煤礦地質(zhì)地球

煤礦地質(zhì)地球第一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一煤礦地質(zhì)學(xué)班級(jí)：安全工程1041課時(shí)：1~10、12~14、17~19周，周3學(xué)時(shí)，共48學(xué)時(shí)考核：平時(shí)成績(jī)（20%）+考試成績(jī)（80%）主講：牛雅莉地址：3號(hào)實(shí)驗(yàn)樓B306聯(lián)系方式Q：67390588email：mtdy_yl@163.com第二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一前言課程性質(zhì)與目的課程的主要內(nèi)容學(xué)習(xí)要求第三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一課程性質(zhì)與目的本課程系統(tǒng)介紹了煤礦地質(zhì)學(xué)的基本知識(shí)、概念和原理，主要講授與煤礦生產(chǎn)相關(guān)的基礎(chǔ)地質(zhì)理論和煤礦應(yīng)用地質(zhì)工程技術(shù)，包括煤層賦存、地質(zhì)構(gòu)造、勘探工程、瓦斯地質(zhì)等。學(xué)習(xí)本課程的目的是要掌握扎實(shí)的地質(zhì)理論基礎(chǔ)知識(shí)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。第四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一課程的主要內(nèi)容地球的基礎(chǔ)知識(shí)及地質(zhì)作用礦物與巖石地層及古生物地質(zhì)構(gòu)造煤與含煤巖系水文地質(zhì)基礎(chǔ)影響煤礦生產(chǎn)的地質(zhì)因素地質(zhì)勘探煤礦常用地質(zhì)圖件第五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一學(xué)習(xí)要求課上與課下結(jié)合理論與實(shí)踐結(jié)合培養(yǎng)主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)，具備知識(shí)自我更新能力第六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第一節(jié)地球概述一、地球的形狀和大小二、地表面特征第二節(jié)地球的圈層構(gòu)造一、地球的外圈層二、地球的內(nèi)圈層第三節(jié)地球的物理性質(zhì)第四節(jié)地質(zhì)作用一、外力地質(zhì)作用二、內(nèi)力地質(zhì)作用第一章地球第七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一要求：了解地球概況；掌握有關(guān)地球的圈層構(gòu)造和物理性質(zhì)及地質(zhì)作用的基本知識(shí)。第一章地球第八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一

一、地球的形狀大小

赤道半徑比極半徑約大21km，地球的赤道半徑是一個(gè)橢圓形，其最長(zhǎng)半徑比最短半徑大213m；北極凸18.9m；南極凹25.8m的梨形。有關(guān)地球形狀和大小的主要數(shù)據(jù)如下：赤道半徑：6378.17km極半徑：6356.779km

地球表面積：5億1千萬(wàn)km2

地球體積：1.08*1012km3

扁率：1/298.25（長(zhǎng)短半徑之差與長(zhǎng)半徑之比）第一節(jié)地球概述第九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一里舍的天文考察與牛頓的計(jì)算里舍—法國(guó)天文學(xué)家，1672年攜帶天文鐘到奎亞那的開云（靠近赤道）進(jìn)行天文學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)天文鐘每天慢2分28秒，后來(lái)告知牛頓，牛頓解釋為赤道帶上重力減少，并經(jīng)過(guò)計(jì)算，提出赤道凸出，兩極扁平，地球非圓形，而是橢圓形。小資料第十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一2000年12月22日，美國(guó)國(guó)家航空和航天局(NASA)的科學(xué)家發(fā)布了全新的地球圖片——數(shù)字地球圖，以替代以前由“阿波羅”上的宇航員拍攝的地球圖。這幅數(shù)字地球圖采取了1997年從幾顆人造衛(wèi)星上獲得的數(shù)據(jù)，估算人們?cè)谛l(wèi)星軌道上看地球的樣子，然后加以藝術(shù)創(chuàng)造，在背景上添加了月亮。圖中的大風(fēng)暴顯示的是從北美洲西部刮起的Linda颶風(fēng)。月亮放大了，有實(shí)際比例的兩倍。小資料第十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、地表面特征地殼表面高低起伏不平，基本上可分成陸地和海洋兩大部分。陸地面積1.495億平方公里，占地球表面積的29.2％。海洋面積為3.61億平方公里，占地球表面積的70.8％。海陸面積之比為2.5：1.它們?cè)诘乇淼姆植际菢O不均勻的，陸地多集中在北半球，占全球陸地總面積的67.5％，而南半球僅為32.5％。地球上最高處—珠穆朗瑪峰（8844.43m），最低處—瑪利亞納海溝（11034m，它位于北緯11°20，東經(jīng)142°11.5;，即于菲律賓東北、馬里亞納群島附近的太平洋底，亞洲大陸和澳大利亞之間，北起硫黃列島、西南至雅浦島附近。

），最大高差為20km。第一節(jié)地球概述第十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（一）陸地地形1、山地：是指海拔高程在500m以上的低山、1000m以上的中山和3500m以上的高山的總稱。2、丘陵：地表起伏數(shù)十米（最大不超過(guò)200米）的低緩地形。如遼東丘陵。3、平原：地勢(shì)寬廣平坦或略具有起伏的地帶（海拔多在0-600m之間）。按海拔高程可分為低平原—其海拔高程小于200m，如華北平原（平均海拔50m以下）；高平原—200m~600m，如成都平原（平均海拔在400-500m）。4、高原：海拔高程大于600米的寬廣地區(qū)，如青藏高原（平均海拔在4000m以上，是世界上最高的高原）。5、盆地：四周是高原或山地，中央低平的地區(qū)，如柴達(dá)木盆地。6、洼地：陸地上某些高程低于海平面的低洼地區(qū)（洼地因排水不良，中心部分常積水成湖泊、沼澤或鹽沼

）。如我國(guó)新疆吐魯番盆地中的艾丁湖，湖水面在海平面以下150m，稱克魯沁洼地，整個(gè)盆地有4050平方公里低于海平面，是世界上面積最大的內(nèi)陸洼地之一。第十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（二）海底地形根據(jù)海底地形的基本特征，把海底分為大陸邊緣、大洋盆地和洋中脊三個(gè)單元。

1、大陸邊緣：大陸與大洋盆地連接的邊緣地帶，寬幾十至幾百公里。它包括：1）大陸架：圍繞大陸的淺水平原，是大洋低潮線至大陸坡上緣的邊緣海地帶。坡角小于0.1°，海水深度一般小于200m。2）大陸坡：大陸架外緣傾斜部分，表面坡度較陡、深度一般在200—2500m的狹窄海底地帶，坡角4.3°，有時(shí)達(dá)15°—26°。3）大陸基：大陸坡與大洋盆地之間的平坦地區(qū)，平均坡度0.1-1°。第十四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、大洋盆地：深度2000～6000米。大洋盆地是海洋的主體，約占海洋總面積的45%，為海底起伏相對(duì)較小的大洋洼地，主要由深海平原、深海丘陵和深海峽谷組成。3、洋中脊：大洋中的線狀海底隆起。其規(guī)模超過(guò)陸地上最大的山系。洋中脊均由火山巖組成，有地震和火山活動(dòng)，其發(fā)生地震時(shí)引起海嘯。第十五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一地球的表面特征小資料第十六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一地球的表面特征小資料第十七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一濱岸帶地球的表面特征小資料第十八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一小資料地球的表面特征—山地第十九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一大洋剖面示意圖小資料第二十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一東海大陸架剖面示意圖小資料第二十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一地球內(nèi)部是怎樣？

為找礦產(chǎn)資源，打鉆、開掘各種井巷工程，但一般只能達(dá)到幾百米至幾千米。迄今為止，世界上最深的鉆孔，是前蘇聯(lián)布置在北冰洋濱的科拉半島上的超深鉆，也僅深入地下12000多米。對(duì)整個(gè)地球說(shuō)來(lái)這只涉及它外殼上極薄的一層。

地球物理方法——地球內(nèi)部的性態(tài)，證明地球不是均質(zhì)體，而是具同心狀的圈層構(gòu)造。第二節(jié)地球的圈層構(gòu)造第二十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一

一、圈層構(gòu)造的含義：是指地球大體可劃分成幾個(gè)連續(xù)的、由不同成分和物理狀態(tài)的物質(zhì)所構(gòu)成的同心圈層。二、圈層的成因：在地球漫長(zhǎng)的發(fā)展、演變過(guò)程中，主要由于地球引力作用而產(chǎn)生的重力分異作用，使輕物質(zhì)上浮，重物質(zhì)下沉，逐漸分化成層。三、圈層的劃分：基本以地表為界分為內(nèi)圈和外圈：內(nèi)圈包括：地殼、地幔、地核外圈包括：大氣圈、水圈、生物圈各圈層按物質(zhì)組成及特征等仍可進(jìn)一步細(xì)分層。第二十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一地球是具有圈層構(gòu)造的。根據(jù)物質(zhì)成分和物態(tài)的差別，可將地球劃分為一個(gè)核心和圍繞著核心的幾個(gè)同心圈層。以地表為界，分為外圈層和內(nèi)圈層。一、地球的外圈層

根據(jù)組成外圈層物質(zhì)的性質(zhì)狀態(tài)不同，可分為三個(gè)圈層：大氣圈、水圈、生物圈。（一）大氣圈：包圍地球的大氣所組成的一個(gè)圈層叫大氣圈。它是地球最外面的一個(gè)圈層，其上界可達(dá)1800km或更高的高空。地球表面大氣稠密，向外逐漸稀薄，過(guò)渡為宇宙氣體。第二節(jié)地球的圈層構(gòu)造第二十四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一大氣分層小資料第二十五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一西風(fēng)帶赤道信風(fēng)帶極地東風(fēng)帶全球風(fēng)帶的一般圖示大氣環(huán)流是指大氣不同時(shí)間和空間尺度的大范圍的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)。大氣環(huán)流的主要表現(xiàn)形式就是不同的“風(fēng)帶”小資料第二十六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一大氣環(huán)流——對(duì)流層的強(qiáng)烈對(duì)流

風(fēng)是由于大氣不同部位的壓力差造成的，大氣的流動(dòng)形成了風(fēng)。小資料第二十七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一

大西洋洋面形成的颶風(fēng)（1992年8月25日）小資料第二十八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一大西洋洋面形成的“麗塔”颶風(fēng)（2005年9月）大西洋洋面形成的“卡特里娜”颶風(fēng)（2005年8月）小資料第二十九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一2000年南極“臭氧洞”1999年南極“臭氧洞”臭氧層漏洞——平流層小資料第三十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一天空呈藍(lán)色的原因

太陽(yáng)光是由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色組成的。這七種顏色的光波長(zhǎng)是不一樣的。已知可見光的波長(zhǎng)范圍是400nm(藍(lán)紫光)到700nm(紅光)。大氣對(duì)光線的散射主要有兩種：丁達(dá)爾散射和瑞利散射。塵埃、水霧等能在空氣中形成膠體的微粒對(duì)光的散射屬于丁達(dá)爾散射，丁達(dá)爾散射的特點(diǎn)是散射光的強(qiáng)度與光波波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，因此白光散射后仍然是白光；瑞利散射是由極小微粒(分子、原子等)產(chǎn)生的散射，其散射光強(qiáng)度與光波波長(zhǎng)的四次方成反比，所以對(duì)藍(lán)紫光的散射最強(qiáng)，藍(lán)紫光散射強(qiáng)度接近紅光散射強(qiáng)度的十倍，又因?yàn)槿搜蹖?duì)紫光不太敏感，所我們看到的天空就是藍(lán)色的。小資料第三十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（二）水圈：地球的水圈是在原始大氣圈的成分中有了大量的水蒸汽之后才逐漸形成的。水圈是地球表層的水體，大部分匯集在海洋，另一部分分布在陸地上的河流、湖泊、孔隙和土壤中。大氣下層和生物體內(nèi)也有水分。這些水分包圍著地球形成連續(xù)的封閉圈。水圈的總質(zhì)量為166.4億噸，海洋水體積為陸地水體積的34倍。海洋水體中已測(cè)出近60種元素，其主要元素成分是：O、H、Cl、Na、Mg、S六中元素。海洋水的平均鹽度為35‰。第三十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（三）生物圈：即地球上一切生物生存和活動(dòng)的范圍。1）指地球表層由生物及其活動(dòng)地帶所構(gòu)成的連續(xù)圈

層。2）包括動(dòng)物、植物乃至細(xì)菌和微生物等；生活于地球表面一定范圍的陸地、水體、土壤及空氣中：84km高空及7.5km地下仍發(fā)現(xiàn)有細(xì)菌，主要集中在地面上下各100m范圍；目前已知的生物有近兩百萬(wàn)個(gè)種。3）生物的演化發(fā)展受控于自然環(huán)境的演化，通過(guò)地質(zhì)歷史時(shí)期生物化石的研究可以知道地質(zhì)演化的歷史。4）生物是地殼變化的一種特殊營(yíng)力，是煤、石油等礦產(chǎn)的物質(zhì)來(lái)源。第三十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一水的分類、分布小資料第三十四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一自然界水循環(huán)模式小資料第三十五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一陸地、海洋中的水由太陽(yáng)蒸發(fā)至空中，再經(jīng)降水回地表。從這個(gè)意義上水的循環(huán)，可謂“取之不盡，用之不褐”。小資料第三十六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一海洋是水圈最重要的部分（大洋表層環(huán)流）小資料第三十七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一地球外部圈層之間相互聯(lián)系，相互制約，形成了人類賴以生存和發(fā)展的自然環(huán)境，特別是生物圈，它占有大氣圈的底部、水圈的全部和巖石圈的上部，是大氣圈、水圈和巖石圈相互滲透、相互影響的結(jié)果，是地球上所有生物及其生存環(huán)境的總稱，是世界上最大的生態(tài)系統(tǒng)。第三十八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一地球內(nèi)部圈層的劃分用地球物理方法，推斷地球內(nèi)部的性態(tài)，證明地球不是均質(zhì)體，而是具同心狀的圈層構(gòu)造：根據(jù)地震波傳播速度的突然變化，先后發(fā)現(xiàn)地球內(nèi)部存在著7個(gè)顯著的地震波速不連續(xù)界面，其中最主要的不連續(xù)界面有2個(gè)（稱一級(jí)界面，其他為次級(jí)界面）。

據(jù)此，把地球內(nèi)部劃分為三個(gè)圈層：地殼、地幔、地核二、地球內(nèi)圈層第三十九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一莫霍洛維奇界面（簡(jiǎn)稱莫霍面）1909年克羅地亞學(xué)者莫霍洛維奇(A.Mohoroviche）發(fā)現(xiàn)在莫霍面上下，縱波速度從7.0km/s迅速增加到8.1km/s左右；橫波速度則從4.2km/s增加到4.4km/s左右．莫霍面出現(xiàn)的深度，全球平均為33km,在大洋之下平均僅為7km。莫霍面之上稱為地殼

之下稱為地幔

小資料第四十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一古登堡界面

1914年由美籍德裔學(xué)者古登堡（B.Gutenberg）發(fā)現(xiàn)．在此不連續(xù)面上下，縱波速度由13.6km/s突然降低為7.98km/s；橫波速度從7.23km/s到突然消失．此界面位于地下2900km深度。此界面之上到莫霍面稱為地幔。此界面之下到地心，稱為地核。小資料第四十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一莫霍面古登堡面小資料第四十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、地球內(nèi)圈層（一）地殼：

地殼厚度的一般規(guī)律是：大陸所在的地方較厚，海洋所在的地方較薄，地殼平均厚度33km。1、上層為花崗巖層（硅鋁層），僅陸殼存在，不連續(xù)；2、下層為玄武巖層（硅鎂層），是連續(xù)圈層。第四十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一

大陸地殼

大陸地殼覆蓋地球表面的45％，主要表現(xiàn)為大陸、大陸邊緣海以及較小的淺海?；瘜W(xué)組成以硅鋁質(zhì)為特點(diǎn)故稱硅鋁層。

大洋地殼

大洋地殼(下地殼)主要為富硅鎂的硅酸鹽礦物所組成，常稱為硅鎂層。

地殼可以承受強(qiáng)烈的板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，所以目前能尋找到38億年前的地殼。

第四十四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一

（二）地幔：

位于莫霍面與古登堡面之間，厚度約2850km，體積占地球的82.3%，質(zhì)量占地球的67.8%，是地球的主體部分，密度大致3.0－5.0g/cm3。

根據(jù)次級(jí)界面可細(xì)分為上下地幔兩個(gè)主要部分及過(guò)渡層：第四十五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（二）地幔：1、上地幔：33km—984km，平均厚951km。成分以超基性橄欖巖類為主。因此這一層又叫橄欖巖層。2、下地幔：984km—2898km，平均厚1914km。成分：金屬氧化物和硫化物。因此，這一層又叫金屬礦層圈。第四十六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（三）地核：是指古登堡分界面到地心。主要成分是高磁性的鐵、鎳物質(zhì)，故又稱鐵鎳核。關(guān)于地核成分目前還有爭(zhēng)議。地核溫度達(dá)3000℃，壓力300萬(wàn)個(gè)大氣壓，物質(zhì)密度較大。外地核：2898-4980km

內(nèi)地核：5120km以下。

4980-5120km間有一個(gè)厚度為140km的過(guò)渡層。一般認(rèn)為外地核呈融熔態(tài)，而內(nèi)地核卻可能呈固態(tài)。第四十七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一地球的圈層構(gòu)造可列下表：地球（以地表為界）外圈層（根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)和狀態(tài)不同）大氣圈水圈生物圈內(nèi)圈層（根據(jù)地震波提供的信息）地殼硅鋁層（花崗巖層）硅鎂層（玄武巖層）地幔上地幔（橄欖巖層）下地幔（金屬礦層）地核外核內(nèi)核第四十八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第三節(jié)地球的物理性質(zhì)一、密度：地球單位體積的質(zhì)量。二、壓力