煤矿地质学实习报告及总结

目录 第一章 实习概况 1 1 实习性质及时间 1 2 实习内容 1 3 实习经过 第二章 区域地质条件 2 1 地层 2 2 构造 2 3 沁阳地堑 第三章 资源 第四章 实习总结 第一章实习概况 1 1 实习性质及时间 1 实习性质 煤矿地质学 课程的认识实习是有关地质科学的野外实习 是提高学生理论联系实际的能力 也是加深课堂教学的重要内 容 这次实习是该课程课堂教学的继续 也是该课程的一个重 要的教学环节 2 实习时间 实习共 10 天 其中 野外 3 天 剩余时间编写实习报告 1 2 实习内容 1 让学生了解有关煤矿地质工作的基本工作方法和特点 2 观察和认识常见的一些岩石 3 建立一套完整的底层层序 4 认识常见的地质构造现象 1 3 实习经过 1月2日 周四 上午地点及内容包括 辉县上八里太古代 元古代及寒武纪地质路线 由市区沿焦 作 辉 县 公路经 辉县上八里镇至鸭口村北辉 县 凌 川 公路边 NO 1 位置 过收费站约2km处 前进方向公路右侧 内容 观察 描述太古界赞皇群岩性组成和混合岩化现象 观看内容 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 15 25 左右 呈片状 石英占15 25 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50 60 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5 10 左右 油脂光泽 3 花岗片麻岩呈肉红色 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 4 混合岩是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 NO 2 位置 距NO 1 约3km处 前进方向公路右侧 内容 观察 描述元古界云梦山组岩性组成和地层不整合接触 现象 提要 该点可看到云梦山组其下部颜色为红色紫红色变质石英砂 岩 上部颜色为浅色的厚层状结构 以石英为主 大于90 硅质 铁质胶结 层理明显 大部分为中粗粒结构 层面上有 波痕和泥质龟裂纹 多形成陡峭的悬崖 该地区的石英砂岩的 厚度比较大 达到100m以上 地层不整合接触 云梦山组与赞皇群呈角度不整合接触 其证据为 1 上下两套地层产状不一致 呈一定角度斜交 2 上下两套地层岩石变质程度差异较大 3 震旦系底部有底砾岩存在 4 两套地层之间有缺失地层 NO 3 位置 距NO 2 约3km处 前进方向公路左侧及沟谷对面 内容 观察 描述古生界寒武系岩性组成和鸭口断层 提要 该点可看到寒武系地层 下统 主要为灰黄色的钙质页岩 紫红色的钙质泥岩及薄 层石灰岩 由于页岩 泥质灰岩抗风化能力弱 容易风化破碎 地貌上常为低山丘陵 中统 主要为青灰色的石灰岩 呈厚层状 常有鲕状结构 和豆粒结构 地形上构成为陡坎 上统 白云质灰岩 风化面呈灰黑色或深灰色 新鲜面呈 灰色 与石灰岩正好相反 厚层状 矿物成分有方解石和白云 石 典型的特征为风化面上有淋滤沟 又称披麻状构造或刀砍 纹 锤击时冒白烟 且有臭味 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 1月3日 周五 地点及内容包括 中站区龙洞乡刘庄奥陶 纪 石炭纪含 二叠纪矿产及构造地质路线 由市区沿焦作至 刘庄公路到刘庄村 NO 1 位置 由刘庄村向北 刘庄后沟 约2km处 沟底 内容 观察 描述奥陶系地层 提要 奥陶系中统马家沟组 O2m 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 NO 2 位置 刘庄后沟东坡简易公路边 内容 石炭系上统 本溪组 C2b 本溪组的岩性组成 主要是粘土岩 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 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岩 高岭石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 积时基底不平形成鸡窝状或串珠状的赋存状 NO 3 位置 刘庄后沟东坡石灰岩露头处 内容 二叠系下统 太原组 p1t 为灰黑色的中厚层状 厚层状的石灰岩 单层厚度比较薄 与奥陶纪石灰岩的相比较 有8 层左右 从下往上依次为 L1 L8 石灰岩中含有黑色的燧石结核或燧石层 石灰岩中有化 石 珊瑚化石 腕足类化石等 太原组中含有煤层 薄煤层 焦作仅有两层可采煤层一2和一5煤 石灰岩常构成煤层顶板 其 底板由深灰色的或黑色的薄层状泥岩组成的 NO 4 位置 焦晋高速公路西侧 内容 褶曲构造 焦晋高速公路南侧看到的褶曲构造 核部为太原组石灰岩 和泥岩 两翼为太原组石灰岩 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 是节理只在相同的岩层中存在 不穿过其它岩层 南翼倾角陡 北翼倾角缓 为斜歪褶曲 1月4日 周六 地点及内容包括 沁阳常平二叠纪含煤地层 地堑路线 由市区沿焦 作 克 井 公路经沁阳山王庄转秦 阳 晋 城 公路 至常平南约2km公路边 NO 1 位置 常平南约常平南约2km 沿公路前进方向左侧 沿公路前进方向左侧 内容 观察 描述沁阳地堑F1 断层 提要提要 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170 倾角60 NO 2 位置 张老湾村边 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O2m的石灰岩 上盘下降 下盘上升 为正断层 走向为63 倾向334 倾角61 F1 F2和F2断层组成了沁阳地堑 NO 3 位置 公路超载检查站右侧 公路超载检查站右侧 内容 观察 描述沁阳地堑观察 描述沁阳地堑F3 断层断层 提要提要 F3断层 类同于F2断层 也为正断层 但地层的接触关系 为 奥陶系中统马家沟组O2m与二叠系下石盒子组P12x接触 缺失了石炭系本溪组C2b石炭系太原组C3t 二叠系山西组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 沁阳地堑构造控煤的地质意义 沁阳地堑构造控煤的地质意义 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O2m石灰岩强含 水岩层 故该煤层的矿井涌水量比较大 开采条件差 F3断层造成该地区煤层赋存条件差及煤炭质量不好的原因 F3断层同样也是正断层 下盘上升 使煤层高出地表面 被风化剥蚀 上盘下降 保留了部分煤层 但由于F3断层的切 割 保存煤层的范围很小 离地表较近 为风化 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 故未受风化 氧化的煤炭未能保存 NO 4 位置位置 公路超载检查站前进方向右侧 公路超载检查站前进方向右侧 内容内容 观察 描述山西组的岩性特征 山西组的岩层性质为灰色的砂质岩 泥质岩和深黑色 灰 黑色的薄层泥岩 该组下部含主要煤层为二1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 顶板为砂岩 其表面富含白云母 又称为大占砂岩 在钻井勘探中 遇到大占砂岩 就预示着将要接近煤层 NO 5 位置位置 距距NO 4 点点500m左右左右 内容内容 观察 描述下石盒子组的岩性特征 下石盒子组的岩性特征为 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 煤层为不可采煤层 NO 6 位置位置 距距NO 5 点点700m左右左右 内容内容 观察 描述F3断层牵引现象 F3断层带附近 由于上盘下降 力的作用方向向下 上盘 岩层向下弯曲 下盘上升 力的作用方向向上 下盘岩层向上 弯曲 由此 可判断对盘岩层的运动方向 1 月 5 日 1 月 10 日 在校内编写实习报告 1 月 10 日 提交实习报告 第二章 区域地质条件 2 1 地层 区域出露的地层有太古界变质岩 震旦系石英砂岩 寒武系 和奥陶系碳酸盐岩 石炭系和二叠系煤系地层 三迭系砂页岩 第三系砂岩 泥岩 第四系松散冲洪积物 由老至新分述如下 太古界 Ar 出露于山区峪河口 薄壁一带 主要岩性 为中等程度变质作用形成的片麻岩和混合岩 厚度大于 1000m 震旦系 Z 分布于山区马鞍石水库一带 与下伏太古界 呈角度不整合接触 主要岩性为浅红 紫红色石英状砂岩 厚 度 100 500m 寒武系 出露于丹河 峪河等深切河谷中 与下伏 震旦系地层平行不整合接触 总厚度 300 500m 分下统 中 统 上统 下统主要为泥灰岩 泥质灰岩 砖红色页岩和砂岩 中统下部为紫红色页岩 砂岩 中上部为深灰色亮晶灰岩 白 云岩 上统是中厚层状结晶白云岩 奥陶系 O 山区广泛出露于地表 山前倾斜平原区则 隐伏于石炭 二叠系地层之下 与下伏寒武系地层呈整合接触 总厚度 500m 分中统 下统 下统出露于深切河谷两岸 岩性 为青灰色细晶白云岩和硅质条带或硅质团块白云岩 中统广泛 分布于山区 山前倾斜平原区除局部埋藏于新生界地层之下外 大部分埋藏于在石炭系地层之下 是一套碳酸盐岩地层 厚度 约 400m 岩性主要是黑色 灰色厚层状灰岩 白云质灰岩和泥 灰岩 白云质灰岩 石炭系 C 山区零星出露 山前平原区则隐伏于新生界 地层之下 是一套由灰岩 泥岩 页岩组成的海陆交互相沉积 含煤数层 厚 70 90m 二叠系 P 隐伏于山前平原之下 岩性为砂岩 页岩互 层 夹可采煤层 厚度为 70 120m 三叠系 T 未出露 据钻孔揭露 岩性为砂岩 页岩 夹煤层 新近系 R 未出露 据钻孔资料 下部为砾岩 泥岩 砂岩 灰岩互层 上部是粘土 砂砾石互层 第四系 Q 分中更新统 上更新统和全新统 分布于 山前冲洪积平原区 由砾石 砂 粉土和粉质粘土组成 沉积 物厚度从北向南由薄到厚 颗粒由粗变细 前冲洪积平原上部 近山前 沉积物一般为粉质粘土 砾石层或粗砂层 中部一 般为粉质粘土夹粉土或中细砂层 冲洪积平原前缘多为粉质粘 土夹粉土或砂透镜体 第四系地层厚度在近山前地带小于 50m 老城区 75 150m 局部大于 200m 焦枝铁路线南至新 河一带 175 200m 新河至大砂河一带 厚度大于 500m 中更新统 中更新统 Qal pl2 零星分布于近山前 上部为坡洪积粘 土 粉质粘土和粉土 含碎石及大量钙质结核 下部为松散卵 砾石 含砾粘土和粉质粘土等 厚 20 88m 上更新统 上更新统 Q3al pl 广泛分布于山前倾斜平原上 由冲洪 积黄土状粉土 粉质粘土 砂及砂砾石组成 厚 5 60m 粉土 粉质粘土中富含钙质结核和小砾石 局部有钙质结核层 柱状 节理和大裂隙发育 全新统 Qal4 分布于南部黄河和沁河冲积平原上 由 浅黄色粉土及砂层组成 厚 10 40m 2 2 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 NE SW 倾向 SE 倾角 6 25 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 2 3 沁阳地堑 F1断层 上盘为二叠纪上统上石盒子组的砂岩和泥岩 下盘 为奥陶纪马家沟组的石灰岩 上盘下降 下盘上升 为正断层 走向近东西方向 倾向 170 倾角 60 F2断层 上盘为二叠纪上统上石盒子组的砂岩和泥岩 下盘 为奥陶纪马家沟组的石灰岩 上盘下降 下盘上升 为正断层 走向为 60 倾向 320 倾角 61 F3断层 类同于 F2断层 也为正断层 但地层的接触关系 为 奥陶系中统马家沟组与二叠系下石盒子组接触 缺失了石 炭系本溪组 石炭系太原组 二叠系山西组地层 段层面附近 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 沁阳地堑构造控煤的地质意义 由上示意图可见 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 O2mF 石灰岩强含水岩层 故该煤层的矿井涌水量比较大 开采 条件差 F3断层造成该地区煤层赋存条件差及煤炭质量不好的原因 F3断层同样也是正断层 下盘上升 使煤层高出地表面 被 风化剥蚀 上盘下降 保留了部分煤层 但由于 F3F 断层的切 割 保存煤层的范围很小 离地表较近 为风化 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 故未受风 样氧化的煤炭未能保存 F3 断层带附近 由于上盘下降 力的作用方向向下 上盘 岩层向下弯曲 下盘上升 力的作用方向向上 下盘岩层向上 弯曲 由此 可判断对盘岩层的运动方向 F1 断层面 F2 断层面 第三章 资源 焦作市地处太行山脉与豫北平原的过渡地带 全境以平原 为主 属暖温带大陆性季风气候 年平均气温 16 5 年平均 降水量 584 毫米 四季分明 气候宜人 焦作市土地资源丰富 现有可耕地 1669 2 万亩 林地 192 万亩 山区 145 5 万亩 滩 地 78 万亩 丰富的土地资源为发展特色农业和农业结构调整提 供了良好的基础 矿产资源经过普查的有 40 余种 占全省已发 现矿种的 25 已探明储量的有煤炭 石灰石 耐火粘土 硫 铁矿 铝矾土等 20 多种 其中 煤炭属优质无烟煤 煤田总面 积 971 平方公里 保有储量 32 4 亿吨 石灰石矿区保有储量约 50 亿吨 铝钒土预测储量 1 7 亿吨 耐火粘土探明保有储量 5900 多万吨 埋藏浅 易开采 是生产陶瓷 耐火材料的优质 原料 硫铁矿保有储量 4270 万吨 占全省总储量的 41 境 内河流众多 流域面积在 100 平方公里以上的河流有黄河 沁 河 丹河 蟒河等 20 多条以及群英水库 青天河水库 白墙水 库 顺涧水库等四大水库 国家南水北调工程也将经过焦作市 地表水资源丰富 焦作市还是一个地下水汇集盆地 已探明地 下水储量 35 4 亿立方米 充足的地表 地下水资源与本地储量 丰富的煤炭等矿产资源为工业生产和人民生活提供了有力地资 源保障 焦作地区除有丰富的水资源和矿产资源外 还有丰富的生 物资源和旅游资源 区内有野生动物 190 多种 自然植被属落 叶 阔叶和针叶物种 木本植物 143 科 875 种 草本植物 69 科 469 种 以太行山区的原始次森林保存较好 人工植被以用 材林 经济林和农经作物为多 第四章 实习总结 通过这次野外实习 我对煤矿地质有了进一步的了解 虽 然只有两天的实习时间 但是我们的收获是可见的 野外爬山 不仅锻炼了我们的身体 也磨练了我们的意志 同时我们对知 识的掌握更加牢固 思维能力得到加强 当然在本次实习过程中显露了不少问题 例如理论知识掌 握得不够牢固 应该在实习前将课本复习一遍 由于个人的知 识有限 对于地质的整体把握还欠缺很多 还不能独立系统地 承担考察任务 对某些问题的认识还不够全面 不成熟 实习 过程中应认真了解每一处地理现象 运用所学的知识进行分析 理论联系实际 提高自己的知识水平 煤矿地质实习的目的是 初步掌握典型区域出露的主要岩石类型 地质构造及岩石特征 与鉴别标志 熟练掌握利用罗盘测量地层产状要素及野外地质 记录等基本地质工作方法 通过本次煤矿地质实习提高了学生 观察现象 发现问题并分析 解决问题的能力 培养了学生吃 苦耐劳 独立思考 认真负责 团结协作的精神 所以说我们 的收获是多方面的 以下是我在本次实习中的收获及体会 1 经过指导老师的耐心细致地实地讲解 我掌握了一定的 地质知识和方法 能够去解释一些地质现象 如焦作区域内出 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 2 我学会了区别一些岩石 这主要是根据岩石的特征来判 断的 例如 白云质灰岩与石灰岩 白云质灰岩风化面呈灰黑 色或深灰色 新鲜面呈灰色 石灰岩的风化面呈灰色 新鲜面 呈灰黑色或深灰色 并观察和了解了一些岩石中的矿物成分 3 老师根据同学们提问的问题并且结合我们所学习的专业 向我们讲解了焦作矿井下的关于水的知识 还向同学们讲解了 一些煤矿井下淋水的原因 例如 九里山矿 断裂可以破坏隔 水层的连续性 降低岩层力学强度 造成地应力集中 并促进 岩溶裂隙的发育或形成破碎带 为地下水进入矿坑提供了良好 的通道 另外断裂可以缩短煤层与含水层之间的距离 甚至导 致强弱含水层之间发生水力联系 使矿井水文地质条件复杂化 4 通过这次地质实习加深理解了倾斜岩层的走向 倾向 倾 角的概念 掌握了断层划分的依据并学会利用地质罗盘测量岩层的 产状要素 岩层走向的测量 岩层走向是岩层层面与水平面相交线的方位 测量时将罗盘长边的底棱紧靠岩层层面 当圆形水准器气泡居中时 读指北或指南针所指度数即所求 因走向线是一直线 其方向可两 边延伸 故读南 北针均可 岩层倾向的测量 岩层倾向是指岩层向下最大倾斜方向线 真倾 向线 在水平面上投影的方位 测量时将罗盘北端指向岩层向下倾 斜的方向 以南