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地质认识实习报告 地质认识实习报告 专业：采矿工程 班级：采矿1004班 姓名：张鹏伟 学号：311002010424 指导老师：冯有利 时间：2012年6月前言3一、实习交通位置（附图）3第一章 地层5一、太古界5二、元古界7三、古生界71、寒武系（）82、奥陶系（O）83、石炭系（C）94、二叠系（P）10新生界（Kz）10第二章 构造12一、褶皱12二、节理13三、断层13四、沁阳地堑15第三章 地质作用17一、地壳运动18二、岩浆作用18三、变质作用19第四章 变质作用20结束语22前言根据学校安排，我们于2012.6.18到2012.6.21日进行四天的实习，在矿山地质学理论课结束后，进行地质认识实习。实习区位于太行山区，东起辉县市，西至济源市。通过此次实习，我们能够更加深刻地理解地质与地层的构造与形成。使我们对岩石与地层有了全面而感性的认识，达到理论与实践相结合的目的。一、实习交通位置（附图）： 实习区有焦（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11。二：实习路线：路线一：焦作市-辉县上八里镇鸭口村北路线二：焦作市龙洞乡刘庄后沟路线三：焦作市博爱山王庄镇常平南2公里处路线四：焦作市-济源市下冶镇三：实习任务要求 认识实习区常见的矿物和岩石，学会区分三大类岩石。 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。 认识实习区地质构造（褶皱、节理、断层）学会识别方法。 认识实习区的内、外力地质作用的结果。 学会使用地质罗盘，测量岩层（断层）产状。 学会做标准的野外地质记录。 编写实习报告。四、人员组成： 张鹏伟、张海洋、赵松涛、朱乾坤。五、实习时间： 2012.6.18-2012.6.21六、任务的完成情况： 2012年6月21日完成野外实习，2012年6月25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。分述：太古界、元古界、古生界（再细到系、组）新生界。一、太古界混合岩：由混合岩化作用形成的岩石。它是变质岩和岩浆岩之间的过渡岩类，混合岩的矿物大多有不同程度的定向排列。在盘山公路观察到的混合岩：含有一定数量近于平行的浅色长英质或花岗质脉状体的混合岩，多呈厚度不等的层状特征，围岩中大量的侵入体（脉状、条带状）与围岩组合在一起形成岩石，围岩称为基体，侵入岩称为脉体，主要有石英脉和长石英质岩脉。岩浆沿着与岩层层面垂直或斜交的断面侵入，形成了规模较大，似墙状的岩体，称为岩墙。构成岩脉和岩墙的岩浆岩从酸性到基性都有。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。先期形成的岩石在地壳中受高温、高压及外来物质深入的影响下，引起其化学成分和矿物成分、结构、构造的改变，而形成的新岩石，成为变质岩。变质岩的主要特征是这类岩石大多数具有结晶结构、定向构造(如片理、片麻理等)和由变质作用形成的特征变质矿物. 在辉县，辉县上八里可以看到太古代、元古代及寒武纪的岩石。该点可看到黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、花岗片麻岩、混合岩及小型岩脉或岩墙侵入岩体。1.黑云斜长片麻岩呈黑褐色及黄褐色，鳞片状变晶结构，片麻状构造，矿物成分主要为斜长石、黑云母和石英。斜长石占55%左右，灰白色，玻璃光泽，风化后呈土状光泽，黑云母占1525左右，呈片状。石英占1525左右，油脂光泽。 2.角闪斜长片麻岩呈暗绿色及灰黑色，纤维状、粒状变晶结构，片麻状构造，矿物成分主要为斜长石、角闪石和石英。角闪石占5060左右，呈柱状或粒状，斜长石占20-30%左右，灰白色，玻璃光泽，风化后呈土状光泽，。石英占510左右，油脂光泽。 角闪斜长片麻岩3.花岗片麻岩（肉红色），其矿物成分主要是正长石、石英、黑云母、粒状变晶结构、片麻状构造。二、元古界云梦山组岩性组成和地层不整合接触现象。 云梦山组变质石英砂岩中的波痕三、古生界 古生界为地球上首次大量出现生物的时期，距今约7.5亿年到2.3亿年前，主要包括寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系和二叠系。在焦作地区因为地层遭到侵蚀，缺失了全部的志留系和泥盆系。其中寒武系和奥陶系为整合接触；奥陶系和石炭系为平行不整合接触；石炭系和二叠系为整合接触。1、寒武系（）寒武系是寒武纪形成的地层，分下、中、上三个统。中国寒武系共有九个阶，分属三个统。下寒武统（以滇东为例）包括梅树村阶、筇竹寺阶、沦浪铺阶和龙王庙阶；中寒武统（以华北为例）包括徐庄阶和张夏阶；上寒武统（以华北为例）包括崮山阶、长山阶和风山阶。中国寒武系全为海相沉积，分布几乎遍及全国各地。2、奥陶系（O）中统马家沟组（02m）：主要为青色、青灰色的石灰岩，以方解石（主要矿物成分为碳酸钙）为主，质纯、性脆，呈厚层状。层面上能够看到白色的方解石脉的充填，其风化面上由于受到风化，故颜色较浅，新鲜面的颜色较深。其表面节理发育，这与岩石的脆性有关。 奥陶系石灰岩3、石炭系（C） 1、中统：本溪组（C2b）：本溪组的岩性组成，主要是黏土岩、石灰岩、铁质岩、铝质岩、砂质岩，下部为紫红色的、褐红色的铁矿层，称为山西式铁矿，是褐铁矿，其特征为外表呈蜂窝状结构，含铁量相对较低，比重为1-5；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。本溪组的厚度为0-20m左右，一般为8-10m，沉积时基底不平行，成鸡窝状或串珠状的赋存状。 2、上统：太原组（C3t）：为灰黑色的中厚层状、厚层状的石灰岩，单厚比较薄（与寒武纪的相比），有8层左右，从下往上依次为L1-L8，中间含有黑色的燧石结核或燧石层，石灰岩中有化石（珊瑚化石、腕足化石），太原组中含有煤层，是薄煤层。焦作仅有两层可采煤层一2和一5煤，其顶板是由灰白色的细质中粒砂岩，含有深灰色的或黑色的薄层状泥岩组成的。泥岩和砂岩组成煤层的底板。4、二叠系（P） 1、下统：山西组（P11s）山西组的岩层性质为灰色的砂质岩、泥岩和深黑色、灰黑色的薄层泥岩，主要煤层为二1煤，又称为大煤，平均厚度在6m左右，以中厚煤层为主，是焦作地区的主要开采煤层。 2、下统：下石盒子组（P12x）其岩性特征为：呈黄绿色的泥岩，风化面呈灰黄色的中粒结构，矿物成分主要为石英，其次为长石，有少量云母。山西组和石盒子组的分层有一层砂岩，被称为砂锅窑砂岩，主要成分是石英，硅质胶结。此地层在焦作地区不含煤或煤层为不可开采煤层。3、上统：上石盒子组（P21sh）其岩性特征为：呈黄色的泥岩，风化面呈白色的中粒结构，矿物成分主要为石英，其次为长石，少量云母。此地层在焦作地区不含煤或煤层为不可开采煤层。新生界（Kz） 在我国，新生界后期的海陆分布大致与现代接近，仅在东部沿海边缘地区曾发生过海侵，故我国在新生界以陆相地层为主。新生界的陆相地层，由于经历的时间较短，受地壳运动的影响甚微，不少地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，并伴有岩岩浆活和变质作用。 云梦山组变质石英砂岩中的泥裂地层不整合接触：云梦山组与赞皇群呈角度不整合接触。 第二章 构造焦作位于太行山隆起带的东南缘，新华夏构造体系与秦岭纬向构造体系的复合部位、晋东南山字型构造体系的前弧东翼。地层走向NESW，倾向SE，倾角625，一般为12。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，仅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。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，其张节理与背斜轴平行，为纵张节理。但是节理只在相同的同一岩层中存在，不穿过其它岩层。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。 褶皱构造二、节理张节理的描述：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，并多被石英、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，断裂后若破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： 断层的上盘为寒武系地层，岩石为石灰岩，下盘为云梦山组变质石英砂岩，该断层上盘下降，下盘上升，为正断层，断层的走向近南北向，倾向西,倾角为80左右。断层识别依据：沿断层走向构成一沟谷（断层谷），沟谷西侧同一套地层（云梦山组变质石英砂岩标高降低100m左右），由于断盘的岩性组成为石英砂岩，强度大，性脆，故断层面呈现出悬崖峭壁。如图所示： 鸭口断层面四、沁阳地堑F1断层：上盘为二叠纪上统上石盒子组P21sh的砂岩和泥岩，下盘为奥陶纪马家沟组02m的石灰岩，上盘下降，下盘上升，为正断层。走向近东西方向，倾向1700，倾角600。F2断层：上盘为二叠纪上统上石盒子组P21sh的砂岩和泥岩，下盘为奥陶纪马家沟组02m的石灰岩，上盘下降，下盘上升，为正断层。走向为630，倾向3340，倾角610。F3断层：类同于F2断层，也为正断层，但地层的接触关系为：奥陶纪中统马家沟组02m与二叠纪下石盒子组P12x接触，缺失了石炭系本溪组C2b、石炭系太原组C3t、二叠纪山西组P11s地层。断层面附近的构造较为复杂。在断层面附近的岩层向上弯曲，说明该上盘向下运动，向下弯曲即为下盘向上、运动。可以通过此种性质来判断在煤矿开采中遇到的断层的性质。并以此来寻找断失的煤层。 F1断层： F2断层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：本地区的含煤层为二叠纪上统的山西组煤层，但是由于岩层的断层结构，F1断层为正断层，其下盘上升，其含煤层高出地表，被风化剥蚀掉，上盘下降，保留了含煤层系没有被剥蚀掉，F2断层为正断层，其上盘下降，与F1断层的上盘形成了沁阳地堑，保留了含煤层系，下盘上升，使煤层高出地表面，被风化剥蚀。由此可知该地区的煤层范围小，F1和F2断层之间的沁阳地堑间的煤层沟通了奥陶系中统马家沟组02m的石灰岩强含水层，故该煤层的矿井涌水量比较大，开采条件差。F2和F3断层之间的煤层，离地表较近，为风化一氧化带，煤炭的质量不好，该煤层的深部煤由于断层的作用被抬升，被风化剥蚀掉，故该煤层的煤炭质量不好。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，成为地质作用，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。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。 地壳运动分为水平运动和升降（垂直）运动。水平运动是指组成地壳的物质沿平行于地球表面方向的运动，这种运动使地壳受到挤压、拉伸或平移甚至旋转。升降运动是指组成地壳的物质沿垂直于地球表面方向的运动，即地壳上升或下降。主要引起海洋和陆地的变化，地势高低的改变。 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融熔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。包括岩浆形成、运移、演化和固结的过程。岩浆形成于地下深处，在温度和压力变化时，开始向压力较小的方向运移。在运移过程中不断演化，改变其成分、物理和化学状态。当上升到地壳的中上部或地表时凝固，形成火成岩。岩浆作用包括侵入作用和喷出作用。侵入作用是岩浆由深处上升到浅处的过程；喷出作用是岩浆喷出或溢出地表的过程。在岩浆作用中，原来岩石成分常发生变化，最重要、最普遍的演化机理是岩浆分异作用和岩浆同化作用。太古界片麻岩就属于此现象，侵入体中的辉长岩、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。三、变质作用太古界是地壳历史中较古老的一个阶段，在这一阶段，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。由其裸露出来的岩层可以证明这一点，其形成的大多为片麻岩、结晶片岩、大理岩机薄层磁铁石石英岩，混合岩化变质作用强烈。与其上伏岩层呈角度不整合接触。该地区太古界的岩石多为花冈片麻岩，该岩石属于中度变质的变质岩。 云梦山组变质石英砂岩中底砾岩 页岩第四章 变质作用焦作地区的以优质的煤炭著名，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。1、煤炭资源：焦作地区煤炭资源丰富，是在华北石炭一二叠系聚煤区形成的，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80-140m以上，共含有8层煤（焦作地区少于8层）依次标号为1至8煤，但焦作地区该煤组仅有2和5为可采煤层，二叠系下统山西组P11s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，发热量为30MJ/kg，主要用于动力及民用用煤，也可以作为制造合成氨、电石等工业原料。 煤炭2、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，其特征为外表呈蜂窝状结构，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2：1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，当地的老百姓靠开采黏土矿作为主要的经济来源。 铝土矿3、石灰岩：石灰岩是一种重