煤矿地质学实验指导

煤 矿 地 质 学实验指导书资源与地球科学学院二 O 一三 年 三 月目 录实验一 常见矿物的肉眼鉴定实验二 火成岩的肉眼鉴定实验三 沉积岩变质岩的肉眼鉴定实验四 煤的肉眼鉴定实验五 古生物化石肉眼鉴定实验六 读水平岩层地区地质图并作剖面实验七 读倾斜岩层地区地质图并作剖面实验八 读褶皱地区地质图并作剖面实验九 编制勘探线剖面图实验十 编制煤层顶板等高线图剖面法实验十一 编制断煤交线图和水平切面图实验一 常见矿物的肉眼鉴定一、目的与要求1. 通过观察，了解矿物形态和物理性质。2. 通过观察，熟悉和掌握矿物的描述、鉴定方法。3. 掌握常见矿物的基本鉴定特征。二、实验内容石墨、黄铁矿、滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、斜长石、石英、方铅矿、普通角闪石、黑云母、白云母、普通辉石、高岭石、橄榄石、石榴子石、黄铜矿、赤铁矿、磁铁矿三、观察与描述内容观察和描述矿物标本以如下顺序进行：单体形态、集合体形态、颜色、条痕色、透明度、光泽、解理（包括组数、完全程度） 、断口、硬度（用小刀、指甲刻划比较） 、比重（用手掂重） 、最后命名。四、注意事项1. 实验前注意复习有关内容。2. 观察时注意相似矿物之间的比较。五、作业1. 描述部分标本。2. 比较黄铁矿和黄铜矿的区别？实验二 火成岩的肉眼鉴定一、目的与要求1. 通过实验认识常见的火成岩的结构、构造。复习常见火成岩的造岩矿物的鉴定特征以及火成岩类型及其特征（见教材 71 页表 24） 。2. 掌握火成岩的观察、鉴定和描述方法，了解火成岩命名方法。3. 通过观察，了解常见火成岩的宏观鉴定特征。二、实验内容观察以下标本，并做好观察记录：超基性岩类：橄榄岩基性岩类：辉长岩、玄武岩中性岩类：闪长岩、安山岩酸性岩类：花岗岩、流纹岩三、观察与描述内容观察、鉴定辉长岩标本时，按以下顺序进行观察和描述，最好利用表格形式：颜色、结构、矿物成分及其百分含量、其它特点（如次生变化、孔洞、裂隙等） 、命名。四、作业描述上述标本实验三 沉积岩变质岩的肉眼鉴定一、目的与要求1. 通过实验认识常见的沉积岩和变质岩的结构、构造。复习常见的沉积岩、变质岩的造岩矿物的鉴定特征。2. 掌握沉积岩和变质岩的观察、鉴定和描述方法，了解沉积岩和变质岩的命名方法。3. 通过观察，了解常见沉积岩、变质岩的宏观鉴定特征。二、实验内容观察以下标本，并做好观察记录：1. 沉积岩 砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土岩、石灰岩、白云岩、硅质岩2. 变质岩 角岩、大理岩、石英岩、板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、矽卡岩三、观察与描述内容1. 观察与描述沉积岩时，按以下顺序进行：颜色、结构、构造、成分、动物和植物化石、命名。2. 观察与描述变质岩时，按以下顺序进行：颜色、结构、构造、成分、命名。四、作业1. 描述部分标本。2. 大理岩、石英岩、板岩是由哪几种沉积岩变质而来的？3. 如何区别石灰岩和白云岩？实验四 煤的肉眼鉴定一、目的与要求1. 认识不同成煤阶段煤的肉眼鉴定特征，重点为褐煤、长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、无烟煤。2. 认识四种煤岩成分和四种煤岩类型，以及它们与煤质的关系。二、实验内容1. 观察泥炭、褐煤、长焰煤、焦煤、贫煤、无烟煤的肉眼鉴定特征。2. 观察四种宏观煤岩成分：镜煤、亮煤、暗煤、丝炭的特征。3. 观察四种宏观煤岩类型：光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤、暗淡型煤的特征，以及与宏观煤岩成分的关系。三、作业记录以上三条实验的内容。实验五 古生物化石的肉眼鉴定一、目的与要求1. 了解古生物化石观察、鉴定的方法和步骤；2. 认识数种常见的几种古生物化石。二、实验内容1. 观察珊瑚化石；2. 观察腕足动物化石；3. 观察观察古植物与古脊椎动物化石。三、作业记录以上三条实验的内容。实验六 读水平岩层地区地质图并作剖面一、目的与要求1. 了解地质图的概念和格式；2. 掌握水平岩层在地质图上的表现；3. 掌握在水平岩层地形图上掌握布置地质剖面线的原则，熟悉编制倾斜岩层地质剖面图的内容、步骤和方法。二、实验内容1）水平岩层在地质图上的特征（1）地质界线与地形等高线平行或重合；（2）老岩层出露在地形低处，新岩层分布在高处；（3）岩层出露宽度取决于岩层厚度和地面坡度；（4）岩层的厚度是其顶、底面间的高差。2）不整合在地质图上的表现（1）平行不整合：不整合面上下两套地质界线一致，倾向、倾角相同。（2）角度不整合：上覆的一套较新地层的底面界线截切下伏较老地层的不同层位的地质界线。3）水平岩层图切剖面作法及步骤（1）选择剖面位置：在分析图区地形特征、地层的出露、分布和产状变化以及构造特点的基础上，要使所作的剖面图尽量垂直于区内地层走向、通过地层出露较全和图区主要构造部位；或者选在阅读地质图需要作剖面的地方。选定后，将剖面线标定在地质图上。（2）绘地形剖面：在方格纸上定出剖面基线，两端画上垂直线条比例尺，并注明标高。基线标高一般取比剖面所过最低等高线高度要低 1-1.5cm。然后将地质图上的剖面线与地形等高线相交各点一一投影到相应标高的位置，按实际地形用曲线连接相邻点即得地形剖面。（3）完成地质剖面：将地质图上的剖面线与地质界线(地层分界线、不整合线、断层线等) 的各交点投影到地形剖面曲线上，按各点附近的地层倾向和倾角绘出分层界线。如剖面与走向斜交时，则应按剖面方向的视倾角绘分界线。（4）按岩性(参照附录)绘出各层岩性花纹。并注明各岩层的地层代号。（5）整饰 按地质剖面图格式要求进行整饰。三、作业1. 阅读凌河地区地形地质图。区内都为水平岩层，无褶皱与断裂构造。3. 在凌河地区地形地质图上自选一条地质剖面线（AA ， ） ，绘制该地区地质剖面图。实验七 读倾斜岩层地区地质图并作剖面一、目的与要求1. 了解倾斜岩层露头线与地形等高线的关系，学会求倾斜岩层的产状和厚度。2. 在倾斜岩层地形图上掌握布置地质剖面线的原则，熟悉编制倾斜岩层地质剖面图的内容、步骤和方法。二、实验内容编制倾斜岩层地质剖面图的内容、步骤和方法：1. 选择地质剖面线时，应尽可能切过地面出露的所有岩层，并垂直岩层走向，同时适当考虑尽可能使其与地形沟谷走向垂直，并穿越地形最高点和最低点。根据以上原则在地形地质图上选择合适路线，并画上一条细实线，两端标明编号，即为地质剖面线。2. 比例尺可与地形地质图一样或大 1 级到 2 级，但不能比地形地质图比例尺小。水平比例和垂直比例必须相同，否则将歪曲地形起伏和岩层倾角、厚度。同时，要注意规划图幅大小相适应。3. 确定基线，使留下的空间既能画出地形的高度，又能画出埋藏在地表以下的已知地层。基线两端各画出一条垂直比例尺，标出相应的标高。垂直比例尺高度应比地形地质图上地形的最高点更高一些。4. 首先把地形地质图上的地质剖面线与地形等高线的交点，逐个投影到剖面图上相应的标高位置上，画出地形线。然后，再画出地形地质图中的地质剖面线与岩层露头线的交点，逐个投影到地形线上，通过这些点按倾角画出岩层分界线。当剖面线与岩层走向垂直相交时，倾角为真倾角；当剖面线与岩层走向斜角时，剖面图上的岩层倾角为视倾角，应换算成真倾角。三、作业1. 阅读红坝地区地形地质图。区内都为单斜岩层，无褶皱与断裂构造；泥盆系厚 40m。2. 作图计算石炭系（C）的产状。3. 在红坝地区地形地质图上自选一条垂直地层走向的地质剖面线（A A ， ） ，绘制该地区地质剖面图。实验八 读褶皱地区地质图并作剖面一、目的与要求1. 掌握阅读褶皱岩层地形地质图的步骤和方法。2. 熟悉在地形地质图上分析褶皱构造要素。3. 学会编绘褶皱岩层地质剖面图。二、实习内容（一）阅读褶皱岩层地形地质图的步骤、方法和内容1. 首先看懂图例，熟悉区内地层时代、走向、接触关系，概略了解区内地形特征；2. 分析褶曲性质、形态；3. 确定两翼产状、轴面产状及其轴迹。（二）编制褶皱岩层地质剖面图作图方法与实习五大体相同，但要注意以下几点：1.剖面的布置，必须在分析地质图、掌握了主要褶皱构造形态特征的基础上才能进行；2.在向剖面图地形线上投影平面图上的地层露头线与剖面线交点时，应把地质图上的轴迹与剖面线交点投影到剖面图上，并在其上方标注或符号以表明背斜、向斜，剖面图完成后再擦掉。3.在连接剖面图地层界线时，应注意褶曲构造延伸深度问题，可用图解法进行绘制。4.对于两翼产状和厚度相差较大的褶曲，应对不协调处逐步加以修正，使连接起来的地层界线所呈现的褶曲形态协调一致。三、作业1. 阅读葫芦岭地区地质地形图2. 编绘葫芦岭地区地质剖面图实验九 编制勘探线剖面图一、目的与要求1. 了解勘探线剖面图在煤田勘探工作中的作用与意义。2. 学会勘探线剖面图的编制方法。二、实验内容连绘江西乐平桥头丘煤田 VV， 勘探线剖面图。三、勘探线剖面图的编制方法参见教材第十章第二节 287289 页的有关内容。四、勘探区地质情况简介1地层 自下而上为：下二叠统鸣山组(P 2m)：厚 150m 左右。上部为燧石或硅质灰岩，中下部为砂质页岩，底部有时有砾岩。上二叠统龙潭组(P 3l)：厚 500m 左右。上部 (王潘里段)为砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤层，顶部有时有鲕状页岩；中上部(老山段)为黑色泥岩、粉砂岩、夹细粒石英砂岩和煤层。中下部(上官山段)为粗砂岩，夹砂页岩及煤层；底部(下官山段)为深灰色粉砂岩、黑色泥岩、中粒砂岩。上二叠统长兴组(P 3c)：厚 120m 左右。灰白色硅质灰岩。2构造 江西乐平桥头丘勘探区构造特征为一紧促狭长的复式向斜褶皱，向斜轴大致呈 NE-SW 方向，向斜两翼不对称，次一级褶皱发育，一般东南翼陡，构造复杂，局部地段直立、倒转，次一级构造发育。断裂破坏较甚：西北翼倾角较缓，一般 2050左右，构造比较简单，次一级褶皱不很明显，断层稀少。本区断裂构造以 NE 向的走向断层为主，其次还有两组 NW 向和近 EW 向断裂，断层的切割关系，逆断层切割正断层，即在时间上正断层在先，逆断层在后。五、连图注意事项在连接之前找出层位稳定，岩性特征明显、控制点较多的标志层(煤层、岩层或地层分界线)。按标志层或煤层的产状连接剖面图上相邻钻孔的同一标志层或煤层。连接的顺序一般是先连构造，后连煤层、标志层，先连控制点较多的主要煤层，后连控制点较少的次要煤层、标志层。勘探线剖面图初步连出后要认真检查，与地表资料、钻孔实际资料及邻近勘探线剖面图是否协调一致，特别是褶曲和断层的连接与勘探区总的构造规律是否吻合，断层与断层的切割关系，断距大小，断层两则岩层产状变化和褶曲幅度等问题。勘探线剖面图校对审查无误后，用园滑曲线清楚的描绘出来，有工程控制的地段用实线连接，无工程控制的推断地区用虚线连接。六、实验作业完成勘探线剖面图的编制。 勘探线剖面图编制方法的前五项都是第一性资料，为减少同学们时间起见，在作业上均已画好，但对上述三项绘图方法也应很好掌握。实验十 编制煤层顶板等高线图剖面法一、目的与要求1. 学习和掌握利用勘探线剖面图的方法编制煤层底板等高线图。2. 进一步了解煤层底板等高线图的应用。二、实习内容掌握剖面法编制煤层底板等高线图的编制原理和方法，参见教材第十章第四节 297 页有关内容。三、注意事项3. 要先连构造控制线，如断煤交线、背斜轴线、向斜轴线。4. 以控制点较多的一条等高线为控制线，用圆滑曲线连接其他同名标高点，即得煤层底板等高线。5. 当褶曲被断层切割时，向斜构造的下盘同名等高线相对变窄，上升盘相对变宽。6. 当褶曲轴部被断层切割时，断煤交线应为曲线。四、作业完成剖面法 Y3 煤层底板等高线图的编制。剖面法编制煤层底板等高线图的前 3 个步骤为减少同学们的时间均已画好，从第 4 步开始由同学自己完成。实验十一 编制断煤交线图和水平切面图一、目的与要求1. 了解水平切面图在煤矿生产建设中的作用和意义。2. 掌握通过石门及钻孔资料编制水平切面图的方法。二、实验内容编制京西木城涧煤矿 30