地質(zhì)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書

淮南地區(qū)

地質(zhì)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書

錢守榮編

淮南工業(yè)學(xué)院資源與環(huán)境工程系

二OO一年八月

,-1—*

刖s

地質(zhì)學(xué)科是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。

野外地質(zhì)教學(xué)是地質(zhì)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。

地質(zhì)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)就是引導(dǎo)讓一年前對(duì)地質(zhì)學(xué)還一無(wú)所知的學(xué)生運(yùn)用在課堂上了解的地質(zhì)學(xué)

理論和方法去認(rèn)識(shí)地球，即從地質(zhì)學(xué)的角度認(rèn)識(shí)他們過(guò)去熟悉的山、水、土、石，從而觀察

了解過(guò)去或現(xiàn)代的地質(zhì)作用及其產(chǎn)物。學(xué)習(xí)一些野外的基本工作和方法，初步建立地科科學(xué)

的思維方式，為今后的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

本實(shí)習(xí)指導(dǎo)書系根據(jù)《普通地質(zhì)學(xué)》教學(xué)大綱要求，結(jié)合淮南地區(qū)地質(zhì)情況編寫而成。

編寫前，資源開(kāi)發(fā)教研室的陳萍、劉文中、宋珍炎老師和筆者多次赴野外，對(duì)實(shí)習(xí)路線、

實(shí)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行了深入調(diào)查和研究，對(duì)如何編寫指導(dǎo)書進(jìn)行了討論，本書是集體勞動(dòng)的成果。

如何使學(xué)生成為實(shí)習(xí)的主動(dòng)參與者而不是被動(dòng)的旁觀者，從而取得良好的實(shí)習(xí)效果，實(shí)

習(xí)指導(dǎo)書起著至關(guān)重要的作用。為實(shí)現(xiàn)這?目的，筆者在指導(dǎo)書的編寫過(guò)程中注意了以下幾

點(diǎn)：

一、將淮南地區(qū)區(qū)域地質(zhì)特征與普通地質(zhì)教材內(nèi)容緊密結(jié)合起來(lái)。畢竟參加實(shí)習(xí)的學(xué)生

僅有一年《普通地質(zhì)學(xué)》的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，又是第一次野外實(shí)習(xí)，一切都很陌生。如果以區(qū)域地

質(zhì)資料為主進(jìn)行編寫，與課堂教學(xué)內(nèi)容脫節(jié)，再讓學(xué)生在短暫的實(shí)習(xí)時(shí)間里去消化那些專業(yè)

化程度很高的地質(zhì)資料，實(shí)在是勉為其難，也難以取得很好的效果。因此實(shí)習(xí)指導(dǎo)書的內(nèi)容

盡量與課堂內(nèi)容及深淺、章節(jié)安排、思路盡量保持一致，便于學(xué)生閱讀，有助于發(fā)揮他們?cè)?/p>

實(shí)習(xí)中的主觀能動(dòng)性。

二、對(duì)野外地質(zhì)現(xiàn)象不僅僅局限于枯燥的形態(tài)的觀察和描述，更重要的是和它們的成因、

發(fā)展和變化密切聯(lián)系起來(lái)，給學(xué)生留下充分思維和想象的空間。因而教學(xué)中應(yīng)采用啟發(fā)式、

討論式、避免注入式。在生動(dòng)、活潑的氛圍中，鍛煉學(xué)生的觀察能力、思考和分析問(wèn)題的能

力及野外工作能力，讓學(xué)生始終保持一種新鮮感和成就感，激發(fā)求知欲望，培養(yǎng)對(duì)地質(zhì)科學(xué)

的興趣。

三、資源地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)是當(dāng)前地質(zhì)科學(xué)面臨的重大研究課題，保護(hù)環(huán)境，防治地質(zhì)災(zāi)

害是我國(guó)地質(zhì)科學(xué)工作者的重要任務(wù)，指導(dǎo)書中介紹了九龍崗、大通的興衰過(guò)程，旨在激發(fā)

同學(xué)們的使命感和憂患意識(shí)，認(rèn)識(shí)自己未來(lái)工作的重要性，為其今后擇業(yè)、實(shí)現(xiàn)人生價(jià)值的

思考中提供一些參考。

資環(huán)系環(huán)境98級(jí)的學(xué)生付守琪、劉振偉同學(xué)為本書打印付出了辛勤的勞動(dòng)。

陳萍教授對(duì)本書初稿進(jìn)行審稿，并提出寶貴意見(jiàn)。

謹(jǐn)此深表謝意。

編者2001年8月

第一章實(shí)習(xí)區(qū)概況

實(shí)習(xí)區(qū)主要位于淮南市境內(nèi)，恰好在我國(guó)南北地理、地質(zhì)分界線匕其地質(zhì)特征雖屬華

北類型，但又有其特殊地方。因煤炭資源豐富，更由于早期三胚層動(dòng)物化石一“淮南蟲”的

發(fā)現(xiàn)而蜚聲海內(nèi)外，引起國(guó)內(nèi)外地質(zhì)界的重視。因而地質(zhì)研究程度較高，資料也很豐富，為

認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)提供了良好的條件。

實(shí)習(xí)區(qū)地處北緯32°40',四季分明，年平均氣溫16℃,年平均降雨量為969毫米，屬

大陸溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)。

這里農(nóng)業(yè)南北特色兼有，南稻北麥，東果西蔬，種類繁多，更有“八公山豆腐”為之一

絕，人稱“走千走萬(wàn)，不如淮河兩岸”。工業(yè)以煤炭開(kāi)采、電力、化工為主，是聞名中外的能

源城市。

區(qū)內(nèi)淮南鐵路橫貫市內(nèi)，東接津浦，西連京廣，北上京九，南下皖贛。水路、公路交通

也很便利。

市內(nèi)總面積2121平方公里，人口180萬(wàn)?；春幼晕飨驏|橫貫市內(nèi)?；春右阅蠟榍鹆晟絽^(qū)，

八公、舜耕、上窯“三山鼎立”，海拔多在200米以下，最高峰為八公山區(qū)的白鸚山，海拔

242米。淮河以北為黃淮海沖積平原，地勢(shì)平坦，海拔20—40米。

從現(xiàn)在起，讓我們以一個(gè)未來(lái)地質(zhì)學(xué)家的眼光去觀察和認(rèn)識(shí)淮南這塊美麗的山水，探索

其中的地質(zhì)奧秘。

圖1淮南市交通圖

第二章野外礦物巖石的觀察和認(rèn)識(shí)

第一節(jié)基本方法

了解地球的物質(zhì)組成，是從認(rèn)識(shí)礦物巖石開(kāi)始的。

礦物巖石的野外識(shí)別能力，是地質(zhì)工作者的一項(xiàng)基本功。

目前地球上已被發(fā)現(xiàn)的礦物總數(shù)己達(dá)3300余種，我們?cè)谡n堂實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所見(jiàn)到的還不到

1%,如此多的礦物如何才能辨認(rèn)過(guò)來(lái)？其實(shí)與人類關(guān)系密切的僅200余種。其中長(zhǎng)石、石英、

橄欖石、輝石、角閃石、云母、粘土礦物、方解石等是常見(jiàn)的造巖礦物，它們占了地球上礦

物總量的90%以上。其余如硫化物、氧化物、鹵化物等-一般少見(jiàn)，只是在一定區(qū)域、一定地

質(zhì)時(shí)代、富集到一定程度形成金屬或非金屬礦產(chǎn)。

在野外，礦物是組成巖石的基本單位。它們的分布并非雜亂無(wú)章，而與地球的演化密切

相關(guān)。它們隨著區(qū)域、地質(zhì)時(shí)代的不同有規(guī)律地分布。在巖石圈范圍內(nèi)，巖漿巖、變質(zhì)巖

占總體積的95%,沉積巖僅占5%,主要分布于5Km以上的范圍內(nèi)，但卻涵蓋了大陸面積

的70%,海底幾乎全部為沉積物覆蓋。而沉積巖中，碎屑巖、碳酸巖鹽、粘土巖共占總量

的99%,其它可燃有機(jī)巖、硅質(zhì)巖、鐵質(zhì)巖、鋁質(zhì)巖及鹽類僅占很少比例。

淮南地區(qū)太古界為變質(zhì)巖，從上元古界起主要為沉積巖。

了解了這些，在野外就可以心中有數(shù)了。運(yùn)用學(xué)過(guò)的礦物巖石的知識(shí)和方法，在不斷的

實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，就會(huì)認(rèn)識(shí)越來(lái)越多的礦物和巖石，識(shí)別能力會(huì)愈來(lái)愈強(qiáng)。

在野外，除了掌握巖石的基本知識(shí)和識(shí)別方法外，還可借助一些簡(jiǎn)單的工具：如錘子、放

大鏡、小刀、5%的稀鹽酸等。

觀察時(shí)，首先要用地質(zhì)錘敲開(kāi)巖石的新鮮面再進(jìn)行其它工作，否則其風(fēng)化表面會(huì)使觀察

產(chǎn)生錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。

用小刀可以區(qū)分硬度為6級(jí)上下的礦物，如方解石和石英。如遇石膏和滑石，指甲刻劃

即可識(shí)別。礦物之間相互刻劃可判斷他們相對(duì)硬度大小。

一般放大鏡可將巖石中細(xì)小的礦物顆粒放大10倍，能夠觀察其成分、結(jié)構(gòu)等。

用稀HCL可以區(qū)別方解石與其它礦物。

實(shí)地觀察時(shí)，首先映入眼簾的是巖石的顏色。對(duì)巖石顏色的描述十分重要。一般地說(shuō)，

巖漿巖和變質(zhì)巖的顏色往往與其喑色礦物（如橄欖石、輝石、角閃石、黑云母等，它們都是

含有Fe2+的硅酸鹽礦物）含量有關(guān)。含量愈高，顏色愈深。巖漿巖從超基性巖至酸性巖顏色

逐漸變淺，就是暗色礦物含量漸少，而長(zhǎng)石、石英等淺色礦物含量漸高的緣故。因此在觀察

巖漿巖、變質(zhì)巖的過(guò)程中，對(duì)顏色的正確描述有助于巖石類型的識(shí)別。而沉積巖中，深色巖

層系因其富含有機(jī)質(zhì)所致，如淮南地區(qū)石炭、二疊系含煤巖層多為灰、深灰色。它們往往代

表還原、濕潤(rùn)條件下的產(chǎn)物。而常見(jiàn)于巖漿巖、變質(zhì)巖中的暗色礦物極易風(fēng)化分解，難以出

現(xiàn)在沉積巖中。紅色沉積巖層多含有Fe3+,是氧化、干燥條件下的產(chǎn)物，如淮南地區(qū)上二疊

統(tǒng)石干軍組的紅色砂巖，這就可以解釋為什么晚二疊世后淮南地區(qū)再也沒(méi)有煤的形成。

接下來(lái)利用手中的工具觀察巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造現(xiàn)象。沉積巖中，還要注意古

生物化石的觀察。

野外巖石在縱向上、橫向上會(huì)發(fā)生變化。觀察時(shí)應(yīng)注意上、下、左、右追索一下，觀察

它們的變化。這樣才能全面認(rèn)識(shí)巖石及其組合特征。

觀察內(nèi)容應(yīng)分項(xiàng)逐條記錄在筆記本ho

第二節(jié)淮南地區(qū)的礦物與巖石

一、沉積巖的觀察和認(rèn)識(shí)

在野外，沉積巖一望無(wú)際的層狀分布是最易辨認(rèn)的。單個(gè)巖層厚度大小不一也是沉積巖

應(yīng)描述的特征：

巨厚層>2m

厚層2—0.5m

中層0.5—0.1m

薄層0.1—0.01m

頁(yè)薄層<0.01m

1.碎屑巖的觀察和認(rèn)識(shí)

開(kāi)始之前，可找一些建筑用的沙粒，用放大鏡

觀察。練習(xí)看看它們的礦物成分、大小、磨圓度、

分選性等。

碎屑巖有兩種結(jié)構(gòu)組分，一是碎屑顆粒，主

要為石英，其次為長(zhǎng)石、白云石、巖屑等。二是

膠結(jié)物或基質(zhì)（圖2—1）。未經(jīng)膠結(jié)的碎屑稱為

“沙”。

打下一塊新鮮標(biāo)本，先觀察碎屑，確定其成

分、含量、分選性、磨圓度等，

再觀察基質(zhì)或膠結(jié)物的成分、含量、膠結(jié)方式。

然后考慮命名。最后還要觀察沉積構(gòu)造、古生物

情況.

碎屑巖命名采用成分+結(jié)構(gòu)的原則。

碎屑中某礦物成分含量在50%以上，即可以其命名。但長(zhǎng)石或巖屑若含量超過(guò)25%即

可命名為長(zhǎng)石砂巖或巖屑砂巖。實(shí)際上它們非常少見(jiàn)，分布的最廣的還是石英砂巖。為什么？

同學(xué)們可獨(dú)立思考這個(gè)問(wèn)題。

碎屑粒度大小標(biāo)準(zhǔn)為：

礫>2mm

粗砂2―0.5mm

中砂0.5—0.25mm

細(xì)砂0.25—0.1mm

粉砂0.1—0.01mm

某一標(biāo)準(zhǔn)粒度的碎屑占50%以上即可以此命名。

例：淮南謝橋下二疊統(tǒng)下石盒子組7煤層底板砂巖描述

灰色，中厚層；

碎屑礦物成分主要為石英，含量75%以上，次要成分為長(zhǎng)石、巖屑、炭屑等，共占15%；

粒屑大小在0.8—0.3mm之間，含量共占70%以上，主要為中粒碎屑；

碎屑多為次棱角——次圓狀，分選中等；

膠結(jié)物主要為泥質(zhì)，孔隙式膠結(jié)為主，次為接觸式；基質(zhì)含量少，主要為泥質(zhì)、粉砂。

單斜層理發(fā)育，上部見(jiàn)波狀層理。

向上為細(xì)砂、粉砂巖，粉砂巖中可見(jiàn)植物碎屑化石。

定名：中粒石英砂巖

在野外，碎屑巖常形成山脊或突兀地面，抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，表面無(wú)水溶蝕痕跡，除鈣質(zhì)

膠結(jié)者外，滴酸無(wú)反應(yīng)。更重要的是經(jīng)常使用手中的放大鏡，從結(jié)構(gòu)的觀察中很容易與其它

巖類區(qū)別。

2.碳酸鹽巖的觀察和認(rèn)識(shí)

碳酸鹽巖主要為石灰?guī)r、白云巖。在野外，用小刀和稀鹽酸很容易認(rèn)識(shí)和區(qū)別它們。

石灰?guī)r主要礦物為方解石，但其結(jié)構(gòu)組分也可分為兩部分：泥晶基質(zhì)與顆粒。特殊情況

下還有生物形成的架狀結(jié)構(gòu)，如淮南地區(qū)的疊層石灰?guī)r。碳酸鹽巖中的顆粒不是巖石風(fēng)化的

產(chǎn)物，而是沉積過(guò)

程中由于機(jī)械的、化

學(xué)的或生物作用形成

的,如粒屑、酬粒、

生物屑、藻團(tuán)等。顆

粒含量50%以上者

可定為顆粒石灰?guī)r，

如：竹葉狀（礫石）

石灰?guī)r、鮑粒石灰

巖、生物碎屑石灰

巖。一般顆粒含量

高，沉積時(shí)水體能量

高。泥晶含

量50%以上者稱泥晶圖2—2鮑粒石灰?guī)r

石灰?guī)r，反映較為平靜的水體環(huán)境。

例：中寒武統(tǒng)張夏組鮑粒石灰?guī)r的描述

灰色，厚層狀；

主要礦物成分為方解石，滴稀鹽酸劇烈起泡；

酬粒結(jié)構(gòu)。鮑粒圓球狀，大小均勻，一般粒徑1mm左右，含量60%；顆粒中含生物碎屑，

主要為三葉蟲，軟體動(dòng)物，約占10%；

亮晶方解石膠結(jié)，含量30%。水動(dòng)力強(qiáng)，無(wú)泥晶基質(zhì)。

定名：亮晶鮑粒石灰?guī)r

白云巖由白云石組成，它們主要為白云石交代石灰?guī)r而成，故多為晶粒結(jié)構(gòu)，放大鏡下

能觀察得很清楚。若沉積時(shí)交代，則形成于干燥氣候下，與鹽類共生，故少見(jiàn)生物化石。

碳酸鹽巖易與水作用，表面溶蝕溝槽十分發(fā)育。特別是白云巖風(fēng)化面上的“刀砍”狀構(gòu)

造常是白云巖的重要識(shí)別標(biāo)志，其成因系白云巖在構(gòu)造作用下破裂，在地下水作用下沿裂隙

沉淀方解石，表面上方解石較白云石易風(fēng)化，形成“刀砍”狀。

在地下，碳酸鹽巖是重要的含水層。

3.粘土巖的觀察和認(rèn)識(shí)

粘土巖的礦物主要為高嶺石、蒙脫石等。顆粒一般＜0.001mm,電子顯微鏡下才能看到

它們，故稱泥質(zhì)結(jié)構(gòu)。其中層（頁(yè)）理發(fā)育者稱頁(yè)巖，不發(fā)育時(shí)稱泥巖，未固結(jié)者稱粘土。

粘土巖在野外較易辨認(rèn)，其巖性松軟，易風(fēng)化，常形成低洼地形而被掩蓋。如羅山南側(cè)

洼地就是青白口系劉老碑組頁(yè)巖風(fēng)化侵蝕后形成的。

粘土巖由于含雜質(zhì)不同呈黃、綠、灰、紅等顏色，如煤系地層中頁(yè)巖因富含碳質(zhì)呈黑色，

有時(shí)可稱碳質(zhì)泥（頁(yè)）巖，上二疊統(tǒng)石千莖組頁(yè)巖因含F(xiàn)e3+呈紫紅色。

二、變質(zhì)巖的觀察和認(rèn)識(shí)

羅山以南山余家出露有上太古界的變質(zhì)巖，巖性為角閃斜長(zhǎng)片麻巖。喑色礦物為角閃石，

含量40%,淺色礦物為斜長(zhǎng)石，占60%。粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。具一定程度混合巖化，

脈體主要為長(zhǎng)石和石英，晶體粗大，呈脈狀、腸狀分布（圖2—3）。

其同位素年齡值為27億年，形成于晚太古代，

原巖系基性、中性火山巖、火山碎屑巖、沉積砂

巖等經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用而成。其中發(fā)現(xiàn)有來(lái)自宇宙

的塵粒，表明太古代地外星體的撞擊在地球演化

過(guò)程中曾起重大作用。長(zhǎng)英質(zhì)脈體的腸狀曲折表

明變質(zhì)作用的同時(shí)經(jīng)歷了多期次的褶皺。太古代

時(shí)，地殼厚度較現(xiàn)代薄，地殼變動(dòng)、巖漿活動(dòng)、

變質(zhì)作用強(qiáng)烈。直到太古代末，地殼活動(dòng)減弱，

華北地區(qū)才形成相對(duì)穩(wěn)定的地核，逐漸形成穩(wěn)定

的華北陸塊。

在野外，劈理、片理、片麻理發(fā)育的變質(zhì)巖

常被初學(xué)者誤認(rèn)為沉積巖。請(qǐng)注意以下區(qū)別：

1.前寒武紀(jì)特別是太古代、早元古代的巖石圖2—3混合巖化中腸狀脈體

多已變質(zhì)，時(shí)間愈早-變質(zhì)程度愈高。

2.用放大鏡仔細(xì)觀察其結(jié)構(gòu)。變質(zhì)巖為晶粒（即粒狀、纖狀、片狀等變晶結(jié)構(gòu)）與沉積

巖的碎屑、生物等結(jié)構(gòu)明顯不同。

3.角閃石、輝石、黑云母等暗色礦物一般不會(huì)出現(xiàn)在沉積巖中。其在風(fēng)化過(guò)程中易初分

解，難以保存。山余家變質(zhì)巖半風(fēng)化層中，顏色變淺，結(jié)構(gòu)疏松，就是角閃石先被風(fēng)化的緣

故。

第三節(jié)建筑石材的觀察和認(rèn)識(shí)

本節(jié)和下一節(jié)的目的主要是補(bǔ)充實(shí)習(xí)區(qū)巖石礦物類型的不足。如時(shí)間允許或雨天不能出

野外均可進(jìn)行這方面的工作。另外，也可以在學(xué)習(xí)者閑暇忖不經(jīng)意的學(xué)習(xí)和觀察提供一點(diǎn)幫

助，以豐富學(xué)習(xí)者礦物巖石學(xué)知識(shí)。

巖石由于堅(jiān)硬、耐久，被廣泛應(yīng)用于建筑業(yè)。其中色澤艷麗者被做為裝飾材料。它們經(jīng)

拋光加工后，其礦物形態(tài)、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造更加典型、清晰，利于初學(xué)者的觀察與學(xué)習(xí)。

三大巖類符合條件者均可作為裝飾材料。

校內(nèi)電氣工程系樓外用裝飾材料為灰色石灰?guī)r，其白色花紋系巖石破裂后地下水的沉積

作用所形成的方解石充填而成。方解石脈成網(wǎng)狀、枝狀或羽狀，這在野外司空見(jiàn)慣，但加工

后猶如李斯小篆拓帖，頗有情趣。內(nèi)廳正面墻面為矽卡巖，系中酸性巖漿巖與碳酸鹽巖接觸

交代形成的變質(zhì)巖，綠色礦物為綠甯石，深綠色為綠泥石、透輝石，淺色者為硅灰石及少量

石英等。天井內(nèi)的假山為石墨石英片巖。

校門用料為白色大理石，底部為紅色疊層石灰?guī)r。疊層石原為圓柱狀，石材切面與柱體

垂直。

家屬區(qū)綜合樓內(nèi)廳墻壁為大理巖，其黑色條紋系原灰?guī)r泥質(zhì)條帶變質(zhì)所致。廳柱為介殼

石灰?guī)r，幾乎全部由瓣鰥類殼堆積而成。東門體育活動(dòng)中心的外柱裝飾材料系疑類石灰?guī)r，

淺黃色可能因?yàn)檩p微大理巖化使灰色褪色所致。其含疑數(shù)量之多，個(gè)體之大，在國(guó)內(nèi)甚至世

界上都是罕見(jiàn)的。一般疑類個(gè)體多在2mm以下，而石材中的個(gè)體最大超過(guò)35mm。疑類是劃分

石炭二疊系地層的重要化石。因此，這種石料的科學(xué)價(jià)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于它的實(shí)用價(jià)值。

立交橋南側(cè)路西金聯(lián)城市信用社的外墻用料為片麻巖，臺(tái)階為花崗巖。片麻巖的片麻狀

構(gòu)造和花崗巖的塊狀構(gòu)造形成了鮮明對(duì)照。

花崗巖在裝飾石材中用量最大，一是因暗色礦物（角閃石、黑云母）含量高低、長(zhǎng)石種

類變化、晶粒大小不同形成如白、灰、紅、綠等多個(gè)花色品種，二是由于分布廣，產(chǎn)量大，

價(jià)格低廉。

輝石巖、輝長(zhǎng)巖因其暗色礦物含量高顯示莊重的黑色而被廣泛利用。

其中最昂貴的裝飾材料當(dāng)屬拉長(zhǎng)巖，為基性巖漿巖一種。拉長(zhǎng)巖由拉長(zhǎng)石組成，系斜長(zhǎng)

石一種，為Ca、Na長(zhǎng)石的類質(zhì)同像固溶體，因二者光性不同，反射時(shí)產(chǎn)生干涉呈現(xiàn)五彩繽紛

的顏色，十分美麗。數(shù)千元一平方米的價(jià)格只能是銀行、電信部門營(yíng)業(yè)大廳中才能見(jiàn)到。

第四節(jié)寶、玉石的基本知識(shí)

天然礦物或巖石中美麗、稀有、穩(wěn)定性好者均可做寶玉石加工。美麗贏得人們的喜愛(ài),

稀有會(huì)顯得貴重，穩(wěn)定性好，堅(jiān)固可以持久，有保值和收藏價(jià)值。

一般寶石多為單個(gè)礦物晶體，經(jīng)琢磨加工后用以鑲嵌首飾，玉則為礦物集合體或巖石，

多做為工藝雕刻的原料。

目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的寶、玉石有以下種類：

鉆石礦物學(xué)名稱金剛石。產(chǎn)于來(lái)自上地幔的金伯利巖中，也有人認(rèn)為是外來(lái)星

體撞擊地球時(shí)高溫高壓下形成的。加工后璀璨絢麗，光彩奪目。因其“出身”高貴，硬度最

大，極為稀少，平均每開(kāi)采二十噸礦石中才能找到一克拉（1/5克），因而價(jià)格昂貴，被稱為

“寶石之王”。

祖母綠礦物學(xué)名稱為綠柱石（Be3A12[Si60屈），本無(wú)色，因含Cr",呈綠色，

其質(zhì)優(yōu)者可與鉆石價(jià)值相當(dāng)?九十年代初來(lái)京展出的一串哥倫比亞祖母綠項(xiàng)鏈價(jià)值一億美元。

紅寶石與藍(lán)寶石礦物學(xué)名稱叫剛玉（A1203）。硬度僅次于金剛石。與祖母綠不同的是

其含Cr"者呈紅色,即紅寶石,含F(xiàn)e",Ti"者呈藍(lán)色,即為藍(lán)寶石。

翡翠為硬玉（NaAl[Si^Os]）的集合體。含F(xiàn)e"者呈紅色，稱為“翡”，含Cd?者呈綠色，

稱為“翠二綠色鮮艷者為珍品。翡翠既是名貴寶石，又是上等的工藝原料產(chǎn)于板塊碰撞帶

高壓低溫變質(zhì)帶中。

以上均屬高檔寶石，多在珠寶商店內(nèi)銷售。

和田玉即軟玉，系透閃石，陽(yáng)起石等礦物的集合體，因二者含量不同呈乳白，綠等色，

系高檔工藝原料，因新疆和田盛產(chǎn)而得名。

岫玉即蛇紋石的集合體，系超基性巖蝕變而成。因其硬度?。ㄅc方解石相當(dāng)），產(chǎn)量

高而價(jià)格低廉，屬低檔玉石。

水晶即晶體石英，多無(wú)色透明，也因含不同雜質(zhì)而顯不同顏色，其中的紫色者較為珍

貴。

瑪瑙即隱晶質(zhì)石英集合體，因色澤豐富，具彩色條紋而受到人們喜愛(ài)。南京“雨花石”

就是這種玉石經(jīng)河水沖刷形成的河卵石。

以上僅是寶玉石中很少的一部分。其實(shí)大多數(shù)非金屬礦物都應(yīng)是透明的，只是結(jié)晶過(guò)

程中因晶格內(nèi)質(zhì)點(diǎn)排列并非完全有序，使光難以順利通過(guò)。少量透光者即顯寶貴，色澤艷麗

時(shí)便可成為寶石或玉石。如橄欖石、輝石中的薔薇（含Li）輝石，長(zhǎng)石中的天河石以及石

榴子石，尖晶石等。

在發(fā)達(dá)國(guó)家，珠寶首飾業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活

消費(fèi)水平不斷提高，我國(guó)珠寶首飾業(yè)前景日益看好。學(xué)地質(zhì)者從事珠寶行業(yè)有一定的專業(yè)優(yōu)

勢(shì)，但它涉及資源開(kāi)發(fā)、加工、銷售、^定等環(huán)節(jié)，需要大量的自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)知識(shí)。

第三章淮南地區(qū)的地層與古生物

第一節(jié)地層

認(rèn)識(shí)了巖石，還要研究巖石的形成時(shí)代和它們的先后順序，這就是地層學(xué)。

地層工作的主要內(nèi)容就是將野外的巖石（層）進(jìn)行劃分和對(duì)比，即根據(jù)其巖性、古生物、

同位素年齡等確定其形成時(shí)代，并按原有的先后順序，將巖層劃分為不同的地層單位，如年

代單位宇、界、系、統(tǒng)等，巖石地層單位群、組、段等。不同地區(qū)地層還要對(duì)比，確定它們

時(shí)代是否相當(dāng)。從而建立區(qū)域的地層系統(tǒng)。

地層學(xué)是地質(zhì)科學(xué)的重要分支，地層工作是一切地質(zhì)工作的基礎(chǔ)。在研究地質(zhì)歷史、生

物演化、構(gòu)造、尋找礦產(chǎn)等方面有著重要的作用?；茨系貐^(qū)煤系地層隱伏于新生代松散層

下，而淮南煤田卻是從地面地層研究，特別是石炭系含疑地層的研究而發(fā)現(xiàn)的。

地層的野外觀察包括：巖性、古生物、厚度、地層之間的接觸關(guān)系等。

淮南地層與華北地區(qū)類似，但又有其特殊性，如猴家山組、鳳臺(tái)組、四頂山組、壽縣

組等都是淮南地區(qū)特有的。更因九里橋組中發(fā)現(xiàn)世界最早的后生動(dòng)物化石而聞名于世。

第二節(jié)古生物

古生物的研究在地質(zhì)科學(xué)中占有十分重要的地位：

1.探索生命起源和生物的演化：

2.確定地層形成年代、劃分對(duì)比地層；

3.研究地質(zhì)歷史中古地理、古氣候的變遷；

4.是大陸漂移理論的重要依據(jù)；

5.許多可燃有機(jī)礦產(chǎn)、金屬、非金屬礦產(chǎn)都與生物或生命活動(dòng)有關(guān)。

一、隱生宙的生物

世界上最早的生物化石發(fā)現(xiàn)于32億年前的巖層中，它們是一些原始的菌澡類，屬于原核

生物.

元古宙是真核生物的發(fā)展時(shí)期，主要是一些微觀或宏觀的低等藻類，較難形成化石，故

很少能見(jiàn)到它們。疊層石是主要能直接觀察它們存在的標(biāo)志.，它們是某些藻類活動(dòng)的遺跡，

劉老碑組、九里橋組、四頂山組均可見(jiàn)到。

在距今7億年時(shí)形成的九里橋組發(fā)現(xiàn)的蠕蟲類乃是世界上最早的三胚層動(dòng)物，它們的出

現(xiàn)是動(dòng)物演化史上的重要里程碑，內(nèi)臟器官的出現(xiàn)與分化，軀體的分節(jié)與兩側(cè)對(duì)稱，運(yùn)動(dòng)器

官的出現(xiàn)，表明它們可能是現(xiàn)代動(dòng)物的祖先。

二、早古生代的生物

最初的生命的出現(xiàn)距今已約40億年，到蠕蟲類的出現(xiàn)經(jīng)歷了三十多億年的漫長(zhǎng)時(shí)間，但

在距今5億7千萬(wàn)年的寒武紀(jì)初期，短短的時(shí)間內(nèi)，幾乎所有無(wú)脊椎門類動(dòng)物都出現(xiàn)了，被

稱為“寒武紀(jì)生命大爆炸"，二十世紀(jì)最驚人的發(fā)現(xiàn)之一的我國(guó)云南澄江縣“澄江動(dòng)物群”就

是這一壯觀情景的真實(shí)寫照。這對(duì)達(dá)爾文漸變式的生物進(jìn)化理論是一個(gè)嚴(yán)重挑戰(zhàn)。

淮南地區(qū)的寒武系各種海生無(wú)脊椎動(dòng)物化石非常豐富，并形成生物碎屑灰?guī)r，與前寒武

系地層形成鮮明對(duì)照。最有特色的生物是三葉蟲，是劃分寒武系地層的重要依據(jù)。

三、晚古生代的生物

晚古生代是陸生生物大發(fā)展的時(shí)期。淮南地區(qū)當(dāng)時(shí)處于濱海陸地環(huán)境、氣候適宜，剛剛

登陸不久的植物形成茂密的森林，為石炭二疊紀(jì)煤的形成提供了豐厚的物質(zhì)基礎(chǔ)。在煤系地

層中，各種植物化石非常豐富（圖3—3）。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，所見(jiàn)到的植物化石莖干都沒(méi)有年輪，意味著它們是四季長(zhǎng)青的熱帶植物,

這表明包括淮南地區(qū)在內(nèi)的整華北地區(qū)石炭二疊紀(jì)時(shí)應(yīng)該是熱帶氣候。古地磁測(cè)試數(shù)據(jù)表明

當(dāng)時(shí)華北地區(qū)的中心部位在赤道附近?，F(xiàn)在淮南地區(qū)地處北緯33°附近，就是說(shuō)，在3億多

年的時(shí)間里，淮南地區(qū)由南向北飄移了三千余公里。

眾所周知，我國(guó)華北地區(qū)大型煤礦比比皆是，秦嶺、淮河以南很少見(jiàn)到，這是因?yàn)槭?/p>

二疊紀(jì)時(shí)華南、華北不是同一板塊，它們各有自己的演化歷史。石炭二疊時(shí)華北為陸地，森

林廣布，因而含煤地層發(fā)育，煤層多，煤質(zhì)好。華南地區(qū)則是一片汪洋，海生生物十分繁盛，

沉積物多為海相石灰?guī)r，僅短暫時(shí)間出現(xiàn)陸地，所形成的煤系地層煤層少且薄，煤質(zhì)也差，

難以進(jìn)行大規(guī)模開(kāi)采。只是到了三疊紀(jì)后，兩板塊才碰撞連接在一起，并形成了秦嶺與大別

山。

四、淮河象

淮南地區(qū)中生界地層不發(fā)育，難以領(lǐng)略中生代興盛一時(shí)的恐龍時(shí)代的風(fēng)光。然而淮北平

原下的新生界地層中大量哺乳動(dòng)物和被子植物化石的發(fā)現(xiàn)讓人們意識(shí)到生物演化進(jìn)入到新生

代。特別是第四系地層中發(fā)現(xiàn)了很多象化石。被稱為“淮河象”?，F(xiàn)代的象生活于熱帶一亞熱

帶的叢林和草原，這表明，淮河流域在過(guò)去一百多萬(wàn)年來(lái)曾經(jīng)有過(guò)熱帶一亞熱帶氣候，當(dāng)時(shí)

這里雨量充沛，森林、草原遍地分布，是各種哺乳動(dòng)物生存的天堂。如今的淮北平原到處是

人類活動(dòng)的蹤跡，森林、草原消失了，淮河象們?cè)缫巡恢ハ?。人類現(xiàn)在占據(jù)了大部分的生

存空間，野生動(dòng)植物的分布范圍愈來(lái)愈狹小，這也許是歷史發(fā)展的必然結(jié)果。但是由于過(guò)度

開(kāi)發(fā)，環(huán)境惡化，地球上每年有近千種的生物正在消失，這種滅絕速度超過(guò)了地質(zhì)歷史中任

何一次生物大滅絕。生態(tài)系統(tǒng)的破壞導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害頻頻發(fā)生，已秧及人類本身.如此發(fā)展下

去，后果將是災(zāi)難性的。保護(hù)環(huán)境，維護(hù)生物多樣性，保持生態(tài)平衡，實(shí)際上就是保護(hù)人類

自己。

附表：淮南地區(qū)區(qū)域地層表

地層代號(hào)厚度（米）地質(zhì)特征

新

第四系Q未固結(jié)的沙、礫、泥

生

界新N紫紅色砂頁(yè)巖

第三系老E

上統(tǒng)K2

白堊系

下統(tǒng)K1紫紅色砂巖，泥巖夾礫巖

中

上統(tǒng)毛坦廠組J3m300火山巖，砂巖

侏羅系

中統(tǒng)J2

生下統(tǒng)J1

上統(tǒng)T3

中統(tǒng)T2

界二疊系

和尚溝組Tlh1

下統(tǒng)>1000紫紅色砂巖，頁(yè)巖

劉家溝組Til

十千莖組Pish180紫紅色砂巖，頁(yè)巖

上上統(tǒng)上石盒子組P2S530粉砂巖，砂巖，頁(yè)巖，含煤20-25層

一疊系

下石盒子組P1X220粉砂巖，頁(yè)巖與砂巖互層，含煤9-12層

古

下統(tǒng)山西組Pls70砂巖,粉砂巖，泥巖，煤層，含植物化石

上統(tǒng)太原組C2t112灰?guī)r和砂頁(yè)巖，煤層互層，含蟆

生

石碳系

下統(tǒng)Cl

界泥盆系D

志留系S

上統(tǒng)03

中統(tǒng)02

下奧陶系馬家溝組Olm147白云巖，灰1質(zhì)白云巖，頁(yè)巖

下統(tǒng)肖縣組Olx224灰?guī)r為主夾白云巖

賈汪組頁(yè)巖，泥質(zhì)白云巖

古Oij10

上統(tǒng)土壩組￡3t137白云巖，含不規(guī)則石英條帶，風(fēng)化后蜂窩狀

周山組W3g74上部頁(yè)巖，泥灰?guī)r,下部新?；?guī)r

生張夏組￡2zh227厚層細(xì)粒石灰?guī)r,生物碎屑灰?guī)r

中統(tǒng)徐莊組200上下部灰?guī)r，中部砂頁(yè)巖

寒武系￡2X

毛莊組￡imz140灰?guī)r，頁(yè)巖互層

界

下統(tǒng)饅頭組Gim193上下部紫紅色頁(yè)巖葉部灰?guī)r，含三葉蟲

猴家山組Gih120白云巖，白云質(zhì)灰?guī)r，頁(yè)巖，底部礫巖，含磷

上統(tǒng)四頂山組Z2s255百云巖頭主谷藤?gòu)┚?/p>

上

震旦系九里橋組Zij71灰?guī)r,泥灰?guī)r，含蠕蟲化石

元

下統(tǒng)壽縣組Zish45砂巖

元古

劉老碑組Qnl530頁(yè)巖為主,夾灰?guī)r、砂巖

界

青白伍山組Qnw22石英砂巖

口系

古曹店組Qnc21砂礫巖

中

元

Pt2

界古

界

下

元

Ptl

古

界

上

太

太

霍邱群>1521角閃斜長(zhǎng)片麻巖，同位素年齡27億年

古Ar2

古

界

界

前寒武紀(jì)生物

圖3—2形態(tài)不同、生態(tài)各異的三葉蟲世界

圖3—3淮南地區(qū)煤系地層的植物

第四章地質(zhì)作用的觀察

第一節(jié)風(fēng)化作用

在羅山南側(cè)山余家村北小山崗上，有一個(gè)完整的風(fēng)化剖面（圖4—1）,自上而下：

A.土壤層：灰褐色，植被茂盛，厚5—25cm。

B.淋濾層：棕褐色，主要由粘土礦物組成；富含F(xiàn)e3+,板結(jié)成塊狀，垂直

節(jié)理發(fā)育，厚10—50cmo

C.半風(fēng)化層：土黃色，暗色礦物已風(fēng)化，巖石結(jié)構(gòu)尚保存，但已疏松。

D.基巖層：深灰色，為上太古界霍邱群角閃斜長(zhǎng)片麻巖。

基巖由角閃石和

斜長(zhǎng)石組成，風(fēng)化過(guò)程

中在H?O、。2、82等

作用下，礦物被分解，

K\Na\Ca2\Mg2+

等被淋濾,A產(chǎn)、Fe3+

不活躍組分殘留原地，

分別形成粘土礦物和

氧化物。如地處熱帶一

亞熱帶雨林氣

候帶，粘土礦物、或圖4-1山余家風(fēng)化剖面

鐵的氧化物會(huì)進(jìn)?步被水解，形成鋁土礦、褐鐵礦等礦產(chǎn)，是提煉鋁、鐵等金屬的重要原料。

淮南地處溫帶，這種情況較難出現(xiàn)。

沉積巖除了粘土巖，其它巖類都或多或少含有粘土礦物，它們風(fēng)化后，也會(huì)殘余大量的

粘土礦物。八公山、舜耕山的巖石縫隙中、凹地里都可以見(jiàn)到它們。

風(fēng)化作用可以形成許多有用礦產(chǎn)，但更重要的是它為人類提供了寶貴的土壤資源，形成

人類賴以生存的耕地。但這是一個(gè)漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷程。1cm厚的粘土層的形成可能需要成千上

萬(wàn)年，但一陣風(fēng)，一場(chǎng)洪水就讓它們消失。我國(guó)人均耕地面積僅是世界的1/4,人口增加、水

土流失、荒漠化還在使它不斷減少。究其原因，還是人類過(guò)度開(kāi)發(fā)、生態(tài)環(huán)境日益惡化所致。

保護(hù)環(huán)境，保護(hù)耕地，已是刻不容緩，否則，我們的子孫后代將何以為生？

地層中的古風(fēng)化面常常當(dāng)作不整合或假整合的標(biāo)志，它們代表巖層由沉積轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)化侵

蝕的過(guò)程，造成了地層缺失和不連續(xù)，多被解釋為地殼上升的結(jié)果。如淮南地區(qū)奧陶系馬家

溝組和上石炭統(tǒng)太原組之間的鋁土巖和褐鐵礦層，就是中奧陶世后華北地區(qū)整體上升，經(jīng)歷

了志留紀(jì)、泥盆紀(jì)、早石炭世的長(zhǎng)期侵蝕風(fēng)化的產(chǎn)物，直到晚石炭世才開(kāi)始接受沉積，形成

石炭二疊系含煤地層。山余家霍邱群與上覆上元古界八公山組之間的不整合面上也有含鐵的

古風(fēng)化面。

第二節(jié)淮河的地質(zhì)作用

河流地質(zhì)作用是陸地上最重要的地質(zhì)作用之一，通過(guò)其侵蝕、搬運(yùn)和沉積作用不斷改造

地表形態(tài)，形成各種礦產(chǎn)，孕育著人類文明。

淮河發(fā)源于河南省桐柏山的白山頭，目前已無(wú)法記錄它的原始長(zhǎng)度。一一九四年南宋時(shí)

期，黃河在河南省原陽(yáng)縣決口，洶涌的洪水?dāng)y帶數(shù)以萬(wàn)億噸的泥沙沖入淮河流域，淮河自江

蘇江陰以下的河道被淤平，從此淮河失去了入海通道，成了名副其實(shí)的“斷頭河”，只得借助

洪澤湖匯入長(zhǎng)江。演繹了一幕慘烈的“黃河奪淮”的歷史。于是每每洪水肆虐，危害兩岸百

姓，成了有名的害河。解放后，人工開(kāi)挖了蘇北灌溉總渠，引淮入海，淮河才重新有了自己

的入海通道。

淮河自西向東流經(jīng)淮南市區(qū)。在西部鳳臺(tái)縣城附近由于受到八公山的阻擋，迂回繞行形

成，，幾”字型（如圖4—2）。

圖4-2淮南市淮河流域圖

繞行中河曲發(fā)育，河道狹窄，水深流急，河流以侵蝕作用為主。在茅仙洞附近，位于河

流凹岸的八公山由于快速的側(cè)蝕作用形成了懸崖峭壁。繞過(guò)八公山，河流進(jìn)入淮北平原，這

里地勢(shì)平坦，河道變寬，河水流速減緩，泥沙攜帶能力降低，沉積作用增強(qiáng)，特別是流經(jīng)八

公山侵蝕、搬運(yùn)的大量泥沙在此淤積，逐漸形成河心灘，導(dǎo)致河流分叉，形成所謂的“二道

河”。河流淤積的土地肥沃，適合農(nóng)作物生長(zhǎng)，因而建立了“二道河”農(nóng)場(chǎng)，每年向國(guó)家提供

了大量商品糧。

茅仙洞風(fēng)光綺麗，令人心曠神怡，被道家奉為“清虛仙境”。西漢時(shí)茅氏三兄弟在此建觀

修道，以后是否成仙不得而知。有一點(diǎn)是真實(shí)的，是淮河的地質(zhì)作用造就了這如畫的風(fēng)景。

隨著侵蝕作用的繼續(xù)，河道會(huì)逐漸北移，茅仙洞會(huì)慢慢消失,，如此發(fā)展下去，也許幾萬(wàn)年、

兒十萬(wàn)年以后，茅仙洞與二道河之間的山體會(huì)被侵蝕殆盡，夷為平地，或者形成一個(gè)“牛轉(zhuǎn)

湖”，而河道則會(huì)“去彎取直”，河水在茅仙洞的位置向東北在八公山鎮(zhèn)附近流向二道河。（如

圖4-3）,那時(shí)，八公山的大部分將不復(fù)存在。

河流既是如畫山水的“雕塑師”，又是移山填海的“大力士”。

淮河河床內(nèi)沉積物主要是沙，主要由石英碎屑組成，其次為長(zhǎng)石、白云母、巖屑、生物

介殼碎片等。分選較好，磨圓程度較高，大小一般在0.2—0.05mm左右，多為細(xì)砂。河漫灘

主要為粉砂和粘土。

地史中的河流沉積由河床沉

積及河漫灘沉積組成，碎屑沉積物

自下而上由粗變細(xì)，形成完整的沉

積系列。在河湖密布或河流入海

處，河流淤積形成大量肥沃的土

地，森林植被茂盛，是煤形成的有

利場(chǎng)所。

圖4—3淮河未來(lái)流向圖

第三節(jié)地下水的地質(zhì)作用

地下水是重要的淡水資源，也是陸地上重要的地質(zhì)營(yíng)力，不斷改變地表形態(tài)。其形成的

巖溶洞穴、石林等亦是重要的旅游資源。但地下水的地質(zhì)作用也會(huì)造成各種地質(zhì)災(zāi)害，如過(guò)

度抽取地下水引起的地面沉降、巖溶陷落、滑坡、泥石流等。八十年代以來(lái)黃淮地區(qū)普遍發(fā)

生的煤礦井筒破裂也和地下水有關(guān)，它們都會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

一、.韭山洞

韭山洞位于淮南市東南鳳陽(yáng)縣宋集鄉(xiāng)境內(nèi)韭菜山。區(qū)內(nèi)出露下寒武統(tǒng)地層，為一單斜構(gòu)

造，巖層產(chǎn)狀一般為180°Z20°o其原為隱于淮北平原下淮南復(fù)向斜北翼東延部分。因受

北北東向武店正斷層的影響，西部上盤下降，隱于淮北平原新生代松散層下，東部下盤上升

得以出露。據(jù)測(cè)算，此斷層垂直落差在1500米以上。

巖溶發(fā)生于毛莊組，灰?guī)r與頁(yè)巖互層，節(jié)理密集，為地下水活動(dòng)提供了便利條件。

溶洞全長(zhǎng)近1500米，初始時(shí)巖溶順著石灰?guī)r層發(fā)育，隨著溶洞擴(kuò)大，下伏頁(yè)巖層亦被沖

蝕，上覆巖層發(fā)生重力垮塌，導(dǎo)致溶洞規(guī)模進(jìn)?步擴(kuò)大，形成“囊括五岳”、“峽谷幽深”

等壯麗景觀。洞穴延伸受巖層和節(jié)理控制，高低起伏，蜿蜒曲折，瞬息萬(wàn)變，猶如一個(gè)巨大

的迷宮。地下水的沉積作用形成的石鐘乳、石筍、石簾、石幔更因其奇特造型引出許多美麗

的神話與傳說(shuō)，讓人浮想聯(lián)翩。

圖4一4韭山洞地質(zhì)略圖

進(jìn)入洞中，遠(yuǎn)離塵世的喧囂，猶如到了夢(mèng)幻般的人間仙境，讓人真切體驗(yàn)到融入大自然

的美好感受。將來(lái)，當(dāng)我們享受富裕的物質(zhì)生活的同時(shí)，應(yīng)該有一個(gè)怎樣的生存環(huán)境？這也

許是一個(gè)有益的啟示。

地下水的地質(zhì)作用會(huì)繼續(xù)，溶洞會(huì)不斷擴(kuò)大，最后導(dǎo)致地面塌陷，溶洞消失。但新?輪

的侵蝕又會(huì)開(kāi)始，形成新洞穴。只要其它條件不變，這個(gè)過(guò)程就會(huì)永遠(yuǎn)進(jìn)行下去，直到有一

天將山體夷平。

溶洞是人類最早的“家”，許多古人類化石就是在洞穴堆積中發(fā)現(xiàn)的?；茨系貐^(qū)山區(qū)多為

碳酸鹽巖，巖溶發(fā)育，如上窯東洞山的溶洞，舜耕山洞山的溶洞規(guī)模都不小。這里緊靠淮河,

有充足的水源，應(yīng)是古人類繁衍生息的理想地方。中國(guó)古人類學(xué)者曾將其列為古人類化石發(fā)

掘的重點(diǎn)地區(qū)，但無(wú)所獲，這些珍貴的地質(zhì)遺產(chǎn)常常是“可遇不可求”的。

二、八公山廟山洼的石芽

石芽發(fā)育于寒武系底部鳳臺(tái)組石灰質(zhì)礫巖中。巖石礫石成分主要為白云巖、石灰?guī)r等。

與下伏四頂山組巖性相同。礫屑大小不一，棱角狀，無(wú)分選、無(wú)磨圓，方解石膠結(jié).其成因

尚有爭(zhēng)論：有人認(rèn)為是冰川成因，亦有人認(rèn)為構(gòu)造崩塌作用所致。

該處位于四頂山北坡低洼處，流水集中，沿巖層中縱橫交錯(cuò)的裂隙不斷溶蝕，形成溶蝕

溝槽。天長(zhǎng)日久，溝、槽寬度、深度逐漸增加，形成石芽地貌。而石林則多是因?yàn)樵腥芏?/p>

坍塌陸續(xù)被水沖蝕所致，規(guī)模也較此大得多。

第四節(jié)構(gòu)造作用的觀察和認(rèn)識(shí)

巖層在構(gòu)造作用下會(huì)發(fā)生變形，形成斷層或褶曲，原來(lái)水平的巖層產(chǎn)狀會(huì)出現(xiàn)不同的變

化。小的構(gòu)造現(xiàn)象能夠在野外直接觀察，但區(qū)域的、大范圍的構(gòu)造的觀察比較困難。

結(jié)合實(shí)習(xí)區(qū)的情況，在野外可以從以下幾種情況進(jìn)行觀察：

1.熟悉地層，利用地層的重復(fù)、缺失、走向上是否連續(xù)進(jìn)行判斷。

2,地層產(chǎn)狀的變化及礦井分布的變化進(jìn)行分析。例如舜耕山巖層走向近東西，巖層倒轉(zhuǎn)

或直立，而八公山巖層走向北西一南東，傾角一般/30°,更無(wú)倒轉(zhuǎn)，表現(xiàn)很大差異。顯然

二者之間巖層發(fā)生變形。（如圖4—5）

圖4—5舜耕山和八公山地層產(chǎn)狀與礦井分布

煤礦礦井的分布與煤系地層的走向有關(guān)，例如舜耕山北九龍崗、大通、洞山等礦井東西

向，八公山麓李郢孜、謝家集、新莊孜、孔集等北西一南東向，淮北平原上的潘集諸礦井又

是東西向分布。了解以上這些，有助于認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)區(qū)的構(gòu)造特征。

一、“飛”來(lái)之峰舜耕山

舜耕山東起九龍崗，西至羅山，東西走向，全長(zhǎng)約18公里。傳說(shuō)舜帝曾在此山下教民習(xí)

耕，故名舜耕山。

以泉山為界，舜耕山分東西兩部分。以東山體山寒武、奧陶系組成，其北側(cè)曾有九龍崗、

大通及洞山煤礦（現(xiàn)均已關(guān)閉）。西側(cè)出露上元古界及太古界地層，北側(cè)并無(wú)煤礦。

值得思考的是，東部按正常地層層序。舜耕山以北理應(yīng)是煤系地層廣泛分布的地區(qū)，洞

山市委、工業(yè)學(xué)院等原本應(yīng)是礦區(qū)所在，可現(xiàn)在并非如此。洞山煤礦見(jiàn)到的僅是煤系地層一

部分，200米以下卻是產(chǎn)狀平緩的三疊系紅色砂巖。為什么？答案就在西部羅山的觀察中。

羅山北坡山腳下見(jiàn)上二疊統(tǒng)石千峰組紅色砂巖。拾級(jí)而上山坡上卻是上元古界震旦系四

頂山組直接與之接觸，按正常地層層序，其間缺失含煤的石炭二疊系、奧陶系及寒武系，應(yīng)

視為斷層存在。

在羅山南山余家村后小山崗青白口系八公山組砂巖上沿走向向西望去，舜耕山消失了，

西邊李郢孜卻是大小煤礦林立。該地區(qū)出露有正是羅山缺失的奧陶系及煤系地層。站在奧陶

系灰?guī)r上向東望去，舜耕山猶如?個(gè)飛來(lái)之峰座落在煤系地層之上。羅山南側(cè)的鉆探證實(shí)。

在太古界片麻巖下存在煤系地層。

種種跡象表明，該斷層為一逆掩斷層，稱舜耕山斷層（如圖4—6）。舜耕山為斷層上盤，

是一個(gè)由南向北外來(lái)的推覆塊體，它由兩個(gè)不同的塊體組成，泉山以東為寒武、奧陶系，包

括部分石炭、二疊系，故建立了煤礦，但由于斷層所限，煤儲(chǔ)量小，早已采完閉井。以西為

太古界和上元古界，但羅山以西斷層上盤被侵蝕殆盡，下盤煤系地層出露，形成煤礦礦區(qū)。

據(jù)測(cè)算，在羅山一帶舜耕山山體由南向北的推覆距離應(yīng)在5000米以上。

圖I.舜耕山逆掩斷層示意圖

在李郢孜賴山，可以見(jiàn)到硅質(zhì)膠結(jié)的馬家溝組灰?guī)r角礫，它是舜耕山逆掩斷層存在的又

一標(biāo)志。

二、亦逆亦正八公山

八公山組自東南向西北，出露太古界、上元古界、寒武系、奧陶系，地層特征與舜耕山

地區(qū)相同，但巖層產(chǎn)狀有很大差別，它們是什么關(guān)系？在壽縣八公山南側(cè)珍珠泉附近見(jiàn)有斷

層，東西走向，斷層南上盤為太古界片麻巖，北為下盤寒武系。此為舜耕山斷層西延，表明

八公山和舜耕山的山體分屬舜耕山逆掩斷層的下盤和上盤。在野外，泉也常常是判斷斷層存

在的標(biāo)志之一。

一個(gè)有趣的現(xiàn)象是：八公山和舜耕山的地理分布組成?個(gè)猶如正在飛翔的大雁。無(wú)獨(dú)有

偶，與舜耕山一樣，八公山亦是“飛”來(lái)的外來(lái)無(wú)根塊體。所不同的是山王集南的八公山體

還因正斷層的原因再次位移才到現(xiàn)在的位置。

站在老鷹山向北望去，八公山東北麓北西向分布的礦井在淮河以北不再出現(xiàn)，八公山山

體也在淮河邊消失。經(jīng)鉆探和物探證實(shí)：八公山下2000米處存在一逆掩斷層，斷面向北抬起，

于淮河北側(cè)出露于100米下新生界松散層下的基巖中，這就是八公山消失的原因。斷層走向

近東西，與淮河流向大致相同，此斷層稱阜鳳斷層。八公山體處于上盤，向北推覆（圖4-7）。

圖4—7八公山地區(qū)構(gòu)造剖面示意圖

圖4—8山王集斷層示意圖

斷層在深部與舜耕山逆斷層匯合，形成“疊瓦”狀推覆構(gòu)造。實(shí)際上八公山和舜耕山也

是同一巨大推覆構(gòu)造中的不同塊體。

在朱家洼看了徐莊組砂巖層面構(gòu)造，向北、向西望去，一片東西向開(kāi)闊的谷地將八公山

分成兩部分。在朱家洼東北約1.5公里的山王鎮(zhèn)附近黃豆山公路剖面，砂巖層面波痕、蟲跡

歷歷在目，顯然是徐莊組再現(xiàn)，地層發(fā)生了重復(fù)，山金家煤系地層也與孔集附近煤系重復(fù)。

地層重復(fù)是判定斷層的重要標(biāo)志之一，徐莊組重復(fù)原因是山王集正斷層的存在。斷層西從山

金家沿山間谷地向東經(jīng)山王集與阜鳳斷層相交（圖4—5）,斷面南傾（圖4—8）,南面八公山

主體部分為上盤，在下降過(guò)程中南移。斷層水平斷距約1500米。

早期，八公山受逆掩斷層影響向北推覆，后期受正斷層作用，山金家至山王集以南山體

向南滑移。?逆一正，形成今天的八公山山體態(tài)勢(shì)。

三、塊體運(yùn)動(dòng)上窯山

上窯山位于淮南市東部邊緣，與西部八公舜耕二山無(wú)構(gòu)造上的直接聯(lián)系，但也同樣是外來(lái)

塊體，只不過(guò)非地殼運(yùn)動(dòng)所致，而是重力滑覆即塊體運(yùn)動(dòng)作用的結(jié)果。

上窯山主體由上元古界和下寒武統(tǒng)巖層組成，形成-北西西軸向的寬緩向斜。西南邊緣有

殘缺不全的寒武系及煤系地層，受強(qiáng)烈擠壓而破碎或揉皺變形。深部為一勺狀斷層，主斷面

傾向南偏西。整個(gè)上窯山體處于斷層上盤（圖4—9）。

按斷層面傾向，上窯山應(yīng)來(lái)自北北東方向，但現(xiàn)在看到上窯山以北是一望無(wú)際的平原，

它究竟是從哪里來(lái)的？

上窯山以北的構(gòu)造單元稱“蚌埠隆起”，與舜耕、阜鳳逆掩斷層同形成于印支運(yùn)動(dòng)，山地

殼強(qiáng)烈上升、隆起而形成。現(xiàn)在蚌埠附近仍能發(fā)現(xiàn)它的蹤跡，山上出露上太古界五河群和下

太古界鳳陽(yáng)群，皆為片麻巖、片巖之類的變質(zhì)巖。其之上的上元古界、下元古界和煤系地層

均遭剝蝕。中生代時(shí)，上窯地區(qū)雖然地勢(shì)也較高，但相對(duì)于蚌埠隆起，仍有2000米以上的落

差，巖層在重力作用下便向南發(fā)生塊體滑移。但由于后期構(gòu)造活動(dòng)和侵蝕作用，原來(lái)高山被

侵蝕殆盡或隱于新生界之下，而上窯山有幸得以保存直至今天。實(shí)際上它是北部蚌埠隆起的

一部分。

圖4-9上窯重力滑覆示意圖

重力斷層特征是其后部表現(xiàn)為正斷層性質(zhì)，當(dāng)滑體至地面處受地面阻擋和反作用，其前

部又表現(xiàn)出向上逆沖的特征，并刮帶下伏巖層形成前緣逆沖疊片。這些特征常將重力斷層誤

認(rèn)為逆沖斷層，沖疊片的出露認(rèn)為是“構(gòu)造窗”。上窯塊體前緣二疊系含煤地層并非“逆沖斷

層下盤”。否則上窯應(yīng)具備建立大型礦井的資源條件。鉆探資料證明，上窯地區(qū)下盤煤系地層

中可采煤層位于地卜1000米以下，開(kāi)采技術(shù)條件要求高，目前還難以達(dá)到。

四、平原之下是煤海

淮河以北是一望無(wú)際的平原。但它不是河流侵蝕作用后期準(zhǔn)平原化的產(chǎn)物，而是河流沖

積平原，系黃淮沖積平原的一部分。

平原新生界松散層之下，埋藏著石炭二疊系含煤地層，煤層多且厚、煤質(zhì)好，儲(chǔ)量大，

且構(gòu)造簡(jiǎn)單，埋藏淺，適于建設(shè)大型礦井，現(xiàn)在有潘集、謝橋、張集等特大型礦井建成投產(chǎn)。

石炭二疊紀(jì)時(shí)，整個(gè)華北地區(qū)森林密布，地勢(shì)平坦，河流縱橫，在地殼緩慢沉降過(guò)程中，

沉積了近千米厚的含煤地層。晚二疊世晚期，氣候變得干燥，沉積了紅色碎屑巖，不再含煤。

早三疊世末期，由于華北板塊與華南板塊對(duì)接和碰撞，本區(qū)受南北向構(gòu)造應(yīng)力作用，地殼發(fā)

生褶皺和上升，阜鳳、舜耕山逆掩斷層也伴隨而生，這就是“印支運(yùn)動(dòng)”。地形變得高低不平,

剝蝕作用強(qiáng)烈，處于較高部位如蚌埠隆起上的煤系地層被剝蝕殆盡。新生代本區(qū)重新下沉，

接受沉積，那些未被剝蝕的煤系地層有幸得以保存，形成今天的地卜礦藏。

第五章資源地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)

人類未來(lái)的發(fā)展，將遇到人口、資源和環(huán)境的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)地球的過(guò)度開(kāi)發(fā)和

索取，造成了今天的資源短缺、環(huán)境惡化。地質(zhì)工作者的任務(wù)，己不是僅僅努力尋找新的資

源，還要研究如何合理開(kāi)發(fā)利用資源，保護(hù)環(huán)境及防止地質(zhì)災(zāi)害，保證社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

建立資源與環(huán)境的憂患意識(shí)，也是新世紀(jì)的科技工作者應(yīng)具備的素質(zhì)。

第一節(jié)資源地質(zhì)

一、礦產(chǎn)資源

淮南以盛產(chǎn)煤炭聞名中外，是我國(guó)重要的煤炭工業(yè)基地?，F(xiàn)已探明可采儲(chǔ)量153億噸，

遠(yuǎn)景儲(chǔ)量444億噸。按現(xiàn)在的年產(chǎn)2000萬(wàn)噸的開(kāi)采速度、回采率40%計(jì)算，尚可開(kāi)采幾百年。

含煤地層主要為二疊系下統(tǒng)的山西組，下石盒子組及上統(tǒng)的上石盒子組，含煤38層，可

采18層，總厚30余米，其中單層煤厚可達(dá)10米。煤質(zhì)優(yōu)良，多屬煤煙中的氣煤、焦煤，是

工業(yè)煉焦和動(dòng)力用的優(yōu)良煤種。

此外，煤層中還蘊(yùn)藏著豐富的煤層氣，即常引發(fā)煤礦災(zāi)難的“瓦斯”，其主要成分為CH-

據(jù)測(cè)算，淮南地區(qū)2000米深度以內(nèi)的煤層氣儲(chǔ)量約為4000億立方米。

煤層氣是一種清潔能源，合理開(kāi)發(fā)利用既有利于保護(hù)環(huán)境，又可充分利用有限的地下資

源，減少煤礦開(kāi)采過(guò)程中因瓦斯爆炸造成的人員、經(jīng)濟(jì)損失。

淮南地區(qū)寒武系地層中含豐富的石灰?guī)r礦產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于建材、冶金、化工等行業(yè)。多

出露于舜耕山、八公山、上窯山,儲(chǔ)量400億噸。

其它尚有石炭二疊系的粘土礦、寒武系底部的磷礦、震旦系的白云石礦等。

不難看出，淮南地區(qū)的礦產(chǎn)都是沉積成因的。它們都是不可再生的寶貴的地質(zhì)遺產(chǎn)。

二、水資源

我國(guó)是一個(gè)淡水資源貧乏的國(guó)家，人均淡水資源量?jī)H是世界人均水平的1/4,特別是首都

北京，人均淡水資源量?jī)H為世界水平的1/32。我國(guó)每年因缺水造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)2300億元,

相當(dāng)于我國(guó)西北五省區(qū)1996年財(cái)政總收入的10倍?；茨系貐^(qū)由于其特殊地理環(huán)境，水資源

尚不缺乏，但前景并不樂(lè)觀。

1.地面水資源：

淮南市年降水量為969毫米，蒸發(fā)量卻有1600毫米，由于地面水體發(fā)育，氣候尚不顯干

旱。

地面水體除淮河外，境內(nèi)尚有茨淮新河、黑河、泥河、窯河等支流流入淮河，還有華家

湖、焦崗湖、瓦埠湖、高塘湖等沿淮分布，此外還有泉山、老龍眼、丁山等小型水庫(kù)。水體

總面積為180平方公里，占全市面積的8.5%,淡水總儲(chǔ)量為5.5億立方米。是市區(qū)工業(yè)和生

活用水的主要來(lái)源。

2.地下水資源

淮南地區(qū)的地下水大致分為三種類型：一是淮河以北平原新生界松散層內(nèi)的承壓水和潛

水，分儲(chǔ)于三個(gè)沙質(zhì)含水層（組）中。它們水源充足、水質(zhì)好，易于開(kāi)采，宜作生產(chǎn)或生活

用水，在遠(yuǎn)離地表水體的地方成為重要的水源，儲(chǔ)量約為37億立方米。二是礦井內(nèi)排出的

石灰?guī)r內(nèi)、砂巖裂隙中的地下水，它們因水質(zhì)差不能利用，而且還有污染作用。三是山區(qū)石

灰?guī)r中的潛水，受斷層控制，常形成泉，人們?cè)诖诵薜讨?，興建水庫(kù)以攔蓄利用，它們?cè)?/p>

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也發(fā)揮著重要作用。

淮河及其它地表水體是淮南市主要水源，地下水利用不到1%。隨著淮河流域人口逐年

增加，經(jīng)濟(jì)發(fā)展，用水量激增，加上干旱，淮南段淮河水流量逐年減少，有時(shí)出現(xiàn)斷流?；?/p>

河又是我國(guó)污染最嚴(yán)重的河流之一，雖經(jīng)治理，形勢(shì)依然嚴(yán)峻。水的供需矛盾日益突出。如

不認(rèn)真對(duì)待，向淮南這樣淡水資源相對(duì)豐富的地方出現(xiàn)水荒僅是指日可待。

三、土地資源

淮南市面積2121平方公里，其中丘陵山地300平方公里，水域約180平方公里，耕地

150萬(wàn)畝，人均耕地僅0.8畝。

淮南市是一個(gè)典型的礦區(qū)城市，七卜年代以來(lái)，隨著新礦區(qū)的拓展，城區(qū)面積的擴(kuò)大，

耕地面積不斷減少，還因采礦引起的地面塌陷、煤肝石壓占、及各種經(jīng)濟(jì)用地，己損失耕地

20余萬(wàn)畝。反之人口增加了70%,人均耕地由原來(lái)的1.5畝減至今天的0.8畝，近年來(lái)這種

減少還有不斷加劇的趨勢(shì)。

土地是不可再生的資源，耕地更是人類賴以生存的基礎(chǔ)。保護(hù)耕地，合理開(kāi)發(fā)利用土地,

是維護(hù)人類生存的基本條件的迫切任務(wù)。

第二節(jié)環(huán)境地質(zhì)

淮南市是一個(gè)以煤炭、電力、化工為主的工業(yè)城市。在創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也

帶來(lái)了自然景觀遭到破壞、環(huán)境污染、地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生的負(fù)面效應(yīng)，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損

失，制約了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平的提高，付出了沉重的代價(jià)。淮南東部九龍崗、大通的

興衰過(guò)程正是這一情況的真實(shí)寫照。

二十世紀(jì)六十年代前，九龍崗、大通的煤炭工業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)比較發(fā)達(dá)，是淮南市經(jīng)濟(jì)

比較繁榮的地區(qū)。六十年代后，煤炭資源枯竭，礦井先后關(guān)閉，原來(lái)靠開(kāi)發(fā)資源形成的一時(shí)

的繁榮成了昔日