地質學基礎知識介紹秦皇島32-6/渤中25-1作業分公司地質學是研究地球及其演變的一門自然科學。它主要研究地球的組成、構造、發展歷史和演化規律。在當前階段，地質學主要研究固體地球的最外層，即巖石圈（包括地殼和上地幔的上部）。因為這一部分既是與人類生活和生產密切相關的部分，同時也是容易直接觀測和研究歷史最久的部分。但是，隨著科學技術的迅速發展，如衛星、航天、深鉆技術、海洋物探、高溫高壓實驗、電子顯微鏡、計算機、遙感遙測、紅外攝影、激光等新技術、新手段的不斷應用，地質學的研究范圍也不斷擴大。從地球表層向深部發展，出現了深部地質學；從大陸向海洋發展，出現了海洋地質學；從地球向外層空間發展，出現了月球地質學、行星地質學、宇宙地質學。地質學的研究對象認識我們賴以生存的家園地球數據地球的結構——內三圈、外三圈地核地幔地殼生物圈水圈大氣圈地質作用地球自形成以來大約經歷了46億年的歷史根據地球發展歷史過程中生物演化和巖層形成的順序，將地球歷史劃分為若干自然階段，稱為相對地質年代。

19世紀初期，英國地質學家W.史密斯、C.萊伊爾等就開始利用生物地層學的方法劃分地質年代。

1669年丹麥地質學家N.斯泰諾首先提出“地層層序律”：在層狀巖層的正常序列中，先形成的巖層位于下面，后形成的巖層位于上面。

1816年W.史密斯首次提出“化石順序律”，保存在地層中的生物化石，由簡單到復雜，由低級到高級，表現出清楚的不可逆性和階段性，實際上，化石順序律和地層層序律是一致的，在最古老地層中找不到化石，在較老地層中可以發現低級化石，在較新地層中可以發現高級化石，這種關系稱為“生物層序律”。生物的發展過程不是均一的或等速的，而是由緩慢的量變、急速的突變或大量絕滅現象交替出現地質時代中國地層時代表古新世始新世漸新世上新世中新世礦物是在各種地質作用下形成的具有相對固定化學成分和物理性質的均質物體，是組成巖石的基本單位。巖石和礦物礦物是人類生產資料和生活資料的重要來源之一，是構成地殼巖石的物質基礎。自然界里的礦物很多，大約有3000種，但最常見的只有五六十種，至于構成巖石主要成分的只不過二三十種。組成巖石主要成分的礦物，稱造巖礦物。它們共占地殼重量的99％。各種礦物都具有一定的外表特征——形態和物理性質，可以作為鑒別礦物的依據。巖石——礦物集合體，是構成地殼及地幔的主要物質巖石可以分為三大類：火成巖、沉積巖和變質巖巖漿形成于地殼深處或上地幔中，它主要由兩部分組成：一部分是以硅酸鹽熔漿為主體，一部分是揮發組分，主要是水蒸汽和其它氣態物質。巖漿巖火成巖分類噴出巖噴出巖綜合報道，位于意大利南端西西里島的著名火山埃特納火山4日終于爆發，熾熱的巖漿和濃黑的煙霧在夜晚非常耀眼。而山腳下就是當地的居民區和旅游景點。雖然看上去似乎對當地居民十分危險，但意大利當地政府部門仍然認為目前火山爆發仍不足以對當地居民的生活構成嚴重威脅，因此只是加強了對火山的嚴密監控。當地的主要機場由于火山爆發造成能見度降低而被迫關閉。此次火山噴發也吸引了大量游客慕名前來。埃特納火山是歐洲最大、最高、最活躍的火山，海拔3200米。主要火山口海拔3323米。周圍還有200多個較小的火山錐。據文獻記載，埃特納火山已有500多次爆發歷史，被稱為世界上噴發次數最多的火山。自本月1日起，火山的活動就開始加劇。該火山最猛烈的爆發則是在公元1669年，持續了4個月之久，熔巖噴發量達7.8億立方米，滾滾熔巖沖入附近的卡塔尼亞市，使整個城市成為一片火海，2萬人因此而喪生。18世紀以來，埃特納火山爆發更加頻繁，但基本沒有造成嚴重損失。

侵入巖——巖脈（VEINS）美感黃山——暴露在地殼表部的巖石，在地球發展過程中，遭受到各種外力作用的剝蝕破壞，然后再把破壞產物在原地或經搬運沉積下來，再經過復雜的成巖作用而形成巖石就是沉積巖。沉積巖沉積巖的物質主要來源于先成巖石（無論是火成巖、變質巖和先成的沉積巖）風化作用和剝蝕作用的破壞產物，包括碎屑物質、溶解物質和新生物質；除此還包括生物遺體、生物碎屑以及火山作用的產物。這些物質在低洼的地方沉積下來，總稱為沉積物。沉積巖可以分為兩類，即碎屑巖類、化學巖和生物化學巖類張家界砂巖峰林地質公園沉積巖的分布沉積巖在地殼表層分布甚廣，陸地面積的大約四分之三被沉積物（巖）所覆蓋著，而海底的面積幾乎全部被沉積物（巖）所覆蓋。但從體積而言，沉積巖約占巖石圈體積的5％，而巖漿巖及變質巖約占95％。由此可知，沉積巖主要分布在巖石圈的上部和表層部分。至于沉積巖在地殼表層的具體厚度，則變化很大，有的地方可達幾十公里，如高加索地區，僅中生代和新生代的厚度就達20～30km；但有的地方則很薄，甚至沒有沉積巖的分布，直接出露著巖漿巖和變質巖。地球物理和深井鉆探證實：現代和古代沉積物大量沉積的場所為大陸邊緣和大陸內部的拗陷帶，在這些地方可以形成巨厚的沉積巖層，其是沉積地質學的主要研究對象。在沉積巖中蘊藏著大量礦產。根據第19屆國際地質學會統計資料，世界資源總儲量的75％－85％是沉積和沉積變質成因的。石油、天然氣、煤、油頁巖等可燃有機礦產以及鹽類礦產，幾乎全部是沉積成因的。鐵礦的90％、鉛鋅礦的40％－50％、銅礦的25％－30％、錳礦和鋁礦的絕大部分以及其他許多金屬和非金屬礦產，也都是沉積或沉積變質成因的。

1）全面地研究沉積巖（物）的物質組分、結構、構造、分類命名、巖體產狀和巖層之間的接觸關系，為闡明其成因與分布規律提供依據。

2）探討沉積巖石的形成機理，包括風化作用、搬運作用、沉積作用以及沉積后的變化等，特別是要研究沉積巖（物）及其中的有用礦產（包括有機可燃礦產中的石油和天然氣等）的形成機理、富集和儲存規律。

3）進行古沉積環境和沉積條件分析，根據沉積巖的原生特點以及時空分布和變化特點，用以恢復沉積巖形成時的古氣候條件、古地理條件、古介質條件以及大地構造條件等。

4）全面研究沉積巖的基本特征和沉積條件，可作為地層學、層序地層學、古地理學、地球化學、礦床學、儲層地質學以及油氣地質學的基礎，并不斷地為礦產資源普查和勘探提供新的科學依據和信息。

5）通過沉積巖石學的學習，增加對沉積物（巖）形成、演化、分布及其與人類生存等重大問題的了解，緊緊把握“地球科學與災害預測”，將是沉積巖石學和沉積學發展的長遠主題。沉積巖的研究內容隨著全球人口的快速增長，伴隨自然資源需求的增加。地質學在預測自然突變（洪水、海嘯及風暴等），恢復不平衡的自然系統（河谷、海灘等），控制和預測污染，礦產資源勘探和擴大，災害預測，城市垃圾和有毒物質處理，以及工程地質方面將發揮重要的作用。野外觀察和描述是基礎，可以初步鑒定沉積巖的巖性，描述原生沉積構造，測量巖層產狀和厚度，確定巖層之間的接觸關系及其成因標志，并對所觀察到的內容作詳細的記錄，盡可能的素描、照相和編制相應的圖件。根據所獲的資料，對沉積巖層的成因、形成條件和含礦性作出初步判斷。在覆蓋區的沉積巖研究，最直接的是巖心觀察和描述，對重要沉積現象和成礦標志要進行放大素描，并選重點層段進行照相和取樣。由于取心段有限，要充分利用測井、錄井資料進行巖性、電性、物性和含油氣性分析，綜合觀察和解釋，編制巖性—電性關系綜合剖面。經常使用的測井曲線是SP、微電極、感應、自然伽馬、密度、聲波以及地層傾角測井等。以油氣勘探為重點的室內常規研究主要是以薄片鑒定為主，再輔之一些常規分析，如鑄體薄片分析、粒度分析和物性分析等；針對不同的巖類和研究目的，進一步采用掃描電鏡、電子探針與能譜、X衍射、陰極發光、顯微熒光、圖像分析、包體分析，以及有機指標、粘土礦物和碳、氧、硫等的穩定同位素分析。

20世紀60年代以來，針對我國油氣勘探的實際需要，還廣泛開展現代沉積考察、室內水槽模擬實驗等。20世紀90年代以來，又建立了河、湖沉積體系的大型水箱模擬實驗裝置，以及正在建設的成巖模擬實驗裝置。這一切試驗和技術的使用，都試圖從反演和正演兩種途徑再現沉積物和沉積巖形成的全過程，重溯成層巖石圈形成和成礦的歷史、分布規律，從定性研究向定量研究發展。沉積巖的研究方法——野外和室內澳大利亞西部Cliffs露頭：志留系層序地層學演化剖面，從下到上，分別從海相濱岸層序演化到陸相河流沉積層序，北海地區地震剖面：顯示地下底僻構造（巖拱）形態，地下巖拱造成上覆的層變形，并改變底層沉降中心沉積環境和沉積相沖擊扇辮狀河曲流河網狀河三角洲湖泊水上環境水下環境山區平原湖泊（水下沖擊扇、重力流）洪積扇

辨狀河砂質辨狀河（以砂巖沉積為主）

河流沉積曲流河——天津漢沽蘆臺三角洲沉積平面示意圖三角洲沉積剖面示意圖黃河三角洲沉積巖化石門頭溝山區的距今約10億年的古代藻類化石，由小學生暑期夏令營活動無意發現。由多個枝葉狀結構組成的植物圖樣，大小不一、形態各異。化石上的植物印跡特別清晰，葉狀脈絡呈黑色，有的甚至連葉片數量都數得清。化石中最大的一塊長約1米，寬約0.5米，厚約0.3米，其內部可能還有多層化石結構。”據地質專家介紹，這幾塊石頭叫做“白云質灰巖”，在它的表面生成有10億年前的淺海藻化石，化石呈群體狀分布。只有在剖面上可以看到。專家介紹，目前在門頭溝區永定河流域龍門澗、青龍澗、灰峪等地都曾發現古動物、海底生物、陸生植物等化石，每個時期的都有發現。這些古化石對研究北京西部地理環境變遷具有重要的價值，同時對于研究地球地質、地貌、氣候等也將會有很大幫助。藻類化石——北京門頭溝，距今10億年掃描電鏡圖像（ScanningElectronMicroscope）：砂巖孔隙中的兩種結晶礦物：右側為六方晶系石英晶體，左側為纖維狀伊利石晶體。注意觀察水與兩種晶體的接觸關系：潤濕性，石英親水；伊利石不親水伊利石石英沉積巖微觀結構顆粒顆粒孔隙孔隙孔隙伊利石高嶺石掃描電鏡圖像：A：顯示具有連通的大孔隙的砂巖。B：顆粒排列精緊密的小孔隙砂巖C：砂巖中高嶺石、伊利石緊密充填鑄體切片圖像：A：磨圓好的松散砂巖（淺灰色為砂粒，深灰色環氧樹脂）。B：具有不規則砂粒和孔隙的砂巖。（中間深灰色為孔隙）作為石油工程師，需要掌握涉及到鉆井、油藏、生產相關的礦物、礦物特征（孔隙堵塞、硬度、酸的反映）以及礦物出現形式。以下是一些最主要的：1、燧石，黃鐵礦：堅硬，難以鉆穿。2、伊利石、高嶺石、綠泥石：油藏中堵塞孔隙的礦物，常造成油層傷害。3、蒙脫石：膨脹粘土，鉆井垮塌危險4、巖鹽：淡水泥漿溶解5、方解石：預土酸溶解6、云母、長石：具有放射性，伽馬曲線上與泥巖難以分辨無論什么巖石，當其所處的環境跟當初巖石形成時的環境有了變化，巖石的成分、結構和構造等往往也要隨之變化，以便使巖石和環境之間達到新的平衡關系。這種變化總稱為變質作用。由變質作用形成的巖石，就是變質巖。

變質巖在我國和世界上皆有廣泛分布。特別是前寒武紀地層，絕大部分都是變質巖組成的。在古生代及其以后的巖層中，在巖漿體的周圍和在斷裂帶附近，也均有變質巖分布。變質巖中含有豐富的金屬礦和非金屬礦，例如全世界鐵礦儲量，其中70％儲藏于前寒武紀古老變質巖中巖石變質的因素，主要是巖石所處環境物理條件和化學條件的改變，物理條件主要指溫度和壓力，化學條件主要指從巖漿中析出的氣體和溶液。這些條件或者說因素的變化，主要來源于構造運動、巖漿活動和地下熱流，因此，變質作用是屬于內力作用的范疇。變質巖“新陳代謝是宇宙間普遍的永遠不可抵抗的規律”。隨著時代的演進，在頻繁的地殼運動和巖漿活動中，老的巖石不斷在轉化，新的巖石不斷在產生，這也就是地殼巖石新陳代謝的過程。所以，任何巖石既不是自古就有的，也不是永遠不變的。在一定時間和一定空間所形成的一定的巖石，都只代表地殼歷史的一定階段。任何巖石都忠實地記錄了它本身有關的那一階段的地殼歷史。三大類巖石的互相轉化礦石與礦床無論是哪種巖石，其中都或多或少地含有有用礦物。若含量很多，達到為現代工業技術水平所能利用的程度，則這種含有用礦物的巖石就稱為礦石。如四川攀枝花，在輝長巖中含有很多的釩鈦磁鐵礦，就作為鐵礦石開采。如此看來，礦石和巖石具有相對的概念，礦石只不過是含有一定量有用礦物的巖石。還有些巖石由于它本身特有的化學成分或物理特性，具有工業或工藝價值，這樣的巖石也可以被看作是廣義的礦石。如石灰巖、白云巖、粘土、硅藻土，它們是巖石，也是“礦石”。所謂礦床是在一定地質作用下形成的在質量和數量上都能滿足當前開采利用要求的有用礦物的富集地段。（一）金屬礦產一般需經冶煉從中提取金屬元素的礦產，其中包括鋼鐵基本原料金屬礦產（如鐵、錳、鉻、鎳、鈦、釩等）、有色金屬礦產、貴金屬礦產、稀有金屬礦產、分散元素礦產、放射性元素礦產。（二）非金屬礦產經簡單加工即可提出非金屬原料或直接即可利用的礦產，根據用途又可分為冶金輔助原料礦產（如石灰石、白云石、螢石、耐火粘土等）、化工原料礦產（如鉀石鹽、石鹽、重晶石、磷、硫、芒硝等）、建筑材料礦產（包括水泥、玻璃、陶瓷、鑄石等的原料）、美術工藝原料礦產（各種寶石、彩石等）。礦產的分類（三）能源礦產主要指能夠轉換成為機械能、熱能、電磁能和化學能的各種能量的資源，也就是能產生能量的物質。常規能源或傳統能源，如煤炭、石油、天然氣、水能等。新能源，如地熱能、核燃料、海洋能等。構造運動地球內力引起地殼乃至巖石圈變形、變位的作用，叫作構造運動。把概念擴大來說，海底增生（擴大）和消亡也屬于構造運動。巖層的彎曲現象稱為褶皺。巖層在構造運動作用下，或者說在地應力作用下，改變了巖層的原始產狀，不僅使巖層發生傾斜，而且大多數形成各式各樣的彎曲。褶皺是巖層塑性變形的結果，巖塊沿著斷裂面有明顯位移的斷裂構造稱為斷層。斷層的規模有大有小，深度有深有淺；形成的時代有老有新；有的是一次構造運動的結果，有的是多次構造運動的結果；有的已不活動，有的還在繼續活動；形成斷層的力學性質或張或壓或剪，各不相同。褶皺背斜向斜張性斷層運動形成的滾動背斜（逆牽引背斜），如果斷層運動與沉積同時進行常造成上升盤地層變薄。鹽拱底僻造成構造圈閉，鹽在下面是流動的，由于其密度低有向上流動趨勢，鹽拱是一種獨特的底僻形態，在世界各地都很常見。Normal正斷層Reverse逆斷層Strike-slip

走滑斷層Reverse-obliqueNormal-oblique

TYPESOFFAULTSBASEDONDISPLACEMENT斷層類型GrabenandHorstStructures地嵌地壘Karabaglifault：斷距1160～2100米，斷層長度大于20公里TopZoneVDepthMapNB1NB5SB1CB5SB3SB4CB6CB3CB2CB4SB2CB1NB4NB2+3阿塞拜疆Karabagli油田斷層渤中25-1/S斷層發育BZ25-1-5I級I級II級III級II級III級渤中25－1南油田成藏模式圖渤中25-1南渤中25-1/S斷層發育渤中25-1油田地震大多數地震屬于淺源地震，約占地震總數的72.5％，所釋放的能量占地震總能量的85％；破壞性最大的地震震源深度多在10—20km，一般不超過10km。中源地震發震次數較少，占地震總數的23.5％；深源地震僅占地震總數的4％。中深源地震有的盡管震級很大，但危害較小。引起地震的原因：構造地震、火山地震和沖擊地震，人類活動也可以導致發生地震，稱為誘發地震，如水庫地震。1.超微震震級小于1的地震，人們不能感覺，只能用儀器測出。2.微震震級大于1小于3的地震，人們也不能感覺，只有靠儀器測出。3.弱震又稱小震，震級大于3小于5的地震，人們可以感覺到，但一般不會造成破壞。4.強震又稱中震，震級大于5小于7的地震，可以造成不同程度的破壞。5.大地震指7級及其以上的地震，常造成極大的破壞。中國地震烈度表板塊構造學說大陸漂移說、海底擴張說

1912年，德國氣象學家A.魏格納（1880—1930）提出大陸漂移說，引起全世界科學界的重視。第二次世界大戰后海洋調查工作，發現或進一步弄清了大洋中脊形態、在這些新資料的基礎上，產生海底擴張說。大洋中脊，指海底縱橫綿延的山脈，總長度可達65000km，是地球上最長的山脈。其中最典型的為大西洋中脊，它與兩側大陸平行延伸，略呈S形；高出洋底2000—3000m，將全球巖石圈劃分成六大板塊，即太平洋板塊、歐亞板塊、印度洋板塊、非洲板塊、美洲板塊和南極洲板塊。除太平洋板塊幾乎完全是海洋外，其余五大板塊既包括大塊陸地，又包括大片海洋。這些板塊都是活動的，從太平洋東部中隆生長脊新生長出來的大洋殼