地质基础知识汇总

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，通常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”。

目前，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SiO

2。根据SiO

2

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SiO

2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，目前，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。碎屑颗粒大于，按颗粒直径大小可分为：砾状结构颗粒直径大于2mm，砂状结构颗粒直径在2至，粉砂结构颗粒直径在至之间。

泥质结构多为粘土矿物，颗粒直径小于。

化学结构是通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。

砂 层

砂 层

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，目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、剥蚀后形成的碎屑物质和黏土矿物，经过机械搬运、沉积、成岩作用而形成的岩石称陆源碎屑岩。由火山喷发形成的火山碎屑物质经过堆积、压实、胶结或熔结作用而形成的岩石称火山碎屑岩。

内源沉积岩：所谓“内源”，是指沉积物质直接来源于沉积盆地之内，由沉积盆地内的溶解物质通过化学或生物化学作用沉淀生成的。常见的岩石类型有石灰岩等。其中可燃生物岩主要是指生活在沼泽、湖泊中的生物遗体经过复杂的物理、

图2—1—2 沉积岩分类

第三节构造地质学基础知识

承受地壳运动的岩层或岩石，在地壳运动力的作用下发生变形或变位的形迹，称为地质构造。地质构造在层状的岩石中表现最显着，在不成层的岩浆岩中也是存在的。本节重点讲述成层岩石中的地质构造。它的基本类型有：水平构造，倾斜构造，褶皱构造和断裂构造等。

一、水平构造

原始沉积物，特别是海洋中的沉积物多是水平或近于水平的层状堆积物，按沉积顺序先沉积的在下面，后沉积的覆盖在上面，这些一层层叠置起来的沉积物，经过固结成岩作用形成坚硬的层状岩石，称为岩层。每个岩层具有近似相互平行的两个面，称为层面，顶面又叫上层面，底面又叫下层面。上、下层面之间的垂直距离是岩层的厚度（图2-1-3中的OA）。

原始岩层一般是水平的，在漫长的地质历史中，由于地壳运动，岩浆活动等的影响，岩层产出状况发生多种多样的变化。有的岩层虽然经过地壳运动使其位置发生了变化，但仍保持水平状态，这样的构造称为水平构造。绝对水平的岩层几乎是不存在的，因而所谓水平构造是指受地壳运动影响轻微的某些地区或受强烈地壳运动影响的岩层的某一局部地段或大范围的均匀抬升或下降的地区。水平