緒 論
第 一 章 地 球
第 二 章 礦物與岩石
第 三 章 地層 古生物
第 四 章 地質構造
第 五 章 煤與含煤岩係
第 六 章 影響煤礦生產的地質因素
第 七 章 礦井水文地質與防治水
第 八 章 煤礦環境地質
第 九 章 地質勘探
第 十 章 主要地質圖件
第十一章 礦井儲量管理
第十二章 地質編錄
第十三章 地質報告與地質說明書
第十四章 煤礦地質信息技術
緒 論
緒論
第一章 地 球
第一節 地球概述
第二節 地球的圈層構造
第三節 地球的物理性質
第四節 地質作用
第一節 地球概述
一、地球和宇宙
（一）太陽係的組成
太陽係是由太陽、圍繞太陽運轉的九大行星及九大行星的34顆衛星以及為數眾多的彗星、流星群等天體組成。
1、太陽：是一顆自己能發光發熱的恒星，其體積比地球大130萬倍。太陽本身是一團熾熱的氣體，時刻進行著熱核反應，表麵溫度約6000度。太陽散發著巨大的能量，其中隻有很小一部分（約20億分之一）照射到地球上，它是萬物生長的能源。
2、月球：是地球惟一的衛星。
3、彗星：太陽係中的特種星體。彗星由彗核、彗發和彗尾三部分組成。彗核--氣體凍結的冰塊組成，彗發--靠近太陽時，彗核蒸發而成，彗尾--與彗發同時形成。
4、隕星：既流星
（二）銀河係
是一個巨大的旋渦狀星係，由較明亮的星體、較暗淡的星雲、星團等物質組成。總質量是太陽係的1400億噸。直徑10萬光年，銀河係中有1400億顆恒星，銀河係也不是恒定的，它也在不斷運動。 近年來，天文工作者已在銀河係之外拍攝到許多個旋渦狀星係，其中有許多星係的質量和體積比銀河係還大。隨著科學的進展，現已證明宇宙在時間和空間上是無限的。
（三）天體的運動和年齡
據天文學提供的數據，任何天體都有新生、演化和衰亡。太陽從出現 50億年 到現在，屬於壯年期，在過50億年 “紅巨星”屬中年期，再經過10億年，它將變成“白矮星”，屬於末期，再過10億年“黑矮星”、死亡。
二、地球的形狀和大小
赤道半徑比極半徑約大21km，地球的赤道半徑是一個
橢圓形，其最長半徑比最短半徑大213米；北極凸18.9米；
南極凹25.8米的梨形。
有關地球形狀和大小的主要數據如下：
赤道半徑：6378.140km 極半徑：6356.779km
地球表麵積：5億1千萬km2 地球體積：1.08*1012km3
扁率：1/298.25 （長短半徑之差與長半徑之比）
四、地球的起源
地球是怎樣形成的？這個問題很早就引起了人們的注意，並發
生了激烈的爭論。曆史上盛行的是18世紀後期的康德—拉普拉斯
雲假說：太陽、行星在未形成以前是一團分散的氣體，通過引力
作用逐漸凝聚形成的。這一假說統治了一百多年。
1944年前蘇聯地球物理學家施密特提出了“俘獲說”：六、七十
億年前，太陽在銀河係旋轉運動中穿過濃厚的星際物質，由於太
陽本身的引力作用，吸引了一大批星際物質，這些星際物質經過
一係列的變化，形成了行星。
關於地球的起源，至今仍是科學上的“老大難”，由於科學發
展水平的限製，人類雖已作了多次嚐試，但至今仍是假說階段。
根據最近若幹年內地球化學和地球物理獲得的科研成果，現
在人們傾向於一種新的星雲假說：地球的起源與太陽係的形成是
一個統一的過程，太陽係的各個行星是由星雲中溫度並不高的氣
體、塵埃及類似各種隕石的固體物質逐漸聚集而成的。
第二節 地球的圈層構造
一、地球的外圈層
根據組成外圈層物質的性質狀態不同，可分為三個圈層：大氣圈、水圈、生物圈。
（一）大氣圈：包圍地球的大氣所組成的一個圈層叫大氣圈。
它是地球最外麵的一個圈層，其上界可達1800km或更高的高空。地球表麵大氣稠密，向外逐漸稀薄，過渡為宇宙氣體。
（二）水圈：地球的水圈是在原始大氣圈的成分中有了大量的水蒸汽之後才逐漸形成的。
水圈是地球表層的水體，大部分彙集在海洋，另一部分分布在陸地上的河流、湖泊、孔隙和土壤中。大氣下層和生物體內也有水分。這些水分包圍著地球形成連續的封閉圈。
水圈的總質量為166.4億噸，海洋水體積為陸地水體積的34倍。
海洋水體中已測出近60種元素，其主要元素成分是：O、H、Cl、
Na、Mg、S六中元素。海洋水的平均鹽度為35‰。
（三）生物圈：即地球上一切生物生存和活動的範圍，在大氣圈
10km的高空，地殼3km深處和深海底部，都發現有生物存在。大
量生物則集中在地表和水圈上層，包圍地球形成一個封閉圈。
二、地球內圈層
（一）地殼：
地殼厚度的一般規律是：大陸所在的地方較厚，海洋所在的地方較薄，地殼平均厚度33km。
1、上層為花崗岩層
2、下層為玄武岩層
（二）地幔：
1、上地幔：33km—984km，平均厚951km。成分以超基性橄欖岩類為主。因此這一層又叫橄欖岩層。
2、下地幔：984km—2898km，平均厚1914km。成分：金屬氧化物和硫化物。因此，這一層又叫金屬礦層圈。
（三）地核：
是指古登堡分界麵到地心。主要成分是高磁性的鐵、鎳物質，
故又稱鐵鎳核。關於地核成分目前還有爭議。
地核溫度達3000℃，壓力300萬個大氣壓，物質密度較大。
大氣圈
外圈層 水 圈
生物圈
地球
地 殼
內圈層 地 幔
地 核
第三節 地球的物理性質
三、海底地形
1、大陸邊緣：大陸與大洋連接的邊緣地帶。它包括：
1）大陸架：圍繞大陸的淺水平原。坡角小於0.1°，海水深度一般小於200m。
大陸架是海洋生物繁殖最多的地方，有豐富的石油資源，總儲
量1000億噸以上。
2）大陸坡：大陸架外緣傾斜部分，坡角4.3°。
3）大陸基：大陸坡與大洋盆地之間的平坦地區。
2、大洋盆地：大洋盆地是海洋的主體，約占海洋總麵積的45%。
3、洋中脊：大洋中的線狀海底隆起。其規模超過陸地上最大的山
係。洋中脊均由火山岩組成，有地震和火山活動，其發生地震時引起海嘯。
地質作用：使地殼物質發生運動和變化的各種自然作用。
地質作用一方麵不停息地破壞著地殼中已有的
礦物、岩石、地質構造和地表形態，另一方麵又不
斷地形成新的礦物、岩石、地質構造和地表形態。
各種地質作用既有破壞性，又有建設性，在破壞中
進行新的建設，在建設中又同時遭到破壞。
根據地質作用所進行的場所及能量來源的不同，
地質作用可分為內力地質作用和外力地質作用。
一、 內力地質作用
內力地質作用發生在地球內部，能量來自於地球本身。
內力地質作用按其活動方式,可劃分為地殼運動、岩漿作用和變質作用。
（一）地殼運動
1、運動的證據
（1）我國舟山群島、台灣島和海南島在第四紀早期（距今約300萬年）
與大陸是連在一起的，後來由於台灣海峽地區下沉才分開的。
（2）意大利那不勒斯灣海邊的古羅馬廟宇前的三根大理
石柱，每根柱子高12m，它們保留有同樣的地質遺跡：
2、地殼運動的基本形式
（1）水平運動：是指平行於地表的運動。如郯廬斷裂。
（2）垂直運動：是指垂直於地表的運動。如大理石柱。
3、構造變動：
由地殼運動所造成的岩層產狀和構造形態的改變，叫做構造變動。
構造變動可分為：褶皺變動—變形；斷裂變動—變位。
4、確定地殼運動的方法（在地質曆史時期）
在地質曆史時期的地殼運動無法直接觀察，隻能根據地殼運動
所留下的各種遺跡進行研究，常用的方法有以下幾種：
（1）岩相分析法：
A.岩相：是指岩石的沉積特征及古生物特征的總和。
a.橫向相變：
橫向上的相變反映了同一時期不同地區的自然地理條件的差異：
陸相→濱海相→淺海相 礫岩砂岩→濱海砂岩→石灰岩
b.縱向相變
縱向即垂直岩層剖麵方向上，縱向上的相
變反映了同一地區不同時間的自然地理環 砂岩
境的改變，其改變（環境）是地殼運動的
結果。如太行山東麓煤田的某剖麵。 煤 陸相
B、海侵層位和海退層位： 鋁土岩
a.海侵：地殼下降，海水侵漫大地。 灰岩 海相
由海侵時期形成的岩層—海侵層位
b.海退：地殼上升，海水退出陸地—海退。
由海退時期形成的岩層—海退層位。
地殼的上升與下降往往是交替出現的一套海侵層位和一套海退層
位說明本區曾經曆了一次下降和一次上升的完整的地殼運動。岩性
在剖麵上有規律的交替現象—旋回結構。
(2)厚度分析法
岩相分析可以得出地殼升降的定律結論，而厚度分析可以得出升
降運動的定量結論。
(3)岩層接觸關係分析法：
a.整合接觸關係：新老兩套地層彼此平行接觸,它們之間是連續沉積，
沒有沉積間斷。
b.假整合（平行不整合）：新老兩套地層彼此平行，但它們之間
並不是連續沉積，曾有過或長或短的沉積間斷，因此地層有缺失。
c.不整合（角度不整合或斜交不整合）：新老兩套地層有一定交
角，其間有地層缺失，有明顯的侵蝕麵。
不整合和假整合反映了當時所發生的地殼運動，它們是劃
分地層的重要依據。
(二)地震作用：我國的地震預報
平行不整合接觸 角度不整合
a--平行不整合立體圖 a--角度不整合立體圖
b--平行不整合剖麵圖 b--角度不整合剖麵圖
（三）岩漿作用
岩漿在上升過程中與圍岩相互作用，不斷改變自身的化學成分和物理狀態，這種從岩漿形成、活動直至冷凝的全部地質作用，統稱為岩漿作用。
1、岩漿的噴發作用
岩漿噴出地表—火山噴發。由岩漿噴出地表而形成的岩石—噴出
岩（火山岩）。
1）火山噴發的類型
（1）熔透式噴發 （2）裂隙式噴發 （3）中心式噴發
2）火山噴發物
（1）氣態物質 （2）液態物質 （3）固態物質
2、岩漿的侵入作用
侵入作用：岩漿上升運移到地殼中的活動過程。
侵入體：由侵入作用形成的岩體。
根據岩漿侵入的環境，可分為兩種類型：
1）深成侵入作用
是指距地表3km以下的岩漿活動。
（1）岩基：一種規模巨大的深成侵入體，出露麵積大於100km2，
多由酸性岩組成，常見者為花崗岩體，形狀為不規則的橢圓形，長
軸方向與山脈走向一致。
（2）岩株：一種規模較小的深成侵入體，平麵形狀近似圓形，出
露麵積小於100km2，向下呈柱狀延深。
2）淺成侵入作用
是指距地表0—3km範圍內的岩漿侵入活動。
（1）岩盤和岩盆
岩漿沿斷裂上升侵入到岩層中，冷凝成一個上凸下平的透鏡狀
侵入體—岩盤（岩蓋），其規模不大。若中央凹下，四周高起—岩
盆，規模較大。
（2）岩床：岩漿順岩層層麵侵入而形成的板狀侵入體。
（3）岩脈：
岩漿沿垂直於層麵的裂隙侵入，與層理斜交。
直立或近於直立的岩脈—岩牆。岩脈的規模大小不一。
岩漿岩體產狀示意圖
1--岩基；2--岩株；3--岩盤；4--岩床；5--岩牆和岩脈；6--火山錐；7--熔岩流
岩盤立體圖 岩床立體圖
（四）變質作用
變質作用：地下深處的固體岩石在高溫、高壓和化學活動
性流體作用下，引起岩石的結構、構造或化學成分發生變
化形成新岩石的一種地質作用。
1、變質作用的因素
1）溫度：
（1）再結晶作用：
非晶質礦物→結晶質礦物
晶體細小的礦物→顆粒大的礦物（大理岩）
（2）礦物成分之間重新組合形成新礦物：
例如：含SiO2的石灰岩，在高溫（550℃）下，可生成新礦物矽灰
石（CaSO3）：
CaCO3+SiO2 →CaSiO3+CO2
2）壓力：
（1）靜壓力：由上覆岩層重力引起的，它可使礦物成分重新組合，在溫度不變的情況下，它將產生體積小；比重大的新礦物。
（2）定向壓力：是具有方向性的壓力，它伴隨構造運動和岩漿活動而產生，它可使岩石中的柱狀及片狀礦物重新排列形 成垂直於壓應力方向的片理構造。
（3）化學活動性流體：主要成分H2O，其次是CO2、F、Cl等。在適當的溫度和壓力條件下，便和圍岩發生交代作用，使圍岩成分、結構、構造發生一係列變化。例如：H2O和CO2作用於超基性岩形成蛇紋岩。
2、變質作用的類型
根據變質因素、變質方式的不同，變質作用可分為三種類型：
1、區域變質作用：
2、接觸變質作用：
3、動力變質作用：
二、 外動力地質作用
外動力地質作用發生在地表層，能量來自於地球以外，主要是太陽的輻射能、日月吸引能。
（一）風化作用：
1、物理風化作用：主要是指岩石發生機械破壞。
1）溫度變化的影響：
2）冰劈作用：
2、化學風化作用：
1）氧化作用：黃鐵礦被氧化轉變成褐鐵礦。
2）水溶液的作用：
3、生物風化作用--是指生物的活動對岩石所產生的破壞作用。
1）根劈作用：植物根使岩石裂隙擴大，從而使岩石崩解。
2）生物化學作用：由於生物參與，引起介質條件改變，使岩石遭
到分解的過程。
4、風化作用的產物：
1）溶解物質； 2）殘餘物質； 3）碎屑物質。
（二）剝蝕作用
1、機械剝蝕作用
1）風的剝蝕作用：
2）地表水流的侵蝕作用：
（1）坡流的洗刷作（2）洪流的衝刷作用（3）河流的侵蝕作用
3）地下水的衝刷作用
4）冰川的抱蝕作用
5）海水的侵蝕作用
2、化學溶蝕作用
各種水體對岩石以溶解方式進行破壞的過程。
（二）搬運作用階段
把風化和剝蝕的產物從進行風化、剝蝕的地區，經過一定距離
運送到沉積區的過程。
搬運和剝蝕往往是同時由同一自然營力來完成的。例如：風和流
水一邊剝蝕著岩石，同時又把剝蝕下來的岩屑帶走。
（三）沉積作用階段
沉積作用：被搬運物質，從流水、風等介質中分離出來形成沉積物的過程。
1、機械沉積：由於搬運營力減弱或停止，被搬運物質按顆粒粗細、比重大小依次沉積下來。
2、化學沉積：
1）膠體溶液的沉澱 2）真溶液的沉澱
3、生物沉積：
1）生物遺體直接作為沉積物質：生物石灰岩、石油、煤等。
2）生物化學作用：生物能產生大量的CO2、H2S、NH3、H2等氣體，
影響了沉積介質的氧化—還原條件，促使金屬元素富集，形成各種
重要的礦產。
（四）成岩作用階段
成岩作用：鬆散沉積物形成之後，逐步變成堅硬的沉積岩的過程。
1、壓固作用：
2、膠結 ：
3、重結晶：
思 考 題
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