(一)地质构造和地层1.地质构造 组成地壳的岩石,在长期的地质作用下,发生变形、变位的形迹,称为地质构造。
例如:由地质作用在岩层中形成的背斜和向斜褶曲、断层、节理、劈理等断裂,以及其他的面状,线状构造等均匀地质构造,简称构造。其成因主要是由内力地质作用造成。
2.地层 地层是指沉积岩、火成岩以及由它们变质而成的变质岩在漫长的地质时期和一定环境下逐渐形成的层状岩石。概括地说,地层是一切层状岩石的总称。
地层与岩层是两个不同的概念。地层含有时代的概念;而岩层则不具有时代概念。
所以地层是研究地壳历史的依据。对一个地区或不同地区的地层进行划分和对比,可确定地层的生成顺序和时代;还可进一步分析地层形成时的环境,从而就可了解到古代自然地理环境、演化规律以及地壳运动的规律等。
(二)岩层的接触关系 岩层的接触关系,是内、外力地质作用的综合产物。据其成因特征,可以分整合接触与不整合接触两大类型(图1-5)。
图1-5 整合、假整合、不整合形成过程示意剖面图 O—奥陶系;S—志留系;D—泥盆系;C—石炭系(箭头代表地壳运动的方向)1.整合接触 同一地区的上下两套岩层,若其产状一致,在沉积上和生物演化上都是连续的,则这种关系就称整合接触。它说明这个地区的地壳运动以相对下降为主,所以发生在上下两套岩层之间沉积过程是连续的,其间没有发生过足以引起较长时间沉积间断的构造运动。
如图1-5中的志留系(S)与奥陶系(O)之间的接触关系即为整合接触。2.不整合接触 由于地壳运动的影响,使在同一地区的上下两套岩层间有一明显沉积间断,并且在古生物演化顺序上也不连续,岩层的这种关系称为不整合接触。
不整合又可分为平行不整合(假整合)和角度不整合两种类型。(1)平行不整合(假整合) 上下两套岩层间虽然产状一致,但有明显沉积间断、时代不连续(图1-6)。
(2)角度不整合 角度不整合是指上下两套岩层之间有明显沉积间断,并以一定角度相交的关系(图1-6)。(三)单斜构造与岩层产状1.单斜构造 通常把接近水平或倾斜角度小于5°的岩层,称为水平岩层。
原来的水平岩层,由于受地壳运动的影响,使岩层产状发生变动,造成岩层层面与水平面呈一定角度相交故这类岩层称为倾斜岩层(图1-7)。如果在某一地区,出现一套岩层都朝一个方向倾斜,且倾斜的角度又大致相同时,称为单斜岩层。
图1-6 岩层的平行不整合(假整合)接触、岩层的角度不整合接触 图1-7 单斜岩层示意图2.岩层产状 岩层的产状是指岩层的空间位置及其状态;它是以岩层的产状要素来确定的。岩层的产状要素是指倾斜岩层的走向、倾向和倾角(图1-8)。
只要测量倾斜岩层的产状要素,就可以确定岩层的空间的位置及其形态,它是研究各种构造特征及其相互关系的依据。图1-8 岩层产状要素示意图 AB—岩层的走向;OD'—岩层的倾向;a—倾角(1)岩层的走向 倾斜岩层的层面与水平面的交线称走向线(图1-8)。
走向线是一条水平线,其两端延伸方向称岩层走向。走向线延伸的两个方向相差180°,如呈北东—南西方向、北西—南东方向等。
(2)岩层的倾向 层面上与走向线相垂直,且沿岩层倾斜面向下,所引的直线称为倾斜线,其在水平面上垂直投影所指的方向称岩层的倾向(图1-8)。倾向表示岩层倾斜的方向。
(3)岩层倾角 倾斜线与其在水平面上垂直投影的夹角称岩层倾角(图1-8)。倾斜范围在0°~90°之间。
若倾角近于0°,为水平岩层;若倾角等于90°时,称为直立岩层;余者统称倾斜岩层。(四)褶皱构造 在褶皱构造中,岩层的每一个向上或向下的弯曲称为褶曲。
它是地壳运动所形成的一种常见的地质构造,是褶皱的基本单位。褶皱是由一系列褶曲组合而成的,即岩层受力发生变形,产生一系列连续完整的波状弯曲称为褶皱构造。
褶皱构造有背斜和向斜两种基本类型:①背斜在形态上是岩层向上拱起的褶曲;两翼岩层相背倾斜,核部为老地层,两翼为新地层。②向斜在形态上是岩层向下拗陷的褶曲。
两翼岩层相向倾斜,核部为新岩层,两翼为老岩层。为了研究和描述褶皱形态和空间展布特征,我们必须要了解褶皱要素。
褶皱要素包括:核部、翼部、转折端、轴面、轴迹和槽线等(图1-9和表1-11)。图1-9 背斜和向斜在剖面和平面上的特征、褶皱示意图 表1-11 褶皱要素(五)断裂构造 当岩石受力达到或超过岩石的强度极限时,岩石便产生各种破裂或沿破裂面发生位移,形成断裂构造。
其特点是破坏了岩层的连续性和完整性。按岩石破裂特点,破裂构造主要分节理和断层两大类。
1.节理 岩石破裂后,破裂面两侧岩石没有发生明显位移,这种破裂构造称节理(图1-10)。图1-10 节理 A—纵节理;B—横节理;C—斜节理 节理是岩石中极为常见的一种构造现象。
常成群出现,沿一定方向有规律的排列。节理因所处构造部位不同,其长度、宽度、规格、形状等差异悬殊,节理裂开情况也各不相同,有的张开、有的紧闭。
节理分布密集程序也不相同,主要受岩石性质及受力情况所控制,脆性岩石中的节理要比柔性岩石中发育。2.断层 断层是破裂面两侧岩层,沿着破裂面发生显著相对位移的断。
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SiO2。根据SiO2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SiO2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: 1
第1章 绪论.第1节 地质学概述一、地质学的研究对象二、地质学的研究内容与学科划分三、地质学研究的特点和方法四、地质学研究的目的第2节 地质学发展简史一、萌芽时期(远古—1450)二、奠基时期(1450—1750)三、形成时期(1750—1840)四、发展时期(1840—1910)五、20世纪地质学的发展(1910—1970)六、现代地质学的发展趋势复习思考题第2章 地球的基本特征第1节 地球概况一、地球的形状和大小二、地球的物理性质第2节 地球的圈层结构一、地球的外部圈层二、地球的内部圈层第3节 地质作用及其能量来源一、基本概念二、地质作用的能量来源三、地质作用的分类复习思考题第3章 矿物与岩石第1节 概述一、矿物与岩石的概念二、矿物学与岩石学理论的建立第2节 矿物一、矿物的基本特性二、矿物的分类三、重要矿物简述第3节 火成岩一、岩浆、岩浆作用和火成岩的概念二、喷出作用(火山作用)三、侵人作用四、火成岩的成分五、火成岩的结构和构造六、火成岩的分类七、主要火成岩简介第4节 沉积岩一、沉积岩的形成过程二、沉积岩的特征三、沉积岩的分类和主要沉积岩第5节 变质岩一、变质作用的因素二、变质岩的特征三、变质作用类型与变质岩四、有关变质岩的几个问题复习思考题第4章 构造运动和构造变动第1节 概述一、关于构造运动的概念二、地壳构造与演化理论的建立第2节 构造运动的特征与表现一、构造运动的基本特征二、构造运动的证据三、岩层的产状和岩石变形第3节 褶皱构造一、褶皱的概念二、褶曲要素三、褶曲的形态分类四、褶曲在地质图上的表现五、褶皱的组合类型..六、如何在野外认识褶皱构造七、研究褶皱构造的意义第4节 断裂构造一、节理二、断层及其几何要素三、断层的分类四、断层的组合类型五、怎样识别断层六、研究断层的意义七、韧性断层与区域性大断裂第5节 新构造运动与地震一、新构造运动二、关于地震的一些概念三、地震的成因和成因类型四、地震强度五、地震的时间和空间分布规律六、地震预报第6节 大地构造学说简介一、地槽—地台说二、多旋回构造运动说和地洼学说三、地质力学(地球自转速度变化说)四、板块构造学说复习思考题第5章 地壳演化简史第1节 概述一、地层学理论的建立二、时间标尺的建立第2节 地壳历史的研究方法一、地层的划分与对比二、岩相古地理分析三、构造历史分析四、地层系统第3节 前寒武纪——太古宙和元古宙一、太古宙二、元古宙三、震旦纪第4节 早古生代一、动物界的第一次大发展——海生无脊椎动物时代二、加里东构造阶段世界古地理轮廓及地史特征三、早古生代中国地史概况第5节 晚古生代一、晚古生代生物界的飞跃发展二、海西构造阶段世界古地理格局变化及地史特征三、晚古生代中国地史概况第6节 中生代一、中生代生物界的新发展二、中生代全球大地构造和古地理演化三、中生代中国地史概况第7节 新生代一、古近纪二、新近纪三、第四纪复习思考题第6章 地质学在资源与环境中的应用第1节 矿产资源一、基本概念二、内生矿床三、外生矿床四、变质矿床和多成因矿床第2节 地下水资源一、含水层与隔水层二、地下水的类型三、储水构造四、地下水开采需要注意的问题第3节 工程建设的地质环境一、工业与民用建筑二、水利工程三、道路工程第4节 地质灾害与地球化学环境复习思考题参考文献及指导读物第一版后记第二版后记第三版后记第四版后记附表 地质年代表。
地质学是关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的知识体系。
专业名称:地质工程
业务培养目标:本专业培养具备基础地质学、地球物理学、地球化学、水文地质学、工程地质学、地质工程等方面的基本理论知识,具有从事资源地质勘查的初步能力和解决常见地质工程问题的基本能力,能在资源勘查、工程勘察、设计、施工、管理等领域从事资源勘查与评价、管理、各类工程建设地质等方面工作的高级工程技术人才。
业务培养要求:本专业学生在学习数学、物理、化学、外语、计算机的墓础上,主要学习基础地质、矿产地质,水文地质、工程地质、应用地球物理、应用地球化学、地质工程的基本理论和基本知识,受到工程师的基本训练,掌握运用现代地质学理论和先进科技手段,进行资源地质工作及解决与各类工程建设有关的地质工程问题的基本能力,并具有合理利用与保护自然地质环境的初步能力。本专业在培养方向上可以在矿产资源勘查、矿产资源评价与管理、勘察技术与工程等方面有所侧重。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:
1.掌握地质资源与地质工程学科的基本理论和基本知识;
2.掌握区域地质调查、矿产资源普查勘探的基本方法,初步掌握工程勘察、地球物理勘探、地球化学勘探的常用技术和测试方法,掌握常见地质工程问题的分析方法;
3.具有对区域地质、矿床地质、成矿地质条件、矿产分布规律等进行综合分析及矿产资源评价、管理的初步能力;具有钻探工程、地球物理勘探、地球化学勘探等现代勘探方法的选择、设计、施工、数据处理以及成果地质解释和运用的初步能力,具有解决工程建设中各种地质问题的初步能力,具有对环境地质作出评价和规划的初步能力;
4.熟悉地质资源、环境、工程建设等方面的方针、政策和法规;
5.了解地质资源与地质工程的理论前沿及技术发展动态;
6.掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有初步的科学研究能力和一定的实际工作能力。
主干学科:地质资源与地质工程。
主要课程:基础地质学、矿产地质学、水文地质学、工程地质学、地球物理勘探、地球化学勘探、钻掘工程学、基础工程施工、环境地质学、地质工程等。
主要实践性教学环节:包括认识实习、地质填图实习、课程设计、生产实习、毕业实习和毕业设汁,一般安排34周。
主要专业实验:矿物、岩石、化石鉴定实验、岩士测试实验、钻探实验、物探实验、水文地质实验等。
修业年限:四年。
授予学位:工学学士。
相近专业:资源勘查工程、勘察技术与工程。
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