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    • 煤礦地質學課件ppt

    PPT摘要

    這是一個關于煤礦地質學課件ppt,主要介紹了地質學簡介、地質學與其他學科的聯系和分支、礦山、地質學研究的對象、煤礦地質學研究的內容、地球概況、地球的圈層構造、地球的物理性質、地質作用等內容。

    煤  礦 地 質 學
    緒  論
    一、地質學:研究地球的科學。是研究地球(地殼)的物質成分、內部構造、表面特征及演化歷史的一門自然科學。
    地質學的產生是分類長期的生活、生產實踐逐步了解認識的結果。
    地質學成為一門系統科學有200多年的歷史。
    二、地質學與其他學科的聯系和分支
    1、聯系  {數學—數學地質,物理—地球物理,化學---地球化學,生物學—古生物,天文學---行星地質學}
    2、分支
       研究地球物質成分:結晶學、礦物學、巖石學
       研究地殼運動及變形:構造地質學、大地構造學、地震地質學。
       研究地殼演化歷史:古生物學、地史學、古地理學。
       研究地表特征:冰川地質學、海洋地質學。
    3、應用
       資源:煤田、石油、水文、冶金
       環境:工程、環境、城市、旅游
    三、礦山(煤礦)地質學研究的對象
    概念:運用地質學基本理論,研究和解決與煤礦(礦山)設計、建設和生產有關的地質問題的一門地質學的分支學科。
    研究對象:煤礦建設和生產中出現的各種地質問題
    四、煤礦地質學研究的內容
    礦物學、巖石學
    構造地質學
    古生物學、地史學
    煤田地質與勘探
    水文地質學
    瓦斯地質學
    礦井地質學
    五、礦山地質學的研究方法
      在辯證唯物論指導下,實踐—認識—再實踐—再認識的認識過程
    六、煤礦地質學的主要任務
    1研究煤礦地質規律;2礦井地質工作;3礦井儲量管理;4水文地質調查;
    5地質災害預測預報;6環境地質調查;
    7、礦產資源綜合利用。
    七、學習要達到的目標
    1、理解基本理論   2、掌握基本概念  3、建立地質科學的思維方法  4、學習一些實際技能  5、增強探索自然地興趣  6、提高素養、關愛地球。
    八、學習方法
    1、調整自己,適應課程特點  培養良好的習慣  2、大量閱讀  認真理解  3、總結歸納  4、 注重實踐 5、課堂做筆記,消化當天內容。
    第一章  地  球
    第一節 地球概況
    一、宇宙和地球
    (一)宇宙和天體
    1.宇宙:是無限發展的物質世界,在空間上是無邊無際的,在時間上是無始無終的。
    宇宙空間包羅萬象,大至天體、星系、總星系、小至星際物質、分子、原子,凡一切客觀存在皆包涵于宇宙之中。
     2.恒星與行星
    觀測到的--總星系,半徑約100億光年。
    總星系內的星體并不是均勻分布的,一群群不同形狀,稱為星系?傂窍抵屑s有十幾億個星系,一個星系中約有十幾億至上千億顆恒星。太陽所在的星系叫銀河系。
    (二)銀河系
    是一個巨大的旋渦狀星系,由較明亮的星體、較暗淡的星云、星團等物質組成?傎|量是太陽系的1400億噸。直徑10萬光年,銀河系中有1400多億顆恒星,銀河系也不是恒定的,它也在不斷運動。 近年來,天文工作者已在銀河系之外拍攝到許多個旋渦狀星系,其中有許多星系的質量和體積比銀河系還大。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,屬于壯年期,再過50億年 “紅巨星”屬中年期,再經過10億年,它將變成“白矮星”,屬于末期,再過10億年“黑矮星”、死亡。
    (三)太陽系的組成
    太陽系是由太陽、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,表面溫度約6000度。太陽散發著巨大的能量,其中只有很小一部分(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:太陽系中的特種星體。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、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213m;北極凸約10m,
    南極凹約30m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    
        地球表面積:5.1億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)
    實際的地球表面崎嶇不平,為了便于測算,以平均海面通過大陸延伸所形成的封閉曲面作為參考面,此參考面稱為大地水準面。地球的形狀和大小通常就是指大地水準面的形狀和大小。
    三、地表面特征
    地球的表面積大約為5.1億km2
    陸地1.495億km2 ,占地球表面積的29.2%;海洋面積為3.61億km2 ,占地球表面積的70.8%。海陸面積之比為2.5:1。它們在地表的分布是極不均勻的,陸地多集中在北半球,占全球陸地總面積的67.5%,而南半球僅為32.5%。陸地上最高處----珠穆朗瑪峰(8844.43m),陸地最低點為死海,達-397m。地球最低處----馬利亞納海溝11033m),最大高差為20km。
    (一)陸地地形
    1、山地:是指海拔高程在500m以上的低山、1000m以上的中山和3500m以上的高山的總稱。  線狀分布的是山脈。
    2、丘陵:500m以下,地表起伏數十米(最大不超過200米)的低緩地形。
    3、平原:地勢寬廣平坦或略具有起伏的地帶(亞馬遜、560萬KM2,華北、松遼、長江中下游)
    4、高原:海拔高程大于600米的寬廣地區,如青藏高原。
    5、盆地:四周是高原或山地,中央低平的地區,(柴達木、四川)
    6、洼地:陸地上某些高程低于海平面的低洼地區。(新疆的魯克沁洼地)
    (二)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(淺海):圍繞大陸的淺水平原。坡角平均0.1°,海水深度一般小于200m。
    2)大陸坡:大陸架外緣傾斜部分,平均坡角4.3°。1400—3000m
    3)大陸基:大陸坡與大洋盆地之間的平坦地區。2000-3000m
    2、大洋盆地:海洋的主體,約占海洋總面積43%。4000—5000m(深海丘陵、平原)
    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系。洋中脊均由火山巖組成,有地震和火山活動,其發生地震時引起海嘯。
    4、海溝:海溝—山弧系,海溝—島弧系
    5、海山:
    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。
    它是地球最外面的一個圈層,其上界可達1800km或更高的高空。地球表面大氣稠密,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后才逐漸形成的。
    水圈是地球表層的水體,大部分匯集在海洋,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,海洋水體占水圈總水量96.5%。
    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范圍,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、上層為花崗巖層 (硅鋁層)    密度2.7
    2、下層為玄武巖層(硅鎂層)      密度2.9
    (二)地幔
    1、上地幔:33km—984km,平均厚951km。密度3.5,成分以超基性橄欖巖類為主。因此這一層又叫橄欖巖層。
    2、下地幔:984km—2898km,平均厚1914km。密度>5.1,成分:金屬氧化物和硫化物。又叫金屬礦層圈。
    (三)地核:
          是指古登堡分界面到地心。主要成分是高磁性的鐵、鎳物質,故又稱鐵鎳核。關于地核成分目前還有爭議。
                        外核(液體)\過度層\內核(固體)
          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
    一、密度:  地球單位體積的質量。平均5.52g/cm3,隨深度不均勻階梯狀增加。
    二、壓力: 靜壓力,上覆巖石的重量所產生的壓力。隨深度近于均勻增加
    三、重力: 地心對地面物質引力和地球自轉離心力的合力。
    正常重力值 地球看作均質體,從理論上計算出地表各處的重力值。
     重力異常--實測重力值與正常重力值(理論上的)不符的現象。
        正異常---實測值>理論值,密度較大物質。
        負異常---實測值<理論值,密度較小物質。
    四、溫度
     1)地殼淺部溫度變化
      (1)變溫層:自地表向下,受太陽輻射熱的影響,平均深約15m。
      (2)恒溫層:自變溫層的下界一定范圍內,溫度常年不變。
      (3)增溫帶:在恒溫層以下,溫度隨深度而逐漸增加
    表示增溫規律的方法兩種:
    地溫梯度(地熱增溫率):深度每增加100米,所升高的溫度。
    地溫級(地熱增溫級):溫度升高1℃,所增加的深度
    2)地熱利用   地熱增溫率較大的地區—地熱異常區。
    五、磁性
    地球是一個球形磁鐵,在其周圍形成一個地磁場。
    磁偏角(θ)--地磁子午線(磁針所指南北方向的延長線)與地理子午線有一個夾角。—偏東為正,偏西為負,因此,使用羅盤時必須加以校正。
    磁傾角—磁針的空間位置與水平面之間的夾角。赤道為0°,兩極為90°,指北針向下傾為正(北半球),向上傾為負(南半球)。
    磁場強度—地磁場中,使磁針偏轉和傾斜的磁力大小的絕對值。
    磁偏角、磁傾角和磁場強度—合稱地磁三要素,共同表示一點的地磁狀況。
    地磁異常--若某地區實測值與理論值不同時,稱為地磁異常,利用該異?刹槊鞯叵碌刭|情況,如:高磁性巖石、地質構造,這種方法叫磁法勘探。
    第四節  地質作用
       地質作用:使地殼物質發生運動和變化的各種自然作用。
         地質作用一方面不停息地破壞著地殼中已有的
    礦物、巖石、地質構造和地表形態,另一方面又不
    斷地形成新的礦物、巖石、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。   
          內力—高山、盆地; 外力—高山削低、盆地填平
        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
       發生在地球內部,能量來自地球本身(熱、重、旋)。
     劃分為地殼運動、地震作用、巖漿作用和變質作用。
    (一)地殼運動(構造運動)
    1、運動的證據
    (1)我國舟山群島、臺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,后來由于臺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。
    3.廣州七星崗的海蝕階地
    2、地殼運動的基本形式
         水平運動:是指平行于地表的運動。使巖層彎曲和斷裂,形成山脈和盆地。
         垂直運動:是指垂直于地表的運動。如大理石柱。海陸變遷,地勢高低的改變。
      地殼運動總的趨勢:水平運動占主導,垂直運動是派生的
    3、確定地殼運動的方法(在地質歷史時期)
           在地質歷史時期的地殼運動無法直接觀察,只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)巖相分析法:
    A.巖相:是指巖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  礫巖砂巖→濱海砂巖→石灰巖
        b.縱向相變
    反映了同一地區不同時間的自然地理環境的改變,
          其改變(環境)是地殼運動的結果。
    B.海侵層位和海退層位:
           a.海侵-地殼下降,海水侵漫大地。
              由海侵時期形成的巖層—海侵層位
           b.海退-地殼上升,海水退出陸地—海退。
            由海退時期形成的巖層—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,說明本區曾經歷了一次下降和一次上升的完整的地殼運動。
       旋回結構-巖性在剖面上有規律的交替現象。
    (2)厚度分析法
        厚度分析可以得出升降運動的定量結論
    (3)巖層接觸關系分析法
    a.整合接觸:新老兩套地層彼此平行接觸(產狀一致),它們之間是連續沉積,沒有沉積間斷(無剝蝕面)。
    b.假整合(平行不整合):產狀一致、不連續沉積、有剝蝕面。
    c.不整合(角度不整合):產狀不一致、沉積不連續、有剝蝕面。
        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:
    地震—巖石圈內聚集的能量突然釋放而產生的大地顫動。
    包括:孕震、發震、余震
    1 幾個概念
    震源     震中    震源深度(70—300km)    震級(9--32)    烈度(12)
    汶川地震:最高震級8   最高烈度11
    世界最大地震:8.9級,1960南美洲的智利地震
    2.地震的成因類型
       1)構造地震   90%
       2)火山地震   7%
       3)陷落地震   3%
       4)誘發地震
    3.地震地質作用
       1)地震裂縫
       2)地震斷層
       3)噴沙冒水
       4)山崩和滑坡
    (三)巖漿作用
          巖漿在上升過程中與圍巖相互作用,不斷改變自身的化學成分和物理狀態,這種從巖漿形成、活動直至冷凝成巖石的作用,統稱為巖漿作用。
    1、巖漿的噴發作用
        巖漿噴出地表—火山噴發。由巖漿噴出地表而形成的巖石—噴出巖(火山巖)。
        1)火山噴發的類型(點線面)
    (1)中心式噴發(2)裂隙式噴發(3)熔透式噴發
    2)火山噴發物
      (1)氣態物質  (2)液態物質   (3)固態物質
    2、巖漿的侵入作用
        侵入作用:巖漿上升運移到地殼中直至冷凝的活動過程。
        侵入體:由侵入作用形成的巖體。
        根據巖漿侵入的環境,可分為兩種類型:
    1)深成侵入作用 (深度大于3km以下的巖漿活動)
    (1)巖基:一種規模巨大的深成侵入體,出露面積大于100km2,多由酸性巖組成,常見者為花崗巖體,形狀為不規則的橢圓形,長軸方向與山脈走向一致。
    (2)巖株:一種規模較小的深成侵入體,平面形狀近似圓形,出露面積小于100km2,向下呈柱狀延深。
    2)淺成侵入作用(0—3km)
    (1)巖盤和巖盆
          巖漿沿斷裂上升侵入到巖層中,冷凝成一個上凸下平的透鏡狀侵入體—巖盤(巖蓋),其規模不大。中央凹下,四周高起—巖盆,規模較大。
    (2)巖床:巖漿順巖層層面侵入而形成的板狀侵入體。
     (3)巖脈、巖墻:
    (四)變質作用
        變質作用:地下深處的固體巖石在高溫、高壓和化學活動性流體作用下,引起巖石的結構、構造或化學成分發生變化形成新巖石的一種地質作用。
    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(大理巖)
     (2)礦物成分之間重新組合形成新礦物
            例如:含SiO2的石灰巖,在高溫(550℃)下,可生成新礦物硅灰
    石(CaSO3):
                   CaCO3+SiO2 →CaSiO3+CO2
    2)壓力:
    (1)靜壓力:由上覆巖層重力引起的,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;比重大的新礦物。
    (2)定向壓力:是具有方向性的壓力,它伴隨構造運動和巖漿活動而產生,它可使巖石中的柱狀及片狀礦物重新排列形 成垂直于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,便和圍巖發生交代作用,使圍巖成分、結構、構造發生一系列變化。例如:H2O和CO2作用于超基性巖形成蛇紋巖。
    2.變質作用的方式
      1)重結晶作用-----粗大
      2)變質結晶作用---新礦物
      3)變質分異作用—-不均勻變質巖
      4)交代作用—-----成分置換
      5)變形和碎裂作用—受力
    3.變質作用的類型
      1)接觸變質作用
      2)動力變質作用
      3)氣液變質作用
      4)區域變質作用
      5)混合巖化作用
    二、  外動力地質作用
    外動力地質作用發生在地表層,能量來自于地球以外,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:主要是指巖石發生機械破壞。
    1)溫差風化作用——球形風化
    2)冰劈作用
    3)鹽類結晶和潮解作用
    4)層裂作用
    冰劈作用
    層裂作用
    2、化學風化作用:
      1)溶解作用:溶解部分隨水帶走,難容部分殘留。
      2)氧化作用:黃鐵礦被氧化轉變成褐鐵礦。
      3)水解作用和碳酸化作用:硬石膏—石膏、正長石—高嶺石、方解石被溶解。
    3、生物風化作用
        是指生物的活動對巖石所產生的破壞作用。
      1)生物物理風化作用---根劈作用
      2)生物化學作用---由于生物參與,引起介質條件改變,使巖石遭到分解的過程。
    4、風化作用的產物
         1)碎屑物質  2)溶解物質   3)殘余(難容)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)洪流的沖刷作用          (3)河流的侵蝕作用
     3)地下水的沖刷作用
     4)冰川的冰蝕作用(刨蝕)
     5)海水的侵蝕作用
    2、化學溶蝕作用
        各種水體對巖石以溶解方式進行破壞的過程。
    (三)搬運作用
          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巖石,同時又把剝蝕下來的巖屑帶走。
    1.搬運作用方式
      1)機械搬運作用(推移、懸移)
     2)化學搬運作用
    2.不同營力的搬運作用
      1)河流的搬運作用
     2)地下水的搬運作用
      3)冰川的搬運作用
     4)風的搬運作用
     5)海洋(湖泊)的搬運作用
    (四)沉積作用
        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:由于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)膠體溶液的沉淀      2)真溶液的沉淀
    3、生物沉積:
      1)生物遺體直接作為沉積物質:生物石灰巖、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。
          幾種沉積作用:  河流:曲流河
                                海洋
                                湖泊
                                地下水
    (四)成巖作用
     成巖作用:松散沉積物形成之后,逐步變成堅硬的沉積巖的過程。
       1、壓固作用
       2、膠結 作用
       3、重結晶作用
     

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    《煤礦地質學課件ppt》是由用戶Abyss于2016-09-01上傳,屬于高校大學PPT。

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