煤礦地質學認識實習報告

一、實習目的

地質學野外實習是地質學課堂教學之後的重要實踐環節。它的任務是使學生鞏固、消化已學的理論知識，初步學習野外工作方法，進行野外基本技能的訓練，培養觀察地質現象的能力，為後繼專業課打下一下的基礎。

二、實習內容

一)、路線地質教學階段：從單一的地層 、巖石、構造教學路線入手，重點培養學生識別和分析地質現象的能力，並進行野外工作方法的基本訓練，

1. 學會地質野外記錄。

2. 進一步熟練掌握羅盤的使用方法。

3. 觀察、識別各種基本地質現象，掌握其記錄描述方法：

(1)巖礦的野外命名及描述，標本的採集，巖性變化的觀察與記錄。野外實習中認識實習地區常見巖石，主要為沉積巖，少量火成巖。瞭解巖石的巖性包括礦物成分、結構、構造及瞭解礦物的集合體。

(2)地層的觀察：野外實習中熟悉實習地區各不同地質時代的地層，包括羣與組，弄清巖層產狀，地層之間接觸關係。

(3)古生物化石的採集 、編錄及初步鑑定，在地層中產出特點的觀察與記錄。

(4)褶皺 、斷裂等各種基本構造現象的識別與確定，構造在空間的變化及其特徵的觀察和描述。

二)、編寫地質調查報告：按以下幾方面完成地質調查報告編寫任務：以前言 、地層、構造、侵入巖、礦產資源、地質發展史、結束語等。

三、實習區概況

1、大同煤田位置

大同煤田位於山西省北部，在大同市西南約20km,地理座標為東經112°30′-113°15′,北緯39°35′-40°12′,跨越大同、左雲、右玉、懷仁、山陰五個縣市.形狀近似橢圓。長軸方向為NE-SW(北東-南西)，總面積為1827km2。聚煤盆地整體呈似長方形，四周羣山包圍，西面有西石山脈，南面有海拔1976米的洪濤山，東南為海拔1714米的口泉山，東北部以青磁窯斷層為界。

大同煤田含有C-P煤系及J煤系。其中C-P煤系面積為1739km2，J系面積為772km2，兩煤系重疊面積為684km2，為雙系煤田。

2、大同煤田交通

大同市地處山西、陝西、內蒙三省交匯處，交通十分便利，因而大同礦區內的煤炭資源運輸能力也大大提高。北面的.京包與北同蒲鐵路都通過大同市，大秦線、北同蒲電氣化鐵路和京大、大運高速公路都已建成通車運行。區內還有大同至王村鐵路專線，另外公路縱橫交貫，運輸方便。(如圖2-1)

圖2-1大同聚煤盆地交通位置圖

3、自然地理

大同市位於山西省北部，地處黃土高原東北邊緣。北以外長城為界，與內蒙古自治區相鄰,西、南與本省朔州市、 忻州地區相連，東與河北省相接。本礦區屬黃土高原平緩丘陵區，大面積被第四系黃土覆蓋，地勢較為平坦，平均海拔1056米,黃土沖溝發育，呈樹枝狀展布。

大同處温帶大陸性季風氣候區，受季風影響，四季分明，春季乾旱，風沙大，氣候乾燥，風沙嚴重。冬季漫長而寒冷，夏季炎熱，晝夜温差大，年平均氣温3.6-7.5℃，極端最高氣温為37℃，極端最低氣温為-26℃。日温差一般在20℃左右,最冷月為1月份，平均氣温是-11.3℃。

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

大同市是全國著名的煤炭生產基地，有悠久的煤炭開採歷史，被譽為“煤都”，採礦業極為發達，工業基礎雄厚，有全國著名的大同煤礦集團公司，生產規模大，裝備水平高，開採技術先進，隨着近年來各種技術交流活動的增多，有力地帶動了地方煤炭工業的迅速發展，提高了地方煤礦的技術水平。大同旅遊業也較為發達，有聞名中外的世界文化遺產雲岡石窟、華嚴寺、九龍壁等國家重點文物保護單位。縱觀大同地區的經濟是以能源、重化工等產業為主。

三、實習區內地層

本區地層屬華北型，除較普遍缺失中上奧陶統至下石炭統，三疊統，就華北型地層而言，該區地層出露較全。各單位地層劃分標誌清楚，地層特徵具一定代表性，全區範圍內所出露的地層有太古界的阜平羣，下古生界的寒武系，下奧陶統、古生界的上石炭統至二疊系，中生界的侏羅系，白堊系，新生界的第四系。

本區地層，自下至上簡述如下：

1、太古界阜平羣(自己寫符號)：巖性為肉紅色，淺灰色花崗片麻巖，含有偉晶巖脈侵入體，厚度巨大，達數千米。

2、古生界：

(1)寒武系下統饅頭毛莊組( )：

巖性為磚紅色、紫紅色頁巖和灰紫色白雲質泥質灰巖互層為主，頁理髮育，頁理面上具有石鹽假晶，本組底部為一層含礫的鈣質砂巖，平均厚53m，與下伏太古界阜平羣為角度不整合接觸。

(2)寒武系中統徐莊組( )：

底部為一層4-6cm的角礫狀白雲質灰巖，往上是豬肝色、紫紅色頁巖，夾灰綠色頁巖及薄層泥灰巖，頁理上具有石巖假晶，本組上部為灰色結晶灰巖夾薄層鮞狀灰巖，厚79m，與下伏饅頭毛莊組為整合接觸。

(3) 寒武系中統張夏組( )：

下部為灰色中到厚層狀鮞狀灰巖，中部和上部也以鮞狀灰巖為主，中夾厚層泥質條帶灰巖和生物碎屑灰巖，厚179m，與下伏徐莊組為整合接觸。

(4)寒武系上統崮山組：

以竹葉狀灰巖和泥質條帶灰巖互層為主，底部竹葉體的的邊緣為紫紅色，中部夾生物碎屑灰巖，上部以結晶灰巖為主，夾鮞狀灰巖及泥質條帶灰巖，厚53m，與下伏張夏組為整合接觸。

(5)寒武系上統長山組：

巖性為紫紅色，薄層至中厚層竹葉狀灰巖，夾薄層灰紫色灰巖、頁巖及生物碎屑灰巖，厚19m，與下伏崮山組為整合接觸。

(6)寒武系上統鳳山組：

底部為一層灰黃色含生物碎屑灰巖，下部為厚層狀灰黃色泥質條帶灰巖與薄層竹葉狀灰巖互層為主，上部為灰黃色厚層結晶白雲質灰巖，頂部為灰黃色竹葉狀灰巖與中厚層結晶狀灰巖互層，厚83m，與下伏長山組為整合接觸。

(7)奧陶系下統：

巖性以薄至厚層結晶白雲質灰巖為主，中夾薄層泥灰巖及黃綠色灰巖，靠底部灰黃色薄層泥質灰巖、竹葉狀灰巖、黃綠色鈣質頁巖三者互層。厚68m，與下伏寒武系為整合接觸。

(8)石炭系上統本溪組：

本溪組底界自平旺一舊高山一線以南覆於中奧陶統灰巖剝蝕面之上，此線以北覆於中、下寒武統灰巖之上，至十里河以北尖滅，與中奧陶灰巖呈平行不整合接觸，在奧陶系侵蝕面上往往有一層褐鐵礦，雞窩狀分佈(山西式鐵礦)。自上而下，巖性分別為

底部淺灰色鋁土巖(G層鋁土礦層位)，層位穩定;下部時有紫紅色山西式鐵礦，厚度變化大，不穩定，與下伏奧陶系灰巖平行不整合接觸，瀉湖相沉積。

中上部以灰白色、灰褐色粉砂巖與細砂巖互層為主，下部含1-3層棕色、黑褐色灰巖，有時可夾一層薄煤層。

上述巖性特徵表明本溪組地層以粉砂、泥巖為主，粗碎屑巖含量較少，此外出現碳酸鹽巖;粉砂巖中碎屑成分主要為石英、長石、巖屑等;粗碎屑巖中則以純淨的石英砂為主。前人認為本溪組沉積時海水進退相對頻繁，主要為潮坪一瀉湖相沉積。

本組厚度一般為30m，最大厚度在南部酸茨河達65m，呈南厚北薄至剝蝕尖滅。

(9)石炭系上統太原組：

底部為一層灰紫色、灰白色含礫粗砂巖(K11)，分選不好，厚4-6m，鈣質膠結，往上為砂巖、頁巖、灰巖和煤層，含煤10層，其中6層比較穩定，為可採煤層，其餘煤層不穩定，局部可採。

主要為一層巨厚的砂礫巖、含礫粗砂巖、中粗砂巖，即小峪砂巖。韻律分選明晰，多階性，大型交錯及緩斜層理髮育，具有沖刷面。其間夾4、5號煤層，局部具有工業價值，兩層之間砂巖分別為東山砂巖、偏嶺砂巖。再上為大同煤田上部的巨厚主要可採2、3號煤層。

以上表明太原組地層中粗碎屑巖較本溪組增多，粉砂巖、泥巖含量減少，煤的含量最高。粗碎屑巖在底部為石英砂巖，中部為石英雜砂巖，上部為長石巖屑石英雜砂巖等;泥巖以高嶺石、水雲母為主。前人的研究認為太原組沉積物經歷的搬運和篩選作用較本溪組弱，主要反映了過渡相一陸相的沉積，沉積環境為三角洲前緣環境。

太原組厚度一般為80一100rn，最厚在樓子溝附近達186m，平均厚113m，與下伏本溪組為整合接觸。總的趨勢南厚北薄，由130-50m逐漸向北被剝蝕變薄，至雲崗十里河以北尖滅。含煤總厚0.06-47.45m，平均厚為17m，含煤系數20%。

(10) 二疊系下統山西組：

底部為一層灰白色中粗砂巖與砂礫巖，厚3-6m，往上為灰白、灰黃色砂巖和灰色粉砂巖層。中下部含煤1-4層，由上向下編號為1、2、3、4，其中1號煤層比較穩定，局部可採，其它不可採。厚45-60m，與下伏太原組為整合接觸。

山西組地層中粗碎屑巖含量較本溪組、太原組增多，而粉砂巖、泥巖含量則介於本溪組和太原組之間，煤層含量次於太原組。粗碎屑巖主要為長石(巖屑)石英雜砂巖等。粉砂巖、泥巖中為碎屑與高嶺石共有的特徵，前人研究表明山西組沉積地層主要為陸相河流沉積。

本組厚20一80m，一般約為50一60m，最後在鵝毛口北魏家溝達90m，大致呈南、南東厚，北、北西薄的趨勢，至忻洲窯一新、舊高山以北隆起剝蝕尖滅。沉積環境屬於山前平原的曲流河沉積。含煤總厚0.16-10.63m，平均厚為3m，含煤系數4%。

3、中生界

(1)侏羅系下統永定莊組：

由紫紅、灰綠、灰白、灰黑、黃褐色碎屑巖組成，下部為粗砂巖，中上部為中細砂巖、粉砂巖和泥巖，顏色自底至頂，由淺變深，越往上紫紅色越深，厚70-250m，與山西組呈平行不整合接觸。

(2)侏羅系中統大同組：

底部為一層灰白色含礫粗砂巖往上為粗砂巖、中砂巖、細砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層。含煤20層，其中可採10多層。厚234m，與下伏永定莊組為整合接觸。

(3)侏羅系上統雲岡組：

底部為一層厚5-18m的石英質礫巖(K21)往上有礫巖、砂巖、粉砂巖和泥巖，厚140多米，與下伏大同組為整合接觸。

(4)白堊系：分佈於煤田的西北部地區，巖性主要為各種碎屑巖和火山噴出巖，厚100多米。與下伏雲岡組為角度不整合接觸。

4、新生界：

老第三系：分佈於煤田西北邊緣地區，巖性主要是未膠結的砂、礫巖，夾有褐煤，厚250m左右。

第四系：黃土的各種鬆散沉積物。

四、實習區地質構造

1、大同煤田的構造概況

大同煤田呈一北東30一50℃走向不對稱向斜，東翼陡而窄(傾角40一60°，西翼寬緩(傾角3-7°);北起雲崗東北，西南經北羊路、廟灣、馬道頭，南至玉井，東西寬約30km，向斜軸延伸長約50km(圖4-1)。

煤田大地構造位置位於內蒙古一陰山構造隆起帶的南側。東以平旺一鵝毛口大斷層為界，與新生帶斷陷盆地(大同平原)相毗臨;西臨呂梁經向構造帶的西石山脈;南為一東西向小型洪濤山背斜為界，再南與平朔、寧武煤田相連。在平面上三者組成一個北北東向“S’’形。

受歷次構造運動的影響，煤田內早期部分地層缺失，而侏羅系、白堊系、第三系也發育不全。後期受燕山，喜馬拉雅山運動強烈褶皺、斷裂、推覆作用，導致煤田東部地層陡峻，直立甚至倒轉，並伴生一系列次一級的小型褶皺和斷裂，印支期發生了大規模的煌斑巖順主要的山4 、2、3一5、8號煤層侵入，使煤層結構，煤的工藝性能遭到極大破壞。在煤田內，東部、東南部、南部構造較複雜，斷層多，北部及西部則相對簡單，斷層、褶皺皆少。

圖4-1大同煤田構造形態示意圖

2、口泉斷層

結合野外記錄資料總結，(附野外素描圖)

3、青瓷窯斷層

結合野外記錄資料總結，(附野外素描圖)

4、雲崗溝侏羅系地層小斷層

結合野外記錄資料總結，(附野外素描圖)

五、煤層煤質

六、礦區水文地質

大同礦區地下水資源貧乏，大量的勘探資料表明，除第四系衝洪積層及基巖風化殼含水相對較大外，下伏中生界、古生界地層的巖石固結堅實，裂隙、喀斯特不甚發育，巖石一般不含水或含水微弱。地表水主要為口泉河、十里河河水。地下水補給主要以大氣降水補給為主，在口泉河、十里河河谷地段，地表水可以補給地下水。由於本區地表徑流條件較好，一般不利於降水入滲;地下水排泄以蒸發和礦井排水為主。隨着礦井多年的大規模開採，地下水原有動態平衡遭受破壞，地下水位普遍下降，巖石的含水性大大減弱，煤田內大量井泉乾涸現象就是最好的佐證。

七、大同火山羣

大同火山羣是中國著名第四紀火山羣。已知有30餘座，分佈在山西省大同市、縣和陽高縣境內，集中於4區域：①東區指瓜園、神泉寺一帶,有肖家窯頭、鵝毛疙瘩等6座。盾狀的肖家窯頭火山由火山彈、火山礫、火山灰組成，局部覆蓋熔巖流;穹窿狀的鵝毛疙瘩火山由玄武巖組成,無火山口。②南區在桑乾河與六稜山之間，包括大峪口、西窯等5座，是因玄武巖流沿斷裂噴出， 依山而呈半圓形。③西區是大同火山羣中最為集中和較複雜的一區，黑山、馬蹄山、閣老山等15座屬之。黑山規模最大，呈扁平穹窿狀;狼窩山範圍最廣，火山口直徑500米,西北有缺口;馬蹄山和閣老山等由火山碎屑物組成,為平頂圓錐形,亦有缺口,狀似馬蹄。④北區以大同市北的孤山為代表,包括其西南的6座小火山。孤山形似麪包,海拔1182米，兀立於御河谷地中。大同火山羣處於侵蝕初期，下伏三趾馬紅土或離石黃土，上覆馬蘭黃土，為上新世末、晚更新世馬蘭黃土堆積開始時的產物。其形成以北區最早，東區、南區次之，西區最遲。