煤礦地質學地球概述

煤礦地質學地球概述第1頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月地球的表面特征大陸與海洋的分布

地球的表面積5.1億KM2，其中海洋占70.8%，陸地占29.2%第2頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月大陸形態(tài)按高程和起伏變化可分為：山地、丘陵、高原、平原、盆地、洼地。海底地形按其特征可劃分為：大陸邊緣(大陸架、大陸坡、大陸基)、大洋盆地、海嶺或大洋中脊。第3頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月陸地地形主要類型山地：一般是指海拔高度在500m以上的地區(qū)；丘陵：海拔高度在500m以下，為地表相對高差不大、山巒起伏的低緩地形；高原：海拔高度在600m以上，表面比較平坦且寬廣，或偶具一定起伏的山嶺與溝谷；第4頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月平原：海拔高度在200m以下，表面常為平坦或略有起伏，其相對高差小于50m的廣大寬平地區(qū)；

盆地：是中間比較低平、四周是高原或者山地的地區(qū)，因外形似盆而得名。洼地：是陸地上某些低洼的地區(qū)，其高程在海平面以下。如我國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。第5頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月世界屋脊—青藏高原世界最高峰—珠穆朗瑪峰第6頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月海底地形主要類型

大陸架：海水深度不超過200m的淺海地帶。地勢平坦，坡度緩，一般小于0.1°，它是大陸邊緣的延伸部分；大陸坡：由大陸架再向外海延伸，海底坡度突然加大，水深由200m至2500m，這一帶的海稱為半深海；大陸基:是大陸坡與大洋盆地間較平坦地區(qū),坡度僅1/700-1/100。第7頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月大洋盆地：海水深度自2500m至6000m，這部分海稱為深?；虼笱?海洋深部的寬闊洋底稱為大洋盆地。在大洋盆地的中部常分布著海下山脊，稱為海嶺；海嶺：或稱大洋中脊。在大西洋、太平洋及印度洋中都發(fā)現(xiàn)有海嶺，它是一種線狀分布的海底隆起地區(qū)。海溝：海溝是海底最深的地方，最大水深可達到10000多米。海溝是位于海洋中的兩壁較陡、狹長的、水深大于5000米的溝槽。第8頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月大洋剖面示意圖第10頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月地表及海底地形第11頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)地球的物理性質第12頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

主要內容密度地壓地熱磁性重力放射性電性彈性第13頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月地球的物理性質反映了地球內部的物質組成和結構特征，利用這些性質可以為勘查和開發(fā)地下礦產資源服務。與煤礦生產工作關系較大的物理性質有密度、地壓、地熱、磁性、重力、放射性、電性、彈性等。第14頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月地球平均密度為5.517g/cm3。地表巖石平均密度為2.7~2.8g/cm3，而復蓋著地表面積達3/4的水的平均密度為1g/cm3，都比地球的平均密度小得多，故推測地球內部物質應當具有更大的密度。地球的密度隨深度增加而呈不均勻的階梯狀加大，例如在深度2900km、5100km作跳躍式的增加；地球的密度第15頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月靜壓力：這是由上覆地球物質的重量所產生的壓力；地球的靜壓力是隨深度增加而增加的。地應力：來自地殼運動的應力，以水平力為主；地壓對煤礦巷道的破壞、煤與瓦斯突出有著重要的影響作用！隨著開采深度的增加，地壓對煤礦安全高效生產的影響將越來越大。地球內部的壓力（地壓）第16頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月地球的溫度—地熱能源：太陽的輻射熱、放射性元素蛻變、重力能，化學反應能，結晶能和地球自轉熱能等。地內溫度分為三層：外熱層（變溫帶）常溫層（恒溫帶）內熱層（增溫帶）地溫梯度（℃/100m）:常溫層下,深度每增加100m溫度升高的度數(shù),全球平均地溫梯度約3℃/100m。第17頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月地磁三要素：磁偏角、磁傾角、磁場強度；磁異常：實測地磁要素值大于正常值為正異常（磁鐵礦、鎳鐵礦）；小于正常值為負異常（石油、鹽礦、金礦、銅礦等）——磁法勘探地球的磁性第18頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月重力系指在地表某處所受地心引力和該處的地球自轉所產生的離心力的合力；地表某點的重力強度相當于該點的重力加速度,赤道最小,兩極最大;重力異常:實測值大于理論正常值為正異常(鐵,銅,鋅等),小于理論正常值為負異常(石油,煤,鹽等)——重力勘探地球的重力第19頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月地球所含放射性元素種類很多，如鈾、鐳、氡、錒、釷、鉀、銣、錸等元素都具有放射性；

利用放射性異常、放射性測井查找放射性礦物---------放射性物探

地球的放射性第20頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月地球具有電性，例如發(fā)電廠以大地作回路，避雷針也是如此。還有巖體的溫差電流等。實測電場值與正常值出現(xiàn)偏差為地電異常——電法勘探

地球的電性第21頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月地球具有彈性，表現(xiàn)在能傳播地震波，因為地震波是彈性波；利用巖石的彈性,借助人工激發(fā)彈性波,勘查礦產及地質構造——地震勘探地球的彈性第22頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月與煤礦生產關系較大的物理性質有哪幾種？簡單敘述之。與煤礦生產工作關系較大的物理性質有密度、地壓、磁性、重力、放射性、電性、彈性等。1地球的密度

地球內部的密度隨深度的增加而逐漸增大，至地心達到最大值。但增加是非均勻的，在2900km、5120km等幾個深度有明顯的突變。這種變化反映了地球內部物質成分和狀態(tài)的差異，表明地球內部存在著幾個密度有顯著不同的物質層。2地壓

地壓是指地球內部的壓力，主要是靜壓力。它是由上覆巖石的重量引起的，且隨著深度增加而逐漸增大。

此外，地壓還包括由地殼運動引起的地應力。它通常以水平力為主，隨深度增加有加大的趨勢。

第23頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3重力由于地殼的物質成分和結構各處不同，使得引力和離心力發(fā)生變化，造成實測重力值與正常重力值有所差異，這種現(xiàn)象叫重力異常。在密度較大物質分布區(qū)，常表現(xiàn)為重力正異常，在密度較小物質的分布區(qū)，常表現(xiàn)為負異常。重力勘探就是依據(jù)這一原理，來尋找地下埋藏的礦產資源。4地熱地熱是指地球內部的熱量。地熱主要來自兩方面，一是太陽的輻射熱，二是地球內部的熱能。有地表向深部，地溫的特征有所不同，可分為三個層本別為，變溫層、恒溫層和增溫層。5地磁地球具有磁性，在地球周圍形成地磁場，把地磁場看成是一個均勻的磁化球體產生的磁場，這種磁場稱為正常磁場。實際磁場大于正常磁場者，稱做正磁異常；實際磁場小于正常磁場者，稱作負磁異常。磁法勘探就是重要的地球物理勘探方法之一。第24頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月6放射性

放射性元素在地球內部到處都是，可以利用放射性異常測井查找放射性礦物。7電性

地球具有電性，例如發(fā)電廠以大地作為回路。實測電場值與正常值出現(xiàn)偏差為電異常?？梢岳秒姺碧絹磉M行勘查礦物。8彈性

地球具有彈性，表現(xiàn)在能傳播地震波，因為地震波是彈性波，利用巖石的彈性，借助人工激發(fā)彈性波，可以勘查礦產及地質構造。第25頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月上節(jié)回復

彗星是有（）、（）和（）組成的。彗核是由（）、（）、（）等冰凍物質組成。以（）的軌道繞太陽運行的彗星具有周期性，以（）活（）軌道運行的彗星很難進行預測。大陸形態(tài)按高程和起伏變化可分為（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）。海底地形按其形態(tài)可劃分為（）、（）和（）。（）是大陸向海洋的自然延伸；（）是從大陸架外緣急劇下降到深海地的斜坡；（）是大陸坡與大洋盆地之間地勢較為平坦的地區(qū)。根據(jù)地表以下地熱的來源和溫度分布狀況，將其分為（）、（）和（）。第26頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)地球的圈層構造第27頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月地球內部是怎樣？？

為找礦產資源，打鉆、開掘各種井巷工程，但一般只能達到幾百米至幾千米。迄今為止，世界上最深的鉆孔，是布置在前蘇聯(lián)的北冰洋濱的科拉半島上的超深鉆，也僅深入地下12000多米。對整個地球說來這只涉及它外殼上極薄的一層。第28頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月地球物理方法——地球內部的性態(tài)，證明地球不是均質體，而是具同心狀的圈層構造；

以地表為界分為內圈和外圈，它們又各自可以再分為幾個圈層；外圈包括：大氣圈、水圈、生物圈。內圈包括：地殼、地幔、地核。第29頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1.大氣圈厚達幾萬千米，受地心引力作用，以地球表面大氣最稠密，向外稀薄，并過渡為宇宙氣體?？梢姡髿馊]有明確的上界，向下也可以深入到地殼巖石和水圈中，因此下界也不明顯。大氣圈自地表向外依次分為：對流層、平流層、中間層、熱層、散逸層。地球的外圈層第30頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）對流層厚約17Km，兩極最薄，約8Km，平均10.5Km。主要化學成分為氮（約占78.08％）、氧（20.95％），其次為氬、二氧化碳等。對流層溫度來自地面紅外輻射，隨高度升高而降低，每升高100m氣溫降低0.6℃。大氣對流是對流層最大的特征，它導致氣象現(xiàn)象（風雨雪雷電等）發(fā)生。第31頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）對流層對流層主要特征：1）溫度隨高度增加而降低；2）空氣具有強烈的對流運動；3）氣象要素水平分布不均勻；4）對流層受人類活動影響最顯著第32頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2）平流層對流層頂之上是非常穩(wěn)定的平流層。從對流層頂向上約至55km高空的大氣圈層。大氣多為水平運動，大氣透明度高，塵埃少，是現(xiàn)代超高速飛機飛行的理想場所。在高空10-50km，大氣中臭氧濃度較大，稱為臭氧層，可吸收紫外線，并使氣溫升高。第33頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）中間層自平流層之頂?shù)?5～85Km間的一層，氣溫隨高度增加而降低，頂部可達-90℃，大氣的垂直對流運動劇烈，又叫上對流層，無云層出現(xiàn)。（4）熱層（電離層）從80Km到800Km叫熱層，氣溫隨高度增加而上升，最高可達1200℃，大氣處于電離狀態(tài)。

（5）散逸層位于熱層之上，受地球引力微弱，高速運動的氣體質點常散逸到星際空間。第34頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2.水圈由海洋、湖泊、河流等地表水，巖石和土壤中的地下水，以及冰川等組成的一個基本連續(xù)的圈層。第35頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.生物圈是地球上有生物（動物、植物、微生物）生存和活動的范圍所構成的一個連續(xù)圈層。生物分布很廣，在大氣圈10Km高空，地殼3Km深處，以及深海底部都有生物存在。第36頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月地球的內圈層第37頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第38頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月莫霍面是劃分地殼和地幔的界面。深度不一,大陸最深可達60km，大洋最淺不足5km,是第一個主要的地震波不連續(xù)面（1909年,莫霍羅維奇）古登堡面是劃分地幔與地核的界面。深2898km，是第二個主要的地震波不連續(xù)面（1914年,古登堡）地球的內圈層第39頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第40頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第41頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月地球內部結構

地球的內部圈層本別以莫霍面和古登堡面為界劃分為地殼、地幔和地核。

其中地幔包括上地幔、過渡層和下地幔，地核分外地核和內地核兩部分。第42頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1.地殼地殼是固體地球最外一圈。地殼在陸地上直接暴露出來，在有水體的地方特別是海洋區(qū)則被水圈所覆蓋。地殼由固體巖石組成，厚度變化大,大陸地殼較厚，平均35Km，最厚的地方是我國的青藏高原，達73km。而海洋較薄，約6-8km，平均約6km。整個地殼平均厚度約16Km。地殼的下界為莫霍面。分：大陸地殼大洋地殼第45頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1）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。地殼的化學組成以硅酸質為特點。

地殼可以承受強烈的板塊構造運動，所以目前能尋找到38億年前的地殼。2）大洋地殼第46頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月地殼又分為上、下兩層：上層叫硅鋁層，平均厚度10Km，主要成分是硅（73％）、鋁（13％），密度較小為2.7g/cm3，該層不連續(xù)，只有大陸才有，大洋底缺失。下層叫硅鎂層，主要分成是硅（49％）、鐵和鎂（18％）、鋁（16％），密度較大為3.1g/cm3，該層連續(xù)分布。大陸和大洋底都有，局部地區(qū)缺失。第47頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2.地幔

地幔位于莫霍面與古登堡面之間，厚度約2850km，占地球總體積的82.3%，總質量占地球總質量的67.8%，是地球的主體部分，密度大致3.0－5.0g/cm3。分三部分:第48頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1)上地幔莫霍面以下至1000km深度之間的部分為上地幔。其化學成分仍以硅、鐵、鎂為主，但較下地殼硅成分減少，而鐵、鎂顯著增加。第49頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

2)下地幔自1000-2900km深處的古登堡面之間為下地幔。下地幔成分較均一。其成分比較均勻，主要由金屬硫化物和氧化物組成，鐵、鎳成分明顯增加。第50頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.地核地核位于古登堡面之下，其厚度為3473Km（半徑）。其體積占地球總體積的16.3％，總質量占地球總質量的31.3%，密度大致9.98－12.5g/cm3。地震波經過古登堡面后，縱波速度驟減，橫波消失，表明物質組成、物理狀態(tài)和密度發(fā)生了急劇變化。推測主要由鐵鎳合金組成。

第51頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月地核分為：

外核（2900-4170km），地震波經過古登堡面后，縱波速度驟減，橫波消失，為液態(tài)；

過渡層（4170-5155km），為液態(tài)與固態(tài)的過渡狀態(tài)；

內核（5155-地心），橫波出現(xiàn)，為固態(tài)。第52頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第53頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月4.軟流圈與巖石圈1)軟流圈

在上地幔上部，存在一個地震低速層，深度一般在地表以下60km～250km。在低速層內，地震波速比上部減少5%－10%，表明該處巖石強度較低，可能局部熔融。這個低速層被稱為軟流圈。第54頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2)巖石圈軟流圈以上、巖石強度較大的部分，包括地殼和上地幔頂部，即稱為巖石圈。從板塊構造角度，巖石圈定義為：地球的剛性外殼層，是由一些能夠相互獨立運動的離散型板塊構成的。概而言之，板塊這種組合就成為巖