南地区地质认识实习指导

第一章 实习区概况

实习区主要位于淮南市境内，恰好在我国南北地理、地质分界线上。其地质特征虽属华北类型，但又有其特殊地方。因煤炭资源丰富，更由于早期三胚层动物化石-“淮南虫”的发现而蜚声海内外，引起国内外地质界的重视。因而地质研究程度较高，资料也很丰富，为认识实习提供了良好的条件。
实习区地处北纬32゜40´，四季分明，年平均气温16℃，年平均降雨量为969毫米，属大陆温带半湿润季风气候区。
这里农业南北特色兼有，南稻北麦，东果西蔬，种类繁多，更有“八公山豆腐”为之一绝，人称“走千走万，不如淮河两岸”。工业以煤炭开采、电力、化工为主，是闻名中外的能源城市。
区内淮南铁路横贯市内，东接津浦，西连京广，北上京九，南下皖赣。水路、公路交通也很便利。
市内总面积2121平方公里，人口180万。淮河自西向东横贯市内。淮河以南为丘陵山区，八公、舜耕、上窑“三山鼎立”，海拔多在200米以下，最高峰为八公山区的白鹗山，海拔242米。淮河以北为黄淮海冲积平原，地势平坦，海拔20-40米。
从现在起，让我们以一个未来地质学家的眼光去观察和认识淮南这块美丽的山水，探索其中的地质奥秘。
第二章 野外矿物岩石的观察和认识
第一节 基本方法
了解地球的物质组成，是从认识矿物岩石开始的。
矿物岩石的野外识别能力，是地质工作者的一项基本功。
目前地球上已被发现的矿物总数已达3300余种，我们在课堂实验室内所见到的还不到1%，如此多的矿物如何才能辨认过来？其实与人类关系密切的仅200余种。其中长石、石英、橄榄石、辉石、角闪石、云母、粘土矿物、方解石等是常见的造岩矿物，它们占了地球上矿物总量的90%以上。其余如硫化物、氧化物、卤化物等一般少见，只是在一定区域、一定地质时代、富集到一定程度形成金属或非金属矿产。
在野外，矿物是组成岩石的基本单位。它们的分布并非杂乱无章，而与地球的演化密切相关。它们随着区域、地质时代的不同有规律地分布。在岩石圈范围内，岩浆岩、变质岩占总体积的95%，沉积岩仅占5%，主要分布于5km以上的范围内，但却涵盖了大陆面积的70%，海底几乎全部为沉积物覆盖。而沉积岩中，碎屑岩、碳酸岩盐、粘土岩共占总量的99%，其它可燃有机岩、硅质岩、铁质岩、铝质岩及盐类仅占很少比例。
淮南地区太古界为变质岩，从上元古界起主要为沉积岩。
了解了这些，在野外就可以心中有数了。运用学过的矿物岩石的知识和方法，在不断的实践中积累经验，就会认识越来越多的矿物和岩石，识别能力会愈来愈强。
在野外，除了掌握岩石的基本知识和识别方法外，还可借助一些简单的工具：如锤子、放大镜、小刀、5%的稀盐酸等。
观察时，首先要用地质锤敲开岩石的新鲜面再进行其它工作，否则其风化表面会使观察产生错误的认识。
用小刀可以区分硬度为6级上下的矿物，如方解石和石英。如遇石膏和滑石，指甲刻划即可识别。矿物之间相互刻划可判断他们相对硬度大小。
一般放大镜可将岩石中细小的矿物颗粒放大10倍，能够观察其成分、结构等。
用稀HcL可以区别方解石与其它矿物。
实地观察时，首先映入眼帘的是岩石的颜色。对岩石颜色的描述十分重要。一般地说，岩浆岩和变质岩的颜色往往与其暗色矿物（如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等，它们都是含有Fe2+的硅酸盐矿物）含量有关。含量愈高，颜色愈深。岩浆岩从超基性岩至酸性岩颜色逐渐变浅，就是暗色矿物含量渐少，而长石、石英等浅色矿物含量渐高的缘故。因此在观察岩浆岩、变质岩的过程中，对颜色的正确描述有助于岩石类型的识别。而沉积岩中，深色岩层系因其富含有机质所致，如淮南地区石炭、二叠系含煤岩层多为灰、深灰色。它们往往代表还原、湿润条件下的产物。而常见于岩浆岩、变质岩中的暗色矿物极易风化分解，难以出现在沉积岩中。红色沉积岩层多含有Fe3+，是氧化、干燥条件下的产物，如淮南地区上二叠统石千峯组的红色砂岩，这就可以解释为什么晚二叠世后淮南地区再也没有煤的形成。
接下来利用手中的工具观察岩石的矿物成分、结构、构造现象。沉积岩中，还要注意古
生物化石的观察。
野外岩石在纵向上、横向上会发生变化。观察时应注意上、下、左、右追索一下，观察它们的变化。这样才能全面认识岩石及其组合特征。
观察内容应分项逐条记录在笔记本上。

第二节 淮南地区的矿物与岩石

一、沉积岩的观察和认识
在野外，沉积岩一望无际的层状分布是最易辨认的。单个岩层厚度大小不一也是沉积岩应描述的特征：
巨厚层 >2m厚层 2-0.5m中层　　 0.5-0.1m薄层　　 0.1-0.01m页薄层　　 <0.01m 1. 碎屑岩的观察和认识
　　 开始之前，可找一些建筑用的沙粒,用放大镜观察。练习看看它们的矿物成分、大小、磨圆度、分选性等。
碎屑岩有两种结构组分，一是碎屑颗粒，主要为石英，其次为长石、白云石、岩屑等。二是胶结物或基质（图2-1）。未经胶结的碎屑称为“沙”。
打下一块新鲜标本，先观察碎屑，确定其成分、含量、分选性、磨圆度等， 再观察基质或胶结物的成分、含量、胶结方式。然后考虑命名。最后还要观察沉积构造、古生物情况。
碎屑岩命名采用成分+结构的原则。
碎屑中某矿物成分含量在50％以上，即可以其命名。但长石或岩屑若含量超过25% 即可命名为长石砂岩或岩屑砂岩。实际上它们非常少见，分布的最广的还是石英砂岩。为什么？同学们可独立思考这个问题。
碎屑粒度大小标准为：
　　　　　砾　　>2mm 粗砂　2-0.5mm 中砂　0.5-0.25mm 细砂　0.25-0.1mm　　　　　粉砂　0.1-0.01mm某一标准粒度的碎屑占50％以上即可以此命名。
例：淮南谢桥下二叠统下石盒子组7煤层底板砂岩描述
灰色，中厚层；
碎屑矿物成分主要为石英，含量75%以上，次要成分为长石、岩屑、炭屑等，共占15%；
粒屑大小在0.8-0.3mm之间，含量共占70%以上，主要为中粒碎屑；
碎屑多为次棱角-次圆状，分选中等；
胶结物主要为泥质，孔隙式胶结为主，次为接触式；基质含量少，主要为泥质、粉砂。
单斜层理发育，上部见波状层理。
向上为细砂、粉砂岩，粉砂岩中可见植物碎屑化石。
定名：中粒石英砂岩
在野外，碎屑岩常形成山脊或突兀地面，抗风化能力较强，表面无水溶蚀痕迹，除钙质胶结者外，滴酸无反应。更重要的是经常使用手中的放大镜，从结构的观察中很容易与其它岩类区别。
2.碳酸盐岩的观察和认识
碳酸盐岩主要为石灰岩、白云岩。在野外，用小刀和稀盐酸很容易认识和区别它们。
石灰岩主要矿物为方解石，但其结构组分也可分为两部分：泥晶基质与颗粒。特殊情况下还有生物形成的架状结构，如淮南地区的叠层石灰岩。碳酸盐岩中的颗粒不是岩石风化的产物，而是沉积过
程中由于机械的、化
学的或生物作用形成
的，如粒屑、鲕粒、生物屑、藻团等。颗粒含量50%以上者可定为颗粒石灰岩，如：竹叶状（砾石）石灰岩、鲕粒石灰岩、生物碎屑石灰岩。一般颗粒含量高，沉积时水体能量高。泥晶含
量50%以上者称泥晶 图2-2鲕粒石灰岩
石灰岩，反映较为平静的水体环境。
例：中寒武统张夏组鲕粒石灰岩的描述
灰色，厚层状；
主要矿物成分为方解石，滴稀盐酸剧烈起泡；
鲕粒结构。鲕粒圆球状，大小均匀，一般粒径1mm左右，含量60%；颗粒中含生物碎屑，主要为三叶虫，软体动物，约占10%；
亮晶方解石胶结，含量30%。水动力强，无泥晶基质。
定名：亮晶鲕粒石灰岩
白云岩由白云石组成，它们主要为白云石交代石灰岩而成，故多为晶粒结构，放大镜下能观察得很清楚。若沉积时交代，则形成于干燥气候下，与盐类共生，故少见生物化石。
碳酸盐岩易与水作用，表面溶蚀沟槽十分发育。特别是白云岩风化面上的“刀砍”状构造常是白云岩的重要识别标志，其成因系白云岩在构造作用下破裂，在地下水作用下沿裂隙沉淀方解石，表面上方解石较白云石易风化，形成“刀砍”状。
在地下，碳酸盐岩是重要的含水层。
3.粘土岩的观察和认识
粘土岩的矿物主要为高岭石、蒙脱石等。颗粒一般<0.001mm，电子显微镜下才能看到它们，故称泥质结构。其中层（页）理发育者称页岩，不发育时称泥岩，未固结者称粘土。
粘土岩在野外较易辨认，其岩性松软，易风化，常形成低洼地形而被掩盖。如罗山南侧洼地就是青白口系刘老碑组页岩风化侵蚀后形成的。
粘土岩由于含杂质不同呈黄、绿、灰、红等颜色，如煤系地层中页岩因富含碳质呈黑色，有时可称碳质泥（页）岩，上二叠统石千峯组页岩因含Fe3+呈紫红色。
二、变质岩的观察和认识
罗山以南山余家出露有上太古界的变质岩，岩性为角闪斜长片麻岩。暗色矿物为角闪石，含量40%，浅色矿物为斜长石，占60%。粒状变晶结构，片麻状构造。具一定程度混合岩化，脉体主要为长石和石英，晶体粗大，呈脉状、肠状分布（图2-3）。
其同位素年龄值为27亿年，形成于晚太古代，原岩系基性、中性火山岩、火山碎屑岩、沉积砂岩等经区域变质作用而成。其中发现有来自宇宙的尘粒，表明太古代地外星体的撞击在地球演化过程中曾起重大作用。长英质脉体的肠状曲折表明变质作用的同时经历了多期次的褶皱。太古代时，地壳厚度较现代薄，地壳变动、岩浆活动、变质作用强烈。直到太古代末，地壳活动减弱，华北地区才形成相对稳定的地核，逐渐形成稳定的华北陆块。
在野外，劈理、片理、片麻理发育的变质岩常被初学者误认为沉积岩。请注意以下区别：
1.前寒武纪特别是太古代、早元古代的岩石 图2-3混合岩化中肠状脉体
多已变质，时间愈早变质程度愈高。
2.用放大镜仔细观察其结构。变质岩为晶粒（即粒状、纤状、片状等变晶结构）与沉积岩的碎屑、生物等结构明显不同。
3.角闪石、辉石、黑云母等暗色矿物一般不会出现在沉积岩中。其在风化过程中易初分解，难以保存。山余家变质岩半风化层中，颜色变浅，结构疏松，就是角闪石先被风化的缘故。
第三节建筑石材的观察和认识

本节和下一节的目的主要是补充实习区岩石矿物类型的不足。如时间允许或雨天不能出野外均可进行这方面的工作。另外，也可以在学习者闲暇时不经意的学习和观察提供一点帮助，以丰富学习者矿物岩石学知识。
岩石由于坚硬、耐久，被广泛应用于建筑业。其中色泽艳丽者被做为装饰材料。它们经抛光加工后，其矿物形态、结构、构造更加典型、清晰，利于初学者的观察与学习。
三大岩类符合条件者均可作为装饰材料。
校内电气工程系楼外用装饰材料为灰色石灰岩，其白色花纹系岩石破裂后地下水的沉积作用所形成的方解石充填而成。方解石脉成网状、枝状或羽状，这在野外司空见惯，但加工后犹如李斯小篆拓帖，颇有情趣。内厅正面墙面为矽卡岩，系中酸性岩浆岩与碳酸盐岩接触交代形成的变质岩，绿色矿物为绿帘石，深绿色为绿泥石、透辉石，浅色者为硅灰石及少量石英等。天井内的假山为石墨石英片岩。
校门用料为白色大理石，底部为红色叠层石灰岩。叠层石原为圆柱状，石材切面与柱体垂直。
家属区综合楼内厅墙壁为大理岩，其黑色条纹系原灰岩泥质条带变质所致。厅柱为介壳石灰岩，几乎全部由瓣鰓类壳堆积而成。东门体育活动中心的外柱装饰材料系类石灰岩，浅黄色可能因为轻微大理岩化使灰色褪色所致。其含数量之多，个体之大，在国内甚至世界上都是罕见的。一般类个体多在2mm以下，而石材中的个体最大超过35mm。类是划分石炭二叠系地层的重要化石。因此，这种石料的科学价值要远远高于它的实用价值。
立交桥南侧路西金联城市信用社的外墙用料为片麻岩，台阶为花岗岩。片麻岩的片麻状构造和花岗岩的块状构造形成了鲜明对照。
花岗岩在装饰石材中用量最大，一是因暗色矿物（角闪石、黑云母）含量高低、长石种类变化、晶粒大小不同形成如白、灰、红、绿等多个花色品种，二是由于分布广，产量大，价格低廉。
辉石岩、辉长岩因其暗色矿物含量高显示庄重的黑色而被广泛利用。
其中最昂贵的装饰材料当属拉长岩，为基性岩浆岩一种。拉长岩由拉长石组成，系斜长石一种，为ca、Na长石的类质同像固溶体，因二者光性不同，反射时产生干涉呈现五彩缤纷的颜色，十分美丽。数千元一平方米的价格只能是银行、电信部门营业大厅中才能见到。

第三章 淮南地区的地层与古生物
第一节 地层

认识了岩石，还要研究岩石的形成时代和它们的先后顺序，这就是地层学。
地层工作的主要内容就是将野外的岩石（层）进行划分和对比，即根据其岩性、古生物、同位素年龄等确定其形成时代，并按原有的先后顺序，将岩层划分为不同的地层单位，如年代单位宇、界、系、统等，岩石地层单位群、组、段等。不同地区地层还要对比,确定它们时代是否相当。从而建立区域的地层系统。
地层学是地质科学的重要分支，地层工作是一切地质工作的基础。在研究地质历史、生物演化、构造、寻找矿产等方面有着重要的作用。淮南地区煤系地层隐伏于新生代松散层下，而淮南煤田却是从地面地层研究，特别是石炭系含地层的研究而发现的。
地层的野外观察包括：岩性、古生物、厚度、地层之间的接触关系等。
淮南地层与华北地区类似，但又有其特殊性，如猴家山组、凤台组、四顶山组、寿县组等都是淮南地区特有的。更因九里桥组中发现世界最早的后生动物化石而闻名于世。

第二节 古生物
一、隐生宙的生物
世界上最早的生物化石发现于32亿年前的岩层中，它们是一些原始的菌澡类，属于原核生物。
元古宙是真核生物的发展时期，主要是一些微观或宏观的低等藻类，较难形成化石，故很少能见到它们。叠层石是主要能直接观察它们存在的标志.，它们是某些藻类活动的遗迹，刘老碑组、九里桥组、四顶山组均可见到。
在距今7亿年时形成的九里桥组发现的蠕虫类乃是世界上最早的三胚层动物，它们的出现是动物演化史上的重要里程碑，内脏器官的出现与分化，躯体的分节与两侧对称，运动器官的出现，表明它们可能是现代动物的祖先。
二、早古生代的生物
最初的生命的出现距今已约40亿年，到蠕虫类的出现经历了三十多亿年的漫长时间，但在距今5亿7千万年的寒武纪初期，短短的时间内，几乎所有无脊椎门类动物都出现了，被称为“寒武纪生命大爆炸”，二十世纪最惊人的发现之一的我国云南澄江县“澄江动物群”就是这一壮观情景的真实写照。这对达尔文渐变式的生物进化理论是一个严重挑战。
淮南地区的寒武系各种海生无脊椎动物化石非常丰富，并形成生物碎屑灰岩，与前寒武系地层形成鲜明对照。最有特色的生物是三叶虫，是划分寒武系地层的重要依据。
三、晚古生代的生物
晚古生代是陆生生物大发展的时期。淮南地区当时处于滨海陆地环境、气候适宜，刚刚登陆不久的植物形成茂密的森林，为石炭二叠纪煤的形成提供了丰厚的物质基础。在煤系地层中，各种植物化石非常丰富（图3-3）。
科学家们发现，所见到的植物化石茎干都没有年轮，意味着它们是四季长青的热带植物，这表明包括淮南地区在内的整华北地区石炭二叠纪时应该是热带气候。古地磁测试数据表明当时华北地区的中心部位在赤道附近。现在淮南地区地处北纬33°附近，就是说，在3亿多年的时间里，淮南地区由南向北飘移了三千余公里。
众所周知，我国华北地区大型煤矿比比皆是，秦岭、淮河以南很少见到，这是因为石炭二叠纪时华南、华北不是同一板块，它们各有自己的演化历史。石炭二叠时华北为陆地，森林广布，因而含煤地层发育，煤层多，煤质好。华南地区则是一片汪洋，海生生物十分繁盛，沉积物多为海相石灰岩，仅短暂时间出现陆地，所形成的煤系地层煤层少且薄，煤质也差，难以进行大规模开采。只是到了三叠纪后，两板块才碰撞连接在一起，并形成了秦岭与大别山。
四、淮河象
淮南地区中生界地层不发育，难以领略中生代兴盛一时的恐龙时代的风光。然而淮北平原下的新生界地层中大量哺乳动物和被子植物化石的发现让人们意识到生物演化进入到新生代。特别是第四系地层中发现了很多象化石。被称为“淮河象”。现代的象生活于热带-亚热带的丛林和草原，这表明，淮河流域在过去一百多万年来曾经有过热带-亚热带气候，当时这里雨量充沛，森林、草原遍地分布，是各种哺乳动物生存的天堂。如今的淮北平原到处是人类活动的踪迹，森林、草原消失了，淮河象们早已不知去向。人类现在占据了大部分的生存空间，野生动植物的分布范围愈来愈狭小，这也许是历史发展的必然结果。但是由于过度开发，环境恶化，地球上每年有近千种的生物正在消失，这种灭绝速度超过了地质历史中任何一次生物大灭绝。生态系统的破坏导致地质灾害频频发生，已秧及人类本身。如此发展下去，后果将是灾难性的。保护环境，维护生物多样性，保持生态平衡，实际上就是保护 第四章地质作用的观察
第一节 风化作用
在罗山南侧山余家村北小山岗上，有一个完整的风化剖面（图4-1），自上而下：
A. 土壤层：灰褐色，植被茂盛，厚5-25cm。
B. 淋滤层：棕褐色，主要由粘土矿物组成；富含Fe3+，板结成块状，垂直
节理发育，厚10-50cm。
c. 半风化层：土黄色，暗色矿物已风化，岩石结构尚保存，但已疏松。
D. 基岩层：深灰色，为上太古界霍邱群角闪斜长片麻岩。
基岩由角闪石和斜长石组成，风化过程中在H2o、o2、co2等作用下，矿物被分解，k+、Na+、ca2+、mg2+等被淋滤，Al3+、Fe3+不活跃组分残留原地，分别形成粘土矿物和氧化物。如地处热带-亚热带雨林气
候带，粘土矿物、或 图4-1山余家风化剖面
铁的氧化物会进一步被水解，形成铝土矿、褐铁矿等矿产，是提炼铝、铁等金属的重要原料。淮南地处温带，这种情况较难出现。
沉积岩除了粘土岩，其它岩类都或多或少含有粘土矿物，它们风化后，也会残余大量的粘土矿物。八公山、舜耕山的岩石缝隙中、凹地里都可以见到它们。
风化作用可以形成许多有用矿产，但更重要的是它为人类提供了宝贵的土壤资源，形成人类赖以生存的耕地。但这是一个漫长的地质历程。1cm厚的粘土层的形成可能需要成千上万年，但一阵风，一场洪水就让它们消失。我国人均耕地面积仅是世界的1/4，人口增加、水土流失、荒漠化还在使它不断减少。究其原因，还是人类过度开发、生态环境日益恶化所致。保护环境，保护耕地，已是刻不容缓，否则，我们的子孙后代将何以为生？
地层中的古风化面常常当作不整合或假整合的标志，它们代表岩层由沉积转变为风化侵蚀的过程，造成了地层缺失和不连续，多被解释为地壳上升的结果。如淮南地区奥陶系马家沟组和上石炭统太原组之间的铝土岩和褐铁矿层，就是中奥陶世后华北地区整体上升，经历了志留纪、泥盆纪、早石炭世的长期侵蚀风化的产物，直到晚石炭世才开始接受沉积，形成石炭二叠系含煤地层。山余家霍邱群与上覆上元古界八公山组之间的不整合面上也有含铁的古风化面。

第二节 淮河的地质作用
河流地质作用是陆地上最重要的地质作用之一，通过其侵蚀、搬运和沉积作用不断改造地表形态，形成各种矿产，孕育着人类文明。
淮河发源于河南省桐柏山的白山头，目前已无法记录它的原始长度。一一九四年南宋时期，黄河在河南省原阳县决口，汹涌的洪水携带数以万亿吨的泥沙冲入淮河流域，淮河自江苏江阴以下的河道被淤平，从此淮河失去了入海通道，成了名副其实的“断头河”，只得借助洪泽湖汇入长江。演绎了一幕惨烈的“黄河夺淮”的历史。于是每每洪水肆虐，危害两岸百姓，成了有名的害河。解放后，人工开挖了苏北灌溉总渠，引淮入海，淮河才重新有了自己的入海通道。
淮河自西向东流经淮南市区。在西部凤台县城附近由于受到八公山的阻挡，迂回绕行形成“几”字型（

绕行中河曲发育，河道狭窄，水深流急，河流以侵蚀作用为主。在茅仙洞附近，位于河流凹岸的八公山由于快速的侧蚀作用形成了悬崖峭壁。绕过八公山，河流进入淮北平原，这里地势平坦，河道变宽，河水流速减缓，泥沙携带能力降低，沉积作用增强，特别是流经八公山侵蚀、搬运的大量泥沙在此淤积，逐渐形成河心滩，导致河流分叉，形成所谓的“二道河”。河流淤积的土地肥沃，适合农作物生长，因而建立了“二道河”农场，每年向国家提供了大量商品粮。
茅仙洞风光绮丽，令人心旷神怡，被道家奉为“清虚仙境”。西汉时茅氏三兄弟在此建观修道，以后是否成仙不得而知。有一点是真实的，是淮河的地质作用造就了这如画的风景。随着侵蚀作用的继续，河道会逐渐北移，茅仙洞会慢慢消失，，如此发展下去，也许几万年、几十万年以后，茅仙洞与二道河之间的山体会被侵蚀殆尽，夷为平地，或者形成一个“牛轭湖”，而河道则会“去弯取直”，河水在茅仙洞的位置向东北在八公山镇附近流向二道河。（如图4-3），那时，八公山的大部分将不复存在。
河流既是如画山水的“雕塑师”，又是移山填海的“大力士”。
淮河河床内沉积物主要是沙，主要由石英碎屑组成，其次为长石、白云母、岩屑、生物介壳碎片等。分选较好，磨圆程度较高，大小一般在0.2-0.05mm左右，多为细砂。河漫滩主要为粉砂和粘土。
地史中的河流沉积由河床沉积及河漫滩沉积组成，碎屑沉积物自下而上由粗变细，形成完整的沉积系列。在河湖密布或河流入海处，河流淤积形成大量肥沃的土地，森林植被茂盛，是煤形成的有利场所。
第三节 地下水的地质作用

地下水是重要的淡水资源，也是陆地上重要的地质营力，不断改变地表形态。其形成的岩溶洞穴、石林等亦是重要的旅游资源。但地下水的地质作用也会造成各种地质灾害，如过度抽取地下水引起的地面沉降、岩溶陷落、滑坡、泥石流等。八十年代以来黄淮地区普遍发生的煤矿井筒破裂也和地下水有关，它们都会造成重大经济损失。
一、.韭山洞
韭山洞位于淮南市东南凤阳县宋集乡境内韭菜山。区内出露下寒武统地层，为一单斜构造，岩层产状一般为180°∠20°。其原为隐于淮北平原下淮南复向斜北翼东延部分。因受北北东向武店正断层的影响，西部上盘下降，隐于淮北平原新生代松散层下，东部下盘上升得以出露。据测算，此断层垂直落差在1500米以上。
岩溶发生于毛庄组，灰岩与页岩互层，节理密集，为地下水活动提供了便利条件。
溶洞全长近1500米，初始时岩溶顺着石灰岩层发育，随着溶洞扩大，下伏页岩层亦被冲蚀，上覆岩层发生重力垮塌，导致溶洞规模进一步扩大，形成“囊括五岳”、“峡谷幽深”等壮丽景观。洞穴延伸受岩层和节理控制，高低起伏，蜿蜒曲折，瞬息万变，犹如一个巨大的迷宫。地下水的沉积作用形成的石钟乳、石笋、石帘、石幔更因其奇特造型引出许多美丽的神话与传说，让人浮想联 进入洞中，远离尘世的喧嚣，犹如到了梦幻般的人间仙境，让人真切体验到融入大自然的美好感受。将来，当我们享受富裕的物质生活的同时，应该有一个怎样的生存环境？这也许是一个有益的启示。
地下水的地质作用会继续，溶洞会不断扩大，最后导致地面塌陷，溶洞消失。但新一轮的侵蚀又会开始，形成新洞穴。只要其它条件不变，这个过程就会永远进行下去，直到有一天将山体夷平。
溶洞是人类最早的“家”，许多古人类化石就是在洞穴堆积中发现的。淮南地区山区多为碳酸盐岩，岩溶发育，如上窑东洞山的溶洞，舜耕山洞山的溶洞规模都不小。这里紧靠淮河，有充足的水源，应是古人类繁衍生息的理想地方。中国古人类学者曾将其列为古人类化石发掘的重点地区，但无所获，这些珍贵的地质遗产常常是“可遇不可求“的。
二、八公山庙山洼的石芽
石芽发育于寒武系底部凤台组石灰质砾岩中。岩石砾石成分主要为白云岩、石灰岩等。与下伏四顶山组岩性相同。砾屑大小不一，棱角状，无分选、无磨圆，方解石胶结。其成因尚有争论：有人认为是冰川成因，亦有人认为构造崩塌作用所致。
该处位于四顶山北坡低洼处，流水集中，沿岩层中纵横交错的裂隙不断溶蚀，形成溶蚀沟槽。天长日久，沟、槽宽度、深度逐渐增加，形成石芽地貌。而石林则多是因为原有溶洞坍塌陆续被水冲蚀所致，规模也较此大得多。

第四节 构造作用的观察和认识
岩层在构造作用下会发生变形，形成断层或褶曲，原来水平的岩层产状会出现不同的变化。小的构造现象能够在野外直接观察，但区域的、大范围的构造的观察比较困难。
结合实习区的情况，在野外可以从以下几种情况进行观察：
1. 熟悉地层，利用地层的重复、缺失、走向上是否连续进行判断。
2.地层产状的变化及矿井分布的变化进行分析。例如舜耕山岩层走向近东西，岩层倒转或直立，而八公山岩层走向北西-南东，倾角一般∠30°，更无倒转，表现很大差异。显然二者之间岩层发生变形。
煤矿矿井的分布与煤系地层的走向有关，例如舜耕山北九龙岗、大通、洞山等矿井东西向，八公山麓李郢孜、谢家集、新庄孜、孔集等北西-南东向，淮北平原上的潘集诸矿井又是东西向分布。了解以上这些，有助于认识实习区的构造特征。
一、“飞”来之峰舜耕山 舜耕山东起九龙岗，西至罗山，东西走向，全长约18公里。传说舜帝曾在此山下教民习耕，故名舜耕山。
以泉山为界，舜耕山分东西两部分。以东山体由寒武、奥陶系组成，其北侧曾有九龙岗、大通及洞山煤矿（现均已关闭）。西侧出露上元古界及太古界地层，北侧并无煤矿。
值得思考的是，东部按正常地层层序。舜耕山以北理应是煤系地层广泛分布的地区，洞山市委、工业学院等原本应是矿区所在，可现在并非如此。洞山煤矿见到的仅是煤系地层一部分，200米以下却是产状平缓的三叠系红色砂岩。为什么？答案就在西部罗山的观察中。
罗山北坡山脚下见上二叠统石千峰组红色砂岩。拾级而上山坡上却是上元古界震旦系四顶山组直接与之接触，按正常地层层序，其间缺失含煤的石炭二叠系、奥陶系及寒武系，应视为断层存在。
在罗山南山余家村后小山岗青白口系八公山组砂岩上沿走向向西望去，舜耕山消失了，西边李郢孜却是大小煤矿林立。该地区出露有正是罗山缺失的奥陶系及煤系地层。站在奥陶系灰岩上向东望去，舜耕山犹如一个飞来之峰座落在煤系地层之上。罗山南侧的钻探证实。在太古界片麻岩下存在煤系地层。
种种迹象表明，该断层为一逆掩断层，称舜耕山断层（如图4-6）。舜耕山为断层上盘，是一个由南向北外来的推覆块体，它由两个不同的块体组成，泉山以东为寒武、奥陶系，包括部分石炭、二叠系，故建立了煤矿，但由于断层所限，煤储量小，早已采完闭井。以西为太古界和上元古界，但罗山以西断层上盘被侵蚀殆尽，下盘煤系地层出露，形成煤矿矿区。据测算，在罗山一带舜耕山山体由南向北的推覆距离应在5000米以上。 在李郢孜赖山，可以见到硅质胶结的马家沟组灰岩角砾，它是舜耕山逆掩断层存在的又一标志。
二、亦逆亦正八公山 八公山组自东南向西北，出露太古界、上元古界、寒武系、奥陶系，地层特征与舜耕山地区相同，但岩层产状有很大差别，它们是什么关系？在寿县八公山南侧珍珠泉附近见有断层，东西走向，断层南上盘为太古界片麻岩，北为下盘寒武系。此为舜耕山断层西延，表明八公山和舜耕山的山体分属舜耕山逆掩断层的下盘和上盘。在野外，泉也常常是判断断层存在的标志之一。
一个有趣的现象是：八公山和舜耕山的地理分布组成一个犹如正在飞翔的大雁。无独有偶，与舜耕山一样，八公山亦是“飞”来的外来无根块体。所不同的是山王集南的八公山体还因正断层的原因再次位移才到现在的位置。
站在老鹰山向北望去，八公山东北麓北西向分布的矿井在淮河以北不再出现，八公山山体也在淮河边消失。经钻探和物探证实：八公山下20xx米处存在一逆掩断层，断面向北抬起，于淮河北侧出露于100米下新生界松散层下的基岩中，这就是八公山消失的原因。断层走向近东西，与淮河流向大致相同，此断层称阜凤断层。八公山体处于上盘，向北推覆
断层在深部与舜耕山逆断层汇合，形成“叠瓦”状推覆构造。实际上八公山和舜耕山也是同一巨大推覆构造中的不同块体。
在朱家洼看了徐庄组砂岩层面构造，向北、向西望去，一片东西向开阔的谷地将八公山分成两部分。在朱家洼东北约1.5公里的山王镇附近黄豆山公路剖面，砂岩层面波痕、虫迹历历在目，显然是徐庄组再现，地层发生了重复，山金家煤系地层也与孔集附近煤系重复。地层重复是判定断层的重要标志之一，徐庄组重复原因是山王集正断层的存在。断层西从山金家沿山间谷地向东经山王集与阜凤断层相交（图4-5），断面南倾，南面八公山主体部分为上盘，在下降过程中南移。断层水平断距约1500米。
早期，八公山受逆掩断层影响向北推覆，后期受正断层作用，山金家至山王集以南山体向南滑移。一逆一正，形成今天的八公山山体态势。
三、块体运动上窑山 上窑山位于淮南市东部边缘，与西部八公舜耕二山无构造上的直接联系，但也同样是外来块体，只不过非地壳运动所致，而是重力滑覆即块体运动作用的结果。
上窑山主体由上元古界和下寒武统岩层组成，形成一北西西軸向的宽缓向斜。西南边缘有残缺不全的寒武系及煤系地层，受强烈挤压而破碎或揉皱变形。深部为一勺状断层，主断面倾向南偏西。整个上窑山体处于断层上盘。
按断层面倾向，上窑山应来自北北东方向，但现在看到上窑山以北是一望无际的平原，它究竟是从哪里来的？
上窑山以北的构造单元称“蚌埠隆起”，与舜耕、阜凤逆掩断层同形成于印支运动，由地壳强烈上升、隆起而形成。现在蚌埠附近仍能发现它的踪迹，山上出露上太古界五河群和下太古界凤阳群，皆为片麻岩、片岩之类的变质岩。其之上的上元古界、下元古界和煤系地层均遭剥蚀。中生代时，上窑地区虽然地势也较高，但相对于蚌埠隆起，仍有20xx米以上的落差，岩层在重力作用下便向南发生块体滑移。但由于后期构造活动和侵蚀作用，原来高山被侵蚀殆尽或隐于新生界之下，而上窑山有幸得以保存直至今天。实际上它是北部蚌埠隆起的一 重力断层特征是其后部表现为正断层性质，当滑体至地面处受地面阻挡和反作用，其前部又表现出向上逆冲的特征，并刮带下伏岩层形成前缘逆冲叠片。这些特征常将重力断层误认为逆冲断层，冲叠片的出露认为是“构造窗”。上窑块体前缘二叠系含煤地层并非“逆冲断层下盘”。否则上窑应具备建立大型矿井的资源条件。钻探资料证明，上窑地区下盘煤系地层中可采煤层位于地下1000米以下，开采技术条件要求高，目前还难以达到。
四、平原之下是煤海
淮河以北是一望无际的平原。但它不是河流侵蚀作用后期准平原化的产物，而是河流冲积平原，系黄淮冲积平原的一部分。
平原新生界松散层之下，埋藏着石炭二叠系含煤地层，煤层多且厚、煤质好，储量大，且构造简单，埋藏浅，适于建设大型矿井，现在有潘集、谢桥、张集等特大型矿井建成投产。
石炭二叠纪时，整个华北地区森林密布，地势平坦，河流纵横，在地壳缓慢沉降过程中，沉积了近千米厚的含煤地层。晚二叠世晚期，气候变得干燥，沉积了红色碎屑岩，不再含煤。早三叠世末期，由于华北板块与华南板块对接和碰撞，本区受南北向构造应力作用，地壳发生褶皱和上升，阜凤、舜耕山逆掩断层也伴随而生，这就是“印支运动”。地形变得高低不平，剥蚀作用强烈，处于较高部位如蚌埠隆起上的煤系地层被剥蚀殆尽。新生代本区重新下沉，接受沉积，那些未被剥蚀的煤系地层有幸得以保存，形成今天的地 第五章 资源地质与环境地质

人类未来的发展，将遇到人口、资源和环境的严重挑战。长期以来对地球的过度开发和索取，造成了今天的资源短缺、环境恶化。地质工作者的任务，已不是仅仅努力寻找新的资源，还要研究如何合理开发利用资源，保护环境及防止地质灾害，保证社会的可持续发展。建立资源与环境的忧患意识，也是新世纪的科技工作者应具备的素质。

第一节 资源地质
一、矿产资源 淮南以盛产煤炭闻名中外，是我国重要的煤炭工业基地。现已探明可采储量153亿吨，远景储量444亿吨。按现在的年产20xx万吨的开采速度、回采率40%计算，尚可开采几百年。
含煤地层主要为二叠系下统的山西组，下石盒子组及上统的上石盒子组，含煤38层，可采18层，总厚30余米，其中单层煤厚可达10米。煤质优良，多属煤烟中的气煤、焦煤，是工业炼焦和动力用的优良煤种。
此外，煤层中还蕴藏着丰富的煤层气，即常引发煤矿灾难的“瓦斯”，其主要成分为cH4。据测算，淮南地区20xx米深度以内的煤层气储量约为4000亿立方米。
煤层气是一种清洁能源，合理开发利用既有利于保护环境，又可充分利用有限的地下资源，减少煤矿开采过程中因瓦斯爆炸造成的人员、经济损失。
淮南地区寒武系地层中含丰富的石灰岩矿产，广泛应用于建材、冶金、化工等行业。多出露于舜耕山、八公山、上窑山，储量400亿吨。
其它尚有石炭二叠系的粘土矿、寒武系底部的磷矿、震旦系的白云石矿等。
不难看出，淮南地区的矿产都是沉积成因的。它们都是不可再生的宝贵的地质遗产。
二、水资源 我国是一个淡水资源贫乏的国家，人均淡水资源量仅是世界人均水平的1/4，特别是首都北京，人均淡水资源量仅为世界水平的1/32。我国每年因缺水造成的经济损失高达2300亿元，相当于我国西北五省区1996年财政总收入的10倍。淮南地区由于其特殊地理环境，水资源尚不缺乏，但前景并不乐观。
1.地面水资源：
淮南市年降水量为969毫米，蒸发量却有1600毫米，由于地面水体发育，气候尚不显干旱。
地面水体除淮河外，境内尚有茨淮新河、黑河、泥河、窑河等支流流入淮河，还有华家湖、焦岗湖、瓦埠湖、高塘湖等沿淮分布，此外还有泉山、老龙眼、丁山等小型水库。水体总面积为180平方公里，占全市面积的8.5%，淡水总储量为5.5亿立方米。是市区工业和生活用水的主要来源。
2.地下水资源淮南地区的地下水大致分为三种类型：一是淮河以北平原新生界松散层内的承压水和潜水，分储于三个沙质含水层（组）中。它们水源充足、水质好，易于开采，宜作生产或生活用水，在远离地表水体的地方成为重要的水源，储量约为37亿立方米。二是矿井内排出的石灰岩内、砂岩裂隙中的地下水，它们因水质差不能利用，而且还有污染作用。三是山区石灰岩中的潜水，受断层控制，常形成泉，人们在此修堤筑堰，兴建水库以拦蓄利用，它们在农业生产中也发挥着重要作用。
淮河及其它地表水体是淮南市主要水源，地下水利用不到1％。随着淮河流域人口逐年增加，经济发展，用水量激增，加上干旱，淮南段淮河水流量逐年减少，有时出现断流。淮河又是我国污染最严重的河流之一，虽经治理，形势依然严峻。水的供需矛盾日益突出。如不认真对待，向淮南这样淡水资源相对丰富的地方出现水荒仅是指日可待。
三、土地资源淮南市面积2121平方公里，其中丘陵山地300平方公里，水域约180平方公里，耕地150万亩，人均耕地仅0.8亩。
淮南市是一个典型的矿区城市，七十年代以来，随着新矿区的拓展，城区面积的扩大，耕地面积不断减少，还因采矿引起的地面塌陷、煤矸石压占、及各种经济用地，已损失耕地20余万亩。反之人口增加了70％，人均耕地由原来的1.5亩减至今天的0.8亩，近年来这种减少还有不断加剧的趋势。
土地是不可再生的资源，耕地更是人类赖以生存的基础。保护耕地，合理开发利用土地，是维护人类生存的基本条件的迫切任务。

第二节 环境地质

淮南市是一个以煤炭、电力、化工为主的工业城市。在创造了巨大经济效益的同时，也带来了自然景观遭到破坏、环境污染、地质灾害频繁发生的负面效应，造成了巨大的经济损失，制约了经济发展和人们生活水平的提高，付出了沉重的代价。淮南东部九龙岗、大通的兴衰过程正是这一情况的真实写照。
二十世纪六十年代前，九龙岗、大通的煤炭工业及其相关产业比较发达，是淮南市经济比较繁荣的地区。六十年代后，煤炭资源枯竭，矿井先后关闭，原来靠开发资源形成的一时的繁荣成了昔日黄花，经济上一落千丈。矿区大面积塌陷，土地无法开发利用，经济调整和发展失去重要的支撑点。原有的交通、建筑遭到严重破坏。更由于自然景观破坏，生态环境恶化。显示了一片荒凉和破败，与繁荣的西部地区形成鲜明对照。这里的居民生活水平相对较低，居住条件较差，许多人家仍住在五十年代初期建造的低矮平房内，甚至三、四十年代日本人建造的平房内。
九龙岗至淮南站铁路原为直线，全长8公里，因其位于塌陷区之上影响行车安全，为此国家不得不拨巨资重修一条12公里向北绕行的新铁路，不仅浪费了大量资金，还侵占了大量土地。
地面塌陷是地下采矿区域最常见的地质灾害。目前淮南矿区的地面塌陷已达10余万亩，其中70％为耕地。塌陷区内地下岩土结构、地下水和地表水的径流系统被破坏，地表起伏不平，雨天积水，晴天扬灰，难以开发利用，多成为废弃土地。单靠自然界的自我调节能力的恢复将是一个长期的地质历程。我国东部地区人多地少，许多地方已是寸土寸金。那些因塌陷废弃的土地不能开发利用，其潜在的经济损失是难以估量的。
事实证明，靠开发资源发展经济的模式并非致富之路，不合理开发不能带来富裕，环境恶化却会导致贫穷。
在淮南矿区，每个矿区都有一个数以亿吨计的矸石山，它们不仅占大量土地，还是环境的主要污染源。淮南地区虽远离沙漠，时不时也会发生飞沙扬尘的天气，尘源就是矸石山。在风化作用下，会释放大量有害气体，如So2、H2S、co2等污染空气。雨天，流经矸石山的水渗入地下，污染土地和地下水，这些无疑对工农业生产、人民健康会产生危害。 第六章 路线地质

路线一 洞山实习内容：
1． 观察洞山地区的岩石、地层和古生物，了解其沉积环境；
2． 练习罗盘的使用，测量岩层产状；
3． 了解洞山地区的构造特征。
思考问题：
1． 洞山地区主要岩石类型有哪些？它们形成于什么时代？生成于什么环境？对照今天
洞山地区的地理环境，你有什么认识？
2． 洞山地区的地层层序和岩层产状，反映什么样的构造现象？
3． 根据淮南地区的区域地层情况，奥陶系之上发育什么地层？洞山北侧理应出现什么
情况？现在又是什么情况？这正常吗？
4． 熟悉地理坐标系并换算下列方位角和象限方位角，分别作图表示之。
⑴30° N30°E
⑵E45°S
⑶N30°w⑷174°
⑸90°
⑹S20°w

路线二 罗山实习内容：
1． 观察舜耕山断层；
2． 了解组成罗山山体的岩石和地层；
3． 观察“淮南虫”的产出层位，认识叠层石，了解寒武纪前的生物特征；
4． 观察太古界和上元古界之间的不整合；
5． 认识岩石风化剖面，了解土壤的形成。
思考问题：
1． 判断舜耕山断层的依据是什么？
2． 舜耕山为什么在罗山消失？它和西部李郢孜煤系地层有什么关系？
3． 土壤是怎样形成的？如何理解保护耕地的重要性？
4． 结合所看到的风化剖面，如何解释太古界和上元古界之间的不整合？
5． 根据洞山地区和本区的考察，寒武纪前后生物界有什么变化？

路线三 李郢孜
实习内容：
1． 观察舜耕山逆掩断层的下盘及赖山断层角砾岩；
2． 认识淮南地区的主要矿产资源；
3． 在矸石山认识含煤地层的岩性特征；寻找化石；
4． 了解矿区环境。
思考问题：
1． 当你站在李二矿南奥陶系马家沟组的灰岩上沿走向向东再看舜耕山，会得出什么结
论？
2． 煤的形成和什么有关？寒武纪、奥陶纪会有煤形成吗？为什么？
3． 如何理解淮南地区石炭二叠纪的植物是热带植物？为什么淮河以南地区很少见到大
煤田？
4． 测量石炭系太原组和奥陶系的产状后，它们是什么接触关系？如何解释这段地质历
史？
5． 根据自己的观察，矿区环境的主要问题有哪几方面？

路线四 八公山老鹰山-庙山洼-朱家洼-黄豆山-凤台大桥-茅仙洞-珍珠泉
实习内容：
1． 练习使用地形图；
2． 认识八公山区地层，不同类型的碳酸盐岩，寻找化石；
3． 测量岩层产状，并与洞山、罗山地区比较；
4． 观察阜凤逆掩断层和山王集正断层，及其在八公山山体形态形成中的作用；
5． 观察庙山洼的石芽地貌；
6． 观察淮河的地质作用；
7． 珍珠泉再观察舜耕山逆掩断层，分析八公山及舜耕山在构造上的关系。
思考问题：
1． 八公山地区岩层产状与舜耕山是否相同？结合八公山在淮河边上消失，探讨八公山的构造特征；
2． 山王集断层存在的依据是什么？它在地貌上有何反映？
3． 简要阐明茅仙洞和二道河处淮河的地质作用特征及二者之间河流流向和地貌未来的
变化趋势。

路线五 上窑
实习内容：
1． 观察上窑地区地层；
2． 了解上窑山的地质构造。
思考问题：
1． 上窑山主要由什么地层组成，与上述什么地区相似？
2． 上窑山主要构造特征是什么？

路线六 韭山洞
实习内容：
了解地下水的地质作用及其产物。
思考问题：
1． 韭山洞地区地层出露有哪些？产状如何？
2． 简述溶洞形成过程。

路线七 大通-九龙岗
实习内容：
了解和观察两地区由于采矿引发的地质灾害及其严重后果。
思考问题：
1． 上述两地区地质灾害主要表现在什么地方？后果怎样？
2． 现代地质工作者的主要任务有哪些？
3． 就自己的观察和认识，谈谈保护环境的重要性。

上述路线和实习内容可根据实习时间、天气等情况进行调整或取舍，灵活安排。

第八章 实习报告的编写

实习最后，每个人应提交一份实习报告，将本次实习情况及本人在实习中的收获全面、准确地用文字表述出来。实习报告的编写方式、内容如下：
一、实习概况
内容包括：
实习时间、参加人员及组织情况；
实习目的、实习主要过程和实习内容；
实习区及地质、地理概况。
二、实习报告正文部分
在野外记录了大量的各种地质资料，系统整理后，可分为下列专题：
岩石矿物的野外识别；
淮南地层和古生物；
各种地质作用；
资源地质；
环境地质。
每个专题中又有不同类型的内容。编写过程中可在以上专题中任选一项内容，但在“地质作用”专题中，构造方面的内容是不可少的。编写过程中，应有现象描述、成因分析、变化规律等。
三、实习后的感想
可以谈谈实习的收获、自己的感想、存在的问题，或者对某野外实习中观察到的地质内容例如资源、环境等谈谈自己的看法。也可以对实习中存在的问题提出自己的意见。
实习报告要求立意明确，资料详实，思路清晰，文理通顺，自己认为有必要时也可附些图件说明问题。编写实习报告是每一个人的综合能力、分析能力和文字表达能力的具体表现，而这些能力是地质学科的学习中必不可少的。每个同学都应认真对待。
编写报告材料来源主要来自野外记录，可以参考有关的教材和书籍，可以互相讨论，但不能相互抄袭。报告字数不少于4000字。

本次实习成绩的评定主要根据每个人三方面的表现：
1． 野外实习中的表现；
2． 野外原始记录；
3． 实习报告。

实习结束后，每个人应提交的作业是：野外记录本和实习报告。