淮南地区 地质认识实习指导书 钱守荣编 淮南工业学院资源与环境工程系 二。O一年八月
1 淮 南 地 区 地质认识实习指导书 钱守荣 编 淮南工业学院资源与环境工程系 二〇〇一年八月
前言 地质学科是一门实践性很强的学科。 野外地质教学是地质教学中的重要环节 地质认识实习就是引导让一年前对地质学还一无所知的学生运用在课堂上了解的地质学 理论和方法去认识地球,即从地质学的角度认识他们过去熟悉的山、水、土、石,从而观察 了解过去或现代的地质作用及其产物。学习一些野外的基本工作和方法,初步建立地科科学 的思维方式,为今后的学习打下良好的基础。 本实习指导书系根据《普通地质学》教学大纲要求,结合淮南地区地质情况编写而成。 编写前,资源开发教研室的陈萍、刘文中、宋珍炎老师和笔者多次赴野外,对实习路线 实习内容进行了深入调查和研究,对如何编写指导书进行了讨论,本书是集体劳动的成果 如何使学生成为实习的主动参与者而不是被动的旁观者,从而取得良好的实习效果,实 习指导书起着至关重要的作用。为实现这一目的,笔者在指导书的编写过程中注意了以下几 、将淮南地区区域地质特征与普通地质教材内容紧密结合起来。毕竞参加实习的学生 仅有一年《普通地质学》的学习经历,又是第一次野外实习,一切都很陌生。如果以区域地 质资料为主进行编写,与课堂教学内容脱节,再让学生在短暂的实习时间里去消化那些专业 化程度很高的地质资料,实在是勉为其难,也难以取得很好的效果。因此实习指导书的内容 尽量与课堂内容及深浅、章节安排、思路尽量保持一致,便于学生阅读,有助于发挥他们在 实习中的主观能动性 对野外地质现象不仅仅局限于枯燥的形态的观察和描述,更重要的是和它们的成因、 发展和变化密切联系起来,给学生留下充分思维和想象的空间。因而教学中应采用启发式 讨论式、避免注入式。在生动、活泼的氛围中,锻炼学生的观察能力、思考和分析问题的能 力及野外工作能力,让学生始终保持一种新鲜感和成就感,激发求知欲望,培养对地质科学 的兴趣 资源地质和环境地质是当前地质科学面临的重大研究课题,保护环境,防治地质灾 害是我国地质科学工作者的重要任务,指导书中介绍了九龙岗、大通的兴衰过程,旨在激发 同学们的使命感和忧患意识,认识自己未来工作的重要性,为其今后择业、实现人生价值的 思考中提供一些参考 资环系环境98级的学生付守琪、刘振伟同学为本书打印付出了辛勤的劳动。 陈萍教授对本书初稿进行审稿,并提出宝贵意见。 谨此深表谢意 编者2001年8月
2 前 言 地质学科是一门实践性很强的学科。 野外地质教学是地质教学中的重要环节。 地质认识实习就是引导让一年前对地质学还一无所知的学生运用在课堂上了解的地质学 理论和方法去认识地球，即从地质学的角度认识他们过去熟悉的山、水、土、石，从而观察 了解过去或现代的地质作用及其产物。学习一些野外的基本工作和方法，初步建立地科科学 的思维方式，为今后的学习打下良好的基础。 本实习指导书系根据《普通地质学》教学大纲要求，结合淮南地区地质情况编写而成。 编写前，资源开发教研室的陈萍、刘文中、宋珍炎老师和笔者多次赴野外，对实习路线、 实习内容进行了深入调查和研究，对如何编写指导书进行了讨论，本书是集体劳动的成果。 如何使学生成为实习的主动参与者而不是被动的旁观者，从而取得良好的实习效果，实 习指导书起着至关重要的作用。为实现这一目的，笔者在指导书的编写过程中注意了以下几 点： 一、将淮南地区区域地质特征与普通地质教材内容紧密结合起来。毕竟参加实习的学生 仅有一年《普通地质学》的学习经历，又是第一次野外实习，一切都很陌生。如果以区域地 质资料为主进行编写，与课堂教学内容脱节，再让学生在短暂的实习时间里去消化那些专业 化程度很高的地质资料，实在是勉为其难，也难以取得很好的效果。因此实习指导书的内容 尽量与课堂内容及深浅、章节安排、思路尽量保持一致，便于学生阅读，有助于发挥他们在 实习中的主观能动性。 二、对野外地质现象不仅仅局限于枯燥的形态的观察和描述，更重要的是和它们的成因、 发展和变化密切联系起来，给学生留下充分思维和想象的空间。因而教学中应采用启发式、 讨论式、避免注入式。在生动、活泼的氛围中，锻炼学生的观察能力、思考和分析问题的能 力及野外工作能力，让学生始终保持一种新鲜感和成就感，激发求知欲望，培养对地质科学 的兴趣。 三、资源地质和环境地质是当前地质科学面临的重大研究课题，保护环境，防治地质灾 害是我国地质科学工作者的重要任务，指导书中介绍了九龙岗、大通的兴衰过程，旨在激发 同学们的使命感和忧患意识，认识自己未来工作的重要性，为其今后择业、实现人生价值的 思考中提供一些参考。 资环系环境９８级的学生付守琪、刘振伟同学为本书打印付出了辛勤的劳动。 陈萍教授对本书初稿进行审稿，并提出宝贵意见。 谨此深表谢意。 编 者 ２００１年８月
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一“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 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。 图1淮南市交通图
3 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。 图 1 淮南市交通图
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5Km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%9,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。 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rFe2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 生物化石的观察
4 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 生物化石的观察
野外岩石在纵向上、横向上会发生变化。观察时应注意上、下、左、右追索一下,观察 它们的变化。这样才能全面认识岩石及其组合特征。 观察内容应分项逐条记录在笔记本上 第二节淮南地区的矿物与岩石 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 中层 薄层 0,1-0.01m 页薄层 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 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05-0.25mm 细砂0.25-0.1mm 粉砂0.1-0.01mm
5 野外岩石在纵向上、横向上会发生变化。观察时应注意上、下、左、右追索一下，观察 它们的变化。这样才能全面认识岩石及其组合特征。 观察内容应分项逐条记录在笔记本上。 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