煤矿地质实习

课 程

专 业

姓

学

指 导 名 称： 煤矿地质学 班 级： 采矿。。班 名： 。。。。。 号： 2013003471 老 师： 樊行昭等老师

日 期： 2015年6月27日

引言

通过对煤矿地质学一学期的学习，我们学到了关于地质，煤的成因，开采等一系列的理论知识。在学期末，在樊行昭等老师的带领下，进行了为期两天的《煤矿地质学》地质认识实习。我们从明向校区出发，在车上我一直想着书本上的理论知识和实际之间结合，是否能够运用所学的知识去辨别地质现象，心情十分激动。

一、 实习的性质、目的、任务

1、 性质

《煤矿地质学》是一门实践性、综合性很强的学科，它集合了地质学、矿物学、岩石学、古生物学、煤矿地质学等学科的理论。而地质认识实习是地质学的一个重要实践环节，能够让同学们将《煤矿地质学》的理论知识与野外实践相结合，加深同学们对地质学的认识，培养个同学们的专业兴趣，为后续课程打下良好的基础。

2目的

实习的目的是为了让同学们通过野外实践进一步巩固课堂上所学知识，到大自然中去观察各种地质构造，对所见的地形地貌进行判别和分析，理论联系实际，加深对实际情况的了解，掌握一些地质学野外工作的基本技能。

3 任务

○1认识各种地质作用和地质现象，培养一定的观察分析能力 ○2学会判别地质构造，了解一些地质划分方法

○3了解煤矿地质工作的任务、方法、内容、特点

二、 实习内容

1、 太原西山西铭矿 —七里沟野外教学路线

时间：2015.6.24 天气：阴

行走路线：学校→西山煤电集团→斜坡→西铭矿→七里沟→原路返回

观测内容：太原西山C-P标准剖面（观察石炭--二叠纪煤系地层；煤层自燃；沉积岩的野外认识）

NO.1

点位：西铭矿食堂大烟囱以北50米，电车道旁。

点性：C2b／O2f接触关系以及C2b下段—铁铝岩段的岩性、岩相特征。

平行不整合接触关系特征：新老地层平行接触产状一致，但其间存在明显的剥蚀面，表明沉积或长或短有间断，地层或多或少有缺失，剥蚀面上有底砾岩。它表明地壳发生了上升（剥蚀）、下降（沉积）的过程。其意义在于：有助于我们了解该地区地质构造运动的性质和时代，是划分地层、建立地层顺序的重要依据；同时，剥蚀面是地质发展阶段性的一个重要标志，它是个软弱带，成矿带，并且还是储油储水的良好场所。上覆地层C2b平行不整合于O2灰岩之上，根据沉积特征分为两段：下部—铁铝岩段，上部—畔沟段。铁铝岩段主要由红褐色、褐黄色的铁铝岩、浅灰白色的铝土岩、灰中带红色的铝土质页岩、细砂岩、粉砂岩和粘土矿组成。此段基本没有化石，至少说没有标准的海生生物化。

NO.2

点位：仓库后边。

点性：本溪组C2b上段—畔沟段岩性及岩相特征。

内容：本段厚度16米。主要是一套由海陆交互相的砂岩、页岩、粉砂岩、煤层和灰岩组成的岩系，因为其中既有海生的、又有陆生的动植物化石，故称海陆交互相地层；且其中含煤，又叫煤系地层。畔沟段自下而上有灰岩三层，且每一层灰岩下都有一层煤，这是太原西山月门沟煤系地层的特点。畔沟段煤层大多不可采。动植物化石有脉羊齿、类、腕足类、牙形刺等。沉积环境为沙坝—潮坪沉积。

No.3

点位：机房背后西侧山坡上。

点性：石炭系上统太原组C3t晋祠段的岩性及岩相特征。 内容：太原组C3t分为三段，晋祠段、毛儿沟段、东大窑段，

厚度100米左右。晋祠段因晋祠砂岩发育而得名，厚20米。本段岩性特征为一套海陆交互相沉积，由砂页岩、薄煤层和灰岩组成。

标志层是指煤系地层中那些岩性特殊、层位稳定、分布普遍、易于识别的煤岩层。其作用在于划分和对比地层。吴家峪灰岩L0

—

的下部化石带。沉积环境为潮坪沉积，滨岸、海滨环境。

No.4

点位：位于No.3以西30米处。

点性：太原组毛儿沟段岩性及岩相特征。

内容：从西铭砂岩起，顶界止于七里沟砂岩K2底面，厚度40—50

米，因毛儿沟灰岩发育而得名。主要岩性为砂岩、页岩、齿刺；腕足类有网格长身贝属、戟贝、棘刺贝、太原府网格长身贝、巴甫洛夫唱贝等；植物化石有卵脉羊齿、镰脉羊齿等。毛儿沟段底界西铭砂岩，为灰色中粗粒石英砂岩，泥质胶结，其层面上有波痕构造，波峰较缓，不对称，系干涉波痕，由两个方向的波浪叠加造成。

No.5

点位：七里沟煤窑废弃坑口北侧。

点性：庙沟灰岩L1、岩性特征。

内容：庙沟灰岩L1厚度2米，黑灰色、致密块状，含丰富的

8#丈五煤，是太原组主要可采煤层。

灰岩沉积环境为—潮坪。

总结：O2峰峰组 C2本溪组 下段：铁铝岩段；上段：畔沟段 C3太原组 下段：晋祠段；中段：毛儿沟段；上段：东大窑段 P1S山西组 P1x下石盒子组 P2S上石盒子组 P2sh石千峰组。

主要标志层：晋祠砂岩K1、吴家峪灰岩L0、西铭砂岩K2、庙沟灰岩L1、毛儿沟灰岩L2、斜道灰岩L3、七里沟砂岩K3、东大窑灰岩L4、北岔沟砂岩K4。

（二）、晋祠野外路线教学

踏勘路线：学校—晋祠宾馆—名仙沟—太原基准地震台—晋祠公园—返回

观测内容：矿物、沉积岩岩性、构造、太原基准地震台等

No.1

点位：距明仙沟沟口950m。

点性：构造点—向斜褶曲

描述：组成向斜褶曲的岩层是奥陶纪石灰岩，从剖面上看，岩层向下弯曲，称为向斜构造；向斜两侧岩层倾角不等，SE一翼岩层倾角较缓，NW一翼岩层倾角较陡，故又称其为不对称向斜（见明贤沟向斜示意剖面图）。

明贤沟向斜示意剖面图

剖面方向：348.9度

NO.2

点位 ：距№1 点向沟内 200m

点性 ：构造点

内容 ：节理是野外最常见的一种断裂构造现象，常成群出现。当岩石受力超过其强度极限时，便产生破裂，破裂面两侧岩石没有明显的相对位移者称为节理。按节理发生时的力学性质可分

为：张节理和剪节理。按成因可分为：原生节理和次生节理。节理的研究对找矿、找水及工程地质都有十分重要的作用和意义，它是地下水的良好通道，也是矿液运移和沉淀的重要场所。

NO.3

点位 ：距№2 点向沟内 300m

点性 ：岩石、测产状

内容 ：石灰岩及地质罗盘的使用

在这个点上，老师系统的给我们讲解了石灰岩的成因、分类

1. 石灰岩

颜色为深灰色，中厚层状。主要成分为方解石，遇冷稀盐酸剧烈泡沸。层理构造。按其结构特征可划分为碎屑石灰岩类、晶粒石灰岩类与生物礁石灰岩类。

1碎屑石灰岩类按碎屑物的不同，又分为内碎屑石灰岩、○

生物屑石灰岩、鲕粒石灰岩、球粒石灰岩、团块石灰岩等类型。

2晶粒石灰岩类按晶体粒径又分为粗晶(粒径＞2mm)石灰○

岩、中晶(粒径 2～0.063mm)石灰岩、细晶(粒径 0.063～0.03mm)

石灰岩、微晶(粒径＜0.03mm)石灰岩等类型。

3生物礁石灰岩类具有原地生长的生物骨架结构，多为块○

状，无层理，厚度大于同期沉积物。按造礁生物不同，生物礁石灰岩类又分为珊瑚礁石灰岩、海绵礁石灰岩、层孔虫礁石灰岩等类型。用途可作为建筑材料、制作水泥、烧石灰等。该石灰岩位于古生界奥陶系中统地层中，距今大约 4.4—5亿年。当时该区属于浅海带，地表水把大量的 Ca(HCO3)2 化学成分的物质不断带入海中，当达到一定浓度时，便产生 CaCO3 沉淀形成石灰岩。

2、地质罗盘的使用

（1） 常规磁罗盘的使用

1测岩层走向：把罗盘的长边紧贴岩层面并使罗盘长○

的水准气泡居中，待磁针静止后，读磁北针所指度盘上的刻度即得岩层的走向。因走向是两个方向延长的，故可测得两个相反的方向，二者相差1800。

2测岩层倾向：把罗盘的短边紧贴岩层面并使罗盘的○

水准气泡居中，待磁针静止后，读磁北针所指刻度盘上的刻度即得岩层倾向。因走向和倾向相互垂直，故二者读书相差900。

3测岩层倾角：把罗盘长边紧贴岩层面上的倾斜线直○

立放置，拨动底盘背面的半圆形金属片使倾斜仪上的柱状水准气泡居中，读倾斜仪中间线所指的倾斜角度盘刻度数即得岩层倾角。

（2）数字地质罗盘：Android 数字地质罗盘界面简洁、按

钮清晰、功能齐全、操作简便、占用手机内存少等优势，是一款非常实用的软件

NO.4

点位 ：距№3 点向沟内 700m

点性 ：地层接触关系、矿物、岩石

内容 ：平行不整合面 铝土矿、褐铁矿 陆源沉积岩

1平行不整合面 ：在华北地台，形成了奥陶系中统地层之后，○

发生了地壳运动。使华北地台整体抬升，成为陆地，遭受剥蚀长达 1.5 亿年之久，没有接受沉积，直到中石炭世，地壳又开始整体下降接受新的沉积，形成了石炭系本溪组及其上的地层。致使华北地区古生界地层中缺失了：奥陶系上统O3、志留系S、泥盆系D 、石炭系下统C1 ，石炭系中统本溪组C2b 与奥陶系中统O2f二者为平行不整合接触关系。本溪组C2b最底层沉积了“山西式铁矿”，往上依次为 G层铝土矿、铝土质页岩、砂岩、石灰岩和薄煤层。

2褐铁矿 ：褐铁矿的化学式近似表达为 Fe2O3·nH2O。褐铁矿○

并非一独立矿物种，它是一种细分散机械混合物。主要由纤铁矿(FeOOH)、水纤铁矿(FeOOH·nH 20)、针铁矿(FeOOH)，水针铁矿(FeOOH·nH2O)四种铁的氢氧化物和铝土矿、赤铁矿、高岭石、石英等杂质混合而成。常呈结核状、肾状、钟乳状、皮壳状、土

状、疏松多孔状等。褐至褐黄色，条痕黄褐色。摩氏硬度 1-4、相对密度变化较大。主要由风化作用形成。可用于铁矿石，亦可做染料。

3铝土矿 ：铝土矿的化学式近似表达为 Al2O3·nH2O。它并非○

一独立矿物种，也是一种细分散机械混合物。主要由一水硬铝石(AlOOH)、一水软铝石(AlOOH)，三水铝石(AlOH3 )四种铁的氢氧化物和褐铁矿、赤铁矿、高岭石、石英等杂质混合而成。形态多数为块状和土状，有时可见鲕状或豆状。颜色常见灰白色，也有褐红色等，条痕白色。硬度 1-3，光泽暗淡，相对密度

2.5~3.5g/cm3。是用于炼铝的最主要原料，制造人造刚玉、矾土水泥、耐火材料的原料其成因有两种：一是由胶体沉积而成，一是由富铝的火成岩在湿热气候条件下风化分解的残留产物。此处的铝土岩是在浅海带中因 Al2O3胶体被破坏之后沉积而成。

NO.5

点位 ：太原基准地震台

点性 ：地质作用

内容 ：地震作用

由于管理限制，我们没能进入地震台，老师和同学在地震台门口为我们系统的讲解了地震作用地震是构造运动的综合表现形式之一，它是岩石圈内积聚的能量骤然释放而引发的大地震颤。按其发生的原因可分为陷落地震、火山地震和构造地震三类。其中构造地震约占地震总数的 90％以上。世界上绝大多数地震，尤其是大地震都是构造运动引发的。构造地震具有活动频繁、影响范围广、破坏性大和延续时间较长等特点，是地震研究的主要对象。在地壳局部的快速颤动过程中的孕震、发震和余震的全部过程称为地震作用。地震，是地球上所有自然灾害中给人类社会造成损失最大的一种地质灾害。破坏性地震，往往在没有什么预兆的情况下突然来临，大地震撼、地裂房塌，甚至摧毁整座城市，并且在地震之后，火灾、水灾、瘟疫等严重次生灾害更是雪上加霜，给人类带来了极大的灾难。

2、 东山野外教学路线

时间：2015.6.25 天气：阴

行走路线：学校→杨家峪→东山煤矿→小窑头→大窑头→307 国道小花园休闲处→沿公路返回观察→返回

观测内容：陷落柱、褶皱构造、断层、化石等。

NO.1

点位 ：东山 307 国道小花园休闲处沿公路向下 200m 点性 ：构造点

内容 ：正断层

该断层出露在石炭系中统本溪组上段畔沟段中，断层面倾角

左右，比较陡立。断层两盘分别能看到三层黑色煤线。断层上盘相对下降，并可看到有牵引褶曲现象，断层下盘相对上升，断距约4.5m。

倾向33°42’ 倾角65.6° 走向299°47’

No2

点位：观测点1沿公路前行约300m处。

点性：沉积岩

内容：砂岩透镜体

NO.3

点位：No2向下50米

点性：陷落柱

内容：陷落柱一侧产状的变化形成宽缓背斜

此处有石炭系中统本溪组地层中有一层黑色煤线和上面的灰白色泥岩出露。这套地层明显向上弯曲形成一个宽缓的背斜构造。该背斜是由于前方的大型的150m的陷落柱向下塌陷，牵引岩层弯曲造成的。

NO.4

点位 ： №3 点向下 70m

点性 ：陷落柱

内容 ：陷落柱体及陷落柱内特征

NO.5

点位 ： №4 点向下 70m

点性 ：陷落柱

内容 ：陷落柱另一侧特征

此处可看到陷落柱与围岩的接触面特征。陷落柱塌陷角度达70，陷落柱体内为破碎的岩石碎块，大小不一，棱角明显，岩性围岩

的地层层序正常。在靠近陷落柱的附近，岩层产状明显变化。

NO.6

点位：307国道纪念碑平台上

点性：陷落柱、构造点

内容：第二个陷落柱及大窑头背斜

1.陷落柱

在平台对面的盘山公路剖面上能看到一个直径大约为60m的陷落柱，呈现上小下大的椎体。陷落柱两侧层序正常，陷落柱内岩性混杂，杂乱无章，沿途可看到该陷落柱另一侧的特征。

2.大窑头背斜

在西北公路剖面上可以看到出露地层为奥陶系石灰岩和石炭系中统本溪组地层，在剖面上，岩层为向上拱起的状态，背斜西翼较缓，东翼较陡，为不对称背斜

。

NO.7

点位：307 国道老路大窑头背斜核部

点性：构造点

内容：大窑头背斜核部特征，平行不整合面

这里可以看到大窑头背斜的核部，地层明显向上弯曲形成背斜。斜背最下部出露的地层为奥陶系中统的青灰色石灰岩，其上为石炭系中统本溪组褐红色、褐黄色山西式铁矿，再

向上为灰白色致密坚硬的G 层铝土矿，最上边为灰白色铝土质泥岩。

该背斜核部还可看到一个重要的地质现象，即平行不整合面

NO.8

点性：陷落柱

内容：陷落柱塌陷至地表形成漏斗形盆状凹陷

陷落柱出露地表后，常呈现盆状凹陷区。凹陷区岩层层序遭到破坏，而其周围岩层层序正常，岩层产状稍向凹陷中心倾斜。由于岩层松软极易塌陷，陷落柱体呈现上大下小的漏斗状，柱面与水平面夹角约在45度左右。

NO.9

点位：No.8点向下100m公路边

点性：构造点

内容：叠瓦状构造

该点明显可看到公路对面山坡上地层不连续，被两条逆断层切断，这种断层的组合形式叫做叠瓦状构造。

NO.10

点位：No.9向下200m公路边

点性：沉积岩构造

内容：结核

该点可看到在本溪组上部灰白色泥岩中发育有大量的菱铁矿结核。结核呈现红褐色，大小不等，最大者可达20cm。新鲜结核敲打破碎后，可看到新鲜面呈现灰黑色，是典型的菱铁矿结

核。属于原生结核。

NO.11

点位：俪通厂岔沟

点性：构造点

内容：断层

1.阶梯状构造

在沟口可观察到三条小断距正断层，断层面产状一致，断距分别在十余厘米到30cm。

2 .正断层

该点可观察到一大型正断层，断层上盘为石炭系本溪组底部地层，断层下盘为奥陶系峰峰组地层，断距估计在100 多m

。

NO.12

点位：石柱沟废弃耐火砖窑向上400m

点性：化石点

内容：海相化石

此处出露的地层为石炭系上统太原组C3t 毛儿沟段，包括石齐凹灰岩(相当于西山的斜道灰岩)、砂岩、页岩、煤层等，其中

石齐凹灰岩中含有种类众多的动物化石，动物化石主要有：腕足类、珊瑚类、类、苔藓虫、双壳类等。

（四）参观地球科学馆

太原理工大学地球科学馆始建于 2002 年 5 月，是为迎接太原理工大学百年校庆，地球科学与工 程系全体老师利用地质系原有地质标本，夜以继日，加班加点建设而成。地科馆位于太原理工大学 虎峪校区图书馆一层，面积 400 余 平方米。布设有地球形成与地质作用、地层古生物、矿物、岩石、矿产、地下水、地质灾害、南极等展区。是一个集科普、教学研究的综合性展馆。 太原理工大学地球科学馆里陈列的大量的动植物化石，动植物标本，以及丰富的矿物，岩石。除此之外还有我们地质年代发展史以及南极考察站和全国能源分布图等。最后老师还给我们放映了有关极地考察站的影片。

三、收获，体会感想，意见和建议

在实习期间，特别感谢樊老师和其他几位老师，不仅悉心讲解每一个问题，并且还一直提醒同学们认真听讲和在野外的安全问题，老师真的感谢你们，你们辛苦了。

经过两天的实习，通过老师的讲解，我觉得课本要和实践结合才会收获更多。在本次实习中也知道自己的不足，个人知识有限，对于地质问题的把握不全面，对课本的细节内容容易混淆。实习过程中我认真聆听老师的讲解，比开始对地质现象的了解更加深入，更加透彻。 通过这次的实习，我对自己的专业有了更为详尽而深刻的了解，也是对课本所学知识的巩固与运用。从这次实习中，

我体会到了实际的工作与书本上的知识是有一定距离的，并且需要进一步的再学习。也提高了我们的观察问题、分析问题和解决问题的能力，培养了我们吃苦耐劳，独立思考，认真负责，团结协作的精神。也希望以后会有更多野外实习的机会来充实自己。最后再次感谢几位老师在实习期间的悉心照顾！

张宗福 2015.6.27