煤矿地质学认识实习指导书1206(fan)

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1、煤矿地质学教学实习指导书 太原理工大学煤矿地质学课程组煤矿地质学认识实习指导书一、太原西山西铭矿七里沟野外教学路线 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：C2bO2f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

2、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，68米；上部畔沟段，16米。铁铝岩段主要由红褐色、

3、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，25，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

4、：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

5、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4050米，因毛儿沟灰岩发育而得名。主要岩性为砂岩、页岩

6、、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

7、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

8、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

9、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

10、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CP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P1

11、S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12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

12、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、

13、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350400时，

14、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。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、

15、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。二、东山野外教学路线踏勘路线：学校火车站小东门赛马场杨家峪东山煤矿小窑头大窑头返回观测内容：陷落柱（无炭柱）、褶皱构造、罗盘的使用、断层、化石等No1点位：东山石太公路534公里处。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

16、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 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：距No.1往西300米处。1.陷落柱：成因：华北石炭

17、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)2.地层：C2b/O2f ，C2b与O2f呈平行不整合平行

18、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，68米；上部畔沟段，16米。铁铝岩段主要由红褐色、褐

19、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，25，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

20、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

21、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

22、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

23、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

24、为岩层的倾角。4. 产状要素的表示方法方位角表示法： 120 15NO4：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。附

25、断层素描图No5点位：观测点4沿公路前行约300m处。点性：平行不整合观测点。此处平行不整合面出露明显，不整合面上、下两套地层出露清楚。附平行不整合素描图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Dictyoclos

26、tus 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

27、. 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4.45亿年。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CaSO42H2O，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

28、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。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

29、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：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O3、志留系 S 、泥盆系 D 、石炭系下统

30、C1，石炭系中统本溪组C2b与奥陶系中统O2二者为平行不整合接触关系。本溪组C2b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Fe2O3nH2O，半金属光泽和土状光泽，硬度15，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66.5，形态块状，结晶好者为立方体，透明，化学成分CaSO42H2O，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

31、。4. 矿物铝土矿：灰色，化学成分Al2O3nH2O，硬度1-3，条痕白色，光泽暗淡，比重2.53.5，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：4FeS214H2O15O22Fe2O3H2O8H2SO4 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SiO2Al2O3大于12时，才具有工业价值，称为铝土矿，否则称为铝土岩

32、，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

33、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 巨粒砂岩 21砂岩类 粗砂岩 10.5 中砂岩 0.50.25 细砂岩 0.250.05粉砂岩类 粉砂岩 0.050.005粘土岩类 页岩 0.005 泥岩 0.005No.4点位：太原基准地震台点性：地震地质作用 描述：No.5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。“晋祠泉水”可以归纳为断层下降泉。 太原理工大学地球科学与工程系 2012.6第 9 页 共 9 页