矿业权评估地质学基础讲义.ppt

地质学基础地质学基础吉林大学地球科学学院吉林大学地球科学学院全国矿业权评估师执业资格考前培训全国矿业权评估师执业资格考前培训4/22/20234/22/20231 1主要内容主要内容u地球及其圈层地球及其圈层u元素、矿物与岩石元素、矿物与岩石u构造作用及其表现构造作用及其表现4/22/20234/22/20232 2一、地球及其圈层地球及其圈层l地球的外圈：地球的外圈：地球表面以上，根据物质性状可以分为地球表面以上，根据物质性状可以分为大气圈、水圈和生物圈大气圈、水圈和生物圈l地球固体内部存在着两个主要的分界面地球固体内部存在着两个主要的分界面 （1）地表以下平均）地表以下平均33km处，称莫霍洛维奇间断面，简称处，称莫霍洛维奇间断面，简称莫霍面莫霍面 （2）第二个间断面位于地表以下）第二个间断面位于地表以下2900km处，称处，称古登堡间古登堡间l两个间断面把两个间断面把地球内部分成三大层，地球内部分成三大层，即即地壳、地幔和地核地壳、地幔和地核。4/22/20234/22/20233 3地壳及其特征地壳及其特征（1）地壳是地球外表一层由岩石组成的固体硬壳，外部）地壳是地球外表一层由岩石组成的固体硬壳，外部 同大气圈、水圈、生物圈相接触；同大气圈、水圈、生物圈相接触；（2）地壳的厚度各处不一，变化于）地壳的厚度各处不一，变化于575km之间，大陆之间，大陆 地壳一般厚地壳一般厚3040km，大洋地壳厚，大洋地壳厚510km；（3）主要由各种硅酸盐类岩石、残坡积物及土壤组成。）主要由各种硅酸盐类岩石、残坡积物及土壤组成。上部称硅铝层，主要由沉积岩和岩浆岩中的花岗岩上部称硅铝层，主要由沉积岩和岩浆岩中的花岗岩 构成，平均密度为构成，平均密度为2.7g/cm3；下部称硅镁层，主要由；下部称硅镁层，主要由 玄武岩和辉长岩类构成，平均密度为玄武岩和辉长岩类构成，平均密度为2.9g/cm3。l在常温层以下随深度约每增加在常温层以下随深度约每增加33m，温度增高，温度增高1。4/22/20234/22/20234 4地球及地质体年代地球及地质体年代地壳年龄约为地壳年龄约为46亿年。原始地球的形成时间一般要比亿年。原始地球的形成时间一般要比地壳的年龄为早，大约为地壳的年龄为早，大约为5070亿年。亿年。地质体年代的测定地质体年代的测定 （1）相对地质年代）相对地质年代 A、地层学方法（地层层序律）、地层学方法（地层层序律）B、古生物学方法、古生物学方法 C、地质体切割律法、地质体切割律法 （2）绝对地质年代）绝对地质年代 D、同位素测量法、同位素测量法：可测定一些地质体的绝对年龄：可测定一些地质体的绝对年龄4/22/20234/22/20235 5地质时代l相对年代：宙、代、纪、世相对年代：宙、代、纪、世 l隐生宙（前寒武纪）太古代、元古代隐生宙（前寒武纪）太古代、元古代l显生宙古生代（寒武纪、奥陶纪、志留纪、显生宙古生代（寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪）泥盆纪、石炭纪、二叠纪）中生代（三叠纪、侏罗纪、白垩纪）中生代（三叠纪、侏罗纪、白垩纪）新生代（古近纪、新近纪、第四纪）新生代（古近纪、新近纪、第四纪）l地层时代：界、系、统、组地层时代：界、系、统、组4/22/20234/22/20236 6二、元素、矿物、岩石元素、矿物、岩石克拉克值克拉克值 元素在地壳中的平均含量元素在地壳中的平均含量 O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等八种元素含量最多等八种元素含量最多 元素分类：元素分类：（1）亲氧元素（造岩元素）亲氧元素（造岩元素）O、Si、Al、Ca、Ma、Na、K、Li等等 （2）亲硫元素（造矿元素）亲硫元素（造矿元素）Cu、Pb、Zn、As、Sn、Sb、Bi、Hg、Ag、Au等等 （3）亲铁元素（过渡型元素）亲铁元素（过渡型元素）Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Mo、W、Pt等等地壳中若干元素的克拉克值 元 素 O Si Al Fe Ca Na K Mg Ti H P Mn S C 重量/%46.60 27.72 8.13 5.00 3.63 2.83 2.59 2.09 0.44 0.14 0.12 0.10 0.05 0.03 4/22/20234/22/20237 7矿物及其分类矿物及其分类矿物：地壳中由各种地质作用下形成的，具有一定矿物：地壳中由各种地质作用下形成的，具有一定的化学成分、内部结构，从而具有一定的外表形态的化学成分、内部结构，从而具有一定的外表形态和物理性质的单质或化合物。和物理性质的单质或化合物。按晶体化学将自然界中的矿物分为五大类按晶体化学将自然界中的矿物分为五大类按晶体化学将自然界中的矿物分为五大类按晶体化学将自然界中的矿物分为五大类（矿物分类及实例矿物分类及实例）（1 1）自然元素自然金、自然铜、金刚石、石墨、硫磺）自然元素自然金、自然铜、金刚石、石墨、硫磺）自然元素自然金、自然铜、金刚石、石墨、硫磺）自然元素自然金、自然铜、金刚石、石墨、硫磺 （2 2）硫化物方铅矿、辉锑矿、辉钼矿、闪锌矿、辰）硫化物方铅矿、辉锑矿、辉钼矿、闪锌矿、辰）硫化物方铅矿、辉锑矿、辉钼矿、闪锌矿、辰）硫化物方铅矿、辉锑矿、辉钼矿、闪锌矿、辰 砂、黄砂、黄砂、黄砂、黄 铜矿、斑铜矿、辉铜矿、黄铁矿铜矿、斑铜矿、辉铜矿、黄铁矿铜矿、斑铜矿、辉铜矿、黄铁矿铜矿、斑铜矿、辉铜矿、黄铁矿 （3 3）卤化物萤石、石盐和钾盐）卤化物萤石、石盐和钾盐）卤化物萤石、石盐和钾盐）卤化物萤石、石盐和钾盐 （4 4）氧化物及氢氧化物磁铁矿、赤铁矿、铝土矿、褐铁矿、）氧化物及氢氧化物磁铁矿、赤铁矿、铝土矿、褐铁矿、）氧化物及氢氧化物磁铁矿、赤铁矿、铝土矿、褐铁矿、）氧化物及氢氧化物磁铁矿、赤铁矿、铝土矿、褐铁矿、硬锰矿、软锰矿及石英硬锰矿、软锰矿及石英硬锰矿、软锰矿及石英硬锰矿、软锰矿及石英 （5 5）含氧盐长石、方解石、白钨矿、磷灰石等）含氧盐长石、方解石、白钨矿、磷灰石等）含氧盐长石、方解石、白钨矿、磷灰石等）含氧盐长石、方解石、白钨矿、磷灰石等4/22/20234/22/20238 8矿物的特征矿物的光学特征矿物的光学特征颜色、条痕、光泽、透明度颜色、条痕、光泽、透明度矿物的光泽矿物的光泽光泽系指矿物表面对可见光的反射能力。光泽系指矿物表面对可见光的反射能力。通常将光泽通常将光泽自强而弱自强而弱分为以下四级：分为以下四级：a.a.金属光泽金属光泽 b.b.半金属光泽半金属光泽 c.c.金刚光泽金刚光泽 d.d.玻璃光泽玻璃光泽u矿物的摩式（矿物的摩式（Mohs）硬度）硬度 1 1滑石滑石 2 2石膏石膏 3 3方解石方解石 4 4萤石萤石 5 5磷灰石磷灰石 6 6正长石正长石 7 7石英石英 8 8黄玉黄玉 9 9刚玉刚玉 1010金刚石金刚石 4/22/20234/22/20239 9岩岩 石石l岩石：矿物（部分为火山玻璃或生物遗骸）岩石：矿物（部分为火山玻璃或生物遗骸）的自然集合体，主要由一种或几种造岩矿物的自然集合体，主要由一种或几种造岩矿物按一定方式结合而成，是构成地壳和地幔的按一定方式结合而成，是构成地壳和地幔的主要物质，是地球发展至一定阶段，由各种主要物质，是地球发展至一定阶段，由各种地质作用形成的坚硬产物。陨石和月岩也是地质作用形成的坚硬产物。陨石和月岩也是岩石。岩石。u按成因和形成过程，一般被分为三大类：火按成因和形成过程，一般被分为三大类：火成岩、沉积岩和变质岩成岩、沉积岩和变质岩 4/22/20234/22/20231010沉积岩沉积岩风化作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用风化作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用四个四个阶段阶段 沉积作用主要是通过沉积作用主要是通过三种方式三种方式进行的：机械沉积进行的：机械沉积作用、化学沉积作用、生物及生物化学沉积作用作用、化学沉积作用、生物及生物化学沉积作用 沉积岩分类沉积岩分类 （1）碎屑岩火山碎屑岩、砂岩、砾岩等）碎屑岩火山碎屑岩、砂岩、砾岩等 （2）粘土岩泥岩、页岩等）粘土岩泥岩、页岩等 （3）化学岩与生物化学岩碳酸盐岩、硅质岩、）化学岩与生物化学岩碳酸盐岩、硅质岩、盐类岩、可燃有机岩盐类岩、可燃有机岩4/22/20234/22/20231111岩浆岩l矿物组成矿物组成 （1）硅铝矿物（浅色矿物）：长石、副长石（霞）硅铝矿物（浅色矿物）：长石、副长石（霞 石、白榴石）、石英等。石、白榴石）、石英等。（2）铁镁矿物（暗色矿物）：橄榄石、辉石、角闪）铁镁矿物（暗色矿物）：橄榄石、辉石、角闪 石、黑云母等。石、黑云母等。l根据岩浆活动方式和岩体的形态特征等，可分为根据岩浆活动方式和岩体的形态特征等，可分为喷出喷出岩和侵入岩岩和侵入岩两类不同的产状。两类不同的产状。u喷出岩的产状：火山锥、熔岩流及熔岩瀑布、岩被；喷出岩的产状：火山锥、熔岩流及熔岩瀑布、岩被；u侵入岩的产状：岩床、岩盖、岩盆、岩墙（或岩脉）、侵入岩的产状：岩床、岩盖、岩盆、岩墙（或岩脉）、岩株、岩基岩株、岩基4/22/20234/22/20231212岩浆岩产状立体示意图岩浆岩产状立体示意图1 1火山锥；火山锥；2 2熔岩流；熔岩流；3 3熔岩被；熔岩被；4 4岩基；岩基；5 5岩株；岩株；6 6岩墙；岩墙；7 7岩床；岩床；8 8岩盘；岩盘；9 9岩盆；岩盆；1010捕虏体捕虏体 4/22/20234/22/20231313岩浆岩分类及实例SiO2的含量成为划分岩浆岩化学成分的主导因素，按的含量成为划分岩浆岩化学成分的主导因素，按其含量，可将岩浆岩分为：其含量，可将岩浆岩分为：SiO245%超基性岩（超镁铁质）超基性岩（超镁铁质）橄榄岩橄榄岩苦橄玢岩；苦橄玢岩；SiO2 5366%基性岩（镁铁质）基性岩（镁铁质）辉长岩辉长岩玄武岩；玄武岩；SiO2 4553%中性岩中性岩 闪长岩闪长岩安山岩；安山岩；SiO2 66%酸性岩酸性岩 花岗岩花岗岩流纹岩；流纹岩；n花岗岩是地球上分布最广泛的侵入岩花岗岩是地球上分布最广泛的侵入岩 4/22/20234/22/20231414变质岩变质岩l变质作用类型变质作用类型 根据地质环境和变质作用的主要因素，可将变质作根据地质环境和变质作用的主要因素，可将变质作用划分为如下四种类型：用划分为如下四种类型：（1 1）区域变质作用；（）区域变质作用；（2 2）接触变质作用）接触变质作用 （3 3）动力变质作用；（）动力变质作用；（4 4）混合岩化作用）混合岩化作用l常见的变质岩常见的变质岩 （1 1）区域变质岩：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、变）区域变质岩：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、变 粒岩、石英岩、斜长角闪岩；粒岩、石英岩、斜长角闪岩；（2 2）接触变质岩：角岩、矽卡岩、）接触变质岩：角岩、矽卡岩、（3 3）动力变质岩：构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩）动力变质岩：构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩正变质岩原岩为岩浆岩正变质岩原岩为岩浆岩 副变质岩原岩为沉积岩副变质岩原岩为沉积岩4/22/20234/22/20231515三、构造作用及其表现构造作用的基本形式构造作用的基本形式（1 1）水平运动：造山运动（褶皱和断裂）水平运动：造山运动（褶皱和断裂）（2 2）垂直运动：造陆运动（大规模的隆起或拗陷）垂直运动：造陆运动（大规模的隆起或拗陷）地壳构造运动的表现地壳构造运动的表现（1）新构造运动（晚第三纪以来）新构造运动（晚第三纪以来）海成阶地、海蚀槽、滨海平原、地震海成阶地、海蚀槽、滨海平原、地震（2）古构造运动（晚第三纪以前）古构造运动（晚第三纪以前）岩石变形岩石变形岩石变形岩石变形 、岩相变化、沉积厚度的变化、岩层、岩相变化、沉积厚度的变化、岩层、岩相变化、沉积厚度的变化、岩层、岩相变化、沉积厚度的变化、岩层 接触关系接触关系接触关系接触关系 4/22/20234/22/20231616地壳构造运动的产物l褶皱：岩层在侧方挤压力褶皱：岩层在侧方挤压力的作用下发生的波状弯曲的作用下发生的波状弯曲的塑性变形。岩层若只发的塑性变形。岩层若只发生一个弯曲，称为褶曲；生一个弯曲，称为褶曲；两个或两个以上的褶曲组两个或两个以上的褶曲组合，叫做褶皱。它们是由合，叫做褶皱。它们是由岩层发生连续性的移动而岩层发生连续性的移动而形成的构造形迹形成的构造形迹l褶皱的基本形态有背斜和褶皱的基本形态有背斜和向斜两种向斜两种 4/22/20234/22/20231717地壳构造运动的产物l断裂：指岩层或岩体在构造应力作用下，当作用强度超过岩断裂：指岩层或岩体在构造应力作用下，当作用强度超过岩层或岩体的强度时，岩层的连续性和完整性受到破坏所产生层或岩体的强度时，岩层的连续性和完整性受到破坏所产生的构造变形的构造变形l断裂是地壳中普遍发育的基本构造之一断裂是地壳中普遍发育的基本构造之一l根据破裂岩石的相邻岩块相对位移的程度，将根据破裂岩石的相邻岩块相对位移的程度，将断裂构造分节断裂构造分节理、劈理和断层三大类理、劈理和断层三大类l根据断层两盘的相互关系，可将根据断层两盘的相互关系，可将断层划分为：断层划分为：正断层、逆断层、平移断层等正断层、逆断层、平移断层等 a.正断层；正断层；b.逆断层；逆断层；c.平移断层；平移断层；d.逆平移断层逆平移断层e.正平移断层正平移断层 4/22/20234/22/20231818