• 3.3 断裂构造
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三、地质构造
• 3.3 断裂构造-新疆克拉玛依黑油山
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三、地质构造
• 3.3 断裂构造-新西兰热泉喷发
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三、地质构造
第三章结束
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二、地层及地质年龄
第二章结束
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三、地质构造
• 3.1岩层产状
– 岩层在空间产出的状态称为岩层的产状 。 用岩层的走向、倾向和倾角来确定,一般称为 岩层产状要素。
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三、地质构造
• 3.2 褶皱构造
▪ 受各种地质作用的影响,导致岩层发生变形而产 生的连续弯曲的各构造形态。
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二、地层及地质年龄
• 2.2 地层、地质年龄表
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二、地层及地质年龄
• 2.3相对年代的确定
1.地层层序率:地层形成时是水平或近水平,并且先形成的在下 部,后形成的在上部,构成上新下老的关系。
2.化石层序率:生物是由简单向复杂,由低级向高级进化,含高 级生物化石的地层时代新,含低级生物化石的地层时代老。
– 3、成矿条件:研究矿床与地层、构造、岩石及岩浆活 动、沉积作用、变质作用、生物活动、气候、地貌等 因素的关系,查明它们对成矿的控制作用;
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六、矿床与矿床分类
• 6.3 矿床学
矿床学主要研究以下具体内容:
– 4、矿床成因:研究矿床形成的物理、化学、生物等作 用和演化过程,阐明矿床的成因;
– 沉积岩是在地壳表面环境中形成的岩石。经过风化、 搬运、沉积固结等沉积而成,其主要特征:
1、呈层状产出,并经历分选作用,层理构造显著; 2、岩层表面可出现波痕、交错层、泥裂等构造。 3、沉积岩中常含古代生物遗迹,经石化作用即成化石 4、沉积岩地质体的形态可能与河流、三角洲、沙洲、沙
坝的范围相近。 5、沉积岩固结程度有差别,有些甚至是未固结的沉积物
粘土等 7、化工原料矿产:硫铁矿、自然硫、磷、钾盐、明矾石、化工用石灰
岩、泥炭 8、特种类矿产:压电水晶、冰洲石、金刚石、蓝石棉、熔炼水晶、光
学萤石等 9、建材及其他类矿产:云母、石棉、高岭土、石墨、石膏、滑石、水
泥用石灰岩等; 10、水气矿产:地下水、地下热水、二氧化碳气等。
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六、矿床与矿床分类
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五、岩石与岩石分类
• 5.2 岩石分类
• 5.2.1岩浆岩
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五、岩石与岩石分类
• 5.2 岩石分类
• 5.2.1岩浆岩
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五、岩石与岩石分类
• 5.2 岩石分类
• 5.2.1岩浆岩
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五、岩石与岩石分类
• 5.2 岩石分类
• 5.2.2沉积岩
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六、矿床与矿床分类
• 6.3 矿床学
矿床学主要研究以下具体内容:
– 1、矿石特征:研究矿石的物质成分、结构构造及其在 矿体中的分布和变化,并了解矿石的形成条件,确定 矿产的质量和加工工艺性质;
– 2、矿体特征:测定矿体的形状、大小、产状及其与围 岩的关系,查明矿床的规模、产出位置和开采条件;
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