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煤礦地質(zhì)實習(xí)
課 程
專 業(yè)
姓
學(xué)
指 導(dǎo) 名 稱： 煤礦地質(zhì)學(xué) 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(zhì)學(xué)一學(xué)期的學(xué)習(xí)，我們學(xué)到了關(guān)于地質(zhì)，煤的成因，開采等一系列的理論知識。在學(xué)期末，在樊行昭等老師的帶領(lǐng)下，進行了為期兩天的《煤礦地質(zhì)學(xué)》地質(zhì)認識實習(xí)。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(jié)合，是否能夠運用所學(xué)的知識去辨別地質(zhì)現(xiàn)象，心情十分激動。
一、 實習(xí)的性質(zhì)、目的、任務(wù)
1、 性質(zhì)
《煤礦地質(zhì)學(xué)》是一門實踐性、綜合性很強的學(xué)科，它集合了地質(zhì)學(xué)、礦物學(xué)、巖石學(xué)、古生物學(xué)、煤礦地質(zhì)學(xué)等學(xué)科的理論。而地質(zhì)認識實習(xí)是地質(zhì)學(xué)的一個重要實踐環(huán)節(jié)，能夠讓同學(xué)們將《煤礦地質(zhì)學(xué)》的理論知識與野外實踐相結(jié)合，加深同學(xué)們對地質(zhì)學(xué)的認識，培養(yǎng)個同學(xué)們的專業(yè)興趣，為后續(xù)課程打下良好的基礎(chǔ)。
2目的
實習(xí)的目的是為了讓同學(xué)們通過野外實踐進一步鞏固課堂上所學(xué)知識，到大自然中去觀察各種地質(zhì)構(gòu)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(zhì)學(xué)野外工作的基本技能。
3 任務(wù)
○1認識各種地質(zhì)作用和地質(zhì)現(xiàn)象，培養(yǎng)一定的觀察分析能力 ○2學(xué)會判別地質(zhì)構(gòu)造，了解一些地質(zhì)劃分方法
○3了解煤礦地質(zhì)工作的任務(wù)、方法、內(nèi)容、特點
二、 實習(xí)內(nèi)容
1、 太原西山西銘礦 —七里溝野外教學(xué)路線
時間：2015.6.24 天氣：陰
行走路線：學(xué)�！魃矫弘娂瘓F→斜坡→西銘礦→七里溝→原路返回
觀測內(nèi)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(guān)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(guān)系特征：新老地層平行接觸產(chǎn)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(zhì)構(gòu)造運動的性質(zhì)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(zhì)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(zhì)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.ishadingyu.com特征。
內(nèi)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(cè)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(nèi)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(nèi)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(wǎng)格長身貝屬、戟貝、棘刺貝、太原府網(wǎng)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(zhì)膠結(jié)，其層面上有波痕構(gòu)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(cè)。
點性：廟溝灰?guī)rL1、巖性特征。
內(nèi)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(jié)：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(xué)
踏勘路線：學(xué)校—晉祠賓館—名仙溝—太原基準地震臺—晉祠公園—返回
觀測內(nèi)容：礦物、沉積巖巖性、構(gòu)造、太原基準地震臺等
No.1
點位：距明仙溝溝口950m。
點性：構(gòu)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(gòu)造；向斜兩側(cè)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(nèi) 200m
點性 ：構(gòu)造點
內(nèi)容 ：節(jié)理是野外最常見的一種斷裂構(gòu)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(chǎn)生破裂，破裂面兩側(cè)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(xué)性質(zhì)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(zhì)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(nèi) 300m
點性 ：巖石、測產(chǎn)狀
內(nèi)容 ：石灰?guī)r及地質(zhì)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(gòu)造。按其結(jié)構(gòu)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(nèi)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(jié)構(gòu)，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(xué)成分的物質(zhì)不斷帶入海中，當達到一定濃度時，便產(chǎn)生 CaCO3 沉淀形成石灰?guī)r。
2、地質(zhì)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(zhì)羅盤：Android 數(shù)字地質(zhì)羅盤界面簡潔、按
鈕清晰、功能齊全、操作簡便、占用手機內(nèi)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(nèi) 700m
點性 ：地層接觸關(guān)系、礦物、巖石
內(nèi)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(guān)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(zhì)頁巖、砂巖、石灰?guī)r和薄煤層。
2褐鐵礦 ：褐鐵礦的化學(xué)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(zhì)混合而成。常呈結(jié)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(fēng)化作用形成。可用于鐵礦石，亦可做染料。
3鋁土礦 ：鋁土礦的化學(xué)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(zhì)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(fēng)化分解的殘留產(chǎn)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(zhì)作用
內(nèi)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(xué)在地震臺門口為我們系統(tǒng)的講解了地震作用地震是構(gòu)造運動的綜合表現(xiàn)形式之一，它是巖石圈內(nèi)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(gòu)造地震三類。其中構(gòu)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(gòu)造運動引發(fā)的。構(gòu)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(zāi)害中給人類社會造成損失最大的一種地質(zhì)災(zāi)害。破壞性地震，往往在沒有什么預(yù)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(zāi)、水災(zāi)、瘟疫等嚴重次生災(zāi)害更是雪上加霜，給人類帶來了極大的災(zāi)難。
2、 東山野外教學(xué)路線
時間：2015.6.25 天氣：陰
行走路線：學(xué)�！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(nèi)容：陷落柱、褶皺構(gòu)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(gòu)造點
內(nèi)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(nèi)容：砂巖透鏡體
NO.3
點位：No2向下50米
點性：陷落柱
內(nèi)容：陷落柱一側(cè)產(chǎn)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(gòu)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(nèi)容 ：陷落柱體及陷落柱內(nèi)特征
NO.5
點位 ： №4 點向下 70m
點性 ：陷落柱
內(nèi)容 ：陷落柱另一側(cè)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(nèi)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(chǎn)狀明顯變化。
NO.6
點位：307國道紀念碑平臺上
點性：陷落柱、構(gòu)造點
內(nèi)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(cè)層序正常，陷落柱內(nèi)巖性混雜，雜亂無章，沿途可看到該陷落柱另一側(cè)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(gòu)造點
內(nèi)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(zhì)泥巖。
該背斜核部還可看到一個重要的地質(zhì)現(xiàn)象，即平行不整合面
NO.8
點性：陷落柱
內(nèi)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(chǎn)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(gòu)造點
內(nèi)容：疊瓦狀構(gòu)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(gòu)造。
NO.10
點位：No.9向下200m公路邊
點性：沉積巖構(gòu)造
內(nèi)容：結(jié)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(jié)核。結(jié)核呈現(xiàn)紅褐色，大小不等，最大者可達20cm。新鮮結(jié)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(jié)
核。屬于原生結(jié)核。
NO.11
點位：儷通廠岔溝
點性：構(gòu)造點
內(nèi)容：斷層
1.階梯狀構(gòu)造
在溝口可觀察到三條小斷距正斷層，斷層面產(chǎn)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(nèi)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(xué)館
太原理工大學(xué)地球科學(xué)館始建于 2002 年 5 月，是為迎接太原理工大學(xué)百年校慶，地球科學(xué)與工 程系全體老師利用地質(zhì)系原有地質(zhì)標本，夜以繼日，加班加點建設(shè)而成。地科館位于太原理工大學(xué) 虎峪校區(qū)圖書館一層，面積 400 余 平方米。布設(shè)有地球形成與地質(zhì)作用、地層古生物、礦物、巖石、礦產(chǎn)、地下水、地質(zhì)災(zāi)害、南極等展區(qū)。是一個集科普、教學(xué)研究的綜合性展館。 太原理工大學(xué)地球科學(xué)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(zhì)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(guān)極地考察站的影片。
三、收獲，體會感想，意見和建議
在實習(xí)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(xué)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(jīng)過兩天的實習(xí)，通過老師的講解，我覺得課本要和實踐結(jié)合才會收獲更多。在本次實習(xí)中也知道自己的不足，個人知識有限，對于地質(zhì)問題的把握不全面，對課本的細節(jié)內(nèi)容容易混淆。實習(xí)過程中我認真聆聽老師的講解，比開始對地質(zhì)現(xiàn)象的了解更加深入，更加透徹。 通過這次的實習(xí)，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(xué)知識的鞏固與運用。從這次實習(xí)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(xué)習(xí)。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(zé)，團結(jié)協(xié)作的精神。也希望以后會有更多野外實習(xí)的機會來充實自己。最后再次感謝幾位老師在實習(xí)期間的悉心照顧！
張宗福 2015.6.27
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