太原理工大学地质认识实习报告

课程名称：煤矿地质学专业班级：采矿1104班姓名：马富政

学号：2011002661

日期：2012年6月27日

指导老师：樊行昭等老师

引言

灿烂的六月，我们11级采矿工程系踏上了实习的路程。从6月18日到22日，我们进行了为期五天的地质实习。此次实习对我们来说算是第一次真正的野外考察活动，一路上同学们都是十分的激动，似乎有着使不完的劲儿，在公交车上和野外左望望右瞅瞅。班里的同学有许多像我一样是这么近的、清晰地接触到山地和丘陵的胜景，个个喜不自胜。而一些从山区走出来的同学也是一个个想回到了家乡一样高兴，为一些同学诉说着各种美景，而同时，我们的老师也在让我们认识各种岩石、矿物以及各种地质构造等。

一、实习目的，意义和任务

1、目的

地质学是一门实践性和探究性很强的自然科学。认识实习是教学计划中的一个重要环节，学生在学习相关地质基础知识之后，到大自然中去观察各种地质现象，理论联系实习，增强感性认识，巩固基础理论知识。同时，进行野外地质工作基本技能的初步训练，培养学生的专业兴趣，为后续课程的学习打下良好的基础。同时培养学生的不怕苦，不怕累，艰苦奋斗，坚持不懈，认真对待事物的精神。

2、意义

此次实习通过对野外地质、地貌现象的观察，认识、描述和分析，获得最基本的感性认识及整体规律认识，将理论知识和实际联系起来，对实际的情况进行一定的认识了解，加深对课程理论知识的理解，更好的巩固课堂上所学的知识。掌握地质学、地貌学野外工作的基本方法和基本技能，培养学生的实际动手能力，为后续课程的学习奠定基础。

3、任务

①在野外对各种内、外地质作用进行初步观察分析，着重点是外力地质作用的观察分析，加深理解地学知识，启迪科学思维。

②在老师的指导下，初步对三大类岩石、地质构造和矿产进行观察认识，了解它们在自然界的分布状况。.认识实习区地层剖面，了解地层划分，对比方法，熟悉地层时代。认识实习区地质构造（褶皱、节理、断层）学会识别方法。

③进行野外地质工作方法的基本训练，包括地质罗盘的使用、手标本采集、地质现象观察、描述记录等内容。学会做野外标准记录等。

④通过实习，培养学生运用辨证唯物主义观点，观察分析地质作用规律，提高学生分析和解决问题的能力。体验煤矿地质工作的特点，了解煤矿地质的内容，培养对科学的兴趣核对工作的事业心，树立严谨的科学工作作风。

实习时间： 2012年6月18日——2012年6月21日

二、实习内容

(一）东山野外实习

时间：2013年6月19日天气：阴转小雨

踏勘路线：学校（公交611）→火车站（9路）→小东门→赛马场→杨家峪→东山煤矿→小窑头→大窑头→返回（一边走，一边看，至化石点）

观测内容：陷落柱（无炭柱）、褶皱构造、罗盘的使用、断层、化石等。

No1

点位：石太公路，距大窑头往东300米处。

点性：构造点——大窑头背斜、节理

内容1：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。

大窑头背斜素描图

石太公路21528

C2b

O f

21528

NE

大窑头背斜

内容2：节理

定义、分类、成因、意义(地质、工程)

岩石受力超过其本身强度极限时，便产生断裂，断裂面平行裂开，没有明显的位移称为节理。节理是野外常见的一种构造现象，常成群出现。

按节理发生时的力学性质可分为：张节理和剪节理。

按成因可分为：原生节理和次生节理。

节理的研究对找矿、找水及工程地质都有十分重要的作用和意义，它是地下水的良好通道，也是矿液运移和沉淀的重要场所。正所谓：有利有弊。

内容3：煤层露头

煤层的定义、煤层露头特征(厚度、煤质)

No2

点位：石太公路，距大窑头往东300米处。

1.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

2.地层：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，与上层地层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。

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。本段厚度16米。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，因为其中既有海生的、又有陆生的动植物化石，故称海陆交互相；且其中含煤，又叫煤系地层。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。

No3：产状测量

点位：位于No3和No4之间，向西拐一条小冲沟内，距公路约80m处。地层：C2b畔沟段与铁铝岩段分界点。此处由于开采铝土岩，使下伏的粉砂质泥岩的岩层面出露。是训练产状测量的良好场所。

地质罗盘的使用

地质工作者在野外要经常辨别方向，有很多参照物可供识别，如太阳的位置、树木的年轮、居民的住房、古老的庙宇等等，但这只是一个大概的方向，而我们需要一个准确的方位，这就必须依靠地质罗盘。

地质罗盘对地质工作者来说，其用途是多方面的，但主要有以下几种：

1. 测方位

操作方法：首先打开罗盘，把罗盘上印有“0”字的一端指向前进方向，然后在前方选出一个待测的目标（如山峰、树木、塔等），这时，将照准器(觇标)竖直，两臂夹紧，握住罗盘，使圆水泡居中，慢慢转动罗盘，使目标、照准器同时被反映在镜面上的平分线上，待磁针停稳后，即可读取磁北针所指示的度数，这就是观测目标的方位角。当观测的目标仰角大于45°或者俯角大于15°时，前述方法不可能在镜中见到目标的像，这时需要掉转罗盘方向，反过来用照准器(觇标)的尖和经过玻璃镜下方的小光窗中的平分线来瞄准目标。同样使罗盘水平，眼睛一边看准目标，一边从镜中读取磁南针稳定后所指示的度数，即为所测方位。

2. 测地形坡度

操作方法：先把罗盘上的照准器(觇标)打开平放，再把照准器(觇标)的尖扳直，然后将罗盘侧立起来，把盘盖向里折回成45°角，之后，通过照准器(觇标)尖的小孔及镜孔找到目标，并让镜孔中线平分目标，同时扳动罗盘背后的制动议，使长水泡居中，从镜中读取游标所指示的下刻度盘的度数，即为该地形坡度。

3. 测岩层产状

岩层产状包括：走向、倾向、倾角。它们是在岩层层面上进行测量，这一点应该非常清楚。因为，一切面状地质体均可测量其产状三要素，如岩层面、断层面、节理面、轴面、片理面等等。所以测量岩层产状，首先应该选择有代表性的岩层面。如果层面不平整，可把记录本放在层面上，在记录本上测量。

操作方法：(1)测岩层走向时，将罗盘的盖与盒扳直，使长边紧贴岩层面，然后使圆水泡居中，罗盘的水平面与岩层的倾斜层面两面相交，即为岩层的走向线，读取北针（南针亦可）所指的度数就是岩层的走向。

(2)测岩层倾向时，将罗盘印有“180°”的一端紧贴岩层面，然后使圆水泡居中，这时，罗盘的北针所指示的读数即为岩层的倾向。注意：此法适用于岩层的顶面测量；若在岩层的底

面测量，情形会是怎样？认真实践一下。

(3)测岩层的倾角时，将罗盘的盖与盒扳直，使长边侧立于岩层面上，并且与岩层的走向垂直，然后扳动罗盘背后的制动议，使长水泡居中，游标所指的下刻度盘上的度数即为岩层的倾角。

4. 产状要素的表示方法

方位角表示法：120°∠15°

NO4：

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：

图正断层（a）、逆断层（b）和平移断层（c）

(a)正断层：上盘相对下降，下盘相对上升；

(b)逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降；

(c)平移断层：断层两盘沿断层面走向方向相对错动的断层。

No5

点位：观测点4沿公路前行约300m处。

点性：阶梯状构造和叠瓦状构造

叠瓦状构造

No6

点位：沿公路前行约500m，右拐进石柱沟，西南行约700m废弃的小煤窑绞车房公路旁。

点性：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：腕足类：轮刺贝Echinoconchus、分喙石燕Choristites、太原府网格长身贝Dictyoclostus taiyuanfuensis、围脊贝Margnifera、德比贝Derbyia、戟贝Chnetes、马丁贝Mtinia、珊瑚类：脊板顶柱珊瑚Lophocarinophyllum、沟珊瑚Bothrophyllum

类：希瓦格 Schwagerina

苔藓虫：网格苔藓虫Fenstella、多孔苔藓虫Polypora、羽苔藓虫Penniretepora

双壳：燕海扇Aviculopetenn

贝壳化石

植物化石

（二）、太原西山西铭矿—七里沟野外教学路线

时间：2013年6月20日天气：阴转小雨

踏勘路线：学校→南寒→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

点位：食堂对面，仓库后边。

点性：本溪组C2b上段—畔沟段岩性及岩相特征。

内容；本段厚度16米。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，因为其中既有海生的、又有陆生的动植物化石，故称海陆交互相地层；且其中含煤，又叫煤系地层。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.3

点位：机房背后西侧山坡上。

点性：石炭系上统太原组C3t晋祠段的岩性及岩相特征。

内容：太原组C3t分为三段，晋祠段、毛儿沟段、东大窑段，厚度100米左右。晋祠段因晋祠砂岩发育而得名，厚20米，起于晋祠砂岩底面，止于西铭砂岩底面，整合接触于本溪组之上。本段岩性特征为一套海陆交互相沉积，由砂页岩、薄煤层和灰岩组成。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。其作用在于划分和对比地层。

吴家峪灰岩L0：灰色，藕节状，其中含大量的 类化石—麦粒 ，是太原组的下部化石带。

沉积环境为潮坪沉积，滨岸、海滨环境。

No.4

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，三层灰岩含丰富的动物化石， 类主要有纺锤 、假希瓦格 、希瓦格 ；牙形刺有隆脊曲颚齿刺、微小近颚齿刺；腕足类有网格长身贝属、戟贝、棘刺贝、太原府网格长身贝、巴甫洛夫唱贝等；植物化石有卵脉羊齿、镰脉羊齿等。毛儿沟段底界西铭砂岩，为灰色中粗粒石英砂岩，泥质胶结，其层面上有波痕构造，波峰较缓，不对称，系干涉波痕，由两个方向的波浪叠加造成。

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.5

点位：七里沟煤窑废弃坑口北侧。

点性：庙沟灰岩L1、岩性特征。

内容：庙沟灰岩L1厚度2米，黑灰色、致密块状，含丰富的 类、腕足类化石；其下为8#丈五煤，是太原组主要可采煤层。灰岩沉积环境为—潮坪。

No.6

点位：距No.5 80米，沟北一侧。

点性：毛儿沟灰岩L2岩性。

内容：毛儿沟灰岩L2位于该段中部，是比较标志的海相层，灰色，致密块状，厚度8

米左右，层位稳定，结构复杂，上下为灰岩，中间夹硅质岩，为沉凝灰岩。由火山灰等细粒物质经过搬运沉积而成。其节理发育，加酸不起泡。镜下鉴定有火山结构，矿物颗粒呈弓状、弯钩状、骨针状，不像石英类呈滚圆状、棱角状。

毛儿沟灰岩L2在太原比较稳定，代表海侵广泛，为浅海沉积；富含腕足类德比贝、 类等动物化石。

No.7

点位：No.6 30米处，沟北一侧。

点性：7#煤（下三尺）与斜道灰岩L3岩性特征。

内容：7#煤（下三尺）全区可采，为泥炭沼泽相沉积，其顶板为斜道灰岩L3，岩性特征为深灰色厚层状，富含腕足类、 类化石。沉积环境为三角洲的前缘，浅海环境。

往前可见6#煤，局部可采，含硫比较高，其底板为黑色泥页岩，顶板为七里沟砂岩K2。No.8

点位：骆驼脖沟，沟口东侧。

点性：太原组第三段东大窑段岩性特征。

内容：东大窑段起于七里沟砂岩K2底面，止于山西组底界北岔沟砂岩K3底面，厚度33米左右，因东大窑灰岩发育而得名。东大窑段沉积时，已接近晚石炭世海侵运动的尾声，海相层已不稳定，灰岩相变为页岩。主要岩性为砂岩、砂质泥岩、页岩、煤层互层。

七里沟砂岩K2，厚度18米，浅灰白色、灰白色，含砾的中粗粒厚层状砂岩，由下而上颗粒变细，主要成分石英、岩屑，胶结物CaCO3，占15%左右；分选性中等，半滚圆状、次棱角状；具斜层理、交错层理，上界面平缓，下界面凸凹不平，压着6#煤。沉积环境为三角洲相的分流河道。属于水上平原沉积，海侵可以淹没，海退又露出水面，砂体不稳定，有的厚，有的薄，有的变为页岩，由于河流分道，产生斜层理、交错层理。

No.9

点位：骆驼脖沟纵深100米，沟坡北侧。

点性：东大窑海相层L4岩性特征。

内容：东大窑期已接近晚石炭世海侵的尾声，沉积环境已不太稳定，在骆驼脖沟相变为海相页岩，厚约8米。沉积环境为泻湖相，还原、弱还原环境，含菱铁矿结核，夹灰岩透镜体。

在斜道沟东大窑处为浅海相石灰岩，故称东大窑灰岩L4。含丰富的海相动物化石，为太原组上部化石带，即假希瓦格 带，为C—P标准化石。

标准化石：在地质历史中，那些生存时间短，演化快，分布广，数量多的生物种属所形成的化石称之为标准化石。

标准化石在时间分布上限于某一段地层，在空间分布上达到广大地区。不标准的化石作为辅助因素，研究某一地质时期整个生物群特征。

动物化石：腕足类—太原府长身贝、戟贝、网格长身贝、瓣腮、唱贝（分喙石燕）；

科—假希瓦格。山西组地层P1S含希瓦格 、长似纺锤 等，肉眼可见，但确定属难。

植物化石：卵脉羊齿、编羊齿、丽羊齿等。

东大窑海相层下部为纸状页岩，无化石，再下为5#煤，不可采，本处没有出露。No.10

点位：同No.9

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。

山西组地层可分两个旋回：1.从北岔沟砂岩开始到冀家沟砂岩截止，称为下煤段，含有4#、3#、2#煤。北岔沟砂岩为细砂岩，厚1.5米，沉积环境为三角洲前缘沉积。下煤段含丰富的植物化石：三角织羊齿、编羊齿、多脉带羊齿、中国半轮叶等；动物化石有舌形贝、瓣腮、海扇、腹足类螺等，种属单调，数量贫乏，代表泻湖、海湾相沉积。2.冀家沟砂岩以上至骆驼脖砂岩K4以下为上煤段，含有1#煤（上三尺），局部可采。对面白色砂岩即为冀家沟砂岩，其下为2#煤。

下石盒子组P1x与山西组P1S呈整合接触，以骆驼脖砂岩开始，灰白色块状粗粒砂岩，为一套砂岩组，中间夹有薄层砂岩、黑色页岩，页岩中含植物化石。本组主要岩性为黄绿色、杏黄色、褐黄色的砂岩、粉砂岩和页岩，煤层多不可采。再往上为红黄色、紫色砂页岩互层，表明气候越来越炎热、干旱，已不适应造煤植物的生长，聚煤作用也逐渐终止。

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。由于氧化、自燃，煤层露头厚度变薄。井下煤层自燃对煤矿安全生产影响很大，堆放在地面的煤放久了也会自燃，既浪费资源又污染空气，百害而无一利，所以防止煤层自燃是一项重要的研究课题。

煤自燃

总结：O2峰峰组→C2本溪组→下段：铁铝岩段；上段：畔沟段→C3太原组→下段：晋祠段；中段：毛儿沟段；上段：东大窑段→P1S山西组→P1x下石盒子组→P2S上石盒子组→P2sh 石千峰组。

主要标志层：晋祠砂岩K1、吴家峪灰岩L0、西铭砂岩K2、庙沟灰岩L1、毛儿沟灰岩L2、斜道灰岩L3、七里沟砂岩K3、东大窑灰岩L4、北岔沟砂岩K4、骆驼脖砂岩K5、桃花泥岩。

主要可采煤层：1#局部可采、2#九尺和3#丈八为“香煤”、4#不可采、5#没见到、6#七尺局部可采、7#下三尺、8#丈五和9#八尺为全区可采、10#不可采、11#局部可采。

（三）、晋祠野外路线教学

踏勘路线：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、泉水等

No.1

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。

成因：该石灰岩位于古生界奥陶系中统地层中，距今大约4.4—5亿年。当时该区属于

浅海带，地表水把大量的Ca(HCO3)2化学成分的物质不断带入海中，当达到一定浓度时，便

产生CaCO3沉淀形成石灰岩。它属于沉积岩中的化学岩岩类。

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。

成因：硫酸盐溶解度较大，在浅海带中达不到沉淀浓度，因此，在浅海带中没有硫酸盐的沉积物。推断雪花石膏是在奥陶纪时，海湾形成了泻湖，而且气候较为干旱；当泻湖中海水蒸发量大于降雨量和地表水的补给量时，导致湖水化学成分不断浓缩，使硫酸盐达到沉积浓度，从而形成石膏。

3. 矿物—方解石

颜色为白色、灰白色的较多，化学成分CaCO3，玻璃光泽，硬度3，有三组完全解理，解理面相互斜交形成菱面体，遇冷稀盐酸剧烈起泡。

成因：此处所见方解石为岩脉，由于地表水和地下水溶解了石灰岩，形成Ca(HCO3)2的水溶液，下渗并充填在岩石的节理裂隙中，当水分蒸发后，产生CaCO3的沉积，结晶成为方解石岩脉，斜交于石灰岩层理。

石灰岩

高岭石

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 155°∠32°

310°∠21°

O 2f

NW

No.3

点位：明贤沟南侧第一个大岔沟沟口两侧。

点性：古生界石炭系中统本溪组地层特征。

描述：在华北地区，形成了奥陶系中统地层之后，发生了地壳运动。使华北地区地壳整体抬升，成为陆地，遭受剥蚀；历时1.5亿年，没有沉积；到了中石炭世，地壳又开始整体下降接受新的沉积，形成了石炭系本溪组地层。致使华北地区古生界地层中缺失了：奥陶系上统O 3、志留系 S 、泥盆系 D 、石炭系下统C 1，石炭系中统本溪组C 2b 与奥陶系中统O 2二者为平行不整合接触关系。本溪组C 2b 最底层沉积了“山西式铁矿”，往上依次为G 层铝土矿、铝土质页岩、砂岩、石灰岩和薄煤层。

1. 矿物—褐铁矿：亦称“山西式铁矿”，颜色为黄棕色、褐红色，化学成分为Fe 2O 3·nH 2O ，

半金属光泽和土状光泽，硬度1—5，形态多呈块状、结合状和土状。

2. 矿物—黄铁矿：浅黄铜色，化学成分FeS2，金属光泽，条痕绿黑色，比重5左右，无解理，参差状断口。

3. 矿物—石膏：白色、无色光泽，硬度6—6.5，形态块状，结晶好者为立方体，透明，化学成分CaSO4·2H2O，玻璃光泽，硬度2；形态呈纤维状的称为纤维石膏，呈板状而且无色透明的称为透石膏。

4. 矿物—铝土矿：灰色，化学成分Al2O3·nH2O，硬度1-3，条痕白色，光泽暗淡，比重2.5——3.5，形态多数为块状和土状，有时可见鲕状或豆状；是用于炼铝的最主要原料。

成因：在山西奥陶系地层上面，普遍沉积了黄铁矿。黄铁矿经过氧化以后，生成褐铁矿，又称“山西式铁矿”，其化学反应式为：

4FeS2＋14H2O＋15O2→2[Fe2O3·H2O]＋8H2SO4

黄铁矿褐铁矿硫酸

产生的硫酸和碳酸钙发生化学反应，生成纤维石膏或透石膏。因此，在山西式铁矿中经常见到纤维石膏和透石膏。

铝土矿在山西式铁矿上边，占有一定的层位。当Al2O3大于40%或SiO2／Al2O3大于1／2时，才具有工业价值，称为铝土矿，否则称为铝土岩，或称为铝质岩。铝土岩也是炼铝、制造人造刚玉、矾土水泥、耐火材料的原料，其成因有两种：一是由胶体沉积而成，一是由富铝的火成岩在湿热气候条件下风化分解的残留产物。此处的铝土岩是在浅海带中因Al2O3胶体被破坏之后沉积而成。下面是山西古生界地层简表，帮助大家了解矿产资源的赋存层位。

山西古生界地层简表

界系统组

古生界Pz

二叠系

P

上统P2

石千峰组P2sh

上石盒子组P2s

下统P1

下石盒子组P1x

山西组P1s

石炭系

C

上统C3太原组C3t

下统C2本溪组C2b

奥陶系O

中统O2

峰峰组O2f

上马家沟组O2s

下马家沟组O2x

下统O1

亮甲山组O1l

冶里组O1y

寒武系∈

上统?3

凤山组?3f

长山组?3c

崮山组?3g

中统?2

张夏组?2z

徐庄组?2x

下统?1

毛庄组?1mz

馒头组?1m

碎屑岩按碎屑粒径大小分为：

岩石类别岩石名称粒径（mm）砾岩类砾岩＞2

角砾岩＞2