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煤礦地質(zhì)學(xué)認(rèn)識實習(xí)報告
一、實習(xí)目的
地質(zhì)學(xué)野外實習(xí)是地質(zhì)學(xué)課堂教學(xué)之后的重要實踐環(huán)節(jié)。它的任務(wù)是使學(xué)生鞏固、消化已學(xué)的理論知識，初步學(xué)習(xí)野外工作方法，進(jìn)行野外基本技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)觀察地質(zhì)現(xiàn)象的能力，為后繼專業(yè)課打下一下的基礎(chǔ)。
二、實習(xí)內(nèi)容
一)、路線地質(zhì)教學(xué)階段：從單一的地層 、巖石、構(gòu)造教學(xué)路線入手，重點培養(yǎng)學(xué)生識別和分析 地質(zhì)現(xiàn)象的能力，并進(jìn)行野外工作方法的基本訓(xùn)練，
1. 學(xué)會地質(zhì)野外記錄。
2. 進(jìn)一步熟練掌握羅盤的使用方法。
3. 觀察、識別各種基本地質(zhì)現(xiàn)象，掌握其記錄描述方法：
(1)巖礦的野外命名及描述，標(biāo)本的采集，巖性變化的觀察與記錄。野外實習(xí)中認(rèn)識實習(xí)地區(qū)常見巖石，主要為沉積巖，少量火成巖。了解巖石的巖性包括礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及了解礦物的集合體。
(2)地層的觀察：野外實習(xí)中熟悉實習(xí)地區(qū)各不同地質(zhì)時代的地層，包括群與組，弄清巖層產(chǎn)狀，地層之間接觸關(guān)系。
(3)古生物化石的采集 、編錄及初步鑒定，在地層中產(chǎn)出特點的觀察與記錄。
(4)褶皺 、斷裂等各種基本構(gòu)造現(xiàn)象的識別與確定，構(gòu)造在空間的變化及其特征的觀察和描述。
二)、編寫地質(zhì)調(diào)查報告：按以下幾方面完成地質(zhì)調(diào)查報告編寫任務(wù)：以前言 、地層、構(gòu)造、侵入巖、礦產(chǎn)資源、地質(zhì)發(fā)展史、結(jié)束語等。
三、實習(xí)區(qū)概況
1、大同煤田位置
大同煤田位于山西省北部，在大同市西南約20km,地理座標(biāo)為東經(jīng)112°30′-113°15′,北緯39°35′-40°12′,跨越大同、左云、右玉、懷仁、山陰五個縣市.形狀近似橢圓。長軸方向為NE-SW(北東-南西)，總面積為1827km2。聚煤盆地整體呈似長方形，四周群山包圍，西面有西石山脈，南面有海拔1976米的洪濤山，東南為海拔1714米的口泉山，東北部以青磁窯斷層為界。
大同煤田含有C-P煤系及J煤系。其中C-P煤系面積為1739km2，J系面積為772km2，兩煤系重疊面積為684km2，為雙系煤田。
2、大同煤田交通
大同市地處山西、陜西、內(nèi)蒙三省交匯處，交通十分便利，因而大同礦區(qū)內(nèi)的煤炭資源運輸能力也大大提高。北面的京包與北同蒲鐵路都通過大同市，大秦線、北同蒲電氣化鐵路和京大、大運高速公路都已建成通車運行。區(qū)內(nèi)還有大同至王村鐵路專線，另外公路縱橫交貫，運輸方便。(如圖2-1)
圖2-1大同聚煤盆地交通位置圖
3、自然地理
大同市位于山西省北部，地處黃土高原東北邊緣。北以外長城為界，與內(nèi)蒙古自治區(qū)相鄰,西、南與本省朔州市、 忻州地區(qū)相連，東與河北省相接。本礦區(qū)屬黃土高原平緩丘陵區(qū)，大面積被第四系黃土覆蓋，地勢較為平坦，平均海拔1056米,黃土沖溝發(fā)育，呈樹枝狀展布。
大同處溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，受季風(fēng)影響，四季分明，春季干旱，風(fēng)沙大，氣候干燥，風(fēng)沙嚴(yán)重。冬季漫長而寒冷，夏季炎熱，晝夜溫差大，年平均氣溫3.6-7.5℃，極端最高氣溫為37℃，極端最低氣溫為-26℃。日溫差一般在20℃左右,最冷月為1月份，平均氣溫是-11.3℃。
降水量主要集中在7—9月間，占全年降水量的60%-70%。年最大降水量為520mm，年最小降水量為138mm，年平均降水量為400mm左右。
大同市是全國著名的煤炭生產(chǎn)基地，有悠久的煤炭開采歷史，被譽為“煤都”，采礦業(yè)極為發(fā)達(dá)，工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，有全國著名的大同煤礦 集團(tuán)公司，生產(chǎn)規(guī)模大，裝備水平高，開采技術(shù)先進(jìn)，隨著近年來各種技術(shù)交流活動的增多，有力地帶動了地方煤炭工業(yè)的迅速發(fā)展，提高了地方煤礦 的技術(shù)水平。大同旅游業(yè)也較為發(fā)達(dá)，有聞名中外的世界文化 遺產(chǎn)云岡石窟、華嚴(yán)寺、九龍壁等國家重點文物保護(hù)單位�？v觀大同地區(qū)的經(jīng)濟是以能源、重化工等產(chǎn)業(yè)為主。
三、實習(xí)區(qū)內(nèi)地層
本區(qū)地層屬華北型，除較普遍缺失中上奧陶統(tǒng)至下石炭統(tǒng)，三疊統(tǒng)，就華北型地層而言，該區(qū)地層出露較全。各單位地層劃分標(biāo)志清楚，地層特征具一定代表性，全區(qū)范圍內(nèi)所出露的地層有太古界的阜平群，下古生界的寒武系，下奧陶統(tǒng)、古生界的上石炭統(tǒng)至二疊系，中生界的侏羅系，白堊系，新生界的第四系。
本區(qū)地層，自下至上簡述如下：
1、太古界阜平群(自己寫符號)：巖性為肉紅色，淺灰色花崗片麻巖，含有偉晶巖脈侵入體，厚度巨大，達(dá)數(shù)千米。
2、古生界：
(1)寒武系下統(tǒng)饅頭毛莊組( )：
巖性為磚紅色、紫紅色頁巖和灰紫色白云質(zhì)泥質(zhì)灰?guī)r互層為主，頁理發(fā)育，頁理面上具有石鹽假晶，本組底部為一層含礫的鈣質(zhì)砂巖，平均厚53m，與下伏太古界阜平群為角度不整合接觸。
(2)寒武系中統(tǒng)徐莊組( )：
底部為一層4-6cm的角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r，往上是豬肝色、紫紅色頁巖，夾灰綠色頁巖及薄層泥灰?guī)r，頁理上具有石巖假晶，本組上部為灰色結(jié)晶灰?guī)r夾薄層鮞狀灰?guī)r，厚79m，與下伏饅頭毛莊組為整合接觸。
(3) 寒武系中統(tǒng)張夏組( )：
下部為灰色中到厚層狀鮞狀灰?guī)r，中部和上部也以鮞狀灰?guī)r為主，中夾厚層泥質(zhì)條帶灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r，厚179m，與下伏徐莊組為整合接觸。
(4)寒武系上統(tǒng)崮山組：
以竹葉狀灰?guī)r和泥質(zhì)條帶灰?guī)r互層為主，底部竹葉體的的邊緣為紫紅色，中部夾生物碎屑灰?guī)r，上部以結(jié)晶灰?guī)r為主，夾鮞狀灰?guī)r及泥質(zhì)條帶灰?guī)r，厚53m，與下伏張夏組為整合接觸。
(5)寒武系上統(tǒng)長山組：
巖性為紫紅色，薄層至中厚層竹葉狀灰?guī)r，夾薄層灰紫色灰?guī)r、頁巖及生物碎屑灰?guī)r，厚19m，與下伏崮山組為整合接觸。
(6)寒武系上統(tǒng)鳳山組：
底部為一層灰黃色含生物碎屑灰?guī)r，下部為厚層狀灰黃色泥質(zhì)條帶灰?guī)r與薄層竹葉狀灰?guī)r互層為主，上部為灰黃色厚層結(jié)晶白云質(zhì)灰?guī)r，頂部為灰黃色竹葉狀灰?guī)r與中厚層結(jié)晶狀灰?guī)r互層，厚83m，與下伏長山組為整合接觸。
(7)奧陶系下統(tǒng)：
巖性以薄至厚層結(jié)晶白云質(zhì)灰?guī)r為主，中夾薄層泥灰?guī)r及黃綠色灰?guī)r，靠底部灰黃色薄層泥質(zhì)灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r、黃綠色鈣質(zhì)頁巖三者互層。厚68m，與下伏寒武系為整合接觸。
(8)石炭系上統(tǒng)本溪組：
本溪組底界自平旺一舊高山一線以南覆于中奧陶統(tǒng)灰?guī)r剝蝕面之上，此線以北覆于中、下寒武統(tǒng)灰?guī)r之上，至十里河以北尖滅，與中奧陶灰?guī)r呈平行不整合接觸，在奧陶系侵蝕面上往往有一層褐鐵礦，雞窩狀分布(山西式鐵礦)。自上而下，巖性分別為
底部淺灰色鋁土巖(G層鋁土礦層位)，層位穩(wěn)定;下部時有紫紅色山西式鐵礦，厚度變化大，不穩(wěn)定，與下伏奧陶系灰?guī)r平行不整合接觸，瀉湖相沉積。
中上部以灰白色、灰褐色粉砂巖與細(xì)砂巖互層為主，下部含1-3層棕色、黑褐色灰?guī)r，有時可夾一層薄煤層。
上述巖性特征表明本溪組地層以粉砂、泥巖為主，粗碎屑巖含量較少，此外出現(xiàn)碳酸鹽巖;粉砂巖中碎屑成分主要為石英、長石、巖屑等;粗碎屑巖中則以純凈的石英砂為主。前人認(rèn)為本溪組沉積時海水進(jìn)退相對頻繁，主要為潮坪一瀉湖相沉積。
本組厚度一般為30m，最大厚度在南部酸茨河達(dá)65m，呈南厚北薄至剝蝕尖滅。
(9)石炭系上統(tǒng)太原組：
底部為一層灰紫色、灰白色含礫粗砂巖(K11)，分選不好，厚4-6m，鈣質(zhì)膠結(jié)，往上為砂巖、頁巖、灰?guī)r和煤層，含煤10層，其中6層比較穩(wěn)定，為可采煤層，其余煤層不穩(wěn)定，局部可采。
主要為一層巨厚的砂礫巖、含礫粗砂巖、中粗砂巖，即小峪砂巖。韻律分選明晰，多階性，大型交錯及緩斜層理發(fā)育，具有沖刷面。其間夾4、5號煤層，局部具有工業(yè)價值，兩層之間砂巖分別為東山砂巖、偏嶺砂巖。再上為大同煤田上部的巨厚主要可采2、3號煤層。
以上表明太原組地層中粗碎屑巖較本溪組增多，粉砂巖、泥巖含量減少，煤的含量最高。粗碎屑巖在底部為石英砂巖，中部為石英雜砂巖，上部為長石巖屑石英雜砂巖等;泥巖以高嶺石、水云母為主。前人的研究認(rèn)為太原組沉積物經(jīng)歷的搬運和篩選作用較本溪組弱，主要反映了過渡相一陸相的沉積，沉積環(huán)境為三角洲前緣環(huán)境。
太原組厚度一般為80一100rn，最厚在樓子溝附近達(dá)186m，平均厚113m，與下伏本溪組為整合接觸�？偟内厔菽虾癖北�，由130-50m逐漸向北被剝蝕變薄，至云崗十里河以北尖滅。含煤總厚0.06-47.45m，平均厚為17m，含煤系數(shù)20%。
(10) 二疊系下統(tǒng)山西組：
底部為一層灰白色中粗砂巖與砂礫巖，厚3-6m，往上為灰白、灰黃色砂巖和灰色粉砂巖層。中下部含煤1-4層，由上向下編號為1、2、3、4，其中1號煤層比較穩(wěn)定，局部可采，其它不可采。厚45-60m，與下伏太原組為整合接觸。
山西組地層中粗碎屑巖含量較本溪組、太原組增多，而粉砂巖、泥巖含量則介于本溪組和太原組之間，煤層含量次于太原組。粗碎屑巖主要為長石(巖屑)石英雜砂巖等。粉砂巖、泥巖中為碎屑與高嶺石共有的特征，前人研究表明山西組沉積地層主要為陸相河流沉積。
本組厚20一80m，一般約為50一60m，最后在鵝毛口北魏家溝達(dá)90m，大致呈南、南東厚，北、北西薄的趨勢，至忻洲窯一新、舊高山以北隆起剝蝕尖滅。沉積環(huán)境屬于山前平原的曲流河沉積。含煤總厚0.16-10.63m，平均厚為3m，含煤系數(shù)4%。
3、中生界
(1)侏羅系下統(tǒng)永定莊組：
由紫紅、灰綠、灰白、灰黑、黃褐色碎屑巖組成，下部為粗砂巖，中上部為中細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖，顏色自底至頂，由淺變深，越往上紫紅色越深，厚70-250m，與山西組呈平行不整合接觸。
(2)侏羅系中統(tǒng)大同組：
底部為一層灰白色含礫粗砂巖往上為粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層。含煤20層，其中可采10多層。厚234m，與下伏永定莊組為整合接觸。
(3)侏羅系上統(tǒng)云岡組：
底部為一層厚5-18m的石英質(zhì)礫巖(K21)往上有礫巖、砂巖、粉砂巖和泥巖，厚140多米，與下伏大同組為整合接觸。
(4)白堊系：分布于煤田的西北部地區(qū)，巖性主要為各種碎屑巖和火山噴出巖，厚100多米。與下伏云岡組為角度不整合接觸。
4、新生界：
老第三系：分布于煤田西北邊緣地區(qū)，巖性主要是未膠結(jié)的砂、礫巖，夾有褐煤，厚250m左右。
第四系：黃土的各種松散沉積物。
四、實習(xí)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造
1、大同煤田的構(gòu)造概況
大同煤田呈一北東30一50℃走向不對稱向斜，東翼陡而窄(傾角40一60°，西翼寬緩(傾角3-7°);北起云崗東北，西南經(jīng)北羊路、廟灣、馬道頭，南至玉井，東西寬約30km，向斜軸延伸長約50km(圖4-1)。
煤田大地構(gòu)造位置位于內(nèi)蒙古一陰山構(gòu)造隆起帶的南側(cè)。東以平旺一鵝毛口大斷層為界，與新生帶斷陷盆地(大同平原)相毗臨;西臨呂梁經(jīng)向構(gòu)造帶的西石山脈;南為一東西向小型洪濤山背斜為界，再南與平朔、寧武煤田相連。在平面上三者組成一個北北東向“S’’形。
受歷次構(gòu)造運動的影響，煤田內(nèi)早期部分地層缺失，而侏羅系、白堊系、第三系也發(fā)育不全。后期受燕山，喜馬拉雅山運動強烈褶皺、斷裂、推覆作用，導(dǎo)致煤田東部地層陡峻，直立甚至倒轉(zhuǎn)，并伴生一系列次一級的小型褶皺和斷裂，印支期發(fā)生了大規(guī)模的煌斑巖順主要的山4 、2、3一5、8號煤層侵入，使煤層結(jié)構(gòu)，煤的工藝性能遭到極大破壞。在煤田內(nèi)，東部、東南部、南部構(gòu)造較復(fù)雜，斷層多，北部及西部則相對簡單，斷層、褶皺皆少。
圖4-1大同煤田構(gòu)造形態(tài)示意圖
2、口泉斷層
結(jié)合野外記錄資料總結(jié)，(附野外素描圖)
3、青瓷窯斷層
結(jié)合野外記錄資料總結(jié)，(附野外素描圖)
4、云崗溝侏羅系地層小斷層
結(jié)合野外記錄資料總結(jié)，(附野外素描圖)
五、煤層煤質(zhì)
六、礦區(qū)水文地質(zhì)
大同礦區(qū)地下水資源貧乏，大量的勘探資料表明，除第四系沖洪積層及基巖風(fēng)化殼含水相對較大外，下伏中生界、古生界地層的巖石固結(jié)堅實，裂隙、喀斯特不甚發(fā)育，巖石一般不含水或含水微弱。地表水主要為口泉河、十里河河水。地下水補給主要以大氣降水補給為主，在口泉河、十里河河谷地段，地表水可以補給地下水。由于本區(qū)地表徑流條件較好，一般不利于降水入滲;地下水排泄以蒸發(fā)和礦井排水為主。隨著礦井多年的大規(guī)模開采，地下水原有動態(tài)平衡遭受破壞，地下水位普遍下降，巖石的含水性大大減弱，煤田內(nèi)大量井泉干涸現(xiàn)象就是最好的佐證。
七、大同火山群
大同火山群是中國著名第四紀(jì)火山群。已知有30余座，分布在山西省大同市、縣和陽高縣境內(nèi)，集中于4區(qū)域：①東區(qū)指瓜園、神泉寺一帶,有肖家窯頭、鵝毛疙瘩等6座。盾狀的肖家窯頭火山由火山彈、火山礫、火山灰組成，局部覆蓋熔巖流;穹窿狀的鵝毛疙瘩火山由玄武巖組成,無火山口。②南區(qū)在桑干河與六棱山之間，包括大峪口、西窯等5座，是因玄武巖流沿斷裂噴出， 依山而呈半圓形。③西區(qū)是大同火山群中最為集中和較復(fù)雜的一區(qū)，黑山、馬蹄山、閣老山等15座屬之。黑山規(guī)模最大，呈扁平穹窿狀;狼窩山范圍最廣，火山口直徑500米,西北有缺口;馬蹄山和閣老山等由火山碎屑物組成,為平頂圓錐形,亦有缺口,狀似馬蹄。④北區(qū)以大同市北的孤山為代表,包括其西南的6座小火山。孤山形似面包,海拔1182米，兀立于御河谷地中。大同火山群處于侵蝕初期，下伏三趾馬紅土或離石黃土，上覆馬蘭黃土，為上新世末、晚更新世馬蘭黃土堆積開始時的產(chǎn)物。其形成以北區(qū)最早，東區(qū)、南區(qū)次之，西區(qū)最遲。
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