工程设计采矿工程课程设计

煤矿地质实习报告院系:中国矿业高校银川学院矿业工程系专业：采矿工程09级四班姓名：王彪彪学号：120090201243指导老师：黄利华蒋福兴高常青徐志平编写日期：2011年6月26日名目绪言第一章岩石第一节概述其次节沉积岩第三节火成岩第四节变质岩其次章地层与化石第一节概述其次节前寒武纪地层第三节古生代地层与化石第四节中生代地层与化石第三章地质构造第一节概述其次节褶皱第三节断层第四节节理其它第一节外力地质作用结束语绪言本次实习实在6月21日到6月23日进行的，经过一学期的煤矿地质学习使我们把握和了解了很多关于地质方面的学问和技能。而这次实习给了我们实地考察的机会，一方面，通过实习理论结合实际加深了我们对课堂学问的理解和巩固，提高了在野外识别地质现象的力量。另一方面，通过这次实习使我们长了见识，也熬炼了体质和吃苦的精神。对我们今后的学习和生活有很大挂念。我们这次实习主要在银川四周的贺兰山和黄河沿岸进行。贺兰山是中国宁夏回族自治区西北山岭。南北长220公里，东西宽20～40公里。南段山势缓坦，三关口以北的北段山势较高，海拔2,000～3,000公尺。主峰亦称贺兰山，海拔3,556公尺。山地东西不对称，西侧坡度和缓，东侧以断层临银川平原。贺兰山为猛烈地震带，1739年银川四周发生8级地震，1561年在中宁、1709年在中卫都发生过7.5级地震。贺兰山北段煤藏丰富，新建有贺兰山煤炭工业基地。包兰铁路有支线由平罗伸至贺兰山的汝箕沟。贺兰山脉海拔2000~3000米，主峰敖包圪垯位于银川西北，海拔3556米，是宁夏与内蒙古的最高峰。贺兰山脉为近南北走向，绵延200多公里，宽约30公里，是中国西北地区的重要地理界线。山体东侧宏伟壮丽，峰峦重叠，崖谷险峻。向东俯瞰黄河河套和鄂尔多斯高原。山体西侧地势和缓，没入阿拉善高原。贺兰山植被垂直带变化明显，有高山灌丛草甸、落叶阔叶林、针阔叶混交林、青海云杉林、油松林、山地草原等多种类型。其中分布于海拔2400~3100米的阴坡的青海云杉纯林带郁闭度大，更新良好，是贺兰山区最重要的林带。植物有青海云杉、山杨、白桦、油松、蒙古扁桃等665种。动物有马鹿、獐、盘羊、金钱豹、青羊、石貂、蓝马鸡等180余种。1988年国务院公布贺兰山自然爱护区为国家级爱护区，面积6.1万公顷。贺兰山自然资源丰富。山前冲积平原上草场宽广，是宁夏滩羊的重要产区，所产滩羊二毛皮古称“千金裘”，毛色细润，卷曲如云。山区富含优质煤炭，有石嘴山等10座大型矿区。另外还有磷灰岩、石英砂岩、灰岩、粘土岩等矿产，其中小滚钟口生产的粘板岩质地细润，清雅莹柔，用它雕成的贺兰石砚是宁夏“五宝”之一。黄河沿岸主要考察了沙坡头和青铜峡。沙坡头黄河入川口风景区与国家AAAAA级旅游区沙坡头首尾相连、沙水相依，是沙坡头旅游区不行分割的重要组成部分，景区自然风光奇怪，规模宏大，交通便捷。景区由3000余亩沙漠和5公里多长的沙漠河岸线组成，东西长4.3公里，南北宽5.2公里。地势呈西高东低，落差166米，这里集大漠、黄河、青山、绿洲、大型沙雕、大型滑沙场、世界上最大的沙生植物园和世界上第一条沙漠铁路为一体。黄河在这里转了个S大湾形成了自然 的巨幅太极八卦图。有享誉世界的麦草方格治沙成果，制造了人进沙退的治沙奇迹，让世界属目，被联合国授予“全球环保50黄河入川口，一面是香山矗立而起的山湾，一面是浩瀚的腾格里大模。古时候，这片沙滩和山湾，是有名大河上下的黄河渡口，渡口叫黄河九渡。是古丝绸之路，黄河航道、驮盐古道以及胡汉贸易，茶马互市的古码头之一。码头北岸是浩如瀚海的腾格里沙漠，当年那些横走大漠的商队、跋涉沙海的驼队，就从黄河九渡过河，爬上对岸的沙坡，走向大漠深处，在黄沙滚滚的腾格里大漠里，洒下一路驼铃声，远走蒙古大草原，远走中亚和西亚。君不见黄河之水天上来，东流到海不复回。从青藏高原到东海海口，矗立在青山大漠间的黄河入川口，与黄河的源头、黄河入海口并列成黄河水系的三颗星座，成为黄河上游、中游和下游的三颗明珠，照亮了大河万里奔流的航程。从高原峡谷到一马平川绿州，从夺腾急流到温存缠绵，千里而来的黄河水在黄河入川口上，唱响了母亲河“横流千川，育我中华”的千古绝唱！奔流的黄河、宏伟的香山、葱郁的绿洲，宽敞的卫宁平原、浩瀚的大沙漠形成了独特的塞上景观，不仅国内唯一，而且世界罕见。如梦如幻的大漠日出、壮丽如画的沙海夕阳、幻如魔境的月夜星空、梦魅般奇特的海市蜃楼景观，被誉为腾格里大沙漠“四绝景”。腾格里沙漠还具有沙层最厚、沙粒最细、沙质金黄、观赏性最强、沙漠野生动植物资源最丰富（植物453种，动物40多种）等特点。说起青铜峡，当然离不开黄河，黄河这条中华民族的母亲河，自青藏高原奔流而下，从甘肃省的黑山峡进入宁夏境内，婉蜒地穿过了牛首山，便形成了8公里长，高出水面数十米的陡壁，这就是青铜峡。峡谷两岸的高山峻岭上，奇岩怪石，姿势万千，古木森森，映蔽江面。然而从前这里却由于地势险峻，成了兵家必争之地。相传汉代名将马贤和唐代名将李靖都曾在此作战，古人有诗吟道："青铜峡里韦州路，十去从军九不回。"青铜峡峡谷的形成离不开大禹的功劳。相传远古时候，这里是由黄河水形成的大湖，由于贺兰山的阻挡而水流不畅。大禹来到此地，看到上游因湖水受阻而形成水涝，下游无水又旱情肆虐。为解救百姓苦难，这位治水英雄举起神斧，奋力开山，只听一声巨响，中间豁然消灭一道峡谷，黄河之水得以疏通，下游旱情得到解除，上游也不再形成涝灾，农田滋润肥沃。就在大禹劈开贺兰山的时候，满天的夕阳把牛首山青色的岩石染成了迷人的古铜色，大禹见此情景，兴致勃勃地提笔在山岩上写下了"青铜峡"三个大字，从今这段峡谷便有了青铜峡的美名。人们为了纪念大禹的功绩，就在他住过的山洞旁，修建了一座禹王庙，并写诗赞道：”河流九曲汇青铜，峭壁凝晖夕阳红。疏凿传闻留禹迹，安澜名载庆朝宗.”第一章岩石第一节概述岩石，是固态矿物或矿物的混合物，其中海面下的岩石称为礁、暗礁及暗沙，由一种或多种矿物组成的，具有肯定结构构造的集合体，也有少数包含有生物的遗骸或遗迹（即化石）。岩石有三态：固态、气态（如自然 气）、液态（如石油），但主要是固态物质，是组成地壳的物质之一，是构成地球岩石圈的主要成分。基本解释：由一种或通常由两种以上矿物所组成的固结或不固结的矿物体，其一部分是生物成因的(如煤)，在自然界大量存在，构成地壳的很大一部分。基本定义：石是自然 产出的具稳定外型的矿物或玻璃集合体[1]，依据肯定的方式结合而成。是构成地壳和上地幔的物质基础。按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。其中岩浆岩是由高温熔融的岩浆在地表或地下冷凝所形成的岩石，也称火成岩或喷出岩。沉积岩是在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石；变质岩是由先成的岩浆岩、沉积岩或变质岩，由于其所处地质环境的转变经变质作用而形成的岩石。地壳深处和上地幔的上部主要由火成岩和变质岩组成。从地表向下16公里范围内火成岩和变质岩的体积占95%。地壳表面以沉积岩为主，它们约占大陆面积的75%，洋底几乎全部为沉积物所掩盖。岩石学主要争辩岩石的物质成分、结构、构造、分类命名、形成条件、分布规律、成因、成矿关系以及岩石的演化过程等。它属地质科学中的重要的基础学科。性质岩石工程性质无怪乎就是物质成分（颗粒本身的性）、结构（颗粒之间的联结）、构造（成生环境及改造、建筑）、现今赋存环境（应力、温度、水）这几个方面的因素。假如是岩体，则取决于结构面和岩块两个方面，在大多数状况下，结构面起着把握性作用。其次节沉积岩在地表常温、常压条件下，由风化物质、火山碎屑、有机物及少量宇宙物质经搬运、沉积和成岩作用形成的层状岩石。按成因可分为碎屑岩、粘土岩和化学岩(包括生物化学岩)。常见的沉积岩有砂岩、凝灰质砂岩、砾岩、粘土岩、页岩、石灰岩、白云岩、硅质岩、铁质岩、磷质岩等。沉积岩占地壳体积的7.9%，但在地壳表层分布则甚广，约占陆地面积的75%，而海底几乎全部为沉积物所掩盖。沉积岩有两个突出特征：一是具有层次，称为层理构造。层与层的界面叫层面，通常下面的岩层比上面的岩层年龄古老。二是很多沉积岩中有“石质化”的古代生物的遗体或生存、活动的痕迹-----化石，它是判定地质年龄和争辩古地理环境的贵重资料，被称作是纪录地球历史的“书页”和“文字”。第三节火成岩也成岩浆岩，当熔浆由火山通道喷溢出地表凝固形成的岩石，称喷出岩或称火山岩。常见的火山岩有玄武岩、安山岩和流纹岩等。当熔岩上升未达地表而在地壳肯定深度分散而形成的岩石称侵入岩，按侵入部位不同又分为深成岩和浅成岩。花岗岩、辉长岩、闪长岩是典型的深成岩。花岗斑岩、辉长玢岩和闪长玢岩是常也称岩浆岩。来自地球内部的熔融物质，在不同地质条件下冷凝固结而见的浅成岩。依据化学组分又可将火成岩分为超基性岩（SiO2，小于45%）、基性岩（SiO2，45%～52%）、中性岩（SiO2，52%～65%）、酸性岩（SiO2、大于65%）和碱性岩（含有特殊碱性矿物，SiO2，52%～66%）。火成岩占地壳体积的64.7%。变质岩原有岩石经变质作用而形成的岩石。依据变质作用类型的不同，可将变质岩分为5类：动力变质岩、接触变质岩、区域变质岩、混合岩和交代变质岩。常见的变质岩有糜棱岩、碎裂岩、角岩、板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩、角闪岩、片粒岩、榴辉岩、混合岩等。变质岩占地壳体积的27.4%。岩石具有特定的比重、孔隙度、抗压强度和抗拉强度等物理性质，是建筑、钻探、掘进等工程需要考虑的因素，也是各种矿产资源赋存的载体，不同种类的岩石含有不同的矿产。以火成岩为例，基性超基性岩与亲铁元素，如铬、镍、铂族元素、钛、钒、铁等有关；酸性岩与亲石原素如钨、锡、钼、铍、锂、铌、钽、铀有关；金刚石仅产于金伯利岩和钾镁煌斑岩中；铬铁矿多产于纯橄榄岩中；中国华南燕山早期花岗岩中盛产钨锡矿床；燕山晚期花岗岩中常形成独立的锡矿及铌、钽、铍矿床。石油和煤只生于沉积岩中。前寒武纪变质岩石中的铁矿具有世界性。很多岩石本身也是重要的工业原料，如北京的汉白玉（一种白色大理岩）是有名中外建筑装饰材料，南京的雨花石、福建的寿山石、浙江的青田石是良好的工艺美术石材，即使那些不被人留意的河沙和卵石也是格外有用的建筑材料。很多岩石还是重要的中药用原料，如麦饭石（一种中酸性脉岩）就是格外流行的药用岩石。岩石还是构成旅游资源的重要因素，世界上的名山、大川、奇峰异洞都与岩石有关。我们祖先从石器时代起就开头利用岩石，在科学技术高度进展的今日，人们的衣、食、住、行、游、医……无一能离开岩石。争辩岩石、利用岩石、藏石、玩石、爱石已不再是科学家的专利，而渐渐变成宽敞群众生活的组成部分。其次章地层与化石第一节概述构成地球表层成层的岩石，叫做地层，地层原来是一层一层地沉积而成的，一般来说，先沉积的地层在下面，后沉积的地层在上面，所以下层地层的年月比上层的古老。但是，由于地球表面不断地运动，地层也会随着上升、下降、扭曲等，使地层的挨次发生某些变化。化石在地层中消灭的挨次，是人们争辩生物进化的一个重要的方面。不同生物化石的消灭和地层的形成，有着平行的关系。也就是说，在越古老的地层中，挖掘出的化石所代表的生物，结构越简洁，分类地位越低等。在距今越近的地层中，挖掘出的化石所代表的生物，结构越简单，分类地位越高等。地层一层层地重叠，像书页一样，保存着地球上生命世界的历史记录，化石就像这巨大历史书中的文字。人们依据地层中的岩石，可以分析出地层形成的年月，而其中的化石，就是推断当时生命世界的依据。其次节前寒武纪地层我们这次实习所看到的寒武纪以前的地层是在贺兰山2600米的悬崖上，这里的地层属于震旦纪时期，这里主要有贺兰石岩层，这种紫绿色夹杂的岩石只有贺兰山有，它属于泥沙砂岩变质岩。贺兰石产于海拔2600米左右的贺兰山悬崖上，形成于18亿年前中元古代早期（长城纪），是地层中染色沙质极岩在自然应力作用下形成的块状岩体，构成贺兰石的矿物格外微细，只有头发丝的几十之一，而相互聚结又特殊紧密。就在这般细腻基底上，均匀散布着很多比较坚硬的石英粉和铁矿物微粒，它们恰似在贺兰石中嵌入了“硬质合金”，刚柔适宜，是一种格外难得的石料。它质地细密、古雅莹润、紫绿相间、交叉辉映、刚柔适宜、叩之有声，石料结构均匀、呈自然 深紫和豆绿两色，经能工巧匠雕刻制成的贺兰砚具有发墨、存墨、护毫、耐用的特点，加盖后砚内余墨数日不干不臭，雕刻艺人因石制宜、细心用料，雕出千姿百态的砚，历史上贺兰砚曾与端砚、歙砚齐名，素有“一端二歙三贺兰”之说，贺兰砚发墨快速，不郁结，又耐用，带盖的贺兰砚犹如密封器一般，素有“存墨过三天”之誉，它不仅是文房四宝的有用品，而且是贵重的工艺保藏品，深受历代书法家、画家的宠爱。第三节古生代地层与化石这次实习中主要见到的古生代地层有：奥陶纪地层、泥盆纪地层、石炭纪和二叠纪地层。在沙坡头看到了奥陶纪和泥盆纪地层。奥陶纪（Ordovician）是地质学上，古生代中五亿五百万到四亿三千八百万年前这段时间，可分为三个时期－奥陶纪早期(五亿五百万到四亿七千八百万年前)，奥陶纪中期(四亿七千八百万到四亿五千三百万年前)和奥陶纪晚期(四亿五千三百万到四亿三千八百万年前泥盆纪（距今4-3.6亿年前）是晚古生代的第一个纪，从距今4亿年前开头，连续了4000万年之久。泥盆纪（距今4-3.6亿年前）是晚古生代的第一个纪，从距今4亿年前开头，连续了4000万年之久。由于早古生代加里东运动影响的结果，同时，从泥盆纪开头，地球又开头发生了海西运动。因此，泥盆纪时很多地区升起，露出海面成为陆地，古地理面貌与早古生代相比有很大的变化。在泥盆纪里蕨类植物繁盛，昆虫和两栖类兴起。脊椎动物进入飞跃进展时期，鱼形动物数量和种类增多，现代鱼类——硬骨鱼开头进展。泥盆纪常被称为“鱼类时代”。在石炭井看到了石炭纪地层及化石。石炭纪（Carboniferous）约处于地质年月两亿八千六百万至三亿六千万年前，它可以区分为两个时期：始石炭纪（又叫密西西比纪，三亿两千至三亿六千万前）、和后石炭纪（又叫宾夕法尼亚纪，两亿八千六百至三亿两千万年前）。石炭纪（Carboniferousperiod）是古生代的第5个纪，开头于距今约3.55亿年至2.95亿年，连续了6500万年。石炭纪时陆地面积不断增加，陆生生物空前进展。当时气候暖和、潮湿,沼泽遍布。大陆上消灭了大规模的森林，给煤的形成制造了有利条件。石炭纪是地壳运动格外活跃的时期，因而古地理的面貌有着极大的变化。这个时期气候分异现象又格外明显，北方古大陆为暖和潮湿的聚煤区，冈瓦纳大陆却为寒冷的大陆冰川沉积环境。气候分带导致了动、植物地理分区的形成。石炭纪含煤地层中生代地层中我们只看到了三叠纪地层，其他新生代地层没有留意到。地质构造概述组成地壳的岩层和岩体，在内外地质作用下（多为构造运动），发生变形和变位后，形成的几何体，或残留下的形迹。地质构造因此可依其生成时间分为原生构造(primarystructures)与\o"查看图片"地质构造次生构造(secondarystructures或tectonicstructures)。次生构造是构造地质学争辩的主要对象，而原生构造一般是用来推断岩石有无变形及变形方式的基准。构造也可分为水平构造、倾斜构造、断裂和褶皱。地壳或岩石圈各个组成部分的形态及其相互结合方式和面貌特征的总称。地质构造的规模，大的上千公里，需要通过地质和地球物理资料的综合分析和遥感资料的解译才能识别，如岩石圈板块构造。小的以毫米甚至微米计，需要借助于光学显微镜或电子显微镜才能观看到，如矿物晶粒变形、晶格的位错等。类型：地质遗迹依其形成缘由、自然属性等可分为下列６种类型：（１）标准地质剖面：如中国最古老的岩石——辽宁鞍山白家坟花岗岩；天津蓟县中、上元古界地层剖面等。（２）有名古生物化石遗址：如北京周口店北京猿人遗址；世界奇观——河南西峡恐龙蛋化石等。（３）地质构造形迹：如西藏雅鲁藏布江缝合带；河南嵩山前寒武纪地层及三个整合遗迹等。（４）典型地质与地貌景观：如安徽黄山奇峰；澎湖列岛的地形景观等。其次节褶皱1、定义：简言之，岩石受力发生的弯曲就称为褶皱。2、特征：它在层状岩层中表现的最为明显；是地壳上最常见的一种地质构造形式；规模差别很大，手标本-几百公里。3、意义：褶皱是最重要的构造现象，因而是构造地质学争辩的重要内容；与矿产的关系：大向斜就是盆地，形成沉积矿床，虎睛形成于热液充填矿床；与石油：背斜圈闭，过去发觉的石油绝大多数与此有关；工程地质，水文地质。旅游地质；构造地质。4、基本类型背斜：向上弯曲；向斜，向下弯曲。分类：方式多种多样，一般按产状、形态和组合形态分类。1、依据褶皱轴面产状，结合两侧产状特点分：直立褶皱：轴面近于直立，两翼倾向相反，倾角近于相等；斜立褶皱：轴面倾斜，两翼倾向相反，倾角不相等；倒转褶皱：轴面倾斜，两翼倾向相同，倾角可以相等，也可以不相同；平卧褶皱：轴面近于水平，一翼地层正常，另一翼地层倒转；翻卷褶皱：轴面弯曲的平卧褶皱。2、依据枢纽产状，褶皱可分为：水平褶皱：枢纽近于水平，两翼的走向基本平行；倾伏褶皱：枢纽倾伏（倾伏角介于10度-80度之间），两翼走向不平行；倾坚褶皱：枢纽近于直立。形态分类：（1）褶皱岩层的弯曲形态：圆弧褶皱：岩层是圆弧形弯曲；尖棱褶皱：两翼岩层平整相交，转折端呈棱角状；箱状褶皱：两翼近直立，到转折端转为水平；扇形褶皱：两翼均为倒转，以致整个褶皱呈扇形；挠曲褶皱：缓倾斜岩层中的一段突然变陡，形成台阶状弯曲；（2）依据同一褶皱岩层的厚度在褶皱不同部位的变化特点：等厚褶皱；顶厚褶皱；顶薄褶皱。褶皱形态的空间组合分类1、平面上的组合类型：平行褶皱群；雁行褶皱群；帚状褶皱群；弧形褶皱群；2、剖面上的组合类型复背斜和复向斜，系指褶皱两翼被一系列次一级的褶皱所简单化的大背斜或大向斜；第三节断层岩体在构造应力作用下发生裂开，沿裂开面两侧的岩体发生显著的位移或失去连续性和完整性而形成的一种构造形迹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裂开，易被风化侵蚀。沿断层线经常发育为沟谷，有时消灭泉或湖泊。裂开面两侧岩块发生显著相对位移的断裂构造。规模大小不等，大者沿走向延长数百千米，常由很多断层组成，可称为断裂带；小者可见于手标本。几何要素断层由断层面和断盘构成。断层面是岩块沿之发生相对位移的裂开面。断盘指断层面两侧的岩块，位于断层面之上的称为上盘，断层面之下的称为下盘，如断层面直立，则按岩块相对于断层走向的方位来描述。断层两侧错开的距离统称位移。按测量位移的参考物的不同，有真位移和视位移之分，真位移是断层两侧相当点错开的距离，即断层面上错断前的一点，错断后分成的两个对应点之间的距离，称为总滑距；视位移是断层两侧相当层错开的距离，即错动前的某一岩层，错断后分成两对应层之间的距离，统称断距。通常按断层的位移性质分为：①上盘相对下降的正断层。②上盘相对上升的逆断层。断层面倾角小于30°的逆断层又称冲断层。正断层和逆断层的两盘相对运动方向均大致平行于断层面倾斜方向，故又统称为倾向滑动断层。③两盘沿断层走向作相对水平运动的平移断层，又称走向滑动断层（简称走滑断层）。第四节节理节理：岩石中的裂隙，其两侧岩石没有明显的位移。地壳上部岩石中最广泛发育的一种断裂构造。节理是地壳上部岩石中最广泛发育的一种断裂构造。按成因节理可分为：①原生节理，成岩过程中形成，如沉积岩中因缩水而造成的泥裂或火成岩冷却收缩而成的柱状节理；②构造节理，由构造变形而成；③非构造节理，由外动力作用形成的，如风化作用、山崩或地滑等引起的节理，常局