【正文】 煤礦地質(zhì)學(xué) 西安科技大學(xué)樊懷仁一、地質(zhì)學(xué)、煤礦地質(zhì)學(xué)的研究對象和任務(wù) ? 地質(zhì)學(xué)是研究地球的一門自然科學(xué)。當(dāng)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(jié)構(gòu)和構(gòu)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(xué)的研究對象主要是煤礦建設(shè)、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(gòu)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(xué)運(yùn)用地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)理論，查明影響煤礦建設(shè)、生產(chǎn)的各種地質(zhì)因素及其規(guī)律性，研究相應(yīng)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(xué)的任務(wù)是研究從礦井基本建設(shè)開始直至開采結(jié)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(shè)、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(dòng)力促使地球物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)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(gè)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(gòu)造運(yùn)動(dòng)：由地球內(nèi)動(dòng)力引起地殼 (或巖石圈 )組成物質(zhì)變形變位的機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(xué)條件變化的影響，使其結(jié)構(gòu)、構(gòu)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(dòng)力對地殼表層進(jìn)行的各種作用，統(tǒng)稱外力地質(zhì)作用 。 ? 風(fēng)化作用? 風(fēng)化作用是指巖石在地表?xiàng)l件下，由于溫度變化，水或水溶液以及生物活動(dòng)等影響而發(fā)生的機(jī)械破裂和化學(xué)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(fēng)等介質(zhì)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下對地殼表層巖石進(jìn)行破壞并將破壞產(chǎn)物搬走的過程。? 搬運(yùn)作用? 風(fēng)化、剝蝕作用的產(chǎn)物，被流水、海洋、風(fēng)、冰川等運(yùn)動(dòng)介質(zhì)以機(jī)械或化學(xué)的方式轉(zhuǎn)移到他處的過程稱為搬運(yùn)作用。? 沉積作用? 搬運(yùn)過程中的物質(zhì)，由于搬運(yùn)介質(zhì)能量減弱或物理化學(xué)條件的改變以及生物作用等因素的影響，在適當(dāng)?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(jié)成巖，直至遭受變質(zhì)作用或風(fēng)化作用之前的各種物理，化學(xué)、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(xué)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(jié)而成的巖石。當(dāng)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(dāng)巖漿上升未達(dá)地表而在地下一定深度凝結(jié)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。花崗巖、輝長巖、閃長巖是典型的深成巖?；◢彴邘r、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(fēng)化物質(zhì)、火山碎屑、有機(jī)物等經(jīng)搬運(yùn)、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(xué)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(xué)巖 (包括生物化學(xué)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(xì)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(jié)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(xué)巖：石灰?guī)r、白云巖? 主要特征? 層理構(gòu)造、層面構(gòu)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(dòng)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(dòng)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(shí)代上講，地層有老有新，具有時(shí)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(gè)地層單位。? 地質(zhì)年代按等級劃分為：宙、代、紀(jì)、世、期、亞期等六個(gè)地質(zhì)年代單位。 五、地質(zhì)構(gòu)造? 地質(zhì)構(gòu)造是指組成地殼的巖石（巖體）在內(nèi)、外動(dòng)力地質(zhì)作用下發(fā)生的變形與變位，而形成的各種（構(gòu)造）現(xiàn)象，諸如褶皺、斷裂、節(jié)理等 。? （一）褶皺? 巖層受到構(gòu)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(gòu)造。通常把褶皺構(gòu)造中的一個(gè)單獨(dú)的彎曲稱為褶曲。? 褶皺的基本形態(tài)? 褶皺構(gòu)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(cè)巖層向外傾斜。在同一水平面上，中心部分巖層時(shí)代較老，兩側(cè)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(cè)巖層向內(nèi)傾斜。在同一水平面上，中心部分巖層時(shí)代較新，兩側(cè)巖層依次變老，并且兩邊對稱出現(xiàn)。 巖層產(chǎn)狀（二）斷裂構(gòu)造? 巖層受構(gòu)造應(yīng)力作用超過其強(qiáng)度時(shí)就會(huì)發(fā)生裂縫或錯(cuò)斷，破壞了巖體的完整性而形成斷裂構(gòu)造。斷裂構(gòu)造主要分為節(jié)理和斷