老牛灣地質(zhì)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)

1、野外地質(zhì)實(shí)習(xí)報(bào)告專業(yè) 地質(zhì)工程 姓名 蘭波 班級(jí) 地質(zhì)13-1 學(xué)號(hào) 201322902021 指導(dǎo)教師 密文天、陳立超一 實(shí)習(xí)地點(diǎn)：內(nèi)蒙古清水河縣老牛灣二 實(shí)習(xí)時(shí)間：2015.7.14三實(shí)習(xí)目的觀察煤層原位賦存狀態(tài)，觀察內(nèi)生裂隙，及判斷煤巖組分并命名，實(shí)地了解煤層氣及煤層的各項(xiàng)地質(zhì)知識(shí)。四 清水河老牛灣地質(zhì)公園介紹內(nèi)蒙古清水河老牛灣地質(zhì)公園位于內(nèi)蒙古呼和浩特市清水河縣境內(nèi)，內(nèi)蒙古自治區(qū)中部，呼和浩特市最南端，總面積28.54平方千米。公園地質(zhì)遺跡類型豐富，自然景觀獨(dú)特，人文歷史悠久，生態(tài)環(huán)境優(yōu)美。滔滔黃河、幽幽峽谷、錚錚長(zhǎng)城在這里匯聚，形成了特色明顯、極具觀賞性和科普性的地質(zhì)公園。清水河縣境

2、內(nèi)山地面積733平方千米，占全縣面積的26%。全縣總地形東南高，西北低。平均海拔1373.6米，東南部的猴兒頭山主峰為境內(nèi)最高點(diǎn)，海拔1806米。最低點(diǎn)則是位于黃河畔的老牛灣村，海拔921米，相對(duì)高差911米。境內(nèi)以丘陵最多，灘川甚少，整個(gè)地形山、川、溝相間，多為波狀山脈，大部分導(dǎo)脈與陰山，群峰林立，蜿蜒起伏，比較知名的有盤山、玉屏山、八兒山、銀滾山、火石山等10余座大山。山與山之間常有深溝穿插其間，主要溝谷有楊家川溝、北堡川溝、木瓜溝、大西溝、臺(tái)梁子溝等；在山區(qū)的一些出入口，山溝相間，常形成隘口要道，為商旅必經(jīng)，也歷來(lái)為兵家所爭(zhēng)之地。五清水河煤田基本情況清水河煤田是我國(guó)華北石炭二疊紀(jì)的成煤，

3、距今200多百萬(wàn)年。煤是由古代植物遺體堆積起來(lái)，經(jīng)泥炭化和煤化作用轉(zhuǎn)變的固體可燃有機(jī)礦產(chǎn)。煤層是由有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)組成的層狀沉積巖體，在正常地層層序下，直接位于煤層之下的巖層，稱為煤層底板；而煤層的直接上覆巖層稱為煤層頂板。我們觀察的煤層為原位賦存狀態(tài)，我們處于煤層上部和頂板部位，煤層與圍巖界線分明，圍巖主要由含碳或高碳的泥巖構(gòu)成，煤層厚度目測(cè)2.5-3米，煤層深度尚不明確。煤層向陽(yáng)，受風(fēng)化程度嚴(yán)重。煤中灰份含量高，證明成煤時(shí)期較動(dòng)蕩，成煤時(shí)期泥炭沼澤有可能受泥沙、洪水侵蝕。煤里的無(wú)機(jī)礦物都是由這些泥沙構(gòu)成。煤階為長(zhǎng)焰煤，也稱高揮發(fā)分的煙煤，變質(zhì)程度低。煤層結(jié)構(gòu)指煤層里含夾矸的多少，夾在煤層

4、之中的其他巖層。夾矸多為泥質(zhì)巖、粘土巖、高嶺石粘土巖、炭質(zhì)泥巖或砂巖。夾矸常成層狀、似層狀或凸鏡狀。夾矸的存在使煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，給開采帶來(lái)一定困難，并使煤的灰分增高，降低煤的質(zhì)量。不含夾矸叫簡(jiǎn)單的煤層結(jié)構(gòu)，而老牛灣的煤層夾矸有七、八層。（圖為現(xiàn)場(chǎng)煤層與夾矸）煤巖組分分為肉眼可以鑒別的基本組成單位，可劃分四種基本巖石類型，即鏡煤、亮煤、暗煤和絲炭，其中鏡煤和絲炭是簡(jiǎn)單組分，亮煤和暗煤是復(fù)合組分。鏡煤光澤最強(qiáng)，低變質(zhì)煤，接近玻璃光澤，鏡煤為簡(jiǎn)單組分，多呈釉黑色，玻璃光澤，內(nèi)生裂隙特別發(fā)育；性脆，結(jié)構(gòu)均一；斷口呈貝殼狀。亮煤為復(fù)合組分，內(nèi)生裂隙發(fā)育；光澤較強(qiáng)，僅次于鏡煤；層理隱約可見(jiàn)。在顯微鏡下觀察

5、，與暗煤相比，亮煤中的鏡質(zhì)組組分較多，殼質(zhì)組組分較少，并常與暗煤逐漸過(guò)渡。暗煤，顏色黯黑，光澤暗淡。絲炭呈絲絹光澤，組分簡(jiǎn)單，具纖維狀結(jié)構(gòu)，外表像木炭， 絲炭色黑易染手，硬度小，礦化后硬度加大。絲炭的輪廓清楚，易于辨認(rèn)，比其他三種煤巖組分的揮發(fā)分和氫含量低，碳含量高，不粘結(jié)。煤層中絲炭多呈扁平體或凸鏡狀斷續(xù)出現(xiàn)，一般厚1至數(shù)毫米。我們按肉眼識(shí)別鏡煤與暗煤的體積比劃分，如體積比大于75光亮煤，50-75稱半亮煤，25-50稱半暗煤，小于25稱暗淡煤。四種煤巖組分生成煤層氣能力不一樣，鏡煤生氣能力最強(qiáng)，但絲炭?jī)?chǔ)存能力較強(qiáng)，孔隙較大?？琢严断到y(tǒng)宏觀來(lái)看，煤解理較復(fù)雜， 煤儲(chǔ)層孔裂隙的形成主要受控于煤

6、層的應(yīng)力分布及其變化狀況，裂縫分四級(jí)，尺寸小的為微裂隙，微米級(jí)；內(nèi)生裂隙，又稱割理；又稱割理。煤在成煤階段中，受自然界各種應(yīng)力作用所造成的裂開現(xiàn)象。按成因分為內(nèi)生裂隙和外生裂隙兩種。在煤化過(guò)程中垂直壓力作用下，成煤物質(zhì)的體積均勻收縮產(chǎn)生內(nèi)張力，引起煤層的張裂而形成的裂隙叫做內(nèi)生裂隙。它主要出現(xiàn)在鏡煤條帶中，特點(diǎn)是：垂直或大致垂直層理；裂隙面平坦光滑，常伴生眼球狀的張力痕跡；裂隙方向有大致互相垂直的兩組，其中一組較發(fā)育，裂隙較密，為主要裂隙組，亦稱面割理，另一組為次要內(nèi)生裂隙，或稱端割理；在中變質(zhì)煙煤中最發(fā)育，褐煤和無(wú)煙煤中發(fā)育差。由于內(nèi)生裂隙的發(fā)育與變質(zhì)程度有關(guān)，因此鏡煤條帶單位長(zhǎng)度中的內(nèi)生裂

7、隙數(shù)目可作為確定煤變質(zhì)程度的一項(xiàng)指標(biāo)。如焦煤的內(nèi)生裂隙最多，在5厘米內(nèi)，主要組內(nèi)生裂隙有3045條；長(zhǎng)焰煤只有幾條；無(wú)煙煤一般少于10條。外生裂隙是在煤層形成后，受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響而產(chǎn)生的。特點(diǎn)是：出現(xiàn)在煤層的任何部分，并往往穿過(guò)幾個(gè)煤巖分層；以各種角度與煤層層理相交；裂隙面上常有波狀、羽毛狀擦痕等；外生裂隙有時(shí)沿襲既成的內(nèi)生裂隙重疊發(fā)生，掩蓋了內(nèi)生裂隙并改造或使之加深加長(zhǎng)。描述內(nèi)生裂隙分長(zhǎng)度、寬度、高度、密度、充填性。清水河煤層內(nèi)生裂隙受白色方解石充填，但不是很嚴(yán)重。原因是地下水進(jìn)入煤層裂縫，礦物離子形成化合物?，F(xiàn)場(chǎng)高位級(jí)別裂縫高度大約20公分，垂向裂縫可以把小解理溝通起來(lái)，把層和層連起來(lái)，形成一個(gè)網(wǎng)。在煤層有機(jī)化學(xué)反應(yīng)階段生成的氣體中除部分逸散、運(yùn)移到圍巖外，還有相當(dāng)一部分保存在煤層中，在此意義上來(lái)說(shuō)煤儲(chǔ)層既是儲(chǔ)氣層又是生氣層。再?gòu)拿簩託庠趦?chǔ)層中賦存狀態(tài)來(lái)講，它們的儲(chǔ)集是分三種不同狀態(tài)的，受到地下各種壓力的影響，煤儲(chǔ)層孔裂隙系統(tǒng)中的流體均處在一定壓力場(chǎng)的作用下，必然有部分游離態(tài)的甲烷存在于孔裂隙系統(tǒng)中，再細(xì)分可分為水溶態(tài)以及氣態(tài)甲烷，三種相態(tài)的甲烷構(gòu)成了煤層中全部的烴類氣體，我們通過(guò)裂隙孔將煤層氣抽采到地面。但產(chǎn)生的裂縫的同時(shí)，會(huì)伴隨著細(xì)小顆粒煤粉的產(chǎn)生，會(huì)在堵塞天然裂縫或充填裂縫，影響煤層氣的開