【正文】 煤礦地質(zhì)學 西安科技大學 樊懷仁 一、地質(zhì)學、煤礦地質(zhì)學的研究對象和任務 ? 地質(zhì)學是研究地球的一門自然科學。當前主要是研究固體地球的外層 —— 巖石圈，研究的內(nèi)容包括：地球內(nèi)部組成物質(zhì)的成分及其形成、分布和演化規(guī)律；地球內(nèi)部結構和構造；地表形態(tài)的發(fā)展過程及其發(fā)育規(guī)律；勘察地下資源的方法等。 ? 煤礦地質(zhì)學的研究對象主要是煤礦建設、生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種地質(zhì)問題，包括煤層賦存、地質(zhì)構造、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、瓦斯地質(zhì)、煤塵等方面的情況。 ? 煤礦地質(zhì)學運用地質(zhì)學的基礎理論，查明影響煤礦建設、生產(chǎn)的各種地質(zhì)因素及其規(guī)律性，研究相應的處理方案和措施，保證煤炭資源的正常開采與合理利用。煤礦地質(zhì)學的任務是研究從礦井基本建設開始直至開采結束為止全過程中的所有地質(zhì)現(xiàn)象，找出其規(guī)律，解決煤礦建設、生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種地質(zhì)問題。 二、地質(zhì)作用 ? 由自然動力促使地球物質(zhì)組成、內(nèi)部構造和外部形態(tài)發(fā)生變化與發(fā)展的過程稱為地質(zhì)作用。其中，作用于整個地殼或巖石圈，能源主要來自地球本身的稱內(nèi)力地質(zhì)作用；作用于地殼表層，能源主要來自地球以外的稱外力地質(zhì)作用。 ? （一）內(nèi)力地質(zhì)作用 ? 構造運動：由地球內(nèi)動力引起地殼 (或巖石圈 )組成物質(zhì)變形變位的機械運動過程 。 ? 地震作用：它是巖石圈內(nèi)積聚的能量聚然釋放而引起的大地顫抖。 ? 巖漿作用：巖漿形成、活動直至冷凝成巖的過程稱為巖漿作用。 ? 變質(zhì)作用：指地殼中原有的巖石受物理和化學條件變化的影響，使其結構、構造和礦物成分等發(fā)生變化而形成一種新的巖石的過程。 ? （二）外力地質(zhì)作用 ? 大氣、水和生物在太陽輻射能、重力能和日月引力等影響下產(chǎn)生的動力對地殼表層進行的各種作用，統(tǒng)稱外力地質(zhì)作用 。 ? 風化作用 ? 風化作用是指巖石在地表條件下，由于溫度變化，水或水溶液以及生物活動等影響而發(fā)生的機械破裂和化學分解作用。 ? 剝蝕作用 ? 剝蝕作用是指地表水體、地下水、冰川和風等介質(zhì)在運動狀態(tài)下對地殼表層巖石進行破壞并將破壞產(chǎn)物搬走的過程。 ? 搬運作用 ? 風化、剝蝕作用的產(chǎn)物，被流水、海洋、風、冰川等運動介質(zhì)以機械或化學的方式轉移到他處的過程稱為搬運作用。 ? 沉積作用 ? 搬運過程中的物質(zhì)，由于搬運介質(zhì)能量減弱或物理化學條件的改變以及生物作用等因素的影響，在適當?shù)沫h(huán)境停頓堆積的過程稱為沉積作用。 ? 成巖作用 ? 松散沉積物被覆蓋與原介質(zhì)隔絕逐漸固結成巖，直至遭受變質(zhì)作用或風化作用之前的各種物理，化學、生物作用統(tǒng)稱為沉積巖的成巖作用。 三、 礦物和巖石 ?一） 礦物 ? 概念：由一種或多種元素在各種地質(zhì)作用下形成的自然產(chǎn)物。具有比較固定的化學成分和比較固定的外表形態(tài)。以固態(tài)為主，有少數(shù)液態(tài)和氣態(tài)礦物。 ? 礦物的主要特征 ? 顏色、條痕、光澤、硬度、解理、斷口 ? 常見礦物簡介 ? 石英、長石、云母、方解石、白云石、高齡石、蒙脫石、伊利石等。 二）巖漿巖 ? 巖漿巖是由來自地球內(nèi)部的熔融物質(zhì)（巖漿），在不同地質(zhì)條件下冷凝固結而成的巖石。當巖漿由火山通道噴溢出地表凝固形成的巖石，稱噴出巖或稱火山巖。常見的火山巖有玄武巖、安山巖和流紋巖等。當巖漿上升未達地表而在地下一定深度凝結而形成的巖石稱侵入巖，按侵入部位不同又分為深成巖和淺成巖?；◢弾r、輝長巖、閃長巖是典型的深成巖。花崗斑巖、輝長玢巖和閃長玢巖是常見的淺成巖。 三）沉積巖 ? 概念： 在地表常溫、常壓條件下，由風化物質(zhì)、火山碎屑、有機物等經(jīng)搬運、沉積和成巖作用形成的層狀巖石。組成沉積巖的物質(zhì)來自陸地上已生成的各類巖石，它們稱為沉積巖的母巖 (或源巖 )。除以上母巖外，火山噴出物、生物物質(zhì)、水體中的化學沉淀物也是沉積巖的組成部分。 ? 沉積巖在地表分布則甚廣，約占陸地面積的 75%，而海底幾乎全部為沉積物所覆蓋。 ? 煤系全部為沉積巖。 ? 分類： 按成因沉積巖可分為碎屑巖、粘土巖和化學巖 (包括生物化學巖 )。 ? 常見的沉積巖 ? 碎屑巖：按粒度劃分：礫巖、粗砂巖、中粒砂巖、細粒砂巖、粉砂巖 ? 按成分劃分：石英砂巖、長石砂巖、巖屑砂巖 ? 按膠結物劃分：硅質(zhì)砂巖、泥質(zhì)砂巖、鐵質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)砂巖 ? 粘土巖：泥巖、頁巖 ? 化學巖：石灰?guī)r、白云巖 ? 主要特征 ? 層理構造、層面構造、生物化石 四）變質(zhì)巖 ? 概念： 地殼內(nèi)早先形成的巖石 (巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖 )為適應新的溫度和壓力條件，在不斷發(fā)生整體熔融的固態(tài)前提下，礦物成分和巖石結構發(fā)生不同程度的變化，稱為變質(zhì)作用。經(jīng)過變質(zhì)作用后形成的巖石稱變質(zhì)巖。 ? 分類： 根據(jù)變質(zhì)作用類型的不同，可將變質(zhì)巖分為 5類：動力變質(zhì)巖、接觸變質(zhì)巖、區(qū)域變質(zhì)巖、混合巖和交代變質(zhì)巖。 ? 常見的變質(zhì)巖： 糜棱巖、碎裂巖、板巖、千枚巖、片巖、片麻巖、大理巖、石英巖。 四、地層系統(tǒng)與地質(zhì)年代 ? 地層是指在某一地質(zhì)年代因巖漿活動形成的巖體及沉積作用形成的地層的總稱。所謂的地層是指在地殼發(fā)展過程中形成的各種成層和非成層巖石的總稱。從巖性上講，地層包括各種沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖；從時代上講，地層有老有新，具有時間的概念。 ? 地層系統(tǒng)按等級劃分為宇、界、系、統(tǒng)、階、亞階等六個地層單位。 ? 地質(zhì)年代按等級劃分為：宙、代、紀、世、期、亞期等六個地質(zhì)年代單位。 五、地質(zhì)構造 ? 地質(zhì)構造是指組成地殼的巖石（巖體）在內(nèi)、外動力地質(zhì)作用下發(fā)生的變形與變位，而形成的各種（構造）現(xiàn)象，諸如褶皺、斷裂、節(jié)理等 。 ? （一）褶皺 ? 巖層受到構造作用后，在保持連續(xù)性的情況下產(chǎn)生的彎曲變形稱為褶皺構造。通常把褶皺構造中的一個單獨的彎曲稱為褶曲。 ? 褶皺的基本形態(tài) ? 褶皺構造有背斜和向斜兩種基本形態(tài)。 ? （ 1）背斜 中部巖層向上拱起的彎曲，正常情況下，兩側巖層向外傾斜。在同一水平面上，中心部分巖層時代較老，兩側巖層依次變新，并且兩邊對稱出現(xiàn)。 ? （ 2）向斜 中部巖層向下凹陷的彎曲，正常情況下，兩側巖層向內(nèi)傾斜。在同一水平面上，中心部分巖層時代較新，兩側巖層依次變老，并且兩邊對稱出現(xiàn)。 巖層產(chǎn)狀 （二）斷裂構造 ? 巖層受構造應力作用超過其強度時就會發(fā)生裂縫或錯斷，破壞了