南地区地质认识实习指导

第一章  实习区概况

实习区主要位于淮南市境内，恰好在我国南北地理、地质分界线上。其地质特征虽属华北类型，但又有其特殊地方。因煤炭资源丰富，更由于早期三胚层动物化石—“淮南虫”的发现而蜚声海内外，引起国内外地质界的重视。因而地质研究程度较高，资料也很丰富，为认识实习提供了良好的条件。实习区地处北纬32゜40´，四季分明，年平均气温16℃，年平均降雨量为969毫米，属大陆温带半湿润季风气候区。这里农业南北特色兼有，南稻北麦，东果西蔬，种类繁多，更有“八公山豆腐”为之一绝，人称“走千走万，不如淮河两岸”。工业以煤炭开采、电力、化工为主，是闻名中外的能源城市。区内淮南铁路横贯市内，东接津浦，西连京广，北上京九，南下皖赣。水路、公路交通也很便利。市内总面积2121平方公里，人口180万。淮河自西向东横贯市内。淮河以南为丘陵山区，八公、舜耕、上窑“三山鼎立”，海拔多在200米以下，最高峰为八公山区的白鹗山，海拔242 米。淮河以北为黄淮海冲积平原，地势平坦，海拔20—40米。从现在起，让我们以一个未来地质学家的眼光去观察和认识淮南这块美丽的山水，探索其中的地质奥秘。                      第二章  野外矿物岩石的观察和认识                    第一节     基本方法 了解地球的物质组成，是从认识矿物岩石开始的。矿物岩石的野外识别能力，是地质工作者的一项基本功。目前地球上已被发现的矿物总数已达3300余种，我们在课堂实验室内所见到的还不到1%，如此多的矿物如何才能辨认过来？其实与人类关系密切的仅200余种。其中长石、石英、橄榄石、辉石、角闪石、云母、粘土矿物、方解石等是常见的造岩矿物，它们占了地球上矿物总量的90%以上。其余如硫化物、氧化物、卤化物等一般少见，只是在一定区域、一定地质时代、富集到一定程度形成金属或非金属矿产。在野外，矿物是组成岩石的基本单位。它们的分布并非杂乱无章，而与地球的演化密切相关。它们随着区域、 地质时代的不同有规律地分布。在岩石圈范围内，岩浆岩、 变质岩占总体积 的95%，沉积岩仅占5%，主要分布于5 km以上的范围内，但却涵盖了大陆面积的70%，海底几乎全部为沉积物覆盖。而沉积岩中，碎屑岩、 碳酸岩盐、 粘土岩共占总量的99%，其它可燃有机岩、 硅质岩、 铁质岩、 铝质岩及盐类仅占很少比例。淮南地区太古界为变质岩，从上元古界起主要为沉积岩。了解了这些，在野外就可以心中有数了。运用学过的矿物岩石的知识和方法，在不断的实践中积累经验，就会认识越来越多的矿物和岩石，识别能力会愈来愈强。在野外，除了掌握岩石的基本知识和识别方法外，还可借助一些简单的工具：如锤子、 放大镜、小刀、5%的稀盐酸等。 观察时，首先要用地质锤敲开岩石的新鲜面再进行其它工作，否则其风化表面会使观察产生错误的认识。 用小刀可以区分硬度为6级上下的矿物，如方解石和石英。如遇石膏和滑石，指甲刻划即可识别。矿物之间相互刻划可判断他们相对硬度大小。一般放大镜可将岩石中细小的矿物颗粒放大10倍，能够观察其成分、结构等。用稀hcl可以区别方解石与其它矿物。实地观察时，首先映入眼帘的是岩石的颜色。对岩石颜色的描述十分重要。一般地说，岩浆岩和变质岩的颜色往往与其暗色矿物（如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等，它们都是含有fe2+的硅酸盐矿物）含量有关。含量愈高，颜色愈深。岩浆岩从超基性岩至酸性岩颜色逐渐变浅，就是暗色矿物含量渐少，而长石、石英等浅色矿物含量渐高的缘故。因此在观察岩浆岩、变质岩的过程中，对颜色的正确描述有助于岩石类型的识别。而沉积岩中，深色岩层系因其富含有机质所致，如淮南地区石炭、二叠系含煤岩层多为灰、深灰色。它们往往代表还原、湿润条件下的产物。而常见于岩浆岩、变质岩中的暗色矿物极易风化分解，难以出现在沉积岩中。红色沉积岩层多含有fe3+，是氧化、干燥条件下的产物，如淮南地区上二叠统石千峯组的红色砂岩，这就可以解释为什么晚二叠世后淮南地区再也没有煤的形成。接下来利用手中的工具观察岩石的矿物成分、结构、构造现象。沉积岩中，还要注意古

 第二节   淮南地区的矿物与岩石

    一、沉积岩的观察和认识    在野外，沉积岩一望无际的层状分布是最易辨认的。单个岩层厚度大小不一也是沉积岩应描述的特征：巨厚层     >2m厚层       2—0.5m中层　　   ０.５—０.１m薄层　　   ０.１—０.０１m页薄层　　  <０.０１m                   1.  碎屑岩的观察和认识 　　               开始之前，可找一些建筑用的沙粒,用放大镜观察。练习看看它们的矿物成分、大小、磨圆度、分选性等。                   碎屑岩有两种结构组分，一是碎屑颗粒，主要为石英，其次为长石、白云石、岩屑等。二是胶结物或基质（图2—1）。未经胶结的碎屑称为“沙”。                              打下一块新鲜标本，先观察碎屑，确定其成分、含量、分选性、磨圆度等，                                                                                     再观察基质或胶结物的成分、含量、胶结方式。然后考虑命名。最后还要观察沉积构造、古生物情况。                                              碎屑岩命名采用成分+结构的原则。                                                                                                                            碎屑中某矿物成分含量在５０％以上，即可以其命名。但长石或岩屑若含量超过25%  即可命名为长石砂岩或岩屑砂岩。实际上它们非常少见， 分布的最广的还是石英砂岩。为什么？同学们可独立思考这个问题。碎屑粒度大小标准为：　　　　　砾　　>2mm          粗砂　2—0.5mm          中砂　0.5—0.25mm          细砂　0.25—0.1mm　　　　　粉砂　0.1—0.01mm某一标准粒度的碎屑占５０％以上即可以此命名。

                 第二节  淮河的地质作用    河流地质作用是陆地上最重要的地质作用之一，通过其侵蚀、搬运和沉积作用不断改造地表形态，形成各种矿产，孕育着人类文明。淮河发源于河南省桐柏山的白山头，目前已无法记录它的原始长度。一一九四年南宋时期，黄河在河南省原阳县决口，汹涌的洪水携带数以万亿吨的泥沙冲入淮河流域，淮河自江苏江阴以下的河道被淤平，从此淮河失去了入海通道，成了名副其实的“断头河”，只得借助洪泽湖汇入长江。演绎了一幕惨烈的“黄河夺淮”的历史。于是每每洪水肆虐，危害两岸百姓，成了有名的害河。解放后，人工开挖了苏北灌溉总渠，引淮入海，淮河才重新有了自己的入海通道。淮河自西向东流经淮南市区。在西部凤台县城附近由于受到八公山的阻挡，迂回绕行形成“几”字型（

绕行中河曲发育，河道狭窄，水深流急，河流以侵蚀作用为主。在茅仙洞附近，位于河流凹岸的八公山由于快速的侧蚀作用形成了悬崖峭壁。绕过八公山，河流进入淮北平原，这里地势平坦，河道变宽，河水流速减缓，泥沙携带能力降低，沉积作用增强，特别是流经八公山侵蚀、搬运的大量泥沙在此淤积，逐渐形成河心滩，导致河流分叉，形成所谓的“二道河”。河流淤积的土地肥沃，适合农作物生长，因而建立了“二道河”农场，每年向国家提供了大量商品粮。茅仙洞风光绮丽，令人心旷神怡，被道家奉为“清虚仙境”。西汉时茅氏三兄弟在此建观修道，以后是否成仙不得而知。有一点是真实的，是淮河的地质作用造就了这如画的风景。随着侵蚀作用的继续，河道会逐渐北移，茅仙洞会慢慢消失，，如此发展下去，也许几万年、几十万年以后，茅仙洞与二道河之间的山体会被侵蚀殆尽，夷为平地，或者形成一个“牛轭湖”，而河道则会“去弯取直”，河水在茅仙洞的位置向东北在八公山镇附近流向二道河。（如图4—3），那时，八公山的大部分将不复存在。河流既是如画山水的“雕塑师”，又是移山填海的“大力士”。淮河河床内沉积物主要是沙，主要由石英碎屑组成，其次为长石、白云母、岩屑、生物介壳碎片等。分选较好，磨圆程度较高，大小一般在0.2—0.05mm左右，多为细砂 。河漫滩主要为粉砂和粘土。地史中的河流沉积由河床沉积及河漫滩沉积组成，碎屑沉积物自下而上由粗变细，形成完整的沉积系列。在河湖密布或河流入海处，河流淤积形成大量肥沃的土地，森林植被茂盛，是煤形成的有利场所。第三节  地下水的地质作用

地下水是重要的淡水资源，也是陆地上重要的地质营力，不断改变地表形态。其形成的岩溶洞穴、石林等亦是重要的旅游资源。但地下水的地质作用也会造成各种地质灾害，如过度抽取地下水引起的地面沉降、岩溶陷落、滑坡、泥石流等。八十年代以来黄淮地区普遍发生的煤矿井筒破裂也和地下水有关，它们都会造成重大经济损失。

               第四节  构造作用的观察和认识岩层在构造作用下会发生变形，形成断层或褶曲，原来水平的岩层产状会出现不同的变化。小的构造现象能够在野外直接观察，但区域的、大范围的构造的观察比较困难。结合实习区的情况，在野外可以从以下几种情况进行观察：1. 熟悉地层，利用地层的重复、缺失、走向上是否连续进行判断。    2. 地层产状的变化及矿井分布的变化进行分析。例如舜耕山岩层走向近东西，岩层倒转或直立，而八公山岩层走向北西—南东，倾角一般∠30°，更无倒转，表现很大差异。显然二者之间岩层发生变形。煤矿矿井的分布与煤系地层的走向有关，例如舜耕山北九龙岗、大通、洞山等矿井东西向，八公山麓李郢孜、谢家集、新庄孜、孔集等北西—南东向，淮北平原上的潘集诸矿井又是东西向分布。了解以上这些，有助于认识实习区的构造特征。    一、“飞”来之峰舜耕山    舜耕山东起九龙岗，西至罗山，东西走向，全长约18公里。传说舜帝曾在此山下教民习耕，故名舜耕山。以泉山为界，舜耕山分东西两部分。以东山体由寒武、奥陶系组成，其北侧曾有九龙岗、大通及洞山煤矿（现均已关闭）。西侧出露上元古界及太古界地层，北侧并无煤矿。值得思考的是，东部按正常地层层序。舜耕山以北理应是煤系地层广泛分布的地区，洞山市委、工业学院等原本应是矿区所在，可现在并非如此。洞山煤矿见到的仅是煤系地层一部分，200米以下却是产状平缓的三叠系红色砂岩。为什么？答案就在西部罗山的观察中。罗山北坡山脚下见上二叠统石千峰组红色砂岩。拾级而上山坡上却是上元古界震旦系四顶山组直接与之接触，按正常地层层序，其间缺失含煤的石炭二叠系、奥陶系及寒武系，应视为断层存在。

  第二节  环境地质

淮南市是一个以煤炭、电力、化工为主的工业城市。在创造了巨大经济效益的同时，也带来了自然景观遭到破坏、环境污染、地质灾害频繁发生的负面效应，造成了巨大的经济损失，制约了经济发展和人们生活水平的提高，付出了沉重的代价。淮南东部九龙岗、大通的兴衰过程正是这一情况的真实写照。二十世纪六十年代前，九龙岗、大通的煤炭工业及其相关产业比较发达，是淮南市经济比较繁荣的地区。六十年代后，煤炭资源枯竭，矿井先后关闭，原来靠开发资源形成的一时的繁荣成了昔日黄花，经济上一落千丈。矿区大面积塌陷，土地无法开发利用，经济调整和发展失去重要的支撑点。原有的交通、建筑遭到严重破坏。更由于自然景观破坏，生态环境恶化。显示了一片荒凉和破败，与繁荣的西部地区形成鲜明对照。这里的居民生活水平相对较低，居住条件较差，许多人家仍住在五十年代初期建造的低矮平房内，甚至三、四十年代日本人建造的平房内。九龙岗至淮南站铁路原为直线，全长８公里，因其位于塌陷区之上影响行车安全，为此国家不得不拨巨资重修一条12公里向北绕行的新铁路，不仅浪费了大量资金，还侵占了大量土地。地面塌陷是地下采矿区域最常见的地质灾害。目前淮南矿区的地面塌陷已达10余万亩，其中70％为耕地。塌陷区内地下岩土结构、地下水和地表水的径流系统被破坏，地表起伏不平，雨天积水，晴天扬灰，难以开发利用，多成为废弃土地。单靠自然界的自我调节能力的恢复将是一个长期的地质历程。我国东部地区人多地少，许多地方已是寸土寸金。那些因塌陷废弃的土地不能开发利用，其潜在的经济损失是难以估量的 。事实证明，靠开发资源发展经济的模式并非致富之路，不合理开发不能带来富裕，环境恶化却会导致贫穷。在淮南矿区，每个矿区都有一个数以亿吨计的矸石山，它们不仅占大量土地，还是环境的主要污染源。淮南地区虽远离沙漠，时不时也会发生飞沙扬尘的天气，尘源就是矸石山。在风化作用下，会释放大量有害气体，如so2、h2s、co2等污染空气。雨天，流经矸石山的水渗入地下，污染土地和地下水，这些无疑对工农业生产、人民健康会产生危害。                                                                         第六章   路线地质

路线一   洞山实习内容：1． 观察洞山地区的岩石、地层和古生物，了解其沉积环境；2． 练习罗盘的使用，测量岩层产状；3． 了解洞山地区的构造特征。思考问题：1． 洞山地区主要岩石类型有哪些？它们形成于什么时代？生成于什么环境？对照今天洞山地区的地理环境，你有什么认识？2． 洞山地区的地层层序和岩层产状，反映什么样的构造现象？3． 根据淮南地区的区域地层情况，奥陶系之上发育什么地层？洞山北侧理应出现什么情况？现在又是什么情况？这正常吗？4． 熟悉地理坐标系并换算下列方位角和象限方位角，分别作图表示之。

路线二    罗山实习内容：1． 观察舜耕山断层；2． 了解组成罗山山体的岩石和地层；3． 观察“淮南虫”的产出层位，认识叠层石，了解寒武纪前的生物特征；4． 观察太古界和上元古界之间的不整合；5． 认识岩石风化剖面，了解土壤的形成。思考问题：1． 判断舜耕山断层的依据是什么？2． 舜耕山为什么在罗山消失？它和西部李郢孜煤系地层有什么关系？3． 土壤是怎样形成的？如何理解保护耕地的重要性？4． 结合所看到的风化剖面，如何解释太古界和上元古界之间的不整合？5． 根据洞山地区和本区的考察，寒武纪前后生物界有什么变化？

路线三     李郢孜实习内容：1． 观察舜耕山逆掩断层的下盘及赖山断层角砾岩；2． 认识淮南地区的主要矿产资源；3． 在矸石山认识含煤地层的岩性特征；寻找化石；4． 了解矿区环境。思考问题：1． 当你站在李二矿南奥陶系马家沟组的灰岩上沿走向向东再看舜耕山，会得出什么结论？2． 煤的形成和什么有关？寒武纪、奥陶纪会有煤形成吗？为什么？3． 如何理解淮南地区石炭二叠纪的植物是热带植物？为什么淮河以南地区很少见到大煤田？4． 测量石炭系太原组和奥陶系的产状后，它们是什么接触关系？如何解释这段地质历史？5． 根据自己的观察，矿区环境的主要问题有哪几方面？

路线四    八公山老鹰山——庙山洼——朱家洼——黄豆山——凤台大桥——茅仙洞——珍珠泉实习内容：1． 练习使用地形图；2． 认识八公山区地层，不同类型的碳酸盐岩，寻找化石；3． 测量岩层产状，并与洞山、罗山地区比较；4． 观察阜凤逆掩断层和山王集正断层，及其在八公山山体形态形成中的作用；5． 观察庙山洼的石芽地貌；6． 观察淮河的地质作用；7． 珍珠泉再观察舜耕山逆掩断层，分析八公山及舜耕山在构造上的关系。思考问题：1． 八公山地区岩层产状与舜耕山是否相同？结合八公山在淮河边上消失，探讨八公山的构造特征；2． 山王集断层存在的依据是什么？它在地貌上有何反映？3． 简要阐明茅仙洞和二道河处淮河的地质作用特征及二者之间河流流向和地貌未来的变化趋势。

    路线五     上窑    实习内容：1． 观察上窑地区地层；2． 了解上窑山的地质构造。思考问题：1． 上窑山主要由什么地层组成，与上述什么地区相似？2． 上窑山主要构造特征是什么？

路线六    韭山洞实习内容：了解地下水的地质作用及其产物。思考问题：1． 韭山洞地区地层出露有哪些？产状如何？2． 简述溶洞形成过程。

路线七    大通——九龙岗实习内容：了解和观察两地区由于采矿引发的地质灾害及其严重后果。思考问题：1． 上述两地区地质灾害主要表现在什么地方？后果怎样？2． 现代地质工作者的主要任务有哪些？3． 就自己的观察和认识，谈谈保护环境的重要性。

上述路线和实习内容可根据实习时间、天气等情况进行调整或取舍，灵活安排。

                   第八章   实习报告的编写

实习最后，每个人应提交一份实习报告，将本次实习情况及本人在实习中的收获全面、准确地用文字表述出来。实习报告的编写方式、内容如下：一、实习概况内容包括：实习时间、参加人员及组织情况；实习目的、实习主要过程和实习内容；实习区及地质、地理概况。二、实习报告正文部分在野外记录了大量的各种地质资料，系统整理后，可分为下列专题：岩石矿物的野外识别；淮南地层和古生物；各种地质作用；资源地质；环境地质。    每个专题中又有不同类型的内容。编写过程中可在以上专题中任选一项内容，但在“地质作用”专题中，构造方面的内容是不可少的。编写过程中，应有现象描述、成因分析、变化规律等。    三、实习后的感想    可以谈谈实习的收获、自己的感想、存在的问题，或者对某野外实习中观察到的地质内容例如资源、环境等谈谈自己的看法。也可以对实习中存在的问题提出自己的意见。

    本次实习成绩的评定主要根据每个人三方面的表现：1． 野外实习中的表现；2． 野外原始记录；3． 实习报告。

实习结束后，每个人应提交的作业是：野外记录本和实习报告。