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矿井地质基础知识 　　 一、地壳与地质作用 　　㈠ 地壳及岩石 　　从古到今，人类的活动，都在地壳的表层进行。煤正是埋藏在地壳的表层。 　　组成地壳的是岩石，岩石是由一些矿物颗粒组成。矿物是一种或多种元素在地质作用下自然形成的产物，每一种矿物均有一定的化学成分和物理性质。因此，岩石的化学成分和物理性质是不均匀的，同一种岩石的化学成分和物理性质可以有很大的差别。 按生成的方式，岩石可以分三大类： 　　1. 岩浆岩 　　岩浆岩又称为火成岩，它是由岩浆冷凝而成。地壳深处压力和温度都很高，各种物质熔化成岩浆。当这种高温高压的岩浆沿着地壳裂缝移动到表层或喷出地面时，便冷凝成岩浆岩。如花岗岩、玄武岩等，都是最常见的岩浆岩。 　　2. 沉积岩 　　地表原有岩石经风化、剥蚀成碎屑，并经流水的搬运，在湖泊、沼泽地带沉积下来，这些沉积物经过压紧、胶结等作用形成沉积岩。常见的沉积岩有砂岩、页岩和石灰岩等。 　　3. 变质岩 　　变质岩是已经形成的各种岩石，在地下深处受到重力、地壳运动或岩浆侵入的高温作用，产生物理化学变化，改变了原来的成分和性质而变成的岩石。如石灰岩变质成大理岩。 　　煤属沉积岩类。在煤矿中遇到的主要是沉积岩，有些煤矿有岩浆岩侵入现象。 ㈡ 地质作用与地壳运动 　　组成地壳的物质，处于不断的运动和变化中。促使地壳发生运动和变化的自然作用，称为地质作用。有些地质作用进行得很激烈、明显，例如地震和火山爆发；而更多的地质作用则进行得很缓慢，需经历若干万年、亿年才显现出变化的结果 　　根据引起地质作用的动力来源不同，可将地质作用分为两大类：动力主要来自地球本身内部的内力地质作用，动力主要来自于太阳的外力地质作用，两者之间相互影响。 　　1. 外力地质作用 　　它主要由于太阳辐射能引起。地表岩石经过长期风吹雨打、日晒和温度变化、生物活动等，逐渐被破坏剥离或分解，通称为风化剥蚀；风化剥蚀的产物，随风流或水流搬运，当到低洼开阔的地方风流或水流减缓、搬运作用减弱时，剥蚀产物则沉积下来，即所谓的沉积作用。 　　沉积物在低洼地带一层层的堆积，越来越厚，下面的沉积物被上面的压紧，进而胶结成一个整体岩层，就是沉积岩。所以，沉积岩具有层理构造，它的原生状态一般近似水平。但由于后来的地质作用使地壳升降，沉积岩才变为倾斜状态。 　　2. 内力地质作用 　　引起地壳变动的动力来自地球内部。一种学说认为，基本原因是地球自转速度变化，即地壳表层的物质由于离心力的变化和惯性而产生移动，这种移动以水平运动为主，但在地球自转变缓时移动受阻的地方形成挤压带，隆起的形成山脉；相反，断离的则形成张裂。我国地质学界老前辈李四光教授创立的地质力学，就是以这种理论研究地壳各部分构造变形的分布状态。 　　另一种学派认为，地壳是由许多巨大板块构成，板块下面的地幔由于密度和温度的差异而发生对流，板块在地幔软流层上随之漂移，就像木板在泥浆上随泥浆流流动而漂移一样。近年来，大陆漂移学说获得地质学界的很大重视。 二、煤的形成与工业分类 ㈠ 煤的形成 　　煤是由古代植物遗体演变而成。用显微镜观察煤的薄片，植物残体清晰可见。植物遗体演变成煤的过程极其缓慢，并且要有多种有利的自然条件相配合。 煤的形成，大致经过以下两个阶段： 　　第一阶段：泥炭化阶段。在古代成煤时期，地球上气候温暖而潮湿，植物生长茂盛，特别是湖泊沼泽地带密布着茂密的森林和水生植物。死去的植物遗体堆积在湖泊沼泽底部，随着地壳缓慢下沉逐渐被水覆盖并与空气隔绝。在细菌参与的生物化学作用下，植物遗体开始腐烂分解，产生的二氧化碳和沼气等逸散出去，剩下的物质就转变成泥炭。 　　第二阶段：煤化阶段。由于地壳缓慢下沉，泥炭不断堆积而形成泥炭层。尔后，地壳继续沉降，泥炭层很快被其他泥砂沉积物掩盖。伴随着地壳越降越深，其上面覆盖的泥砂沉积物越来越厚，泥炭层在地下受到逐渐升高的温度和压力作用，原来疏松多水的泥炭被压紧、脱水、胶结，含碳量相对富集，物理性质和化学成分发生变化，逐渐形成褐煤。 　　褐煤形成后，如果当地地壳停止下降，那么成煤作用就可能停止在褐煤阶段。若地壳继续下降，压力和温度不断增高，地质作用继续进行，褐煤可进一步变为烟煤。烟煤层受到更高的压力和温度的作用，变质程度继续增加，就形成无烟煤。在特殊条件下，甚至可形成另一种矿物——石墨。 　　煤在地壳中的积聚，主要依靠古植物、古气侯、古地理和古构造等条件的良好配合。形成有开采价值的煤层，必须具备以下四个条件： 　　第一，植物条件。没有植物的大量繁殖就不可能有煤形成。在漫长的地质历史中，成煤时期都有大量植物繁殖，如我国最主要的三个聚煤时期：石炭二叠纪、侏罗纪和第三纪。 　　第二，气候条件。植物生长直接受气候影响，只有在温暖潮湿的气候条件下，植物才能大量繁殖和快速生长。 　　第三，地理环境。