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一、实习目的:
本次实习是地质课程的野外认识实习,其目的旨在通过短期的野外实践是同学们对地质学讨论的主要内容和特点有一个比较全面的、概括性的了解,稳固和把握地质科的基本内容和方法,初步具备分析、解决在实际工程中出现的简洁条件下的地址问题的能力,为以后的工作实践打下坚实的基础。主要目的有三:
〔1〕认识各类地质现象,了解华北地台基本地层层序。
〔2〕了解各种内外力地质作用。
〔3〕初步把握一般的野外地质技能,从野外观看、记录、描述罗盘仪的使用。
此外,通过实习是同学们充分认识到地质实践对于地质学科的重要性及其在国民经济建设中的重要作用,从而逐步树立艰苦奋斗的思想作风和勇于探究的科学求实精神。
二、实习时间:
20xx年5月16日到20xx年5月20日
三、实习地点:
秦皇岛石门寨地质实习基地
四、人员组成:
xxx
五、实习路线:
亮甲山―潮水峪―山羊寨―石门寨―上庄坨―大石河―小傍水崖村―吴庄―花场峪
六、实习简介:
1、实习区位置及交通
这次我们的实习区域在我国北方唯一的不冻港所在的秀丽的海滨城市―秦皇岛市及抚宁县、青龙县境内,南起北戴河海滨秦皇岛,北至花场峪、义院口,东起山海关,张崖子,西至瓦家山等地,总面积约为120KO。秦皇岛市石门寨北方地质实习基地位于秦皇岛市北28KM。该区自然地理位于燕山山脉东段,南临华北平原和渤海湾,行政属河北省秦皇岛市抚宁县石门寨乡管辖。
实习区交通十分方便,〔北〕京――沈〔阳〕铁路贯穿实习区南部,并有地方铁路秦〔皇岛〕――青〔龙〕线,能通往山区。公路以秦皇岛市为中心,四通八达,客运可通省内的青龙、承德、平泉、滦县、迁安、抚宁、兴隆、昌黎、卢龙等地,省外可达辽宁绥中、建昌、咯左、凌源朝阳和天津等地。海运目前尚无客运,但新建的油港及煤港货运从秦皇岛港可同我国沿海各纲和世界各地。
2、实习区地形
实习区南邻渤海,北依燕山、东接辽宁绥中、西与昌黎接壤,地处燕山山脉东段,北、东、西三面群山怀抱,山脉接近南北走向延长,地势由北向南渐低,属冀东北的中底山区和低山区,最高点为石湖山,海拔926米,最低点南部沿海地区,海拔仅0.8-5米。
3、实习区气候
实习区属温带大陆季风性气候,年平均气温为10.1℃,一月份平均气温为-5℃,七月份平均气温为24.5℃,年平均降水量769mm,多集中在7-8月份,达全年降水量70%左右。全年无霜期179天。实习区因受海洋影响较大,气候比较潮湿温柔,海滨地带夏季凉快宜人,古为避暑胜地。
4、实习区水文状况:
实习区主要河流有大石河、汤河、北戴河,除大石河发源于青龙县牛心山区以外,其他均源于抚宁县北部山区,各河均为独流水域,河源短、流急,流量随季节改变教大,平均水深0.5米左右,洪期水深可达2-3米。
燕山塞湖位于山海关城西北6KM山口处,在燕山脚下,是一个人工湖,于1994年建成,蓄水量为7000万立方米。
5、实习区的经济状况。
实习区工业特别发达,以秦皇岛为中心,有造船、机械、建材、煤炭、纺织、食品加工等,山海关桥梁工厂,秦皇岛耀华玻璃场在全国享有盛名。实习区农业,主要是北方干旱的农作物,以水稻、玉米、小麦、高粱、谷子、红薯等为主。山区盛产水果和药材。实习区沿海产鱼、虾、蟹等,是我国北方主要水产基地之一。
6、实习去地形简介
本实习区出露地层属华北地台型〔包括前古生界及古生界〕。除较一般缺失中上奥陶统至下石炭统、下中三叠统、白垩系、第三系外,就华北型地层而言,该区地层出露较全,化石较丰富,各单位地层划分标志清晰,地层特征具有肯定代表性。全区范围内全部出露的地层有元古界的青白口群,下古生界的寒武系,下奥陶统,上古生界的中石炭统至二叠,中生界的上三叠统至侏罗系、新生界的第四系。
七、实习内容:
1、地层:
本实习区出露地层属华北地台型〔包括前古生界及古生界〕。除较一般缺失中上奥陶统至下石炭统、下中三叠统、白垩系、第三系外,就华北型地层而言,该区地层出露较全,化石较丰富,各单位地层划分标志清晰,地层特征具有肯定代表性。全区范围内全部出露的地层有元古界的青白口群,下古生界的寒武系,下奥陶统,上古生界的中石炭统至二叠,中生界的上三叠统至侏罗系、新生界的第四系。
〔一〕元古界青白口群
〔1〕龙山组
分布于张崖子至东部落,南部鸡冠山等地。由两个沉积韵律组成。不整合于下元古代之前形成的绥中黄岗岩之上。主要是紫红色、黄绿色、灰黑色及蛋清色等杂色页岩,底部为砂岩。属典型滨海相沉积,与下伏的绥中花岗岩呈沉积接触关系。厚91米。
〔2〕景儿峪组
主要分布在区内的东部地区,出露最好剖面在李庄北沟,在黄土营村东也有出露。岩性由粗至细,由碎屑岩―粘土岩―碳酸岩,构成一个完好的韵律,具有海侵沉积的特点。与龙山组呈整合接触关系。其分界标志是其底部黄褐色或铁锈色的中细粒铁质石英砂岩,其中含大量海绿石,其底部的中细粒长石石英净砂岩具大型海成风暴波痕。本组地层属滨海相至浅海相沉积。厚38m。
〔二〕寒武纪
〔1〕府君山组
〔2〕馒头组
该组由于岩体的侵入破坏和构造破坏,出露零星,东部落的北部和西部都有出露,可作为标准剖面。本组上下界限明显,与毛庄组的分界是以顶部的鲜红色泥岩作为标志层的。岩性特征是鲜红色泥岩、页岩为主,页岩中含石盐假晶,并夹有白云质灰岩。没有发觉可靠的化石根据。与下伏的府君山组呈平行不整合接触;与上覆毛庄组为整合接触。厚71m。
〔3〕毛庄组
〔4〕徐庄组
分布较广,东部落西剖面出露较好,化石十分丰富,本组地层上下界限清晰,可作为标准剖面。岩性为浅海相的黄绿色含云母质粉砂岩,夹暗紫色粉砂岩、细砂岩和少量鲕状灰岩透镜体或扁豆体。含有三叶虫化石。与下伏毛庄组的分界是以黄绿色粉砂岩与暗紫色粉砂岩互层为标志。厚101m。
〔5〕张夏组
受到覆盖和破坏较少,是寒武系地层在区内分布最广的地层之一,几乎盆地四周都有分布,在揣庄北288高地以东的山脊上出露最好,是区内较好的标准剖面。下部为鲕状灰岩夹黄绿色页岩;上部以鲕状灰岩为主,夹藻灰岩、泥质条带灰岩。三叶虫化石最丰富。本组与下伏地层为整合接触。厚130m。
〔6〕崮山组
本组与张夏组在区内的分布相仿,比较好的有288高地上的剖面,可为标准剖面。下部和上部都以紫色砾屑灰岩及紫色粉砂岩为主;中部则是灰色的灰岩与张夏组界限明显,接触部位两者岩性差异很大。化石十分丰富,几乎每层都可以采到。主要三叶虫化石有:蝙蝠虫未定种、帕氏蝴蝶虫。厚102m。
〔7〕长山组
出露较好的剖面在揣庄北288高地,为标准剖面。岩性为紫色砾屑灰岩、粉砂岩与页岩互层,夹有藻灰岩及生物碎灰岩。三叶虫化石主要有:蒿里山虫未定种、长山虫未定种、状氏虫未定种。与下伏地层为整合接触两者分界清晰。本组在区内出露厚度较小,只有18m左右。
〔8〕凤山组
本组分布与崮山组、长山组相同,出露较好的揣庄北288高地可作为标准剖面。主要岩性为黄灰色泥灰岩夹砾屑泥灰岩。黄绿色钙质页岩及薄层状泥质条带状灰岩。泥质成分增多,简单被风化,风化往往形成黄色土状物。化石丰富三叶虫化石垂直分带明显。砾屑形成小团块,本组与下伏长山组为整合接触,分界是以底部的青灰色砾屑泥灰岩为标志层。厚92m。
〔三〕奥陶系
〔1〕冶里组
分布于区内东、西部,主要分布在东部地区。出露较好的是在潮水峪至揣庄一带。下部为灰色微晶质纯灰岩夹少量砾屑灰岩及虫孔状灰岩;上部为灰色砾屑灰岩夹黄绿色页岩。所产化石有三叶虫、笔石、腕足类等。与下伏的凤山组为整合接触,其分层标志是以灰色砾屑灰岩作为底界,此砾屑灰岩很薄,厚度不到0、5m,其上是纯灰岩。厚125m。
〔2〕亮甲山组
位于石门寨亮甲山。属浅海沉积。主要岩性是中厚层状豹皮灰岩,下部夹少量砾屑灰岩和钙质页岩。含有头足类、腹足类和蛇卷螺未定种等化石。与下伏冶里组为整合接触,分界以亮甲山底部的中厚层状豹皮灰岩为标志,风化后呈泥质条带状,局部含泥质结核。层厚118m。
〔3〕马家沟组
本组分部与亮甲山组一致,以亮甲山及北部茶庄北山发育较好。属浅海相沉积,较深水环境。本组岩性以白云岩和白云质灰岩为主,底部具微层理、含角砾、含燧石结核黄灰色白云质灰岩。化石有:头足类和腹足类。与下伏亮甲山组为整合接触,界限十分明显。白云岩具"刀坎痕"。层厚101m。
〔四〕石炭系
〔1〕本溪组
中石炭本溪组在本区的东、西部分布都很广,发育和出露最好的是半壁店191高地、小王庄一带发育较好,小王庄剖面可作为本区的标准剖面。有2―3个由陆相到海相的完好沉积韵律。本组岩性特征与华北地区一致,是一套海陆交相互沉积。陆相粉砂岩中含植物化石:鳞木、科达、芦木等。下部为铁质砂岩、褐铁矿和粘土岩,平行不整合与马家沟组之上;上部为细砂岩、粉砂岩及页岩,夹3―5层泥灰岩透镜体。石门寨西门―瓦家山剖面地层厚度为70.7m。
〔2〕太原组
在半壁店、小王山一带发育较好。本组岩性比较稳定以灰黑色砂岩含铁质结核为主要特征,夹少量煤线及灰岩透镜体,由两个韵律组成,是海陆交相互沉积。含植物化石:脉羊齿、鳞木,动物化石:网格长身贝、古尼罗蛤。与本溪组呈整合接触,分界明显,本组底部青灰色铁质中细粒长石岩屑杂砂岩,具小型球状风化。瓦家山剖面厚48m。
〔五〕二叠系
〔1〕山西组
主要分布于东部黑山窑至曹山一带,西部也有出露。有两个韵律,第一个韵律含煤层,第二个韵律的顶部含铝土矿。本组是区内重要的含煤地层,属近海沼泽沉积。主要岩性为灰色、灰黑色中细粒长石岩屑杂砂岩,粉砂岩炭质页岩及粘土岩。含植物化石:芦木未定种、带科达、纤细轮叶。与下伏太原组呈整合接触关系。厚度改变较大,约在35m至60m。
〔2〕下石盒子组
分布于黑山窑至石岭一带,西部有零星分布。由三个韵律组成。属湖泊相沉积。主要岩性为灰色中粗粒长石岩屑杂砂岩。含植物化石:多脉带羊齿、山西带羊齿、带科达。层厚115m。
〔3〕上石盒子组
主要在黑山窑、高兴岭至大石河西侧有出露。发育较好的剖面是高兴岭,可作为标准剖面。岩性特征以河流相的灰白色中厚层状含砾粗粒长石净砂岩为主,夹极度少量紫色细粒砂岩及粉砂岩。本组未获得化石资料。与下伏下石盒子组为整合接触关系。层厚72m。
〔4〕石千峰组
最初的命名地点在山西省太原市西25km的石千峰。本组是二叠系最上一个组。出露较好的剖面是高兴岭至瓦家山一带,可作为标准剖面。主要岩性是一套河流相的紫色岩层,包括粉砂岩、泥岩、夹少量砾岩、粗至中细粒净砂岩和杂砂岩。含植物化石:太原带羊齿、尖头轮叶、朝鲜羽羊齿。与下伏上石盒子组为整合接触关系,两者可以从颜色上区分。厚150m以上。
2、岩石:
〔1〕岩浆岩
①花岗岩
出露于东部张崖子村附近,或西南部鸡冠山下,沉积不整合在马岭组石英砂岩之下。岩石为肉红或灰白色,但岩体分布很不匀称,结构构造改变很大。西部花厂峪至温泉堡一带的花岗岩,依据接触关系和同位素年龄,属于中生代晚期侵入的花岗岩。岩体很大,呈肉红色,由正长石、斜长石、石英和少量黑云母组成,具中细粒显基斑状结构,所以称中细粒斑状花岗岩。
②花岗斑岩
出露于石岭东南等地,呈细粒基质的斑状结构,岩墙状产出,侵入在晚寒武世至中奥陶世的地层中,常见被基质熔蚀的钾长石和石英斑晶,潮水峪村西有一宽达5m以上的.花岗斑岩墙。
③灰绿岩
亮甲山采石场比较集中,岩石呈暗绿色,细均粒结构,具典型辉长结构,部分辉石已绿泥石化和硅酸盐化。
④闪长玢岩
分布于潮水峪村西北,砂锅店东等地,呈岩墙状产出,隐基斑状结构,斑晶主要是斜长石,有时含角闪石较多,有的基质中含少量石英,有的可见球粒结构和流线结构等。
⑤安山岩
分布于柳江向斜核部的中侏罗统地层中,类型相当丰富,有玄武安山岩、辉石安山岩、角闪安山岩、闪辉安山岩、斜长安山岩、粗安山岩和英安山岩等。绝大多数都具隐基斑状结构。颜色以灰绿色为主,少数为暗紫红色,一般都呈块状构造,少数有气孔构造和杏仁构造。
〔2〕沉积岩
①含海绿石的石英砂岩
位于张崖子的青白口群龙山组含有外表被风化成黄褐色内部为灰白色的中粗粒石英净砂岩,浅海相沉积,含海绿石和少量云母。
②纯灰岩
以方解石为主要成分的岩石。灰黑色、性脆,硬度不大,小刀能划动。本次在石门寨观看到的亮甲山组纯灰岩含有砾屑,为盆地内生成的隐晶灰岩或微晶泥岩碎屑。
③豹皮状灰岩
主要分布于亮甲山组地层内。花斑由白云岩组成,呈浅黄色或褐黄色,与四周灰色或深灰色灰质组分界线明显,特殊是那些花斑状似虫孔的,两者界限平直。岩石风化面上,常有虫孔和花斑共生,是豹皮灰岩的标志。
④含微层理的白云质灰岩
分布于下寒武统府君山组地层内,张崖子一带发育较好。花斑仅限于肯定层位层岩内,与岩层层面无切割关系,说明交代作用是在成岩阶段完成的。层内构造匀称,形成于浅海深水环境。
〔3〕变质岩
断层角砾岩又称压碎角砾岩、构造角砾岩。是岩石因构造作用发生破裂所形成的角砾状岩石,角砾大小不等,具棱角,岩性与断层两侧岩石相同,并被成分相同的微细碎屑及后生作用水溶液中的物质所胶结。
3、地质构造:
〔一〕工作区的构造位置
本区位于燕山沉降带东段,山海关隆起的东南边缘,又因现代燕山隆起与渤海拗陷的过渡带以及燕山山脉由东西转转向北东向的肘状部位,应力比较集中,故新、老构造均比较发育。据地矿部天津地质矿产讨论所资料,本区断裂构造发育,其中以NNE向断裂最为发育,其次为NW向断裂、NE――NEE向断裂和EW向断裂,此外,在山海关之北尚发育有环状断裂。
〔二〕构造概况
本区出露地层属华北地台型〔包括前古生界及古生界〕,而侏罗系属太平洋火山活动带,除普遍缺失中奥陶统至下石炭统,三叠系,白垩系及第三系之外,其他时代地层发育良好,出露较全,各地层单位划分标志明显,化石丰富,很具有代表性,全区范围内出露的地层有上元古界青白口系,下古生界寒武系,下奥陶统,上古生界中石炭统,二叠系,中生界侏罗系以及新生界第四系。
上古生界青白口系龙山组以角度不整合沉积在绥中花岗岩上,标志着华北地台经受了剧烈的吕梁运动,结束了早元古代地槽进展阶段,进入一个相对稳定的地质进展阶段。
新生代时期有明显的上升运动,全区遭受剥蚀,第三纪末因气候较热,有红色土形成,其后继续上升.但南部的海岸区则下沉,遭受海侵。因此,山区河谷内有阶地形成,并普遍向南,即向海洋方向倾斜。至第四纪末,海水有肯定撤退,因此在山海关至秦皇岛一带的海岸上遗田有砾石堤,并且有海蚀台出露水面。
〔三〕主要断裂构造描述
〔1〕潮水峪断层
在潮水峪一带,断层走向N20°E,倾向东南〔事实上倾向为东西向摇摆〕。上盘为凤山组泥质条带状灰岩;下盘为冶里组厚层灰岩。断层面无论在倾斜方向上,还是在走向方向上均表现为舒缓波状。断面上镜面,垂直擦痕,阶步以及断裂带内挤压透镜体等特征明显。此断崖为一个平移断层的一盘,其另一盘因风化剥蚀基本看不到了〔脚下所踩的〕,此断层是冶里组灰岩,存在明显的横竖擦痕和镜面,此断层先平移后产生正断层,其产状与亮甲山的产状基本一致。在潮水峪村断崖东是断层的另一盘的一部分,含明显的断层角砾岩与粉沙岩还有明显的横竖擦痕,但产状和亮甲山的产状不一致,所以说可能是另一盘。在亮甲山的马家沟组也有一个小断层有明显的擦痕。
〔2〕鸡冠山
①沿途见肉红色绥中花岗岩,见一大型出露岩石剖面为典型的沉积交叉层理,属震旦纪原古界顶部,主要成分为石英砂岩,上下呈水平层理,中间呈交叉层理,存在黑色纹理的磁铁矿。
见含有泥质的夹层,反映了滨海地区沉积环境的改变,影响生物生长环境,不反映气候改变,地质条件,也不能作为时代划分的根据
②典型底砾岩:下部为底砾岩〔石英〕,抗风化能力强,为陆相沉积,中间为含有砾石英砂岩,上部为石英粗砂岩,再往上为石英细砂岩〔沉积规律:由上至下渐渐变细〕,中上部是海相沉积,没有形成完好的泥质韵律。
成因:由于风化和河流搬运作用,最终沉积。由下至上岩石由粗到细,底砾岩体本来胶结在一起,胶结物为二氧化硅和少量的铁,后来整个底砾岩体出现正断层,导致与上部底砾岩体出现高度差。
③正断层:发生断层时,相对上升的下盘经过风化侵蚀,使得出露地表的岩石被风化磨圆,造成断层两盘高差不大,断层成层性好。由于形成时间短,故成层理,若形成时间长,则为不整合面。倾向:243度倾角:48度。
④波痕:为铁质石英砂岩,内含海绿石,对称性好,波痕比较宽大,波长相等,反映了滨海沉积环境。推断当时海底波动较大,水深较浅,波痕延长方向与海岸线平行。
⑤地堑谷在鸡冠山与大平台问的河谷中,由于几条正断层的影响,两侧青白口系下马岭组石英砂岩相对上升,中间石英砂岩下降。断层面近于南北走向,倾角较大,河谷东侧断层面西倾,河谷西侧断层面向东倾,成一地堑构造,河谷本身位于地堑构造的中心部位。
4、地质作用:
〔一〕风化作用:指岩石在地表或接近地表的地方由于温度改变、水及水溶液的作用、大气及生物等的作用下发生的机械崩解及化学改变过程。风化作用一般分三类:物理风化、化学风化和生物风化作用。
〔1〕物理风化作用:在温度的改变下,表层与内部受热不均,产生膨胀与收缩,长期作用结果使岩石发生崩解破裂。
〔2〕化学风化作用:岩石中的矿物成分在氧、二氧化碳以及水的作用下,经常发生化学分解作用,产生新的物质。这些物质有的被水溶解,随水流失,有的属不溶解物质残留在原地。
〔3〕生物风化作用:植物根素的生长,地窖动物的活动、植物体死亡后分解形成的腐植酸对岩石的分解都可以转变岩石的状态与成分。
〔二〕河流作用:河流地质作用分为侵蚀作用、搬运作用和沉积作用。河流沉积作用主要发生在河流入海、入湖和支流入干流处,或在河流的中下游,以及河曲的凸岸。但大部分都沉积在海洋和湖泊里。河谷沉积只占搬运物质的少部分,而且多是临时性沉积,很简单被再次侵蚀和搬运。
〔1〕侵蚀作用:河流的侵蚀作用包括机械侵蚀和化学侵蚀两种。河流侵蚀一方面向下冲刷切割河床,称为下蚀作用。另一方面,河水以自身动力以及挟带的砂石对河床两侧的谷坡进行破坏的作用称为侧向侵蚀,而河流化学侵蚀只是在可溶岩地区比较明显,没有机械侵蚀那么普遍。
〔2〕搬运作用:河水在流淌过程中,搬运着河流自身侵蚀的和谷坡上倒塌、冲刷下来的物质。其中,大部分是机械碎屑物,少部分为溶解于水中的各种化合物。前者称为机械搬运,后者称为化学搬运。河流机械搬运量与河流的流量、流速有关,还与流域内自然地理地质条件有关。
〔3〕沉积作用:当河床的坡度减小,或搬运物质增加,而引起流速变慢时,则使河流的搬运能力降低,河水挟带的碎屑物便渐渐沉积下来,形成层状的冲积物,称为沉积作用。
〔三〕岩浆作用:岩浆岩是由岩浆凝聚形成的岩石,约占地壳总体积的65岩浆是在地壳深处或上地幔自然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体,是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。岩浆的发生、运移、聚集、改变及冷凝成岩的全部过程,称为岩浆作用。岩浆作用主要有两种方式:
〔1〕岩浆侵入活动→侵入岩。岩浆岩主要有侵入和喷出两种产出状况。侵入在地壳肯定深度上的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石,称为侵入岩。
〔2〕火山活动或喷出活动→喷出岩〔火山岩〕在岩浆从上地幔或地壳深处沿着肯定的通道上升到地壳形成侵入岩或喷出到地表形成喷出岩的过程中,由于温度、压力等物理化学条件的转变,岩浆的性质、化学成分、矿物成分也随之不断地改变,因此,在自然界中形成的岩浆岩是多种多样、千变万化的,如基性岩、中性岩、酸性岩,还有碱性岩、碳酸盐岩等岩类,也充分说明了岩浆成分的冗杂
八、实习总结:
短短五天的野外实习很快结束了,我们从中学到了不少东西。增加我们对工程地质学这门课程的认识,了解了工程地质对实际工程建设的重要性。本次实习亲眼见到了许多课本中描述过的地质构造以及岩石,学会了罗盘的使用方法,练习了利用地形图使用后方交会法确定自己的位置,练习了通过读地质图来推断当地岩层的年月、产状等,深刻地感受了仅有课本上的学问是不够的,还要通过实践才能真正地将学问化为己用。本次实习真的收获了许多,感谢两位老师一路辛苦的教育。
实习地点:新景公司
实习时间:20xx.12.10-12.30
20xx年 12 月30日
第一章 概况
第一节 目的和任务
认识实习是专业课程教学的一个重要环节,其主要目的是:
1、学习实习矿井工程技术人员及工人吃苦耐劳、乐于奉献的崇高品德,培养学生为祖国的煤炭事业而奋斗终身的精神。
2、建立学生对煤矿整体及一通三防系统的感性认识,为后续专业课程的学习打下良好基础。
任务:
1、了解矿井地面生产及辅助系统的布局及其功能。
2、了解矿井概况及井田地质特征。包括:
1)矿井地理位置、交通情况、地形特征、气候条件等;
2)矿井煤系地层特征,主采煤层赋存情况,顶底板岩性,地质构造;
3)矿井水文地质情况、矿井瓦斯等级、煤层自燃倾向。
3、了解矿井开拓开采概况。包括:
1)矿井开拓:井筒位置及数目、水平划分、大巷布置、采区划分;
2)矿井开采:采区巷道布置、阶段划分、采煤方法、顶板管理方法等;
3)巷道掘进方法及生产工艺。
第二节 位置和交通
盘城岭井田位于左权县辽阳镇后窑峪村,距县城1.5KM,其地理坐标为东经1132019~1132227,北纬370508~370720。井田南北长约km,东西宽约km。面积为8.042km.井田北东部为鑫顺煤业(原殷家庄煤矿),西部为神火集团高家
庄探矿区,东部、南部均无矿井。
盘城岭井田位于左权县城北1.5km处,其间有公路相通。距井田南界约2km有阳(泉)―黎(城)公路,在井田南界1km外有太(谷)―邢(台)公路。阳(泉)―涉(县)铁路在井田以东通过。北距阳泉130km,东距邢台120km,南东距邯郸155km,西距榆社45km,区内交通较为方便。
第三节 自然地理
井田位于太行山西麓,属中低山侵蚀区,基岩大片裸露,切割较强烈,沟底发育,地形复杂。地势总体趋势是东北高,西南低,最高点位于井田东北山顶,海拔1342.0m,最低点位于井田西南角的王家河河床,海拔1125.0m,最大相对高差为216.90m。
本区属海河流域清漳河水系,距井田南界约1km为清漳河西源,由北西向南东流经左权县城南。在左权县南东约40km处与从北往南留的清漳河东源流入清漳河主流。清漳河平均流量1970m3/s,井田东部有后窑峪河由北向南流过,雨季水量较大,平时水量微小,属季节性河流。其它河沟,如井田西部的七里河、王家河只在雨季才有水由北向南流入清漳河西源。
井田位于太行山区,属寒温带大陆性气候,冬季干旱多西北风,夏季温和多雨多东南风,秋季天高气爽。据气象局提供的资料,最高气温为35.6(1981年),最低气温―25(1984年),年平均气温7.5.降水量主要集中在7、8、9三个月内,年降水量最多可达550~600毫米。多年平均降水量为484.4毫米,多年平均蒸发量为1708.7毫米。多年平均无霜期为159天。最大冻土深度为90厘米,一般从头年10月开始,到第二年4月解冻。
本地区历史上未发生过5级以上地震。据历史记载,明嘉靖、清道光年间曾发生过次有感地震,但都是邻区发生地震波及到本地区。建国后,据记载曾发生过35次地震,其中大于4级的4次,大于3级的7次,小于3级的24次。根据中华人民共和国GB50011―2019《建筑抗震设计规范》,将本地区划分为七级基本烈度带。
第二章 勘查与矿井地质工作
1954年地质部213队在昔阳―襄垣一带开展过普查找矿工作。其中包括地质填图、小窑调查以及槽探工程等。地形底图系1920年陆军测量局测绘的1:50000地形图,精度很差,地物精度误差达800~1500米。
1958年4~9月,山西煤管局地质勘探局119队在地质部213队普查找煤的基础上,进行了包括本井田在内的昔阳―左权地质普查工作。同年12月提交了普查报告。1962年经山西煤管局地质勘探局复审,定位不合格。并以决议书011号不予批准,注销储量。该项工作在井田内施工了80钻孔,因当时条件有限,没有测井资料,而且太原组15号煤层情况不明。
1988年晋中市煤田地质勘探队在井田东南部施工了B―1钻探煤钻孔,目的在于了解4号煤层,终孔层位于山西组底部,孔深352米。
1998年4月15日至1999年8月13日晋中煤田地质勘探队对井田进行了精查,在井田内施工了6个钻孔,工程量达3136.36米。在钻探施工过程中相应完成了1:5000地质填图8km2,三维地震勘探0.35km2和精查勘探设计中所拟定的物探测井、生产矿井调查、采样测试、水文地质等工作。
2019年4月至今山西地宝能源有限公司在井田内施工3个钻孔,其中地质孔2个,水文孔1个,目前正在施工中。
第三章 矿井地质
第一节 区域地质情况
井田位于紫会向斜东翼南部,出露地层由东向西,由老到新有二叠系下统石盒子组、上统上石盒子组和石千峰组。地表大部分被第四系覆盖。基本构造形态为一走向北北东、倾向北西的单斜构造,地层倾角一般8~10・,局部达15・以上,未见落差5m以上的断层。
第二节 含水层与隔水层分布
一、主要含水层
井田内的含水层,根据邻区资料,沿用其划分方法,由老到新分数如下:
1、松散岩类孔隙含水层组
井田内松散岩层主要是第四系地层,分布于山顶、山坡、沟谷中,不整合于各时代底层之上。分布于山坡、山顶的中更新统离石黄土和上更新统马兰黄土,细颗粒,补给条件差,一般含水微弱。位于由间沟谷及七里河、王家河、后窑峪河等河沟沿岸的第四系冲积层,含水层性以卵、砾石和沙层为主,冲积层厚0~25m。基底一般为砂、泥岩,补给条件优越,地下水水量丰富。井田外的左权电厂、化肥厂及庄则村的供水井成井时均自流。化肥厂2号井单位涌水量2.2L/s.m,电厂2号井自流量30.8m3/h,水质为SO4HCO3-----CA.MG型,矿化度小于1g/L。
2、碎屑岩类裂隙含水层组
碎屑岩类裂隙含水层组包括石盒子组砂岩含水层和山西组煤系地层砂岩含水层。
⑴石盒子组砂岩裂隙含水层
包括下石盒子组下段K8砂岩含水层,上段底部K9砂岩含水层,以及上石盒子组下段底界砂岩(K10)含水层。这三层含水层均表现为厚度较大,岩性为中粗粒长石石英砂岩。由于含水层仅接受大气降水补给,且分布面积有限,个别地区甚至由于地势高使含水层变为不含水透气层,故总的来讲,该组含水层富水性较弱,差异性也较大,径流条件差,循环不畅。
⑵山西组砂岩裂隙含水层
主要为山西组中上部和底部两层砂岩含水层,岩性为中、细粒长石石英砂岩,上部砂岩(2号煤层顶板)含水层连续性较好,为2号煤层直接充水含水层,但因补给条件差,含水性不强。山西组与太原组分界K7砂岩含水层,厚10.85~19.71m,平均厚14.90m,厚度大,含水层比较稳定,连续性好。但裂隙不太发育,冲洗液消耗量补打,富水性不强。
3、碎屑岩类、碳酸盐类裂隙岩溶含水层组
⑴15号煤层顶板砂岩含水层
15号煤层顶板为厚15.0m左右的中细粒砂岩,全井田稳定,连续性好,为15号煤层直接充水含水层,与K2、K3、K4石灰岩含水层有密切水力联系,对15号煤层开采有较大影响。
⑵石灰岩含水层
太原组中段有三层石灰岩含水层,分别是K2石灰岩(俗称四节石)、K3石灰岩(钱石)、K4石灰岩(猴石)。其中K2、K4石灰岩连续好,K3石灰岩在井田内大部分相变成为中粗沙粒岩。
K2石灰岩在井田内广泛分布,厚6.93~10.30m,平均厚8.38m,裂隙较发育,富水性不均一。井田内3-2号钻孔冲洗液消耗量最大达10.51 m3/h。其它钻孔一般不超过0.50 m3/h。
K3石灰岩只在1-2号孔和2-1号孔内见及,厚2.5m左右。其它钻孔见厚4.70~11.90m的粗粒砂岩。石灰岩裂隙发育。此套岩层冲液消耗量不大。
K4石灰岩厚1.60~4.52m,平均厚3.56m,裂隙较发育,被方解石脉充填。冲洗液消耗量不大。
对15号煤层而言,15号煤层顶板砂岩、K2、 K3、K4石灰岩四个含水层组成一大的含水层组,都是15号煤层直接和间接充水含水层,虽其富水性较弱,但开采15号煤层时,必定向巷道内充水,发生涌水现象。据盘城岭煤矿提供,日涌水量为400m3/d。
(3)碳酸盐类岩溶裂隙含苞欲水层组
系指中奥陶纺石灰岩含水层。本次施工的6个钻孔,探奥灰最大厚度才66.42m(3―2)号孔。据周边勘探资料和井田以东地表出露地层了解,岩性为灰岩、泥灰岩、白云岩等,溶隙、溶孔和蜂窝状溶洞等比较发育,富水性好,且有泉群排泄。据县水资源办公室资料,龙窑寺泉地面标高1460m,泉流量42t/h(11.71L/S),随季节变化而有所增减。
二、主要隔水层
井田内各含水层之间均有良好的不透水层隔离,含水层之间无明显的水力联系。因此,除上述几层主要含水层外,即可视为相对隔水层。
第三节 构造
井田内地质构造醋酸形态为走向东北北东,偌向北西的单斜构造,岩层倾角一般8―10。构造类型简单。区内没有小的褶曲,也没有较大的断层,根据地震勘探资料,井田内小断裂构造比较发育,在井田先期开采地段共查明落差3―5m断层9条,落差1――3m断层13条。由于断层规模小,对煤层开采及水文地质条件不会造成太大的影响。井田内3―1号钻孔周围有一直径为19070M的陷落柱。另外,在15号煤层开采中也见有规模不等的小型环状陷落。此类陷落柱,均为基底陷落,K2以上地层完整,仅对15号煤造成破坏,因15号煤层底板标高590―1030m,而区域奥灰水位在900m左右,将会使15号煤层及部分2号煤层开采的`水文地质条件复杂化。
鉴于上述,当煤层开采至断层或陷落柱附近时,要注意其破碎带富水情况,避免困之导水或破碎带赋水造成危害。
第四章 煤层煤质
矿井核定生产能力为90万吨/年,矿井批准开采4”、15”煤层两层煤,4”煤层平均厚度1.59m,为特低硫-低中灰-中灰,高发热值瘦煤;90万吨技改工程开采15”煤层,平均厚度6m,为和低硫-低灰-低中灰,高发热值贫煤,为理想工业用煤,主要热销于河北山东一带。
4号煤层水文地质特征基本是亦为2号煤层顶板砂岩裂隙含水层对矿井的影响,据煤矿提供,矿井涌水量为每日400立方米。15号煤层水文地质特征基本为15号煤层顶板砂岩及石灰岩裂隙含水层对矿井的影响,现为基建矿井,据煤矿提供矿井涌水量为每日400立方米。
第五章 矿井冲水
区内由东向西,随着开采深度的增加,补给水量将呈增加的趋势。
1、2号煤层:其直接冲水层位2号煤层顶板砂岩裂隙含水层,由于煤层的开采而产生的塌陷裂隙,局部可受K8砂岩裂隙含水层的影响。但该两个含水层的含水性均较弱,对矿井冲水不会产生较大威胁。
井田内2号煤层大部分处于中奥陶含水层区域水位标高以下。2号煤层最低标高为747m,与中奥陶含水层区域水位标高932.9m,相差186m左右。2号煤层底板至中奥陶顶板夜班间距为190m左右,正常情况下,一般不受影响。如因断层、陷落柱等构造沟通或使其间距缩小,可能引起中奥陶含水层进入巷道,对此应引起注意。
老窑古空区或井田内关停矿井,也是2号煤层开采时的充水因素之一。据周边煤矿资料,在开采中,古空区突然来水,且水量较大,并发生淹井事故。
2、15号煤层:其直接充水含水层为煤层顶板砂岩裂隙含水层和K2石灰岩裂隙岩溶含水层。由于煤层开采产生的塌陷裂隙,视裂隙塌陷高度可受上覆其它含水层的影响。另外,15号煤层在井田内几乎全部处于中奥陶统含水层区域水位下,而煤层底板距中奥陶统顶界一般为32m,最薄处约23m。岩性为半坚硬岩石,因此,在隔水层底板薄弱处及因构造沟通时、中奥陶统石灰岩含水层对本煤组开采会构成威胁,应予以重视。
奥陶系石灰岩含水层在井田西部水压大的情况下,有可能发生顶托补给。井田西部15号煤层底板标高最低为595m,承压水头科可高达340m,在具有导水构造(断层、陷落柱)的情况下,往往会发生顶托突水淹井事故,造成灾害。
所以,15号煤层的充水因素是复杂的,开采时,一定要采取预防措施、疏排矿坑涌水,以免淹没巷道。
第六章 矿井水文地质类型划分
及防治水工作建议
4号煤层为井田内可采煤层之一,其直接充水含水层为4号煤层顶板砂岩裂隙含水层。狙邻区资料,其直接充水含水层和间接充水含水层,富水性均较弱,单位涌水量均远小于0.1L/s.m。靠近河谷涌水量稍大。本井田南部靠近清漳河西源,井田内患有后窑峪河、王家河、七里河等几节性河流;井田西部煤层底板低于奥灰水位(左权县医院水井水位村高932.90m)0~183m,均构成2号煤层开采时滴水的不利因素。但由于区内构造简单,尚未发现有破坏2号煤层的陷落柱、断层等导水构造。而且2号煤层距奥灰顶界地层厚190m左右。其间有多层隔水层。因此,其水文地质类型仍属简单类型,即为二类一型。
15号煤层为井田内主要可采煤层,其直接充水含水层为太原组K2~K4石灰岩裂隙岩溶含水层和顶板砂岩裂隙含水层,据周边勘探区水文资料,太原组含水层的含水性也很若。但由于下伏中奥陶统溶裂隙含水层的含水性较强,水头较高,15号煤层底板标高为590~1030m,绝大部分煤层低于奥灰水位(932.90m)0~343.0m,而且据地震勘探资料该煤层1~5m的小断层接近或直接接触煤层,使水文地质条件趋向复杂。对于低于奥灰水位的15号煤层,02岩溶水水压增大,在井巷开掘中,当水压超过坑道隔水板时,即可出现底鼓、底板开裂等变形现象,造成突水事故。所以,15号煤层的水文地质类型应该为三类二型。
第七章 实习心得
为期一周的地质实习很快的就结束了,通过这次实习,我不仅培养了对大自然的热爱,陶冶了情操,提高了对地质科学的热爱和兴趣,而且还在实习的过程中加深了对地质知识的了解,尤其是工程地质学中的基本理论和基本概念的理解,从之前的感性认识升华为如今的理性认识,这种质的飞跃,应该归功于实践的作用。
这次实习令我们加深了对地质学的了解,更深刻认识到了学习地质的意义,巩固了学习成果,体会到“学以致用”的道。知识从感性认训升华到了理性认识,从抽象变得具体起来,我学习到了很多书上没有的东西,了解了工程地质对实际工程建设的重要性。在这里深深的感谢老师在的认真指导。 在实习中学会了一定的观察地质地貌的方法要领和细节。例如,出外实习要对考察对象做一定的了解,合理安排考察路程和考察内容,注意研究的方法,一些考察的细节,充分认识到地质地貌考察的必要性和艰苦性,激发了我们自己考察地理和各地典型地质地貌的兴趣。同时,懂得和组成员合作的重要性。这些都将对我们日后的学习乃至工作起到积极的作用。此外,在此次实习中我在导师身上学了不少的东西。体会最深的就是做事要认真、不能懈怠,更不能放弃,爬鼓山时,在导师的激励下,我坚持下来了,所以要铭记:做事要认真,即使不喜欢的,也要努力去做,努力实现自己的人生抱负,让自己造福于人类!
实习目的:
1.巩固课堂所学的基本理论,联系现场实际,验证和拓宽视野,培养和实际工作能力。
2.了解三大岩石的形成过程,产生时代、结构、产状、形成原因及现象等。
3.学习运用罗盘仪测岩石的走向,倾向和倾角。
4.培养学生吃苦耐劳、艰苦努力、遵守纪律、团结协作等优良品质和增强集体观念,掌握野外的操作技能和编写实习报告的能力,总结此次实习与我们所学专业的相关联系。
实习内容:
根据教学安排,学校为我们路桥专业安排了为期1天的卧虎山水库地质实习。主要学习罗盘的使用及对各种地质构造的认识。
1.排除干扰,专心听。
2.要做到五勤:勤敲打,勤观察,勤测量,勤记录,勤追踪。
3.熟练操作罗盘。对地质罗盘,要求了解其结构原理,掌握使用方法
4.积极参加现场讨论和及时整理野外记录。
(一)卧虎山水库及其概况:
卧虎山水库历城南部山区,山环水绕,名川有三,曰锦绣川、锦阳川、锦云川。三川风景秀丽,为历代所称赞。三条大川经仲宫镇并渡口村汇入卧虎山、黄花山狭长地带,称为玉符河,北注黄河。1958年于卧虎山、黄花山之间,筑起一条长985米,高37米的大坝,拦截玉符河水,落成卧虎山水库。因湖水清亮如镜,人称“镜儿湖”。水面面积270多公顷,蓄水量1.1亿立方米。湖中盛产鱼虾,珍贵飞禽天鹅也落户于此。站在坝上,举目远眺,波光浩淼,清澈蔚蓝。卧虎山水库这里,景色绮丽。山坡除天然山花丛林之外,还植有苹果、柿子、梨树等,秋季一片金黄。周围群山连绵,葱茏叠翠,山村炊烟,若隐若现,构成一幅美妙的山水村野画图。水库北为卧虎山,形似猛虎雄踞,翘首东望。清人钟廷瑛在《咏卧虎山》诗中描写道:“山上白鸟盘空烟,山下阴穴流春泉。何年老虎屹不去,蹲成万古蛟龙渊。”水库大坝南首西侧,为黄花山。因山上多产野黄菊,故名。山姿奇伟,松柏青翠。山腰有一溶洞,曰“黄花洞”,坐东朝西,深约7米,宽3米余,高4米。洞壁上,镌刻佛像、罗汉等造像25尊,题记19则,其中一则年代为金承安二年(1197年)。洞前,有明弘治元年(1488年)、清乾隆五十六年(1791年)重修碑记各一通。石窟造像神采各异,雕刻精细,被列为市级重点文物保护单位。石窟东北侧,有清代观音堂一座,以石筑成,券门四角攒尖,内有壁画,保存尚好。观音堂北又有方形钟楼一座。
黄花山南侧相邻一山,名“瓢儿峰”,俗称“瓢葫芦峰”。相传,唐尧时期隐士许由曾于此避水,将瓢忘在这里,故名。石岩上留有金明昌年间镌刻的释迦、罗汉像。卧虎山西北,为石固寨山。此山形势险峻,古为兵家必争之地。东晋末,刘裕率师北伐,与在这里屯有重兵的南燕慕容德相战,至今山上废垒犹存。
(二)罗盘的使用
在老师的指导下我们也学到了如何运用罗盘仪测量岩层产状要素(走向,倾向和倾角):
地质罗盘仪是进行野外地质工作必不可少的一种工具。借助它可以定出方向,观察点的所在位置,测出任何一个观察面的空间位置,以及测定火成岩的各种构造要素,矿体的产状等。因此必须学会使用地质罗盘仪。
1.岩层走向的测定:岩层走向是岩层层面与水平面交线的方向也就是岩层任一高度上水平线的延伸方向。测量时将罗盘长边与层面紧贴,然后转动罗盘,使底盘水准器的水泡居中,读出指针所指刻度即为岩层之走向。因为走向是代表一条直线的方向,它可以两边延伸,指南针或指北针所读数正是该直线之两端延伸方向,如ne30度与sw210度均可代表该岩层之走向。
2.岩层倾向的测定:
岩层倾向――是指岩层向下倾斜方向线在水平面上的投影,恒与岩层走向垂直。测量时,将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向,罗盘南端紧靠着层面并转动罗盘,使底盘水准器水泡居中,读指北针所指刻度即为岩层的倾向。
假若在岩层顶面上进行测量有困难,也可以在岩层底面上测量仍用对物觇板指向岩层倾斜方向,罗盘北端紧靠底面,读指北针即可,假若测量底面时读指北针受障碍时,则用罗盘南端紧靠岩层底面,读指南针亦可。
3.岩层倾角的测定:将仪器上盖开启到极限位置,并用罗盘侧边紧靠地质界面且垂直于界面走向线,让长水准泡居于下方,旋动测角旋钮,调长水准气泡居中,此时倾角指示盘在下刻度盘指示的数值即为该地质界面的倾角。在实际测量时,如果倾角较大,则可只用测倾向和倾角,如果倾角较小,为了提高精度,则要首先测走向且标记走向线,然后再测倾向和倾角。
在此处我们主要是学了一下罗盘的使用。
(三)断层及其形成原因
地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂,并沿破裂面有明显相对移动的构造称断层。
地壳中的一个裂口或破裂带,而且沿着它相邻的岩体发生了运动。断层长度变化很大,从几厘米至几百公里不等,两盘之间的位移量也可有这样大的变化。
断层是构造运动中广泛发育的构造形态。它大小不一、规模不等,小的不足一米,大到数百、上千千米。但都破坏了岩层的连续性和完整性。在断层带上往往岩石破碎,易被风化侵蚀。沿断层线常常发育为沟谷,有时出现泉或湖泊。
实习总结:
一天的实习让我学到了很多东西,在欣赏卧虎山水库美丽环境的同时,看到因修水库而形成的一段一段的滑坡是我认识到了工程前期论证的重要性,而后期对滑坡的修治虽然存在瑕疵但整体上还是成功的。
一天的实习最重要的是使我进一步学习和掌握了地质罗盘仪的`使用和对岩层走向、倾向及倾角的测量工作,是我们在实践中学习了如何对滑坡和边坡进行治理,让我们学到了许多书本上没有学到的知识。
此次实习还培养和锻炼了我们吃苦耐劳、团结合作的精神,为以后的实际工作打下了一定的基础。
心得体会:
为期一天的地质实习,虽然很短,让我充分的认识到人类活动对地质环境的影响和地质环境对工程建设的影响,同时也巩固了校内所学的理论知识,理论是建立在实践之上的,只有通过实践,理论才能得以充分发挥,这次实习的重要意义就在于,它结合了理论,让我们在实践中学习理论,为今后的理论学习划上一个逗号,这次实习另一感受,就是觉得时间太短,如能再长一点,我想理解得会更透彻,掌握的将更加牢固。
实习目的与任务:
按照学校的安排我们在本学期学习了《土木工程地质》,紧接着我们就进行了地质野外实习的过程。我们进行这次实习的目的在与:巩固和加深在课堂学的理论知识,使理论与实践相结合,提高教学效果;了解岩层产状及其形成过程和发展情况,分析沿途所见的岩石的性质以及该地区的地质发展演变简史;学会野外观察地质现象和分析评价工程地质问题的初步能力。通过实习,掌握工程地质的基本知识,了解常见的工程地质问题。为学习后续课程、从事专业工作、扩大知识面和进行科学研究打下必要的基础。
实习时间:
20xx年6月24日至6月26日
实习地点:
天津蓟县国家地质公园
天津蓟县国家地质公园位于天津市北部蓟县山区,属燕山山脉中段南翼,沿津(天)D围(场)公路东侧(蓟县段)呈南北走向,毗邻八仙山国家级自然保护区,公园东面与河北省遵化市的清东陵隔山相望,黄崖关长城犹如一条巨龙横卧于剖面之上;南面是渔阳古城,县城东侧的翠屏湖是天津市最大的淡水湖和重要的水资源基地;北面是河北省兴隆县雾灵山国家级自然保护区;西面有京东第一山、全国十五大名山之一的盘山国家风景名胜区。居京(北)、津(天)、唐(山)三市腹心地带,素有京、津、唐“金三角”之称。
古老的地质构造奠定了现代地貌发育的基本框架和发展方向。地势北高南低,地质公园北端与兴隆县交界处的九山顶,海拔1078.5米,是天津市的最高峰。而座落在地质公园南端的府君山,海拔只有350米,海拔高度相差728.5米。保护区的地貌类型主要有中山、低山、丘陵、宽谷、盆地和坎谷等构成。中、低山主要分布在长城沿线及其以北地区的石英岩分布区,山高、坡陡,气势磅礴。丘陵主要分布在县城以北的石灰岩、白云岩、砂页岩分布区,海拔一般在300、D500米。山体浑圆,坡度缓,土层较厚。是我国惟一记录有中上元古界地球演化地质历史的国家地质公园。其范围北起九山顶,南至府君山;东至八仙山,西至盘山,分为7个景区:
1、中上元古界地质自然保护区;
2、八仙山石英岩峰林峡谷景区;
3、盘山花岗岩地貌景区;
4、九龙山碳酸盐岩峰丛景区;
5、黄崖关断崖地貌景区;
6、九山顶石英砂岩峰林景区;
7、府君山地质构造遗迹景区。
总面积342.05平方公里,规划面积240.6平方公里,核心区面积53.6平方公里,北纬40°00′~40°15′,东经117°15′~117°35′。处于京、津、唐交会地带,交通发达、地理位置优越。
实习对象:
河北工业大学交通工程专业07级全体学生
实习活动:
6月24日早上我们从西生活区坐大巴一路奔波来到蓟县国家地质公园,下车后,我们稍作整顿,然后老师开始介绍地质情况,我们的地址野外实习考察也就开始了。
1、矿物、岩石的认识和地质构造的认识
首先讲的是沉积岩。
沉积岩是在地表环境中,先前存在的化石(岩浆岩、变质岩和早已形成的沉积岩)的物理、化学和生物风化的物质、有机物质和某些火山作用产生的物质经搬运、沉积和成岩等地址作用而形成的岩石。沉积岩是地壳表面分布最广的一种岩石,虽然它的体积只占地壳的5%,但是露出面积约占陆地表面积的75%。沉积岩主要由碎屑物质、粘土矿物、化学沉积物、有机质及生物残骸等一些物质组成。
沉积岩的结构按其组成物质、颗粒大小及形状等方面的特点,一般分为碎屑结构、泥质结构、结晶结构及生物结构四种。
1)碎屑结构碎屑结构是指岩石中由50%以上的碎屑颗粒被胶结物所胶结的结构,是沉积岩所特有的结构。按碎屑粒径的大小,碎屑结构可分为:
a、砾状结构(碎屑粒径>2mm)
b、竹叶状结构(碎屑形态多呈扁平状)
c、砂质结构(碎屑粒径介于2~0.05mm之间)
d、粉砂质结构(碎屑粒径为0.05~0.005mm)
2)泥质结构该结构由粒径
3)结晶结构该结构是由溶液中沉淀或经重结晶所形成的结构。
4)生物结构该结构是由生物遗体或碎片所组成,如贝壳结构、珊瑚结构等,都是生物化学岩所具有的结构。沉积岩的构造是指其组成部分的空间分布及其相互间的排列关系。产检的沉积岩构造有层理构造、块状构造、鲕状构造及层面构造。
沉积岩的构造按其各个组成部分的空间排列和组合方式等方面的特点,一般分为层理构造块状构造鲕状构造层面构造
1)层理构造沉积岩在形成过程中由于沉积环境的改变,是先后沉积的物质在颗粒大小、形状、颜色和成分上发生变化,从会而显示出成层现象。由于形成层理的条件不同,层理有各种不同的形态,常见的类型有:水平层理、斜层理、交错层理和波状层理。
2)块状构造岩石层理不清楚,矿物颗粒排列五一定规律。
3)鲕状构造具有同心心圆状的圆形或椭圆形颗粒,形似鱼籽。鲕状构造直径一般在0.5~2mm之间,鲕粒的形成系胶体物质围绕沙粒、碎屑在浅海浅水环境中沉积而成。
4)层面构造沉积岩岩层面上的特征如波痕、泥裂、雨痕等,这些特征同样反映了沉积岩生成条件和形成环境的特殊性,同时也是我们研究古地理古地貌的标志。其中的波痕特征给我们留下了深刻的印象。
沉积岩的肉眼鉴定:在鉴定碎屑岩时,除观察颜色、碎屑成分及含量外,尚需特别注意观察碎屑的形状和大小,以及胶结物的成分。在鉴定泥质岩时,则需仔细观察他们的构造特征,即看有无页理等;在鉴定化学岩时,除观察其物质成分外,还需判别其结构、构造,并辅以简单的化学试验,如用冷稀盐酸滴试,检验其是否起泡。
接着我们考察了岩浆岩。
岩浆岩又叫火成岩,占地壳总质量的95%,在三大类岩石中,岩浆岩占有比较重要的位置。岩浆岩是由岩浆冷凝形成的岩石。岩浆岩上升侵入围岩,在地壳深处结晶形成的岩石,称为深成岩(形成深度大于3km)。在地面以下较浅处形成的岩石称为浅成岩(形成深度小雨3km)。两者统称为侵入岩。由喷出地面的岩浆凝固形成的岩石成为喷出岩,包括火山碎屑岩和熔岩。岩浆岩的矿物成分岩浆岩主要由SiO2、 Al2O3、 Fe2O3、 MgO等氧化物组成。其中SiO2是最多也是最重要的,它是反应岩浆性质和直接影响岩浆岩矿物成分变化的主要因素。
常依SiO2的含量,将岩浆岩划分为不同的类型:超基性岩(65%)。岩浆岩的结构和构造岩浆岩由于形成的环境不同,产生了各种不同的结构和构造。岩浆岩的结构是指岩石中矿物的形态、大小和结晶程度,以及颗粒之间的关系。岩浆岩的构造是指岩石中矿物的空间排列及其填充的方式。
了解结构和构造可以了解岩浆岩的形成环境。如喷出岩由于冷却快,来不及结晶,形成玻璃质,称为玻璃质结构。其中一些气体尚未逸散,形成气孔构造。岩浆一面流动一面凝固形成许多流纹,做流纹构造。深成岩在地下缓慢结晶,它的颗粒在空间分布比较均匀,形成块状构造;在深处,各种矿物结晶的大小相近,这样的结构叫做等粒结构。而浅成岩中由于矿物结晶时间不同,造成先结晶的晶体粗大,后结晶的晶体细小,从而形成斑状结构。岩浆岩的简易鉴定方法:
首先,观察岩体的产状等,将定是不是岩浆岩及何种产状类型。然后观察岩石的颜色以初步判断岩石的类型。含深色矿物多、颜色较深的,一般为基性或超基性岩;含深色矿物少、颜色较浅的,一般为算子那个或中性岩。相同成分的岩石,隐晶质的教显晶质的颜色要深一些。应注意岩石总体的颜色,并应在岩石的新鲜面上观察。
接着观察岩石中矿物的成分、组合及特征。并估计每种矿物的含量,即可初步确定岩石属何大类。进一步观察岩石的结构构造特征,区别是喷出岩还是浅成或深成岩。
最后综合分析,据《土木工程地质学》“岩浆岩分类表”确定岩石的名称。
最后,考察了变质岩。
变质岩是指地壳中已存在的岩石,由于地壳运动和岩浆活动等造成物理化学环境的改变,处在高温、高压及其他化学因素作用下,使原来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化所形成的新的岩石。
根据变质作用的地质成因和变质作用因素,将变质作用分为:接触变质作用、区域变质作用、混合岩化作用和动力变质作用。
变质岩的结构可分为:变余结构(残余结构);变晶结构;碎裂结构。岩石经变质作用后常形成一些新的构造特征,这是区别于其他两类岩石的特有标志,是变质岩的作重要特征之一。原岩变质后仍残留有原岩的部分构造特征者叫变余构造。
通过变质作用形成的新的构造叫变成构造:
a)板状构造岩石具有平行、较密集而平坦的破裂面DD劈埋面,沿此面岩石易于分裂成板体,原岩基本未重结晶,仅有少量绢云母或绿泥石。
b)千枚状结构岩石常呈薄板状,其中各组分基本已重结晶并呈定向排列,但结晶程度较低而使得肉眼尚不能分辨矿物,仅在岩石的自然破裂面上见有强烈的丝绢光泽,系由绢云母、绿泥石小鳞片造成。常具挠具和小皱纹。
c)片状构造在定向盈利的长期作用下,岩石中所含大量的片状、柱状矿物如云母、角闪石等,都呈平行定向排列,岩石中各组分全部重结晶,而且肉眼可以看出矿物颗粒。
d)片麻状结构以石英、长石等矿物为主,期间夹以鳞片状、柱状变晶矿物,并呈大致平行的断续带状分布而成,他们的结晶程度都比较高。
e)块状结构岩石中的'矿物分布均匀,结构均一,无定向排列,这是大理石和石英岩常具有的构造。
变质岩的简易鉴定方法:
鉴别变质岩时,可先从观察岩石的构造开始,根据构造,将变质岩区分为片理构造和块状构造两类。然后可进一步根据片理特征和结构以及主要矿物成分,分析所属的亚类,确定岩石的名称。
2、水流的地质作用认识
河流普遍分布由于不同的自然地理带,是改造地表的主要营力之一。
河流的地质作用主要有侵蚀作用和搬运作用。
1.河流的侵蚀作用
河流在运动过程中对河谷岩石进行的破坏作用称为侵蚀作用。其主要通过冲蚀磨蚀和溶蚀三种形式对河底及两岸进行侵蚀
1)下蚀作用
下蚀作用的强度首先与流速和河水中的泥沙含量有关。此外,还与河床的岩石性质及地质构造有关。下蚀作用在加深河谷的同时又使河流向源头伸长。分水岭不断遭到切割剥蚀,河流的长度不断增加,以及河流的袭夺现象都是河流溯源侵蚀的结果。
2)侧蚀作用
河流一携带的泥沙为工具,并以自身的动能和溶解力对河床两岸的岩石进行侵蚀,使河谷加宽的作用称为侧蚀作用。河流的中下游以及平原区的河流,由于河床坡度较为平缓,侧蚀作用占主导地位。
2.河流的搬运作用
河流主要通过对碎屑物的悬运跃运和推运三种方式来进行搬运。碎屑物以何种方式被搬运,主要取决于颗粒的沉降速度与上推力的对比情况。
3.河流的沉积作用
河流搬运物从水中沉积下来的过程称为沉积作用。
4.河流冲积土
1)河床沉积
2)河漫滩沉积
3)牛轭湖沉积
4)三角洲沉积
5)山区河流沉积土
6)由冰川补给的河流冲积土
3、风化作用认识
影响风化作用速度的因素主要有气候、地形和地质因素。
一、气候因素:
影象风化作用的气候因素主要指降水量与温度。降水量丰富且水循环快的地区有利于化学风化的进行;而温度则影象化学反应的速度,水中游离氧的含量和水的离解度随温度增高而加大,水中CO2含量虽随温度增高而减少,但温度增高十度,反应速度却加快一倍,因此,氧化作用和水溶液的作用都随温度增高而加快,有利于化学风化作用的进行。而且,气候控制着数量和类型,它们对风化作用产生各不相同的影象。
地球气候的分带性决定了风化作用速度及其产物类型的分带性。
二、地形因素:
在相对高程很大的中低纬度山区,可以看到不同高程上有不同的气候带因而有不同类型的风化作用。
地形陡缓的不同,风化作用也不同。陡坡地下水位低,植被稀少,物理风化相对强烈,产物不易保留,未风化岩石不断暴露接收风化;缓坡平地化学风化和生物风化相对强烈,矿物分解彻底,风化产物残留原地,母岩被覆盖,不利于物理风化,最后形成大量粘土和残余矿床。
坡向也有影象,中低纬度阳坡昼夜温差大,冰冻风化比阴坡强烈,以至阳坡比阴坡更凹凸不平。
三、地质因素:
主要有岩石的矿物成分、岩石结构构造和构造运动的影响。
四、不良地质现象认识实习
山区公路地质选线主要受到地形和不良地质现象的制约,主要的不良地质现象有滑坡、泥石流、岩崩、岩溶、岩堆(坡积层)、软弱土、膨胀土、湿陷性黄土、冻土、水害、采空区以及强震区(高地应力)等。
一、实习的性质和任务
10级采矿工程学生的煤矿地质野外实习于2012年6月18日至6月19展开,由煤矿地质学关英斌老师和李海梅老师带领队伍对邯邢地区的地质情况进行了系统的分析和分类的讲解,这次实习不仅将课本上的知识运用于实践中,而且也是为了加强了同学们对地质知识的印象,对各种地质名词的解释有了更具体的了解,进一步具体化的了解了地层的形成,岩石的种类,以及煤层的分布情况,这次实习也是对煤矿地址学的一个总结,也是该课程的一个重要环节
这次地质认识实习的任务是:
1、让学生体会地质工作的方法和特点。
2、观察、认识主要煤系地层、地质构造。
3、认识岩浆侵入体。
4、建立一套完整的地层层序。
二、实习时间
本次地质实习共计二周十天时间,其中野外工作2天,编写报告3天。
三、实习区交通位置及自然
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