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煤礦地質實習
課 程
專 業(yè)
姓
學
指 導 名 稱： 煤礦地質學 班 級： 采礦。。班 名： 。。。。。 號： 2013003471 老 師： 樊行昭等老師
日 期： 2015年6月27日
引言
通過對煤礦地質學一學期的學習，我們學到了關于地質，煤的成因，開采等一系列的理論知識。在學期末，在樊行昭等老師的帶領下，進行了為期兩天的《煤礦地質學》地質認識實習。我們從明向校區(qū)出發(fā)，在車上我一直想著書本上的理論知識和實際之間結合，是否能夠運用所學的知識去辨別地質現(xiàn)象，心情十分激動。
一、 實習的性質、目的、任務
1、 性質
《煤礦地質學》是一門實踐性、綜合性很強的學科，它集合了地質學、礦物學、巖石學、古生物學、煤礦地質學等學科的理論。而地質認識實習是地質學的一個重要實踐環(huán)節(jié)，能夠讓同學們將《煤礦地質學》的理論知識與野外實踐相結合，加深同學們對地質學的認識，培養(yǎng)個同學們的專業(yè)興趣，為后續(xù)課程打下良好的基礎。
2目的
實習的目的是為了讓同學們通過野外實踐進一步鞏固課堂上所學知識，到大自然中去觀察各種地質構造，對所見的地形地貌進行判別和分析，理論聯(lián)系實際，加深對實際情況的了解，掌握一些地質學野外工作的基本技能。
3 任務
○1認識各種地質作用和地質現(xiàn)象，培養(yǎng)一定的觀察分析能力 ○2學會判別地質構造，了解一些地質劃分方法
○3了解煤礦地質工作的任務、方法、內容、特點
二、 實習內容
1、 太原西山西銘礦 —七里溝野外教學路線
時間：2015.6.24 天氣：陰
行走路線：學校→西山煤電集團→斜坡→西銘礦→七里溝→原路返回
觀測內容：太原西山C-P標準剖面（觀察石炭--二疊紀煤系地層；煤層自燃；沉積巖的野外認識）
NO.1
點位：西銘礦食堂大煙囪以北50米，電車道旁。
點性：C2b／O2f接觸關系以及C2b下段—鐵鋁巖段的巖性、巖相特征。
平行不整合接觸關系特征：新老地層平行接觸產狀一致，但其間存在明顯的剝蝕面，表明沉積或長或短有間斷，地層或多或少有缺失，剝蝕面上有底礫巖。它表明地殼發(fā)生了上升（剝蝕）、下降（沉積）的過程。其意義在于：有助于我們了解該地區(qū)地質構造運動的性質和時代，是劃分地層、建立地層順序的重要依據(jù)；同時，剝蝕面是地質發(fā)展階段性的一個重要標志，它是個軟弱帶，成礦帶，并且還是儲油儲水的良好場所。上覆地層C2b平行不整合于O2灰?guī)r之上，根據(jù)沉積特征分為兩段：下部—鐵鋁巖段，上部—畔溝段。鐵鋁巖段主要由紅褐色、褐黃色的鐵鋁巖、淺灰白色的鋁土巖、灰中帶紅色的鋁土質頁巖、細砂巖、粉砂巖和粘土礦組成。此段基本沒有化石，至少說沒有標準的海生生物化。
NO.2
點位：倉庫后邊。
點性：本溪組C2b上段—畔溝段巖性及巖相www.szmdbiao.com特征。
內容：本段厚度16米。主要是一套由海陸交互相的砂巖、頁巖、粉砂巖、煤層和灰?guī)r組成的巖系，因為其中既有海生的、又有陸生的動植物化石，故稱海陸交互相地層；且其中含煤，又叫煤系地層。畔溝段自下而上有灰?guī)r三層，且每一層灰?guī)r下都有一層煤，這是太原西山月門溝煤系地層的特點。畔溝段煤層大多不可采。動植物化石有脈羊齒、類、腕足類、牙形刺等。沉積環(huán)境為沙壩—潮坪沉積。
No.3
點位：機房背后西側山坡上。
點性：石炭系上統(tǒng)太原組C3t晉祠段的巖性及巖相特征。 內容：太原組C3t分為三段，晉祠段、毛兒溝段、東大窯段，
厚度100米左右。晉祠段因晉祠砂巖發(fā)育而得名，厚20米。本段巖性特征為一套海陸交互相沉積，由砂頁巖、薄煤層和灰?guī)r組成。
標志層是指煤系地層中那些巖性特殊、層位穩(wěn)定、分布普遍、易于識別的煤巖層。其作用在于劃分和對比地層。吳家峪灰?guī)rL0
—
的下部化石帶。沉積環(huán)境為潮坪沉積，濱岸、海濱環(huán)境。
No.4
點位：位于No.3以西30米處。
點性：太原組毛兒溝段巖性及巖相特征。
內容：從西銘砂巖起，頂界止于七里溝砂巖K2底面，厚度40—50
米，因毛兒溝灰?guī)r發(fā)育而得名。主要巖性為砂巖、頁巖、齒刺；腕足類有網格長身貝屬、戟貝、棘刺貝、太原府網格長身貝、巴甫洛夫唱貝等；植物化石有卵脈羊齒、鐮脈羊齒等。毛兒溝段底界西銘砂巖，為灰色中粗粒石英砂巖，泥質膠結，其層面上有波痕構造，波峰較緩，不對稱，系干涉波痕，由兩個方向的波浪疊加造成。
No.5
點位：七里溝煤窯廢棄坑口北側。
點性：廟溝灰?guī)rL1、巖性特征。
內容：廟溝灰?guī)rL1厚度2米，黑灰色、致密塊狀，含豐富的
8#丈五煤，是太原組主要可采煤層。
灰?guī)r沉積環(huán)境為—潮坪。
總結：O2峰峰組 C2本溪組 下段：鐵鋁巖段；上段：畔溝段 C3太原組 下段：晉祠段；中段：毛兒溝段；上段：東大窯段 P1S山西組 P1x下石盒子組 P2S上石盒子組 P2sh石千峰組。
主要標志層：晉祠砂巖K1、吳家峪灰?guī)rL0、西銘砂巖K2、廟溝灰?guī)rL1、毛兒溝灰?guī)rL2、斜道灰?guī)rL3、七里溝砂巖K3、東大窯灰?guī)rL4、北岔溝砂巖K4。
（二）、晉祠野外路線教學
踏勘路線：學�！獣x祠賓館—名仙溝—太原基準地震臺—晉祠公園—返回
觀測內容：礦物、沉積巖巖性、構造、太原基準地震臺等
No.1
點位：距明仙溝溝口950m。
點性：構造點—向斜褶曲
描述：組成向斜褶曲的巖層是奧陶紀石灰?guī)r，從剖面上看，巖層向下彎曲，稱為向斜構造；向斜兩側巖層傾角不等，SE一翼巖層傾角較緩，NW一翼巖層傾角較陡，故又稱其為不對稱向斜（見明賢溝向斜示意剖面圖）。
明賢溝向斜示意剖面圖
剖面方向：348.9度
NO.2
點位 ：距№1 點向溝內 200m
點性 ：構造點
內容 ：節(jié)理是野外最常見的一種斷裂構造現(xiàn)象，常成群出現(xiàn)。當巖石受力超過其強度極限時，便產生破裂，破裂面兩側巖石沒有明顯的相對位移者稱為節(jié)理。按節(jié)理發(fā)生時的力學性質可分
為：張節(jié)理和剪節(jié)理。按成因可分為：原生節(jié)理和次生節(jié)理。節(jié)理的研究對找礦、找水及工程地質都有十分重要的作用和意義，它是地下水的良好通道，也是礦液運移和沉淀的重要場所。
NO.3
點位 ：距№2 點向溝內 300m
點性 ：巖石、測產狀
內容 ：石灰?guī)r及地質羅盤的使用
在這個點上，老師系統(tǒng)的給我們講解了石灰?guī)r的成因、分類
1. 石灰?guī)r
顏色為深灰色，中厚層狀。主要成分為方解石，遇冷稀鹽酸劇烈泡沸。層理構造。按其結構特征可劃分為碎屑石灰?guī)r類、晶粒石灰?guī)r類與生物礁石灰?guī)r類。
1碎屑石灰?guī)r類按碎屑物的不同，又分為內碎屑石灰?guī)r、○
生物屑石灰?guī)r、鮞粒石灰?guī)r、球粒石灰?guī)r、團塊石灰?guī)r等類型。
2晶粒石灰?guī)r類按晶體粒徑又分為粗晶(粒徑＞2mm)石灰○
巖、中晶(粒徑 2～0.063mm)石灰?guī)r、細晶(粒徑 0.063～0.03mm)
石灰?guī)r、微晶(粒徑＜0.03mm)石灰?guī)r等類型。
3生物礁石灰?guī)r類具有原地生長的生物骨架結構，多為塊○
狀，無層理，厚度大于同期沉積物。按造礁生物不同，生物礁石灰?guī)r類又分為珊瑚礁石灰?guī)r、海綿礁石灰?guī)r、層孔蟲礁石灰?guī)r等類型。用途可作為建筑材料、制作水泥、燒石灰等。該石灰?guī)r位于古生界奧陶系中統(tǒng)地層中，距今大約 4.4—5億年。當時該區(qū)屬于淺海帶，地表水把大量的 Ca(HCO3)2 化學成分的物質不斷帶入海中，當達到一定濃度時，便產生 CaCO3 沉淀形成石灰?guī)r。
2、地質羅盤的使用
（1） 常規(guī)磁羅盤的使用
1測巖層走向：把羅盤的長邊緊貼巖層面并使羅盤長○
的水準氣泡居中，待磁針靜止后，讀磁北針所指度盤上的刻度即得巖層的走向。因走向是兩個方向延長的，故可測得兩個相反的方向，二者相差1800。
2測巖層傾向：把羅盤的短邊緊貼巖層面并使羅盤的○
水準氣泡居中，待磁針靜止后，讀磁北針所指刻度盤上的刻度即得巖層傾向。因走向和傾向相互垂直，故二者讀書相差900。
3測巖層傾角：把羅盤長邊緊貼巖層面上的傾斜線直○
立放置，撥動底盤背面的半圓形金屬片使傾斜儀上的柱狀水準氣泡居中，讀傾斜儀中間線所指的傾斜角度盤刻度數(shù)即得巖層傾角。
（2）數(shù)字地質羅盤：Android 數(shù)字地質羅盤界面簡潔、按
鈕清晰、功能齊全、操作簡便、占用手機內存少等優(yōu)勢，是一款非常實用的軟件
NO.4
點位 ：距№3 點向溝內 700m
點性 ：地層接觸關系、礦物、巖石
內容 ：平行不整合面 鋁土礦、褐鐵礦 陸源沉積巖
1平行不整合面 ：在華北地臺，形成了奧陶系中統(tǒng)地層之后，○
發(fā)生了地殼運動。使華北地臺整體抬升，成為陸地，遭受剝蝕長達 1.5 億年之久，沒有接受沉積，直到中石炭世，地殼又開始整體下降接受新的沉積，形成了石炭系本溪組及其上的地層。致使華北地區(qū)古生界地層中缺失了：奧陶系上統(tǒng)O3、志留系S、泥盆系D 、石炭系下統(tǒng)C1 ，石炭系中統(tǒng)本溪組C2b 與奧陶系中統(tǒng)O2f二者為平行不整合接觸關系。本溪組C2b最底層沉積了“山西式鐵礦”，往上依次為 G層鋁土礦、鋁土質頁巖、砂巖、石灰?guī)r和薄煤層。
2褐鐵礦 ：褐鐵礦的化學式近似表達為 Fe2O3·nH2O。褐鐵礦○
并非一獨立礦物種，它是一種細分散機械混合物。主要由纖鐵礦(FeOOH)、水纖鐵礦(FeOOH·nH 20)、針鐵礦(FeOOH)，水針鐵礦(FeOOH·nH2O)四種鐵的氫氧化物和鋁土礦、赤鐵礦、高嶺石、石英等雜質混合而成。常呈結核狀、腎狀、鐘乳狀、皮殼狀、土
狀、疏松多孔狀等。褐至褐黃色，條痕黃褐色。摩氏硬度 1-4、相對密度變化較大。主要由風化作用形成�？捎糜阼F礦石，亦可做染料。
3鋁土礦 ：鋁土礦的化學式近似表達為 Al2O3·nH2O。它并非○
一獨立礦物種，也是一種細分散機械混合物。主要由一水硬鋁石(AlOOH)、一水軟鋁石(AlOOH)，三水鋁石(AlOH3 )四種鐵的氫氧化物和褐鐵礦、赤鐵礦、高嶺石、石英等雜質混合而成。形態(tài)多數(shù)為塊狀和土狀，有時可見鮞狀或豆狀。顏色常見灰白色，也有褐紅色等，條痕白色。硬度 1-3，光澤暗淡，相對密度
2.5~3.5g/cm3。是用于煉鋁的最主要原料，制造人造剛玉、礬土水泥、耐火材料的原料其成因有兩種：一是由膠體沉積而成，一是由富鋁的火成巖在濕熱氣候條件下風化分解的殘留產物。此處的鋁土巖是在淺海帶中因 Al2O3膠體被破壞之后沉積而成。
NO.5
點位 ：太原基準地震臺
點性 ：地質作用
內容 ：地震作用
由于管理限制，我們沒能進入地震臺，老師和同學在地震臺門口為我們系統(tǒng)的講解了地震作用地震是構造運動的綜合表現(xiàn)形式之一，它是巖石圈內積聚的能量驟然釋放而引發(fā)的大地震顫。按其發(fā)生的原因可分為陷落地震、火山地震和構造地震三類。其中構造地震約占地震總數(shù)的 90％以上。世界上絕大多數(shù)地震，尤其是大地震都是構造運動引發(fā)的。構造地震具有活動頻繁、影響范圍廣、破壞性大和延續(xù)時間較長等特點，是地震研究的主要對象。在地殼局部的快速顫動過程中的孕震、發(fā)震和余震的全部過程稱為地震作用。地震，是地球上所有自然災害中給人類社會造成損失最大的一種地質災害。破壞性地震，往往在沒有什么預兆的情況下突然來臨，大地震撼、地裂房塌，甚至摧毀整座城市，并且在地震之后，火災、水災、瘟疫等嚴重次生災害更是雪上加霜，給人類帶來了極大的災難。
2、 東山野外教學路線
時間：2015.6.25 天氣：陰
行走路線：學�！鷹罴矣鷸|山煤礦→小窯頭→大窯頭→307 國道小花園休閑處→沿公路返回觀察→返回
觀測內容：陷落柱、褶皺構造、斷層、化石等。
NO.1
點位 ：東山 307 國道小花園休閑處沿公路向下 200m 點性 ：構造點
內容 ：正斷層
該斷層出露在石炭系中統(tǒng)本溪組上段畔溝段中，斷層面傾角
左右，比較陡立。斷層兩盤分別能看到三層黑色煤線。斷層上盤相對下降，并可看到有牽引褶曲現(xiàn)象，斷層下盤相對上升，斷距約4.5m。
傾向33°42’ 傾角65.6° 走向299°47’
No2
點位：觀測點1沿公路前行約300m處。
點性：沉積巖
內容：砂巖透鏡體
NO.3
點位：No2向下50米
點性：陷落柱
內容：陷落柱一側產狀的變化形成寬緩背斜
此處有石炭系中統(tǒng)本溪組地層中有一層黑色煤線和上面的灰白色泥巖出露。這套地層明顯向上彎曲形成一個寬緩的背斜構造。該背斜是由于前方的大型的150m的陷落柱向下塌陷，牽引巖層彎曲造成的。
NO.4
點位 ： №3 點向下 70m
點性 ：陷落柱
內容 ：陷落柱體及陷落柱內特征
NO.5
點位 ： №4 點向下 70m
點性 ：陷落柱
內容 ：陷落柱另一側特征
此處可看到陷落柱與圍巖的接觸面特征。陷落柱塌陷角度達70，陷落柱體內為破碎的巖石碎塊，大小不一，棱角明顯，巖性圍巖
的地層層序正常。在靠近陷落柱的附近，巖層產狀明顯變化。
NO.6
點位：307國道紀念碑平臺上
點性：陷落柱、構造點
內容：第二個陷落柱及大窯頭背斜
1.陷落柱
在平臺對面的盤山公路剖面上能看到一個直徑大約為60m的陷落柱，呈現(xiàn)上小下大的椎體。陷落柱兩側層序正常，陷落柱內巖性混雜，雜亂無章，沿途可看到該陷落柱另一側的特征。
2.大窯頭背斜
在西北公路剖面上可以看到出露地層為奧陶系石灰?guī)r和石炭系中統(tǒng)本溪組地層，在剖面上，巖層為向上拱起的狀態(tài)，背斜西翼較緩，東翼較陡，為不對稱背斜
。
NO.7
點位：307 國道老路大窯頭背斜核部
點性：構造點
內容：大窯頭背斜核部特征，平行不整合面
這里可以看到大窯頭背斜的核部，地層明顯向上彎曲形成背斜。斜背最下部出露的地層為奧陶系中統(tǒng)的青灰色石灰?guī)r，其上為石炭系中統(tǒng)本溪組褐紅色、褐黃色山西式鐵礦，再
向上為灰白色致密堅硬的G 層鋁土礦，最上邊為灰白色鋁土質泥巖。
該背斜核部還可看到一個重要的地質現(xiàn)象，即平行不整合面
NO.8
點性：陷落柱
內容：陷落柱塌陷至地表形成漏斗形盆狀凹陷
陷落柱出露地表后，常呈現(xiàn)盆狀凹陷區(qū)。凹陷區(qū)巖層層序遭到破壞，而其周圍巖層層序正常，巖層產狀稍向凹陷中心傾斜。由于巖層松軟極易塌陷，陷落柱體呈現(xiàn)上大下小的漏斗狀，柱面與水平面夾角約在45度左右。
NO.9
點位：No.8點向下100m公路邊
點性：構造點
內容：疊瓦狀構造
該點明顯可看到公路對面山坡上地層不連續(xù)，被兩條逆斷層切斷，這種斷層的組合形式叫做疊瓦狀構造。
NO.10
點位：No.9向下200m公路邊
點性：沉積巖構造
內容：結核
該點可看到在本溪組上部灰白色泥巖中發(fā)育有大量的菱鐵礦結核。結核呈現(xiàn)紅褐色，大小不等，最大者可達20cm。新鮮結核敲打破碎后，可看到新鮮面呈現(xiàn)灰黑色，是典型的菱鐵礦結
核。屬于原生結核。
NO.11
點位：儷通廠岔溝
點性：構造點
內容：斷層
1.階梯狀構造
在溝口可觀察到三條小斷距正斷層，斷層面產狀一致，斷距分別在十余厘米到30cm。
2 .正斷層
該點可觀察到一大型正斷層，斷層上盤為石炭系本溪組底部地層，斷層下盤為奧陶系峰峰組地層，斷距估計在100 多m
。
NO.12
點位：石柱溝廢棄耐火磚窯向上400m
點性：化石點
內容：海相化石
此處出露的地層為石炭系上統(tǒng)太原組C3t 毛兒溝段，包括石齊凹灰?guī)r(相當于西山的斜道灰?guī)r)、砂巖、頁巖、煤層等，其中
石齊凹灰?guī)r中含有種類眾多的動物化石，動物化石主要有：腕足類、珊瑚類、類、苔蘚蟲、雙殼類等。
（四）參觀地球科學館
太原理工大學地球科學館始建于 2002 年 5 月，是為迎接太原理工大學百年校慶，地球科學與工 程系全體老師利用地質系原有地質標本，夜以繼日，加班加點建設而成。地科館位于太原理工大學 虎峪校區(qū)圖書館一層，面積 400 余 平方米。布設有地球形成與地質作用、地層古生物、礦物、巖石、礦產、地下水、地質災害、南極等展區(qū)。是一個集科普、教學研究的綜合性展館。 太原理工大學地球科學館里陳列的大量的動植物化石，動植物標本，以及豐富的礦物，巖石。除此之外還有我們地質年代發(fā)展史以及南極考察站和全國能源分布圖等。最后老師還給我們放映了有關極地考察站的影片。
三、收獲，體會感想，意見和建議
在實習期間，特別感謝樊老師和其他幾位老師，不僅悉心講解每一個問題，并且還一直提醒同學們認真聽講和在野外的安全問題，老師真的感謝你們，你們辛苦了。
經過兩天的實習，通過老師的講解，我覺得課本要和實踐結合才會收獲更多。在本次實習中也知道自己的不足，個人知識有限，對于地質問題的把握不全面，對課本的細節(jié)內容容易混淆。實習過程中我認真聆聽老師的講解，比開始對地質現(xiàn)象的了解更加深入，更加透徹。 通過這次的實習，我對自己的專業(yè)有了更為詳盡而深刻的了解，也是對課本所學知識的鞏固與運用。從這次實習中，
我體會到了實際的工作與書本上的知識是有一定距離的，并且需要進一步的再學習。也提高了我們的觀察問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了我們吃苦耐勞，獨立思考，認真負責，團結協(xié)作的精神。也希望以后會有更多野外實習的機會來充實自己。最后再次感謝幾位老師在實習期間的悉心照顧！
張宗福 2015.6.27
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