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地質認識實習報告 專 業(yè)：采礦工程 班 級：2009級3班 姓 名： 學 號： 指導老師：王素玲 時 間：2011年6月目錄前言.3第1章 地層.4第2章 地質構造.7第3章 地質作用.9第4章 礦產.10結 束 語.11前言1、 實習交通位置（附圖）礦區(qū)南部有焦（作）柳（州）鐵路、焦太（原）鐵路，礦區(qū)內有安陽城至馮營鐵路專用線在待王車站與國鐵接軌，構成該礦運輸動脈。公路：有焦輝、焦新、焦洛、焦?jié)c焦鄭公路，此外，已建成的焦鄭、焦晉、焦?jié)c焦溫高速分別與京珠、晉太及連霍高速連通，基本實現(xiàn)了以焦作市為中心通往周邊市縣及國道的高速公路網(wǎng)絡，交通十分便利，見圖1-1. 二、實習路線1、 路線一：焦作待王方莊薄壁鴨口2、 路線二：焦作中站龍洞劉莊后溝3、 路線三：焦作博愛月山沁陽長平鄉(xiāng)4、 路線四：焦作博愛沁陽濟源下冶5、 實習任務要求、人員組成、實習時間及任務的完成情況 （一）實習任務要求：1、 認識實習區(qū)常見的礦物和巖石，學會區(qū)分三大類巖石。2、 認識實習區(qū)地層剖面，了解地層劃分，對比方法，熟悉地層時代。3、 認識實習區(qū)地質構造（褶皺、節(jié)理、斷層）學會識別方法。4、 認識實習區(qū)的內、外力地質作用的結果。5、 學會使用地質羅盤，測量巖層（斷層）產狀。6、 學會做標準的野外地質記錄。7、編寫實習報告（2） 人員組成：采礦2009級四班（3） 實習時間：2011年6月27日-2011年6月30日（4） 任務完成情況：2011年6月30日完成野外實習，2011年7月3日完成實習報告編寫。 第一章 地 層 區(qū)域內出露與發(fā)育的地層由老到新主要有：太古界變質巖系、元古界震旦系、下古生界寒武-奧陶系、上古生界石炭二疊系、新生界第三-第四系，其中，二疊系下統(tǒng)為區(qū)內主要含煤地層。第一節(jié) 太古界（Ar）太古界是地殼歷史中較古老的一個階段，這一時期，地殼經歷了多次強烈的運動，經受很深的變質作用和多次的巖漿活動，形成了厚度很大、強烈褶皺、變質很深的一套古老的變質巖系。輝縣市上八里鄉(xiāng)鴨口盤山公路沿途的太古界可見底層為贊皇群（Arz），所觀察到的地質現(xiàn)象為：其巖石性質為變質巖、片麻巖、斜長片麻巖，礦物成分多為黑云母和斜長石；結構為變晶質結構。因而整個巖層表面看上去比較粗糙，并且有發(fā)黑的斑狀。變質巖：變質作用形成的巖石，是組成地殼的主要巖石類型之一。早起巖層受高溫高壓以及外來物質影響，引起其化學成分，礦物成分、結構、構造等方面的改變，成為變質巖。變質巖大多數(shù)具有結晶構造、定向構造和有變質作用形成的特征。在輝縣市上八里鄉(xiāng)鴨口盤山公路觀察的描述為：巖層主要由肉紅色花崗石片麻巖組成，其礦物成分主要有正長石、石英、黑云母。為變晶結構、片麻狀結構。組成的主要物質為角閃斜長石和黑云斜長片麻巖。混合巖： 由混合巖化作用形成的巖石。它是巖漿巖和變質巖之間的過渡巖類，混合巖的礦物大多有不同程度的定向排列。此次在盤山公路觀察到的混合巖描述為：含有一定數(shù)量近于平行的淺色長英質和花崗質脈狀體的混合巖，多呈厚度不等的層狀特征。巖漿巖：巖漿巖是由侵入地殼內的巖漿和噴出地表的巖漿冷凝后形成的巖石。巖漿侵入地殼或噴出地表的過程中，不同深度有著不同的溫度將和壓力條件，從而形成了具有不同特征的巖石。根據(jù)生成環(huán)境的不同，巖漿巖可分為侵入巖和噴出巖兩大類。巖漿巖的主要成分為二氧化硅，根據(jù)其含量不同，巖漿巖又分為超基性巖、基性巖、中性鹽和酸性巖。組成巖漿巖的造巖礦物主要有8種，分別為石英、正長石、斜長石、白云母、黑云母、角閃石、輝石和橄欖石。而由于地下不同深度冷凝時，物理、化學條件不同，造成了巖漿巖的結構、構造的差異。常見的結構有等粒結構、斑狀結構、隱晶質結構和玻璃質結構。常見的構造有塊狀構造、流紋構造、氣孔構造和杏仁構造。 第二節(jié) 元古界（Pt）元古界為中變質到淺變質的巨厚巖層，與下伏的太古界地層呈明顯的角度不整合接觸。在輝縣市上八里鄉(xiāng)鴨口隧道附近一懸崖處觀察石英砂巖：地層屬元古界，震旦紀，云夢山組。巖性特征：為紫紅色或肉紅色變質石英砂巖、石英巖。變質中粒結構。礦物成分主要為石英，二氧化硅膠結結構。震旦系與贊皇群呈角度不整合接觸，其證據(jù)為：其上下底層時代不連續(xù)，且成一定角度斜交，可見明顯剝蝕面，震旦系底部有底礫巖存在。第3節(jié) 古生界（Pz）1、 寒武系（C）下統(tǒng)：饅頭組巖層。紫紅色頁巖和灰?guī)r，以及夾有紋成段灰?guī)r，中、粗粒石英砂巖，砂質頁巖，白云質灰?guī)r。與下伏呈平行不整合接觸。変晶中到粗粒結構，變余層理構造。具有水平、交錯、斜交層理。常見波痕、泥裂。中統(tǒng)：張夏組巖層。灰到深灰色巨厚層鮞狀灰?guī)r，夾有厚層白云質灰?guī)r。巖石表面色深，內部色淺。表面有刀砍狀切面，用錘敲擊有白煙。具有鮞狀結構，成分主要為白云石、方解石。厚層到巨厚層構造。上統(tǒng)：崮山組巖層。下部以深灰色或灰黃色厚層鮞狀白云質灰?guī)r為主，頂部有橘黃或灰黃色薄板狀泥質條帶白云質灰?guī)r。常見有動物化石。2、 奧陶系（O）中統(tǒng)馬家溝組：與下伏寒武紀巖層呈平行不整合接觸。主要為中厚層石灰?guī)r、白云質角礫狀灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥巖，顯青棕色。為隱晶質結構，主要成分為方解石，是焦作地區(qū)主要含水層。表面節(jié)理發(fā)育。3、 石炭系（C）1、 中統(tǒng)：本溪組（C2b）；中奧陶系以后，華北地區(qū)地殼抬升，遭受風化剝蝕，卻是志留系、泥盆系地層。石炭系以后，華北地區(qū)地殼下降，接受沉積，形成鐵鋁層，土黃色“山西式鐵礦”以及下層鋁土礦、鋁土質泥巖，中夾有砂巖、砂質泥巖，與下部馬家溝組巖層呈平行不整合接觸。呈串珠狀或雞窩狀鋁土礦。2、上統(tǒng)：太原組（C3t）焦作地區(qū)有8層。為深層灰?guī)r。第2、5、8層含有燧石條帶。石灰?guī)r中常含有筳類、腕足類化石。太原組巖性組合為灰?guī)r、砂巖、砂質泥巖、煤層、煤線，有半米厚煤層，為淺海環(huán)境形成。4、 二疊系（P）1、 下統(tǒng)：山西組（ s）；山西組巖層主要有砂巖、砂質泥巖及煤層。其中，二一煤層厚度大，煤層穩(wěn)定，為本溪組主要可采煤層，其直接頂板為大占砂巖，大占砂巖表面有白云母碎片。2、下石盒子組(x)；下石盒子組主要含黃綠色粉砂質粘土巖，夾細粒長石石英砂巖、粉砂巖、灰質粘土巖、煤層和煤線，底部為中、粗粒長石石英砂巖。山西組合石盒子組的分層有一層砂巖，稱為砂鍋窯砂巖。主要成分是石英、硅質膠結。地層在焦作地區(qū)不含煤層或煤層為不可采煤層。3、 上統(tǒng)：上石盒子組（sh）其巖性特征為：成黃色的泥巖，風化面呈灰白色的中粒結構，礦物成分主要為石英、長石，含少量云母。此地層在焦作地區(qū)不含煤層或煤層為不可采煤層。4、 石千峰組：主要為紅色砂巖、粘土巖及少量泥晶灰?guī)r或鈣質結核粘土巖的沉積。頂部常為紫色頁巖夾凸鏡狀淡水灰?guī)r；中上部為黃綠色細砂巖、紫色粉砂巖夾黃綠色砂質頁巖；下部為黃綠色細粒長石石英砂巖與暗紫紅色粉砂巖互層；底部為灰白色厚層含礫粗砂巖。五、中生代：根據(jù)看到的情況來寫（若沒看到也可省略） 第4節(jié) 新生界（kz）在我國，新生界后期的海陸分布大致與現(xiàn)代接近，不少底層尚保留著原始的近水平狀態(tài)，尤其是第四系的沉積物（黃土、亞砂土、亞粘土、礫石坡積物和洪積物等），大多呈松散狀，尚未受到褶皺和斷裂。但在地殼活動強烈的地區(qū)，則受到了褶皺和斷裂，并伴有巖漿活動和變質作用。我國新生代地層以陸相為主。這些陸相地層由于經歷的時間短，受地殼運動的影響輕微，因而不少地區(qū)的地層尚未發(fā)生強烈的構造變動，基本仍保持原始近水平狀態(tài)，特別是第四紀沉積物，大多呈松散狀，尚未固結成堅硬的巖石。新生代的巖漿活動，主要是玄武巖流的溢出。新生代的氣候特點，第三紀以炎熱為主，第四紀曾發(fā)生過多次冰期和間冰期的交替。早第三紀，我國東北、華北一帶炎熱多雨，高大植物繁茂，有利于煤的形成；南方則較為干燥；晚第三紀，濕熱氣候向南擴展，使華南地區(qū)有煤的聚集。因此，第三紀成為地史上第三個重要成煤時期，但在我國遠不及前兩個大聚煤期重要。 第二章 地質構造焦作位于太行山隆起的東南緣，新華夏構造體系與秦嶺緯向構造體系的復合部位、晉東南山字形構造體系的前弧東翼。地層走向NE-SW，傾向SE，傾角625度，一般為12度。由于受太行山隆起和武陟隆起控制，區(qū)內以斷裂構造為主，褶皺構造不甚發(fā)育，總體為一傾向南東的單斜構造，盡在礦區(qū)南部見有小型寬緩向斜（墻南向斜）。斷裂構造主要以高角度正斷層為主，按走向主要發(fā)育有北東、近東西、北西向三組，尤以北東向最發(fā)育，見圖2-1。由于斷裂構造的切割，使整個礦區(qū)被劃分為多個大小不等的塊段，剖面上呈階梯狀或地塹、地壘。斷裂構造的發(fā)育，不僅控制著煤層的分布與賦存特征，而且形成了礦區(qū)或井田的自然邊界。地質構造是地殼運動的產物，原生沉積巖層在地殼運動引起的應力作用下發(fā)生變形或變位，形成節(jié)理、褶曲或斷層等，地質構造在層狀巖層中表現(xiàn)最為明顯，在塊狀巖體中也有存在。地質構造在在地殼中常見的地質現(xiàn)象，是影響煤礦生產的主要地質因素。一、 褶皺在地殼運動的影響下，巖層受水平方向擠壓力的長期作用發(fā)生塑性變形，形成波狀彎曲，這種構造形態(tài)稱為褶皺。焦晉高速公路南側看到的褶曲的描述：核部為太原組C3t的石灰?guī)r和泥巖，兩翼為太原組C3t的石灰?guī)r，轉折端的張節(jié)理發(fā)育，與巖層面垂直。在巖層內部，其節(jié)理與背斜軸平行，為縱張節(jié)理。但是節(jié)理只在相同的同一巖層中存在，不穿過其他巖層。東側的一端被風化剝蝕。該褶曲為復合式的向斜和背斜，為直立褶曲。示意圖如下：二、節(jié)理斷裂面兩側的巖塊未發(fā)生顯著位移的斷裂構造。張節(jié)理的描述：張節(jié)理指巖石受張應力作用產生的節(jié)理，它的張口開裂 ，節(jié)理面粗糙不平，延伸不遠。當穿過礫巖時常繞開礫石，張節(jié)理常發(fā)生于脆性巖石中，并多為石英、方解石等充填。剪節(jié)理的描述: 剪節(jié)理指巖石受剪應力作用產生的節(jié)理，它的張口緊閉，節(jié)理面光滑平直，節(jié)理面延伸較遠，常有兩組相互交叉同時出現(xiàn)，組成X共軛節(jié)理系。三、斷層地殼運動產生的地應力作用于巖層，當應力超過巖層的強度極限時，巖層便會發(fā)生斷裂，斷裂后若斷裂面兩側的巖塊發(fā)生明顯的相對位移，這種斷裂構造稱為斷層。鴨口斷層描述：斷層上盤為寒武紀地層，石灰?guī)r為主；下盤為震旦系地層，石英砂巖為主。為正斷層。大型斷層附近有很多伴生小斷層，大部分為正斷層。端盤巖性組成為石英砂巖，強度大、性脆，故段層面呈現(xiàn)出懸崖峭壁。二、沁陽地塹F1斷層：與下石盒子組直接接觸，下盤為奧陶紀，上盤為石河子組。上盤下降、下盤上升，為正斷層。斷層傾向為南偏西162度 ，傾角為61度。F2斷層：張老灣村構造點。斷層下盤為奧陶紀，上盤為石河子組。上盤下降、下盤上升，為正斷層。斷層傾向為北偏西317度，傾角為63度。F3斷層：正斷層。奧陶系中通馬家溝組與二疊系下石盒子組接觸，缺失石炭系本溪組、石炭系太原組、二疊系山西組地層。F1、F2和F3斷層組成了沁陽地塹，示意圖如下：解釋：沁陽地塹內部煤層開采難度大以及煤炭質量不好的原因 由于本地區(qū)主要含煤層為二疊系上統(tǒng)的山西組煤層。而F1斷層為正斷層，其上盤下降、下盤上升，是含煤巖層暴露，煤層風化剝蝕。F2斷層也為正斷層，其上盤下降、下盤上升，與F1斷層上盤形成沁陽地塹，是部分煤層得以保存。F3煤層也同樣為正斷層，其上盤下降，保留部分煤層，下盤上升，煤層高出地表，遭受風化剝蝕。所以，該地區(qū)煤層范圍很小，而F1和F2斷層之間的沁陽地塹間的煤層連通奧陶系中統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r含水層系，故煤層的礦井涌水量比較大，不易開采。而露出地表的煤層，遭受風化剝蝕，被氧化，煤炭質量不好，開采價值低。 第三章 地質作用在自然動力的作用下，使地殼內部的物質成分、內部構造和地表形態(tài)等方面發(fā)生變化的作用，稱為地質作用，根據(jù)其作用的能量來源不同，可以將地質作用分為內力地質作用和外力地質作用。 內力地質作用發(fā)生自地球內部，能夠引起地殼的物質成分、內部構造和地表形態(tài)發(fā)生改變。主要包括：地殼運動、巖漿作用、變質作用和地震作用。 外力地質作用是指在溫度變化和水的作用等影響下，使巖石發(fā)生機械破碎，而沒有顯著化學成分改變的作用。外力地質作用主要包括:風化作用、剝蝕作用、搬運作用、沉積作用和固結成巖作用。一、地殼運動地殼運動是指由地球內力引起的地殼內部物質緩慢變化的機械運動。它使地球表面海陸發(fā)生變化，并使巖層發(fā)生變形和變位形成各種的形態(tài)。地殼運動使沉積巖層發(fā)生彎曲，產生裂縫、斷裂，并留下永久形跡，這樣就形成了地質構造。所謂地質構造就是地殼運動引起的巖層變形和變位的結果。地殼運動時形成地質構造的原因，地質構造則是地殼運動的結果。本次在輝縣市上八里鄉(xiāng)鴨口公路實習所見到的比較明顯的地質構造有：1、 太古代與元古代之間有五臺運動，為不整合接觸，先形成下部老地層，接著地層抬升，遭受風化剝蝕，形成剝蝕面。然后，地層下降，接受新地層沉積。其間呈現(xiàn)為不整合接觸。2、 馬家溝組（O2m）與本溪組(C2b)之間有加里東運動，其間為平行不整合接觸，但中間缺失奧陶系上統(tǒng)、志留系、泥盆系、石炭系下統(tǒng)。二、巖漿作用巖漿作用是指地球內部的能量使地球內部物質發(fā)生局部熔融形成以碳酸鹽為主并含有大量的揮發(fā)分的熔融體，并且促使其向地表薄弱的部分移動的作用。太古界片麻巖就屬于此現(xiàn)象，侵入體中的輝長石、石英、長英質巖與基巖混合，形成含有石英脈和長石英脈的混合巖。四、外力地質作用外力地質作用是指來自地球外部的能量，使地殼表層的物質成分、構造、地表形態(tài)發(fā)生變化的各種作用。沉積巖的形成過程：其形成過程一般分為破壞作用、搬運作用、沉積作用和固結成巖作用。先期形成的各種巖石由于物理、化學以及生物風化作用產生風化剝蝕物、火山噴發(fā)的固體碎屑物質和生物遺體等，然后經過搬運作用或原地沉積，通過固結成巖作用形成巖石。第四章 礦 產焦作地區(qū)以優(yōu)質的煤炭著名，是著名的煤城，在全國甚至世界上享有一定的聲譽，煤炭的開采可以上溯到上世紀初。同時還有其他礦產資源，如：鐵礦，鋁土礦，石灰?guī)r及花崗巖等。這些在我們實習的過程真實的感受到了這一點。煤炭資源： 焦作地區(qū)煤炭資源豐富，是在華北石炭二疊紀聚煤區(qū)形成的，其主要是由石炭系上統(tǒng)太原組C3t和二疊系下統(tǒng)山西組P11s組成的。其中，石炭系上統(tǒng)太原組C3t煤層在華北較穩(wěn)定，分布較廣，厚度一般在80140m以上，共含有8層煤（焦作地區(qū)少于8層）依次標號為一1至一8煤，但焦作地區(qū)該煤組僅有一2 和一5為可采煤層；二疊系下統(tǒng)山西組P11sh為焦作開采的主要煤層。開采的主要是二1煤。焦作地區(qū)的煤炭為變質程度高的優(yōu)質無煙煤，主要成灰黑色，常帶有古銅色或鋼灰色色彩，碳含量高，密度大，無黏結性。鋁土礦： 為二疊紀上統(tǒng)本溪組的山西式鐵礦、黏土礦，下部為紫紅色、褐紅色的褐鐵礦，其特征位外表呈蜂窩狀結構，含鐵量相對較低，比重為15；中部或中上部為灰色或青灰色的鋁土質泥巖或鋁土礦。當鋁的含量大于40%，鋁硅比大于2比1時為鋁土礦，否則為鋁土質粘土；上部為灰白色薄層狀的粘土層，高嶺石的含量高時可以作為耐火材料的原料。石灰?guī)r: 是地殼中分布最廣的一種在海湖盆地生成的灰色或灰白色沉積巖,是碳酸鹽巖中最重要的組成巖石。純石灰?guī)r中混入物一般少于5%,主要成分為方解石（主要成分是碳酸鈣）,有時含少量白云石,?；烊胧?、長石、云母和粘土礦物等。 石灰?guī)r是一種重要的工業(yè)原料，在冶金、建材、化工、建筑、農業(yè)及其它特殊工業(yè)部門都是重要的作用，并且隨著鋼鐵和水泥工業(yè)的發(fā)展，石灰?guī)r的重要性必將進一步增強。冶金工業(yè)，煉鋼鐵中石灰?guī)r作為氧化鈣載體，以結合焦炭灰分和硅、鋁、硫和磷等不需要的伴生元素，變成易熔的礦渣排出爐外?；瘜W工業(yè)，橡膠工業(yè)的充填劑；造紙、涂料的增量劑；制造電石的原料；還廣泛用于制造漂白劑、制堿、海水提取鎂砂、氮肥、塑料、有機化學品、碳化鈣。建筑工業(yè)，生產建筑用石灰漿，各種類型的石灰、碎石、筑路時瀝青配料等。農業(yè)，燒成石灰用于中和酸性土壤。水泥工業(yè)的重要原料，以石灰?guī)r作為主要原料附加原料其他磨制成生料。花崗片麻巖： 屬于變質巖，具有片麻狀結構，結構較片巖粗，為中粗粒變晶質結構，主要礦物為長石、石英、黑云母、角閃石、其中長石和石英的含量超過一半，且長石含量多于石英。片麻巖是泥巖、長石砂巖、中酸性巖漿巖經中高級變質作用的產物。 結束語煤炭地質學這門課程對我們采礦學生來說是一門入門課，也是一門引導課，學好這門課對