矿山地质学第3章-1-矿山地质学

目录绪论第一章地球圈层构造第二章矿物第三章地质作用与三大岩类第四章地史学基本知识第五章地质构造第六章主要地质图件第七章煤与含煤岩系第八章矿床简述第九章工程地质与水文地质第十章煤矿主要地质因素第十一章地质勘查与储量分类第十二章矿山地质工作第十三章常见地质灾害第三章地质作用与三大岩类一、构造运动与地震二、岩浆作用与岩浆岩

三、

外力地质作用与沉积岩四、变质作用与变质岩

第三章地质作用与三大岩类由自然动力所引起地球的外表形态、内部结构、物质组成发生和发展的过程称为地质作用。内力地质作用：作用于整个地壳(或岩石圈)、能源主要来自地球本身的作用力的地质作用。构造运动、地震地质作用、岩浆作用、变质作用；外力地质作用：作用于地壳表层、能源主要来自地球以外的地质作用。风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用等。第一节构造运动与地震（一）构造运动构造运动是指由地球内动力引起地壳（或岩石圈）组成物质变形、变位的机械运动过程。地质学的研究对象

具普遍性、长期性

垂直运动（造陆运动）水平运动（造山运动）基本形式具普遍性、长期性

基本形式具普遍性、长期性

基本形式垂直运动（造陆运动）水平运动（造山运动）具普遍性、长期性

基本形式（一）垂直运动垂直运动或升降运动是地壳或岩石圈组成物质沿地球半径方向的上升或下降运动。大规模的隆起和坳陷，引起地势高低变化和海陆变迁等。又称为造陆运动。（二）

水平运动地壳或岩石圈物质沿地球切线方向的运动。地壳受到挤压、拉伸或平移，甚至旋转运动，产生褶皱或断裂，在地表形成山脉或盆地。又称为造山运动（三）地震地震就是地球表层的快速振动。

震源是指地震发生于地下的某一点。震中指震源在地面上的垂直投影点。是地面上距离震源最近的点，也是接受振动最早的部位。震源深度表达震中到震源的深度。浅源地震中源地震深源地震发生时间发生地点地震震级1899年11月10日1906年1月31日1906年8月17日1911年1月3日1920年12月16日1923年1933年5月2日1950年8月15日1960年1960年5月21～22日1964年5月28日1976年7月28日2003年9月26日2003年9月27日2004年12月26日2005年10月8日2008年5月12日2011年3月11日2012年4月11日2012年9月5日2013年1月5日2013年5月24日2013年9月24日2013年11月17日2014年4月2日2014年4月3日2014年4月13日2014年6月24日美国阿拉斯加哥伦比亚智利天山（前苏联境内）中国甘肃日本关东日本中国察隅美国加利福尼亚智利美国阿拉斯加中国唐山日本北海道俄、蒙、中交界阿尔泰（俄方）印尼苏门答腊巴基斯坦中国四川汶川日本本州东海岸印尼苏门答腊哥斯达黎加阿拉斯加东南部海域鄂霍次克海巴基斯坦斯科舍海智利北部沿岸近海智利北部沿岸近海所罗门群岛附近海域拉特群岛8.68.68.48.48.58.38.58.68.38.98.67.88.07.98.97.88.09.08.57.97.88.27.87.88.17.87.87.9表3-11899年以来全球发生的7.8级以上地震

（据胡绍祥等，2014）

（1）地震的成因：1.构造地震构造地震又称断裂地震，是由地下岩石突然发生错断所引起。

2.火山地震火山喷发时由于气体的冲击力所引起的地震。3.陷落地震可溶性岩石(如石灰岩)发育的地区，岩石被地下水长期溶蚀，形成巨大的地下空洞。4.诱发地震人类工程活动引起局部地区异常振动。第二节岩浆作用与岩浆岩

（一）概述岩浆：来自地壳深部或上地幔中的具有高温、高压的硅酸盐熔融体。岩浆成分第二节岩浆作用与岩浆岩

（一）概述岩浆：来自地壳深部或上地幔中的具有高温、高压的硅酸盐熔融体。

二氧化硅（SiO2）-岩浆岩分类的基础各种金属氧化物少量的金属元素和稀有元素挥发性物质岩浆岩（又称火成岩）：岩浆沿岩石裂缝或薄弱带上升，侵入岩石圈上部甚至喷出地表，最后冷凝固结成坚硬的岩石（64.7%）。岩浆作用可分为喷出作用和侵入作用。（二）喷出作用和喷出岩：喷出作用或火山作用：岩浆从火山口溢出或喷出地表的过程称，所形成的岩石称为喷出岩。火山喷发的类型据火山在人类历史时期是否活动过，将其分为活火山、死火山及休眠火山。据火山喷发时的剧烈程度分为猛烈式和宁静式喷发据火山喷发的形式可以分为中心式、裂隙式及熔透式三种类型。2.火山喷出的物质①气态物质—水蒸气（H2O），约占70%～90%，其次是二氧化碳（CO2）、二氧化硫（SO2），还有微量的氮（N2）硫（S）等。②液态物质——从火山口溢出地表的高温液态物质称为熔岩。③固态物质——火山喷出的固态物质称为火山碎屑。3.喷出岩的产状（1）中心式喷发——岩浆沿颈状通道喷发的一种产状形式。形成锥状岩体（图3–1a）图3–1喷出岩产状—中心式喷发（源自网络）图3–1喷出岩产状—中心式喷发（源自网络）（2）裂隙式喷发——岩浆沿某一方向的大断裂或断裂带上升至地表。图3–2喷出岩产状—裂隙式喷发（源自网络）图3–2喷出岩产状—裂隙式喷发（源自网络）（三）侵入作用与侵入岩1侵入作用岩浆从地壳深部上升运移，侵入周围岩石(称为围岩)中而未到达地表。岩浆在侵入过程中冷凝、结晶而成的岩石叫侵入岩。

浅成侵入体深成侵入体侵入体的产状侵入体的产出状态即产状，指其形态、大小及其与围岩的关系。整合侵入产状是指侵入体与围岩的接触面平行于围岩的层理或片理，是岩浆沿层理或片理贯入而形成，如：岩床、岩盖、岩盆。不整合侵入产状是指那些切过围岩层理或片理的侵入体，是岩浆沿节理、层理、片理斜交或直交侵入而成，如岩墙、岩株、岩基图3–3侵入岩产状示意图（源自网络）图3–3侵入岩产状示意图（源自网络）1.岩床侵入体为层状或板状，其延伸方向与围岩的层面平行，它是岩浆沿围岩的层间空隙挤入后冷凝形成的。2.岩盆和岩盖侵入体的展布与围岩的层理一致，如果侵入体底平而顶凸，形似锅盖者，称为岩盖；若中间部分略向下凹，形似盆状者，称为岩盆。3.岩株规模较大的侵入体，其横截面积为数十平方公里以内(＜100km2)。其形态不规则，与围岩的接触面不平直，边缘常有规模较小、形态规则或不规则的岩脉贯入围岩之中。4.岩基规模巨大的侵入体，其横截面积＞100km2，常达数百到数千平方公里，形态不规则，通常略向一个方向伸长。其边界弯曲，边缘常分布有岩株。5岩墙（岩脉）为狭长的侵入体切割了围岩的层理方向。其规模变化较大，宽由数厘米（或更小）到十余米（或更大），长由数米到数公里或数十公里。它是岩浆沿围岩的节理斜交或直交挤入后冷凝形成的。课间休息（四）岩浆岩的基本特征和分类1岩浆岩的矿物组合与颜色SiO2是岩浆中的主要化学成分。据SiO2含量，将岩浆岩分为

酸性岩

中性岩

基性岩

超基性岩矿物：硅铝矿物SiO2与Al2O3的含量较高，不含铁、镁的铝硅酸盐矿物。如石英，长石和似长石类矿物。由于它们的颜色浅，故也被称为浅色或淡色矿物。铁镁矿物为富镁、铁的硅酸盐矿物，如橄榄石、辉石、角闪石和黑云母类等。由于颜色深，故被称为深色或暗色矿物。

岩浆岩的颜色就决定于其中暗色矿物和浅色矿物的含量比。富含SiO2的酸性岩浆岩中浅色矿物最多、暗色矿物最少，这类岩浆岩的颜色最浅。且石英单独晶出。在SiO2含量较少的超基性岩中，浅色矿物极少或完全没有，基本上全是暗色矿物，所以这类岩浆岩的颜色也最深。发育大量SiO2不饱和的矿物（如橄榄石）。2岩浆岩的结构和构造Ⅰ岩浆岩的结构：岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度，颗粒大小，晶体形态，自形程度和矿物间(包括玻璃)相互关系。岩浆岩的结构主要决定于岩石形成时的物理化学条件，诸如岩浆的温度、压力、挥发组分、粘度、冷却速度等因素。（1）按岩石的结晶程度划分①全晶质结构——岩石全部都是由矿物的晶体组成，多见于深成岩中。②半晶质结构——岩石中既有矿物晶体，又有玻璃质，多见于浅成岩和火山岩中。③玻璃质结构——岩石全由玻璃质组成，多见于浅成岩和火山岩中。（2）按矿物颗粒的绝对大小划分①显晶质结构——肉眼或放大镜能分辨出矿物颗粒。根据主要颗粒的平均直径大小，可进一步分为伟晶结构（＞10mm）、粗粒结构（10～5mm）、中粒结构（5～2mm）、细粒结构（2～0.2mm）、微粒结构(＜0.2mm)。②隐晶质结构——矿物颗粒很细，不能用肉眼或放大镜分辨出矿物颗粒，岩石外观很致密，具瓷状断口3）按矿物颗粒的相对大小划分①等粒结构——岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等，多见于侵入岩中。②不等粒结构——岩石中同种主要矿物大小不等，大者与小者可差别很大，其间为连续变化，多见于侵入体的边缘或侵入岩中。如斑状结构和似斑状结构。Ⅱ岩浆岩的构造：岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物集合体之间或与其它组成部分之间的排列、充填方式所反映出来的外表形态。（1）块状构造岩石中矿物颗粒的排列不显示方向性而均匀分布，称为块状构造。多见于深成岩中。（2）气孔构造和杏仁构造岩石中有大量的空洞，称为气孔构造。是岩浆溢出地表时，挥发组分从岩浆中逸散形成大量气泡而留下的空洞。如果孔洞被岩浆后期形成的矿物充填，则称为杏仁构造。（3）流纹构造由不同颜色的条纹、拉长的气孔定向排列所显示的一种流动构造，是熔岩流在流动过程中冷凝快而形成的。3岩浆岩的分类（1）.按化学成分分类超基性岩SiO2＜45%基性岩SiO245%～52%中性岩SiO252%～65%酸性岩SiO2＞65%（2）.按矿物成分分类橄榄岩—科马提岩类

超基性岩辉长岩—玄武岩类

基性岩闪长岩—安山岩类

中性岩正长岩—粗面岩类

中性岩花岗岩—流纹岩类

酸性岩（3）.按产状和结构分类岩浆岩根据产出环境可以分为侵入岩和喷出岩。侵入岩根据当时冷凝离地表的距离可以进一步分为深成岩和浅成岩，其结构与产状有对应关系，深成岩往往为显晶质等粒结构、半自形粒状或似斑状结构；浅成岩往往为显晶质细粒或斑状结构；喷出岩往往为隐晶质结构、玻璃质结构或斑状结构。表3-2岩浆岩分类简表4常见岩浆岩的特征（1）.橄榄岩矿物组合：主要由橄榄石组成，含量在40%以上，其次为辉石及少量角闪石。90%以上橄榄石组成的岩石称为纯橄岩。结构构造：全晶质中粒至粗粒结构，块状构造。颜色：暗绿色或黄绿色。橄榄岩（源自网络）（2）.金伯利岩矿物组合：主要由橄榄石、辉石及金云母组成。化学成分：SiO2

一般33%左右，一般<40%。K2O>Na2O，H2O和CO2

含量高。结构构造：斑状结构、角砾状构造。常含大量围岩角砾。斑晶主要是橄榄石，常呈浑圆状、角砾状，有时偶见金刚石。颜色：暗绿、暗灰、暗棕等色。金伯利岩（源自网络）3.辉长岩矿物组合：主要由斜长石和辉石组成，常含有少量橄榄石、角闪石。结构构造：全晶质粗粒至中粒结构、辉长结构，块状构造。颜色：常呈深灰色或灰黑色。4.辉绿岩和辉绿玢岩矿物组合：主要由斜长石和辉石组成，常含有少量橄榄石、角闪石。结构构造：细粒结构、辉绿结构、斑状结构，块状构造；辉绿岩具有典型的辉绿结构，具斑状结构的称为辉绿玢岩，斑晶多为辉石、橄榄石等矿物。颜色：常呈暗绿色或灰黑色。辉绿岩（源自网络）辉绿岩（源自网络）5.玄武岩矿物组合：主要由基性斜长石和辉石组成，有时含有少量橄榄石。结构构造：致密状或斑状结构，其中斑晶为橄榄石、辉石或斜长石，基质由隐晶质或玻璃质组成。玄武岩常具有气孔构造及杏仁构造。杏仁构造常由方解石、玛瑙等充填气孔形成。颜色：一般呈黑色、褐灰色、棕黑色。玄武岩（源自网络）玄武岩（源自网络）6.闪长岩矿物组合：主要由中性斜长石及角闪石组成，此外还有少量黑云母及辉石。有时也可以出现少量的正长石及石英。结构构造：全晶质细粒～中粒结构，块状构造。颜色：常呈灰色、灰绿色。如果暗色矿物较多时则呈灰黑色。闪长岩（源自网络）7.闪长玢岩矿物组合：主要由斜长石及角闪石组成。结构构造：全晶质斑状结构，斑晶常为斜长石，有时角闪石也可形成斑晶；基质为细粒或致密粒状结构。块状构