《煤矿地质学》实习报告
一、 认识实习的性质、目的和任务
《煤矿地质学》是一门综合性、实践性很强的课程。野外地质认识实习是《煤矿地质学》课程学习的重要环节。其主要目的是使学生通过野外实习将《煤矿地质学》课程所学理论知识与实际结合起来。 1. 目的是使学生通过野外实践，进一步巩固、充实地质学基础知识，开阔眼界，了解野外地质工作方法，为后续课程的学习奠定一定的实践基础。
2. 主要任务是引导学生以地球科学发展变化的观点去认识各种地质作用和地质现象，加深理解地学知识，启迪科学思维。
3. 初步培养学生在野外实践中准确、全面的获取第一手地质资料，以提高分析问题与解决问题的能力，为今后从事专业学习打下基础。
4. 体验煤矿地质工作的特点，了解煤矿地质工作的内容，培养对科学的兴趣和对工作的事业心，树立严谨的科学工作作风。
二、实习的主要内容和要解决的问题
实习的内容
1.观察基础地质现象，如风化、剥蚀、搬运、沉积、地下水作用及褶曲、断裂、陷落柱等现象； 2.用罗盘测量岩层的产状、观测、描述岩层露头；
3.认识地层的新老关系、层序、地层的接触关系；认识主要煤层和煤系主要标志层； 4.学会采集岩石和化石 要解决的问题
1. 通过野外资质观察，认识和辨别常见的矿物，岩石，学会描述基础地质现象和构造现象。 2. 初步了解实习地区的含煤地层的时代，层序及主要可采煤层。
3. 学会使用地质罗盘，能正确的测量岩层，煤层的走向，倾向和倾角，以及节理断层的产状。 4. 学会做野外记录，练习地质素描。
三、所在实习队建制
四、实习内容
2012年6月18日 天气：晴 地点：东山
实习路线：学校→杨家峪→东山煤矿→小窑头→大窑头→原路返回 观测内容：陷落柱（无炭柱）、褶皱构造、罗盘的使用、断层、化石等 NO.1
点位：No3沿公路前行100m处。 点性：构造点—-断层。
内容：沿公路的剖面上可见到煤系地层中发生的小型逆断层，落差1.5米左右，断层的上升盘伴生有牵引构造。被断地层为本溪组C2b，断层走向为NW，倾向SW，倾角20°左右，根据两盘相对位移情况，此断层为逆断层。
岩石受力破裂后，破裂面两侧的岩块有明显位移称为断层。
断层是地壳中广泛发育的地质构造，种类很多，形态各异，规模不一。根据断层两盘相对位移情况可分为：
正断层：上盘相对下降，下盘相对上升； 逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降；
平移断层：断层两盘沿断层面走向方向相对错动的断层。
NO.2
点位：距No.1往西300米处。
在沿途的公路边的人工剖面上看到许多大大小小的陷落柱，其中大的陷落柱直径100多米，小的陷落柱直径约为50米左右
在公路边的人工剖面上看到的柱状破碎带就是陷落柱在地表的出露
陷落柱：成因：华北石炭—二叠纪煤系地层的基底为中奥陶世石灰岩，由于地下水的溶蚀，形成较大溶洞，其上覆煤系地层失去支撑而垮落，充填溶洞形成由各种岩屑组成的类似圆锥体形状，在剖面上看，形如柱体，故称陷落柱；在煤矿上采煤至此无煤可采，而遇到杂乱无章的岩石柱体，故又称为无炭柱。陷落柱鉴定特征：从平面上看，多为低洼的凹坑（但也有成为突起的小山包），不是圆形就是椭圆形；从剖面上看，岩石杂乱无章，大小混杂，且柱体岩石年代较围岩新，是上部地层垮落的岩石碎屑，形态为上小下大，呈不规则圆柱体，有的陷落柱不塌至地表，陷落柱的塌落高度不等。
意义：(勘探时不易查明、影响开采、导致突水)
陷落柱
沿途小发现
在沿途发现了一些岩层面上的植物化石例如蕨类植物的化石，都是一些成煤植物的化石
NO.3
内容：背斜
远望西北公路剖面，可见出露地层为奥陶系石灰岩和石炭系中统本溪组，在剖面上，岩层表现为向上拱起的形态，其核部为地质年代相对较老的地层—O2灰岩，两翼地层年代相对较新为C2b，整体形态基本对称，如下图所示。
NO.4
大窑头背斜核部---地层的平行不整合接触 C2b/O2f ，C2b与O2f呈平行不整合
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，剥蚀面表明地层有缺失，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。
O2主要为灰色、深灰色厚层致密状石灰岩夹白云岩和薄层泥灰岩，顶部夹有两层石膏层，含头足类化石珠角石。由于长期风化剥蚀，顶面形成凹凸不平的剥蚀面，非常明显，与上覆地层C2b呈平行不整合接触关系。
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，6—8米；上部—畔沟段，16米。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。
铁铝岩工业类型叫“山西式铁矿”，即褐铁矿。黄褐色，多孔状、块状或土状，硬度随含铁量多少而有所变化，2—5，含铁量较低。
沉积环境为滨海相、泻湖相。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。5
内容:叠瓦状构造
由数条产状大致相同的逆断层组合在一起，其上盘在呢剖面上呈叠瓦状向同一方向一次上推，这种断层的组合形式为叠瓦状构造。
NO。6
内容：阶梯状构造
由两条或两条以上产状大体一致的正断层组合在一起而是使上盘在剖面上呈阶梯状向同一方向依次下降
NO.7 化石点
内容：此处出露的地层为石炭系上统太原组C3t第二段，包括石齐凹灰岩(相当于西山的斜道灰岩)、砂、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，本次实习所见到的化石如下 2012年6月19日 天气：晴 地点：西山西铭矿区
实习路线：学校→斜坡→西铭矿→七里沟→骆驼脖沟→原路返回
观测内容：太原西山C-P标准剖面。
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。
内容：回顾华北古生代地层特征。中奥陶世后，华北地区地壳整体抬升，成为陆地，遭受剥蚀，历经大约1.5亿年，致使缺失地层O3、S、D、C1，直到中石炭世才又复下沉，再度接受新的沉积。
O2主要为灰色、深灰色厚层致密状石灰岩夹白云岩和薄层泥灰岩，顶部夹有两层石膏层，含动物化石头足类珠角石。由于长期风化剥蚀，顶面形成凹凸不平的剥蚀面，非常明显，与上覆地层C2b呈平行不整合接触关系。
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，6—8米；上部—畔沟段，16米。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。
铁铝岩工业类型叫“山西式铁矿”，即褐铁矿。黄褐色，多孔状、块状或土状，硬度随含铁量多少而有所变化，2—5，含铁量较低。
铝土岩灰白色，鲕状、豆状结构，能否成为工业矿床，需看Al2O3的含量，若大于40%，即为铝土矿；或者铝硅比值大于2.6，称为“G层铝土矿”。
沉积环境为滨海相、泻湖相，由于风化林滤作用，使Fe2O3、Al2O3富集起来，因其胶体带电，与海水发生化学反应，于是沉积下来，鲕状、豆状结构是受到波浪、潮汐的影响所致。
此段基本没有化石，至少说没有标准的海生生物化石。
NO.2
内容：本溪组C2b上段—畔沟段岩性及岩相特征
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
内容：石炭系上统太原组C3t晋祠段的岩性及岩相特征
晋祠砂岩是由石英、岩屑和火山凝灰物质组成，旧称“晋祠杂砂岩”，为一标志层，代号K1。 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 划分和对比地层。
No.3
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、煤层、灰岩互层。
毛儿沟期为太原组沉积时海侵最广泛时期，海相灰岩发育，含煤性好。标志层自下而上有9#煤（八尺，全区可采）、8#煤（丈五，全区可采）、庙沟灰岩L1、毛儿沟灰岩L2、7#煤（下三尺，全区可采）、斜道灰岩L3、6#煤（七尺，局部可采）。
沉积环境为河口坝，远沙坝沉积，其特征是砂泥互层，频繁交替
NO.4
断层 正断层
走向 210度东南 倾向300度 倾角 30度左右
沿途小发现
在前往骆驼沟的山路上发现灰岩中的树干化石
NO.7
点性：山西组地层P1S结构、煤层自然现象。
内容：山西组地层起于北岔沟砂岩K4，止于下石盒子组骆驼脖砂岩底面，厚约26米，整合接触于C3之上山西组地层P1S结构是以过渡相为主的含煤岩系，主要有砂岩、粉砂岩、页岩、煤层，局部夹半咸水的页岩（泻湖、海湾相），有化石；其中3#（丈八煤）、2#（九尺炭）为主要可采煤层，二者都夹有1—2层夹石；4#不可采，以上三层煤含硫少，俗称香煤；1#（上三尺）局部可采。
上石盒子组P2s：杂色泥岩为主，夹砂岩。
石千峰组P2sh：砖红色砂岩为主，夹砖红色泥岩。 煤层自燃现象
此处出露的是二叠系山西组3#煤层。煤在常温下能吸附空气中的氧，并在煤的表面生成不稳定的氧化物，含氧官能团（－OH）羟基和（－COOH）羧基等，此时，氧化放热量很少，并能及时把热量散发掉，煤层温度并不升高，通常称这一阶段为潜伏期。经过潜伏期煤层的氧化速度加快，不稳定的氧化物先后分解成水、二氧化碳、一氧化碳，此时氧化放热加快，来不及放散煤温就逐渐升高，当达到350～400℃时，煤层就自己燃烧起来，进入第二阶段自燃期。从地表往下至一定深度（氧化带下限），当没有空气补给时，煤层燃烧就自行熄灭。由于热量烘烤，将周边的页岩、砂岩烧变成红色，故称烧变岩。
2012年6月20日 天气晴 地点：晋祠
实习路线：学校→晋祠宾馆→名贤沟→太原基准地震台→天目山凉亭→晋祠公园→返回 观测内容：矿物、沉积岩岩性、构造等 NO.1
点位：太原基准地震台 点性：地震地质作用
描述：在太原地震台参观了地震台的构成和实验设备，听取了台长关于地震台情况的介绍和地震的相关知识
NO。2
点位：距No.1往沟里前行约700米处沟南一侧。 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
No.3
点位：位于地震台325°，距离150米处。
点性：石膏、方解石、石灰岩。
描述：1. 岩石—石灰岩
颜色为深灰色，结晶结构、致密结构，厚层状至巨厚层状，层理清晰；与冷稀盐酸发生化学反应，起泡剧烈；其用途可作为建筑材料、制作水泥、烧石灰等。
2. 矿物—石膏
白色，粒状形态，化学成分为CaSO4·2H2O，硬度2；因其相似于冬季下的雪霰，故又称为雪花石膏。在奥陶系中统上部，存在三个这样的石膏带。
No.4
点位：天目山凉亭
点性：地下水
描述：泉水
地下水种类很多，按埋藏条件可分为：上层滞水、潜水、承压水；按岩石孔隙性质可分为：孔隙水、裂隙水、喀斯特水。泉—地下水的天然露头，即自然流出地表的地下水。按泉水的动力条件可分为：下降泉、上升泉；按泉水的出露条件可分为：侵蚀泉、接触泉、断层泉等。“晋祠
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泉水”可以归纳为断层下降泉。
2012年6月21日 天气：晴 地点：中区图书馆地球科学馆
从地球的形成与演化、地层古生物、矿物、岩石、矿产、地质灾害、地下水、冰川、海洋等方面全面系统参观学习。樊老师对地球科学馆内的陈设内容进行了详实细致的讲解!
地质实习结束
实习感受与收获
从周一到周四在樊行昭老师，宋晓夏 ，赵金贵老师和李霞老师的带领下我们进行了为期十天的野外地质实习。虽然每天起早奔波，顶着酷暑在野外实习，但短暂的四天实习给我带来的感受颇多，收获也颇多。俗话说之上得来终觉浅，实践才是最好的老师，通过实习，真真切切的见识到那些存在于自然的地质构造与地质现象，加深对课本知识的理解与认识，同时也对课堂所学进行了非常好的补充与强化。
同时四天的野外实习对我们的意志力也是一个难得的锻炼机会，每天不到六点就起床又正值夏季高温，确实挺累，但也很锻炼和磨练人。晚上回来还得整理野外地质记录，感到实习生活非常充实，锻炼我们的同时，还能学到不少知识。
理论知识可以知道实践，实践反过来又会有助于自己的理论知识的深化和提高，这就是实习实践的必要性和意义所在，而在大学学习理论知识的期间能参加这样的实习就显得格外的重要，它让我逐渐摆脱了学习是为了考试的那种为了考试而学的传统的应试教育的求知思想。 总之这是第一次校外而且是野外实习，也是求学阶段中一次难忘的经历。
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