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地质认识实习报告 专 业：采矿工程 班 级：2009级3班 姓 名： 学 号： 指导老师：王素玲 时 间：2011年6月目录前言.3第1章 地层.4第2章 地质构造.7第3章 地质作用.9第4章 矿产.10结 束 语.11前言1、 实习交通位置（附图）矿区南部有焦（作）柳（州）铁路、焦太（原）铁路，矿区内有安阳城至冯营铁路专用线在待王车站与国铁接轨，构成该矿运输动脉。公路：有焦辉、焦新、焦洛、焦济与焦郑公路，此外，已建成的焦郑、焦晋、焦济与焦温高速分别与京珠、晋太及连霍高速连通，基本实现了以焦作市为中心通往周边市县及国道的高速公路网络，交通十分便利，见图1-1. 二、实习路线1、 路线一：焦作待王方庄薄壁鸭口2、 路线二：焦作中站龙洞刘庄后沟3、 路线三：焦作博爱月山沁阳长平乡4、 路线四：焦作博爱沁阳济源下冶5、 实习任务要求、人员组成、实习时间及任务的完成情况 （一）实习任务要求：1、 认识实习区常见的矿物和岩石，学会区分三大类岩石。2、 认识实习区地层剖面，了解地层划分，对比方法，熟悉地层时代。3、 认识实习区地质构造（褶皱、节理、断层）学会识别方法。4、 认识实习区的内、外力地质作用的结果。5、 学会使用地质罗盘，测量岩层（断层）产状。6、 学会做标准的野外地质记录。7、编写实习报告（2） 人员组成：采矿2009级四班（3） 实习时间：2011年6月27日-2011年6月30日（4） 任务完成情况：2011年6月30日完成野外实习，2011年7月3日完成实习报告编写。 第一章 地 层 区域内出露与发育的地层由老到新主要有：太古界变质岩系、元古界震旦系、下古生界寒武-奥陶系、上古生界石炭二叠系、新生界第三-第四系，其中，二叠系下统为区内主要含煤地层。第一节 太古界（Ar）太古界是地壳历史中较古老的一个阶段，这一时期，地壳经历了多次强烈的运动，经受很深的变质作用和多次的岩浆活动，形成了厚度很大、强烈褶皱、变质很深的一套古老的变质岩系。辉县市上八里乡鸭口盘山公路沿途的太古界可见底层为赞皇群（Arz），所观察到的地质现象为：其岩石性质为变质岩、片麻岩、斜长片麻岩，矿物成分多为黑云母和斜长石；结构为变晶质结构。因而整个岩层表面看上去比较粗糙，并且有发黑的斑状。变质岩：变质作用形成的岩石，是组成地壳的主要岩石类型之一。早起岩层受高温高压以及外来物质影响，引起其化学成分，矿物成分、结构、构造等方面的改变，成为变质岩。变质岩大多数具有结晶构造、定向构造和有变质作用形成的特征。在辉县市上八里乡鸭口盘山公路观察的描述为：岩层主要由肉红色花岗石片麻岩组成，其矿物成分主要有正长石、石英、黑云母。为变晶结构、片麻状结构。组成的主要物质为角闪斜长石和黑云斜长片麻岩。混合岩： 由混合岩化作用形成的岩石。它是岩浆岩和变质岩之间的过渡岩类，混合岩的矿物大多有不同程度的定向排列。此次在盘山公路观察到的混合岩描述为：含有一定数量近于平行的浅色长英质和花岗质脉状体的混合岩，多呈厚度不等的层状特征。岩浆岩：岩浆岩是由侵入地壳内的岩浆和喷出地表的岩浆冷凝后形成的岩石。岩浆侵入地壳或喷出地表的过程中，不同深度有着不同的温度将和压力条件，从而形成了具有不同特征的岩石。根据生成环境的不同，岩浆岩可分为侵入岩和喷出岩两大类。岩浆岩的主要成分为二氧化硅，根据其含量不同，岩浆岩又分为超基性岩、基性岩、中性盐和酸性岩。组成岩浆岩的造岩矿物主要有8种，分别为石英、正长石、斜长石、白云母、黑云母、角闪石、辉石和橄榄石。而由于地下不同深度冷凝时，物理、化学条件不同，造成了岩浆岩的结构、构造的差异。常见的结构有等粒结构、斑状结构、隐晶质结构和玻璃质结构。常见的构造有块状构造、流纹构造、气孔构造和杏仁构造。 第二节 元古界（Pt）元古界为中变质到浅变质的巨厚岩层，与下伏的太古界地层呈明显的角度不整合接触。在辉县市上八里乡鸭口隧道附近一悬崖处观察石英砂岩：地层属元古界，震旦纪，云梦山组。岩性特征：为紫红色或肉红色变质石英砂岩、石英岩。变质中粒结构。矿物成分主要为石英，二氧化硅胶结结构。震旦系与赞皇群呈角度不整合接触，其证据为：其上下底层时代不连续，且成一定角度斜交，可见明显剥蚀面，震旦系底部有底砾岩存在。第3节 古生界（Pz）1、 寒武系（C）下统：馒头组岩层。紫红色页岩和灰岩，以及夹有纹成段灰岩，中、粗粒石英砂岩，砂质页岩，白云质灰岩。与下伏呈平行不整合接触。変晶中到粗粒结构，变余层理构造。具有水平、交错、斜交层理。常见波痕、泥裂。中统：张夏组岩层。灰到深灰色巨厚层鲕状灰岩，夹有厚层白云质灰岩。岩石表面色深，内部色浅。表面有刀砍状切面，用锤敲击有白烟。具有鲕状结构，成分主要为白云石、方解石。厚层到巨厚层构造。上统：崮山组岩层。下部以深灰色或灰黄色厚层鲕状白云质灰岩为主，顶部有橘黄或灰黄色薄板状泥质条带白云质灰岩。常见有动物化石。2、 奥陶系（O）中统马家沟组：与下伏寒武纪岩层呈平行不整合接触。主要为中厚层石灰岩、白云质角砾状灰岩、泥灰岩、泥岩，显青棕色。为隐晶质结构，主要成分为方解石，是焦作地区主要含水层。表面节理发育。3、 石炭系（C）1、 中统：本溪组（C2b）；中奥陶系以后，华北地区地壳抬升，遭受风化剥蚀，却是志留系、泥盆系地层。石炭系以后，华北地区地壳下降，接受沉积，形成铁铝层，土黄色“山西式铁矿”以及下层铝土矿、铝土质泥岩，中夹有砂岩、砂质泥岩，与下部马家沟组岩层呈平行不整合接触。呈串珠状或鸡窝状铝土矿。2、上统：太原组（C3t）焦作地区有8层。为深层灰岩。第2、5、8层含有燧石条带。石灰岩中常含有筳类、腕足类化石。太原组岩性组合为灰岩、砂岩、砂质泥岩、煤层、煤线，有半米厚煤层，为浅海环境形成。4、 二叠系（P）1、 下统：山西组（ s）；山西组岩层主要有砂岩、砂质泥岩及煤层。其中，二一煤层厚度大，煤层稳定，为本溪组主要可采煤层，其直接顶板为大占砂岩，大占砂岩表面有白云母碎片。2、下石盒子组(x)；下石盒子组主要含黄绿色粉砂质粘土岩，夹细粒长石石英砂岩、粉砂岩、灰质粘土岩、煤层和煤线，底部为中、粗粒长石石英砂岩。山西组合石盒子组的分层有一层砂岩，称为砂锅窑砂岩。主要成分是石英、硅质胶结。地层在焦作地区不含煤层或煤层为不可采煤层。3、 上统：上石盒子组（sh）其岩性特征为：成黄色的泥岩，风化面呈灰白色的中粒结构，矿物成分主要为石英、长石，含少量云母。此地层在焦作地区不含煤层或煤层为不可采煤层。4、 石千峰组：主要为红色砂岩、粘土岩及少量泥晶灰岩或钙质结核粘土岩的沉积。顶部常为紫色页岩夹凸镜状淡水灰岩；中上部为黄绿色细砂岩、紫色粉砂岩夹黄绿色砂质页岩；下部为黄绿色细粒长石石英砂岩与暗紫红色粉砂岩互层；底部为灰白色厚层含砾粗砂岩。五、中生代：根据看到的情况来写（若没看到也可省略） 第4节 新生界（kz）在我国，新生界后期的海陆分布大致与现代接近，不少底层尚保留着原始的近水平状态，尤其是第四系的沉积物（黄土、亚砂土、亚粘土、砾石坡积物和洪积物等），大多呈松散状，尚未受到褶皱和断裂。但在地壳活动强烈的地区，则受到了褶皱和断裂，并伴有岩浆活动和变质作用。我国新生代地层以陆相为主。这些陆相地层由于经历的时间短，受地壳运动的影响轻微，因而不少地区的地层尚未发生强烈的构造变动，基本仍保持原始近水平状态，特别是第四纪沉积物，大多呈松散状，尚未固结成坚硬的岩石。新生代的岩浆活动，主要是玄武岩流的溢出。新生代的气候特点，第三纪以炎热为主，第四纪曾发生过多次冰期和间冰期的交替。早第三纪，我国东北、华北一带炎热多雨，高大植物繁茂，有利于煤的形成；南方则较为干燥；晚第三纪，湿热气候向南扩展，使华南地区有煤的聚集。因此，第三纪成为地史上第三个重要成煤时期，但在我国远不及前两个大聚煤期重要。 第二章 地质构造焦作位于太行山隆起的东南缘，新华夏构造体系与秦岭纬向构造体系的复合部位、晋东南山字形构造体系的前弧东翼。地层走向NE-SW，倾向SE，倾角625度，一般为12度。由于受太行山隆起和武陟隆起控制，区内以断裂构造为主，褶皱构造不甚发育，总体为一倾向南东的单斜构造，尽在矿区南部见有小型宽缓向斜（墙南向斜）。断裂构造主要以高角度正断层为主，按走向主要发育有北东、近东西、北西向三组，尤以北东向最发育，见图2-1。由于断裂构造的切割，使整个矿区被划分为多个大小不等的块段，剖面上呈阶梯状或地堑、地垒。断裂构造的发育，不仅控制着煤层的分布与赋存特征，而且形成了矿区或井田的自然边界。地质构造是地壳运动的产物，原生沉积岩层在地壳运动引起的应力作用下发生变形或变位，形成节理、褶曲或断层等，地质构造在层状岩层中表现最为明显，在块状岩体中也有存在。地质构造在在地壳中常见的地质现象，是影响煤矿生产的主要地质因素。一、 褶皱在地壳运动的影响下，岩层受水平方向挤压力的长期作用发生塑性变形，形成波状弯曲，这种构造形态称为褶皱。焦晋高速公路南侧看到的褶曲的描述：核部为太原组C3t的石灰岩和泥岩，两翼为太原组C3t的石灰岩，转折端的张节理发育，与岩层面垂直。在岩层内部，其节理与背斜轴平行，为纵张节理。但是节理只在相同的同一岩层中存在，不穿过其他岩层。东侧的一端被风化剥蚀。该褶曲为复合式的向斜和背斜，为直立褶曲。示意图如下：二、节理断裂面两侧的岩块未发生显著位移的断裂构造。张节理的描述：张节理指岩石受张应力作用产生的节理，它的张口开裂 ，节理面粗糙不平，延伸不远。当穿过砾岩时常绕开砾石，张节理常发生于脆性岩石中，并多为石英、方解石等充填。剪节理的描述: 剪节理指岩石受剪应力作用产生的节理，它的张口紧闭，节理面光滑平直，节理面延伸较远，常有两组相互交叉同时出现，组成X共轭节理系。三、断层地壳运动产生的地应力作用于岩层，当应力超过岩层的强度极限时，岩层便会发生断裂，断裂后若断裂面两侧的岩块发生明显的相对位移，这种断裂构造称为断层。鸭口断层描述：断层上盘为寒武纪地层，石灰岩为主；下盘为震旦系地层，石英砂岩为主。为正断层。大型断层附近有很多伴生小断层，大部分为正断层。端盘岩性组成为石英砂岩，强度大、性脆，故段层面呈现出悬崖峭壁。二、沁阳地堑F1断层：与下石盒子组直接接触，下盘为奥陶纪，上盘为石河子组。上盘下降、下盘上升，为正断层。断层倾向为南偏西162度 ，倾角为61度。F2断层：张老湾村构造点。断层下盘为奥陶纪，上盘为石河子组。上盘下降、下盘上升，为正断层。断层倾向为北偏西317度，倾角为63度。F3断层：正断层。奥陶系中通马家沟组与二叠系下石盒子组接触，缺失石炭系本溪组、石炭系太原组、二叠系山西组地层。F1、F2和F3断层组成了沁阳地堑，示意图如下：解释：沁阳地堑内部煤层开采难度大以及煤炭质量不好的原因 由于本地区主要含煤层为二叠系上统的山西组煤层。而F1断层为正断层，其上盘下降、下盘上升，是含煤岩层暴露，煤层风化剥蚀。F2断层也为正断层，其上盘下降、下盘上升，与F1断层上盘形成沁阳地堑，是部分煤层得以保存。F3煤层也同样为正断层，其上盘下降，保留部分煤层，下盘上升，煤层高出地表，遭受风化剥蚀。所以，该地区煤层范围很小，而F1和F2断层之间的沁阳地堑间的煤层连通奥陶系中统马家沟组石灰岩含水层系，故煤层的矿井涌水量比较大，不易开采。而露出地表的煤层，遭受风化剥蚀，被氧化，煤炭质量不好，开采价值低。 第三章 地质作用在自然动力的作用下，使地壳内部的物质成分、内部构造和地表形态等方面发生变化的作用，称为地质作用，根据其作用的能量来源不同，可以将地质作用分为内力地质作用和外力地质作用。 内力地质作用发生自地球内部，能够引起地壳的物质成分、内部构造和地表形态发生改变。主要包括：地壳运动、岩浆作用、变质作用和地震作用。 外力地质作用是指在温度变化和水的作用等影响下，使岩石发生机械破碎，而没有显著化学成分改变的作用。外力地质作用主要包括:风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和固结成岩作用。一、地壳运动地壳运动是指由地球内力引起的地壳内部物质缓慢变化的机械运动。它使地球表面海陆发生变化，并使岩层发生变形和变位形成各种的形态。地壳运动使沉积岩层发生弯曲，产生裂缝、断裂，并留下永久形迹，这样就形成了地质构造。所谓地质构造就是地壳运动引起的岩层变形和变位的结果。地壳运动时形成地质构造的原因，地质构造则是地壳运动的结果。本次在辉县市上八里乡鸭口公路实习所见到的比较明显的地质构造有：1、 太古代与元古代之间有五台运动，为不整合接触，先形成下部老地层，接着地层抬升，遭受风化剥蚀，形成剥蚀面。然后，地层下降，接受新地层沉积。其间呈现为不整合接触。2、 马家沟组（O2m）与本溪组(C2b)之间有加里东运动，其间为平行不整合接触，但中间缺失奥陶系上统、志留系、泥盆系、石炭系下统。二、岩浆作用岩浆作用是指地球内部的能量使地球内部物质发生局部熔融形成以碳酸盐为主并含有大量的挥发分的熔融体，并且促使其向地表薄弱的部分移动的作用。太古界片麻岩就属于此现象，侵入体中的辉长石、石英、长英质岩与基岩混合，形成含有石英脉和长石英脉的混合岩。四、外力地质作用外力地质作用是指来自地球外部的能量，使地壳表层的物质成分、构造、地表形态发生变化的各种作用。沉积岩的形成过程：其形成过程一般分为破坏作用、搬运作用、沉积作用和固结成岩作用。先期形成的各种岩石由于物理、化学以及生物风化作用产生风化剥蚀物、火山喷发的固体碎屑物质和生物遗体等，然后经过搬运作用或原地沉积，通过固结成岩作用形成岩石。第四章 矿 产焦作地区以优质的煤炭著名，是著名的煤城，在全国甚至世界上享有一定的声誉，煤炭的开采可以上溯到上世纪初。同时还有其他矿产资源，如：铁矿，铝土矿，石灰岩及花岗岩等。这些在我们实习的过程真实的感受到了这一点。煤炭资源： 焦作地区煤炭资源丰富，是在华北石炭二叠纪聚煤区形成的，其主要是由石炭系上统太原组C3t和二叠系下统山西组P11s组成的。其中，石炭系上统太原组C3t煤层在华北较稳定，分布较广，厚度一般在80140m以上，共含有8层煤（焦作地区少于8层）依次标号为一1至一8煤，但焦作地区该煤组仅有一2 和一5为可采煤层；二叠系下统山西组P11sh为焦作开采的主要煤层。开采的主要是二1煤。焦作地区的煤炭为变质程度高的优质无烟煤，主要成灰黑色，常带有古铜色或钢灰色色彩，碳含量高，密度大，无黏结性。铝土矿： 为二叠纪上统本溪组的山西式铁矿、黏土矿，下部为紫红色、褐红色的褐铁矿，其特征位外表呈蜂窝状结构，含铁量相对较低，比重为15；中部或中上部为灰色或青灰色的铝土质泥岩或铝土矿。当铝的含量大于40%，铝硅比大于2比1时为铝土矿，否则为铝土质粘土；上部为灰白色薄层状的粘土层，高岭石的含量高时可以作为耐火材料的原料。石灰岩: 是地壳中分布最广的一种在海湖盆地生成的灰色或灰白色沉积岩,是碳酸盐岩中最重要的组成岩石。纯石灰岩中混入物一般少于5%,主要成分为方解石（主要成分是碳酸钙）,有时含少量白云石,常混入石英、长石、云母和粘土矿物等。 石灰岩是一种重要的工业原料，在冶金、建材、化工、建筑、农业及其它特殊工业部门都是重要的作用，并且随着钢铁和水泥工业的发展，石灰岩的重要性必将进一步增强。冶金工业，炼钢铁中石灰岩作为氧化钙载体，以结合焦炭灰分和硅、铝、硫和磷等不需要的伴生元素，变成易熔的矿渣排出炉外。化学工业，橡胶工业的充填剂；造纸、涂料的增量剂；制造电石的原料；还广泛用于制造漂白剂、制碱、海水提取镁砂、氮肥、塑料、有机化学品、碳化钙。建筑工业，生产建筑用石灰浆，各种类型的石灰、碎石、筑路时沥青配料等。农业，烧成石灰用于中和酸性土壤。水泥工业的重要原料，以石灰岩作为主要原料附加原料其他磨制成生料。花岗片麻岩： 属于变质岩，具有片麻状结构，结构较片岩粗，为中粗粒变晶质结构，主要矿物为长石、石英、黑云母、角闪石、其中长石和石英的含量超过一半，且长石含量多于石英。片麻岩是泥岩、长石砂岩、中酸性岩浆岩经中高级变质作用的产物。 结束语煤炭地质学这门课程对我们采矿学生来说是一门入门课，也是一门引导课，学好这门课对我