煤矿地质学认识实习报告

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煤矿地质学认识实习报告

一、实习目的

煤矿地质学认识实习报告

地质学野外实习是地质学课堂教学之后的重要实践环节。它的任务是使学生巩固、消化已学的理论知识，初步学习野外工作方法，进行野外基本技能的训练，培养观察地质现象的能力，为后继专业课打下一下的基础。

二、实习内容

一)、路线地质教学阶段：从单一的地层、岩石、构造教学路线入手，重点培养学生识别和分析地质现象的能力，并进行野外工作方法的基本训练，

1. 学会地质野外记录。

2. 进一步熟练掌握罗盘的使用方法。

3. 观察、识别各种基本地质现象，掌握其记录描述方法：

(1)岩矿的野外命名及描述，标本的采集，岩性变化的观察与记录。野外实习中认识实习地区常见岩石，主要为沉积岩，少量火成岩。了解岩石的岩性包括矿物成分、结构、构造及了解矿物的集合体。

(2)地层的观察：野外实习中熟悉实习地区各不同地质时代的地层，包括群与组，弄清岩层产状，地层之间接触关系。

(3)古生物化石的采集、编录及初步鉴定，在地层中产出特点的观察与记录。

(4)褶皱、断裂等各种基本构造现象的识别与确定，构造在空间的变化及其特征的观察和描述。

二)、编写地质调查报告：按以下几方面完成地质调查报告编写任务：以前言、地层、构造、侵入岩、矿产资源、地质发展史、结束语等。

三、实习区概况

1、大同煤田位置

大同煤田位于山西省北部，在大同市西南约20km,地理座标为东经112°30′-113°15′,北纬39°35′-40°12′,跨越大同、左云、右玉、怀仁、山阴五个县市.形状近似椭圆。长轴方向为NE-SW(北东-南西)，总面积为1827km2。聚煤盆地整体呈似长方形，四周群山包围，西面有西石山脉，南面有海拔1976米的洪涛山，东南为海拔1714米的口泉山，东北部以青磁窑断层为界。

大同煤田含有C-P煤系及J煤系。其中C-P煤系面积为1739km2，J系面积为772km2，两煤系重叠面积为684km2，为双系煤田。

2、大同煤田交通

大同市地处山西、陕西、内蒙三省交汇处，交通十分便利，因而大同矿区内的煤炭资源运输能力也大大提高。北面的京包与北同蒲铁路都通过大同市，大秦线、北同蒲电气化铁路和京大、大运高速公路都已建成通车运行。区内还有大同至王村铁路专线，另外公路纵横交贯，运输方便。(如图2-1)

图2-1大同聚煤盆地交通位置图

3、自然地理

大同市位于山西省北部，地处黄土高原东北边缘。北以外长城为界，与内蒙古自治区相邻,西、南与本省朔州市、忻州地区相连，东与河北省相接。本矿区属黄土高原平缓丘陵区，大面积被第四系黄土覆盖，地势较为平坦，平均海拔1056米,黄土冲沟发育，呈树枝状展布。

大同处温带大陆性季风气候区，受季风影响，四季分明，春季干旱，风沙大，气候干燥，风沙严重。冬季漫长而寒冷，夏季炎热，昼夜温差大，年平均气温3.6-7.5℃，极端最高气温为37℃，极端最低气温为-26℃。日温差一般在20℃左右,最冷月为1月份，平均气温是-11.3℃。

降水量主要集中在7—9月间，占全年降水量的60%-70%。年最大降水量为520mm，年最小降水量为138mm，年平均降水量为400mm左右。

大同市是全国著名的煤炭生产基地，有悠久的煤炭开采历史，被誉为“煤都”，采矿业极为发达，工业基础雄厚，有全国著名的大同煤矿集团公司，生产规模大，装备水平高，开采技术先进，随着近年来各种技术交流活动的增多，有力地带动了地方煤炭工业的迅速发展，提高了地方煤矿的技术水平。大同旅游业也较为发达，有闻名中外的世界文化遗产云冈石窟、华严寺、九龙壁等国家重点文物保护单位。纵观大同地区的经济是以能源、重化工等产业为主。

三、实习区内地层

本区地层属华北型，除较普遍缺失中上奥陶统至下石炭统，三叠统，就华北型地层而言，该区地层出露较全。各单位地层划分标志清楚，地层特征具一定代表性，全区范围内所出露的地层有太古界的阜平群，下古生界的寒武系，下奥陶统、古生界的上石炭统至二叠系，中生界的侏罗系，白垩系，新生界的第四系。

本区地层，自下至上简述如下：

1、太古界阜平群(自己写符号)：岩性为肉红色，浅灰色花岗片麻岩，含有伟晶岩脉侵入体，厚度巨大，达数千米。

2、古生界：

(1)寒武系下统馒头毛庄组( )：

岩性为砖红色、紫红色页岩和灰紫色白云质泥质灰岩互层为主，页理发育，页理面上具有石盐假晶，本组底部为一层含砾的钙质砂岩，平均厚53m，与下伏太古界阜平群为角度不整合接触。

(2)寒武系中统徐庄组( )：

底部为一层4-6cm的角砾状白云质灰岩，往上是猪肝色、紫红色页岩，夹灰绿色页岩及薄层泥灰岩，页理上具有石岩假晶，本组上部为灰色结晶灰岩夹薄层鲕状灰岩，厚79m，与下伏馒头毛庄组为整合接触。

(3) 寒武系中统张夏组( )：

下部为灰色中到厚层状鲕状灰岩，中部和上部也以鲕状灰岩为主，中夹厚层泥质条带灰岩和生物碎屑灰岩，厚179m，与下伏徐庄组为整合接触。

(4)寒武系上统崮山组：

以竹叶状灰岩和泥质条带灰岩互层为主，底部竹叶体的的边缘为紫红色，中部夹生物碎屑灰岩，上部以结晶灰岩为主，夹鲕状灰岩及泥质条带灰岩，厚53m，与下伏张夏组为整合接触。

(5)寒武系上统长山组：

岩性为紫红色，薄层至中厚层竹叶状灰岩，夹薄层灰紫色灰岩、页岩及生物碎屑灰岩，厚19m，与下伏崮山组为整合接触。

(6)寒武系上统凤山组：

底部为一层灰黄色含生物碎屑灰岩，下部为厚层状灰黄色泥质条带灰岩与薄层竹叶状灰岩互层为主，上部为灰黄色厚层结晶白云质灰岩，顶部为灰黄色竹叶状灰岩与中厚层结晶状灰岩互层，厚83m，与下伏长山组为整合接触。

(7)奥陶系下统：

岩性以薄至厚层结晶白云质灰岩为主，中夹薄层泥灰岩及黄绿色灰岩，靠底部灰黄色薄层泥质灰岩、竹叶状灰岩、黄绿色钙质页岩三者互层。厚68m，与下伏寒武系为整合接触。

(8)石炭系上统本溪组：

本溪组底界自平旺一旧高山一线以南覆于中奥陶统灰岩剥蚀面之上，此线以北覆于中、下寒武统灰岩之上，至十里河以北尖灭，与中奥陶灰岩呈平行不整合接触，在奥陶系侵蚀面上往往有一层褐铁矿，鸡窝状分布(山西式铁矿)。自上而下，岩性分别为

底部浅灰色铝土岩(G层铝土矿层位)，层位稳定;下部时有紫红色山西式铁矿，厚度变化大，不稳定，与下伏奥陶系灰岩平行不整合接触，泻湖相沉积。

中上部以灰白色、灰褐色粉砂岩与细砂岩互层为主，下部含1-3层棕色、黑褐色灰岩，有时可夹一层薄煤层。

上述岩性特征表明本溪组地层以粉砂、泥岩为主，粗碎屑岩含量较少，此外出现碳酸盐岩;粉砂岩中碎屑成分主要为石英、长石、岩屑等;粗碎屑岩中则以纯净的石英砂为主。前人认为本溪组沉积时海水进退相对频繁，主要为潮坪一泻湖相沉积。

本组厚度一般为30m，最大厚度在南部酸茨河达65m，呈南厚北薄至剥蚀尖灭。

(9)石炭系上统太原组：

底部为一层灰紫色、灰白色含砾粗砂岩(K11)，分选不好，厚4-6m，钙质胶结，往上为砂岩、页岩、灰岩和煤层，含煤10层，其中6层比较稳定，为可采煤层，其余煤层不稳定，局部可采。

主要为一层巨厚的砂砾岩、含砾粗砂岩、中粗砂岩，即小峪砂岩。韵律分选明晰，多阶性，大型交错及缓斜层理发育，具有冲刷面。其间夹4、5号煤层，局部具有工业价值，两层之间砂岩分别为东山砂岩、偏岭砂岩。再上为大同煤田上部的巨厚主要可采2、3号煤层。

以上表明太原组地层中粗碎屑岩较本溪组增多，粉砂岩、泥岩含量减少，煤的含量最高。粗碎屑岩在底部为石英砂岩，中部为石英杂砂岩，上部为长石岩屑石英杂砂岩等;泥岩以高岭石、水云母为主。前人的研究认为太原组沉积物经历的搬运和筛选作用较本溪组弱，主要反映了过渡相一陆相的沉积，沉积环境为三角洲前缘环境。

太原组厚度一般为80一100rn，最厚在楼子沟附近达186m，平均厚113m，与下伏本溪组为整合接触。总的趋势南厚北薄，由130-50m逐渐向北被剥蚀变薄，至云岗十里河以北尖灭。含煤总厚0.06-47.45m，平均厚为17m，含煤系数20%。

(10) 二叠系下统山西组：

底部为一层灰白色中粗砂岩与砂砾岩，厚3-6m，往上为灰白、灰黄色砂岩和灰色粉砂岩层。中下部含煤1-4层，由上向下编号为1、2、3、4，其中1号煤层比较稳定，局部可采，其它不可采。厚45-60m，与下伏太原组为整合接触。

山西组地层中粗碎屑岩含量较本溪组、太原组增多，而粉砂岩、泥岩含量则介于本溪组和太原组之间，煤层含量次于太原组。粗碎屑岩主要为长石(岩屑)石英杂砂岩等。粉砂岩、泥岩中为碎屑与高岭石共有的特征，前人研究表明山西组沉积地层主要为陆相河流沉积。

本组厚20一80m，一般约为50一60m，最后在鹅毛口北魏家沟达90m，大致呈南、南东厚，北、北西薄的趋势，至忻洲窑一新、旧高山以北隆起剥蚀尖灭。沉积环境属于山前平原的曲流河沉积。含煤总厚0.16-10.63m，平均厚为3m，含煤系数4%。

3、中生界

(1)侏罗系下统永定庄组：

由紫红、灰绿、灰白、灰黑、黄褐色碎屑岩组成，下部为粗砂岩，中上部为中细砂岩、粉砂岩和泥岩，颜色自底至顶，由浅变深，越往上紫红色越深，厚70-250m，与山西组呈平行不整合接触。

(2)侏罗系中统大同组：

底部为一层灰白色含砾粗砂岩往上为粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层。含煤20层，其中可采10多层。厚234m，与下伏永定庄组为整合接触。

(3)侏罗系上统云冈组：

底部为一层厚5-18m的石英质砾岩(K21)往上有砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩，厚140多米，与下伏大同组为整合接触。

(4)白垩系：分布于煤田的西北部地区，岩性主要为各种碎屑岩和火山喷出岩，厚100多米。与下伏云冈组为角度不整合接触。

4、新生界：

老第三系：分布于煤田西北边缘地区，岩性主要是未胶结的砂、砾岩，夹有褐煤，厚250m左右。

第四系：黄土的各种松散沉积物。

四、实习区地质构造

1、大同煤田的构造概况

大同煤田呈一北东30一50℃走向不对称向斜，东翼陡而窄(倾角40一60°，西翼宽缓(倾角3-7°);北起云岗东北，西南经北羊路、庙湾、马道头，南至玉井，东西宽约30km，向斜轴延伸长约50km(图4-1)。

煤田大地构造位置位于内蒙古一阴山构造隆起带的南侧。东以平旺一鹅毛口大断层为界，与新生带断陷盆地(大同平原)相毗临;西临吕梁经向构造带的西石山脉;南为一东西向小型洪涛山背斜为界，再南与平朔、宁武煤田相连。在平面上三者组成一个北北东向“S’’形。

受历次构造运动的影响，煤田内早期部分地层缺失，而侏罗系、白垩系、第三系也发育不全。后期受燕山，喜马拉雅山运动强烈褶皱、断裂、推覆作用，导致煤田东部地层陡峻，直立甚至倒转，并伴生一系列次一级的小型褶皱和断裂，印支期发生了大规模的煌斑岩顺主要的山4 、2、3一5、8号煤层侵入，使煤层结构，煤的工艺性能遭到极大破坏。在煤田内，东部、东南部、南部构造较复杂，断层多，北部及西部则相对简单，断层、褶皱皆少。

图4-1大同煤田构造形态示意图

2、口泉断层

结合野外记录资料总结，(附野外素描图)

3、青瓷窑断层

结合野外记录资料总结，(附野外素描图)

4、云岗沟侏罗系地层小断层

结合野外记录资料总结，(附野外素描图)

五、煤层煤质

六、矿区水文地质

大同矿区地下水资源贫乏，大量的勘探资料表明，除第四系冲洪积层及基岩风化壳含水相对较大外，下伏中生界、古生界地层的岩石固结坚实，裂隙、喀斯特不甚发育，岩石一般不含水或含水微弱。地表水主要为口泉河、十里河河水。地下水补给主要以大气降水补给为主，在口泉河、十里河河谷地段，地表水可以补给地下水。由于本区地表径流条件较好，一般不利于降水入渗;地下水排泄以蒸发和矿井排水为主。随着矿井多年的大规模开采，地下水原有动态平衡遭受破坏，地下水位普遍下降，岩石的含水性大大减弱，煤田内大量井泉干涸现象就是最好的佐证。

七、大同火山群

大同火山群是中国著名第四纪火山群。已知有30余座，分布在山西省大同市、县和阳高县境内，集中于4区域：①东区指瓜园、神泉寺一带,有肖家窑头、鹅毛疙瘩等6座。盾状的肖家窑头火山由火山弹、火山砾、火山灰组成，局部覆盖熔岩流;穹窿状的鹅毛疙瘩火山由玄武岩组成,无火山口。②南区在桑干河与六棱山之间，包括大峪口、西窑等5座，是因玄武岩流沿断裂喷出，依山而呈半圆形。③西区是大同火山群中最为集中和较复杂的一区，黑山、马蹄山、阁老山等15座属之。黑山规模最大，呈扁平穹窿状;狼窝山范围最广，火山口直径500米,西北有缺口;马蹄山和阁老山等由火山碎屑物组成,为平顶圆锥形,亦有缺口,状似马蹄。④北区以大同市北的孤山为代表,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。大同火山群处于侵蚀初期，下伏三趾马红土或离石黄土，上覆马兰黄土，为上新世末、晚更新世马兰黄土堆积开始时的产物。其形成以北区最早，东区、南区次之，西区最迟。

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