缝山针《矿产矿产勘查与评价》实习报告.docx
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缝山针《矿产矿产勘查与评价》实习报告
1.前言
1.1目的任务
本次实习是对课堂教学的补充与理论的具体实践，主要增强学生的实践能力，加强学生对理论知识的理解，重点学习地质编录的方法与步骤。
实习任务包括：
原始地质编录、勘探线剖面的测量与编制、采空区面积测量、矿体圈定与资源/储量计算，是一个资源/储量勘查全过程的简易工作，最终提交实习报告。
1.2位置、交通
焦作缝山国家矿山公园别名缝山针公园、缝山公园，位于焦作市区北部，长约1.5公里，宽约0.6公里，总面积0.9平方公里，横跨解放区、山阳区，是一座以展示煤矿开采遗迹景观为主体，以石灰岩采矿遗迹治理、地面塌陷遗迹治理等环境更新、生态恢复手段展示为核心，并融合古代瓷窑遗址、现代影视城等人文景观于一体的综合性矿山公园。
【1】（见图1-1）
1.3地理与自然经济概况
缝山针公园位于焦作北山地区，在地形上属于山地。
山地主要分布于焦作市北部，包括修武县、马村区、解放区、山阳区、中站区、博爱县和沁阳市的北部山地，是太行山脉的一部分。
地貌类型包括构造侵蚀中山、构造溶蚀低山和构造剥蚀丘陵。
其中，构造侵蚀中山分布于焦作市北部一带，山体呈北东向展布。
自然资源方面，北部山区石灰石分布广泛、储量大，是生产纯碱、乙炔、水泥等产品的优质原料；耐火粘土主要分布于修武至沁阳一线的太行山南侧，埋藏浅，易开采，耐火度达1650～1770℃，是生产陶瓷、耐火材料的优质原料【2】；同时缝山针公园所在地区地层主要为奥陶系灰岩蕴藏大量地下水，且紧邻凤凰岭大断层，有利于地下水的出露，因此缝山针一带产出大量地下水资源。
2.本次工作情况
本次实习为期三天，工作内容主要包括岩心钻孔柱状图编录、野外原始地质编录、采空区面积测量与资源/储量计算三部分。
钻孔柱状图共编录岩心87.18m，工作过程包括测定岩矿心长度、计算岩矿心采取率、计算换层深度、测量岩层倾角、岩性描述并填写钻孔记录表、绘制1:
200钻孔柱状图一份。
人员分工方面石霖负责记录，李济泽负责测量，李承泽、岳洋负责描述。
原始地质编录于缝山针进行，主要包括勘探线剖面图的测量与绘制、探槽原始地质编录。
原始地质编录方面第一部分采取由缝山针公园圆形广场开始，向北沿缝山针上山道至缝山针雕塑的路线。
路线总长约286m，高差约138m，踏勘过程中用罗盘、GPS进行现场实际测量并拍摄11张照片，同时绘制1：
2000的踏勘信手剖面图，并做简单的岩性构造描述。
（见图2-1）
沿行进路线所见地层依次为：
从起点至缝山针公园公厕为第四纪黄黄土残坡积物与少量灰质角砾，植被发育；在公厕处有断层面出露，产状190°∠69°，在断层面两侧发育宽约8m的具碎裂结构块状构造的碎裂岩与断层泥；从断层位置向上至高程310m为奥陶系马家沟组厚层状隐晶质灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩；向上为5～7m厚的石炭系本溪组土黄色与紫红色铝土质泥岩；向上至缝山针雕塑为二叠系太原组含燧石团块与古生物化石的灰岩。
第二部分对缝山针公园管理处北侧采坑的一段长约20m的东侧坑壁进行模拟探槽编录。
本次实习采用描一壁用坡度展开方式编录。
编录过程为：
固定皮尺，使用罗盘测量方位与坡角，确定地质特征点的位置并记录位置，描述地质特征，绘制1:
200槽壁素描图。
（见图2-2）
人员分工方面李承泽、杨超担任前后测手，李济泽负责读数与测量产状，岳洋负责描述与记录。
地层自起点依次为为第四纪坡积物、断层碎裂岩、断层泥、断层碎裂岩、灰岩。
矿体圈定与储量计算于缝山针公园管理处北侧由采坑改造成的广场进行，通过对广场的测量模拟矿体圈定与储量计算（由于本次圈定的是采石场灰岩矿体，可满足建筑需要，不需要再根据工业指标圈定矿体边界）。
实习步骤为：
收集区域资料、根据实测剖面掌握矿体形态产状、了解勘探工程分布与其对矿体的控制程度、使用GPS得出采坑边界各点坐标、编制矿体水平投影图、计算已采矿石体积并在采深现有基础上下降10m,边坡安息角52°计算保有资源量。
3.区域地质概况
3.1区域地层
焦作北山地区主要由一套古生代地层组成，大致向南南东倾斜的单斜构造。
地层由老到新依次为：
奥陶系碳酸盐岩、石炭系和二叠系煤系地层、三叠系页岩、新近系砂岩、泥岩、第四系松散冲洪积物。
主要出露岩石类型包括灰岩、白云岩、石英砂岩、长石石英砂岩等，多为厚层或巨厚层状，岩体完整，致密坚硬，抗压强度高，抗风化能力强。
土体类型主要为砾质土、砂性土、粘性土、黄土状土，局部还有淤泥质土【3】。
其中奥陶系马家沟组灰岩与石炭系本溪组铝土质泥岩之间为平行不整合接触。
中奥陶统为加里东阶段的海相沉积的褶皱基底；中石炭统形成于陆表海环境，为一套瀉湖相、碳酸盐岩局限台地与沙坝相沉积；下二叠统是一套浅海相碳酸盐岩和陆源碎屑岩的混合沉积，属晚古生代华北陆表海盆地或碳酸盐岩台地沉积【4】。
奥陶系（O）：
山区广泛出露于地表，山前倾斜平原区则隐伏于石岩—二叠系地层之下，与下伏寒武系地层呈整合接触。
总厚度500m，分中统、下统。
下统出露于深切河谷两岸，岩性为青灰色细白云岩和硅质条带或硅质团块白云岩。
中统广泛分布于山区，山前倾斜平原区除局部埋藏于新生界地层之下外，大部分埋藏于在石炭系地层之下。
是一套碳酸盐岩地层，厚度约400m。
岩性主要是黑色、灰色厚层状灰岩、白云质灰岩和泥灰岩。
石炭系（C）：
山区零星出露，山前平原区则隐伏于新生界地层之下，是一套由灰岩、泥岩、页岩组成的海陆交互相沉积，含煤数层。
厚70—90m
二叠系（P）：
隐伏于山前平原之下。
岩性为砂岩、页岩互层，可采煤层。
厚度为70—120m。
三叠系（T）：
未出露。
据钻孔揭露，岩性为砂岩、页岩，夹煤层。
第三系（R）：
未出露。
据钻孔资料，下部为砾岩、泥岩、砂岩、灰岩互层，上部是粘土、砂砾石互层。
第四系（Q）：
主要分布于山前冲洪积平原区，分中更新统、上更新统和全新统。
【5】
在缝山针踏勘剖面路线上所见地层由老到新依次为奥陶系马家沟组的灰白色厚层状灰岩、白云质灰岩、土黄色泥质灰岩；石炭系本溪组灰白色与紫红色薄层铝土质泥岩；二叠系太原组黄褐色中粗粒长石砂岩组成的底砾岩与含燧石团块与叠层石、䗴类化石的灰岩；第四系松散冲洪积物。
3.2区域构造
焦作市处于新华夏系太行山隆起的南端与晋东南山字型构造东翼反射弧的前缘和东秦岭纬向构造带之北缘相交联合弧地带，区内广泛发育燕山运动以来所成生的多种构造形迹，多以正断层为主，断层倾角较大，多在60°以上。
焦作北山地区整体呈南南东向单斜构造并发育有凤凰岭大断层。
在缝山针实习过程中所见构造有断层和褶皱。
断层位于缝山针公园与影视路交界附近，在缝山针公园公厕西侧可见断层面与断层角砾岩，断层产状190°∠69°，断层破碎带宽约8m，可见大量断层角砾岩与断层泥，且风化严重。
断层角砾岩粒径2～120m多为10～30mm，分选、磨圆度差，具碎裂结构块状构造。
断层面西侧为残坡积物与灰质角砾，发育大量植被，北侧为破碎的灰岩并逐渐过渡为厚层状灰岩。
有棱角分明的断层角砾与断层两盘地层对比可知此断层为正断层。
（见图3.2-1）
褶皱主要发育于断层附近，主要是由于断层牵引形成的牵引褶皱，在缝山针公园管理处可观测到一个明显的背斜，该背斜轴部产状与断层走向平行，约为100°，且该背斜在断层面北侧灰岩倾角逐渐由65°过渡到24°并逐渐趋于水平。
缝山针地区出露地层无明显岩浆与变质活动。
4．矿区与矿体地质特征
4.1矿区地层
缝山针公园地区出露地层主要为奥陶系马家沟组灰岩、石炭系本溪组铝土质泥岩、二叠系灰岩。
其中矿区开采的主要地层为奥陶系马家沟组灰岩，其岩性由灰～深灰色厚层状白云质灰岩、灰岩组成，岩石致密，表层溶沟发育。
本段均可作为制灰用灰岩使用。
4.2矿体特征
该矿床为碳酸盐岩沉积矿床，矿体严格受地层层位与岩性控制，制灰用灰岩矿体赋存于奥陶系中统上马家沟组上段碳酸盐岩中，矿体层位稳定，产状平缓。
矿体走向北东，倾向190°左右，倾角5°～10°。
区内矿层与其顶板岩性差异较大，野外易于区别。
4.3矿石的矿物成分
白云质灰岩：
灰色，隐晶质结构，质地细腻，贝壳状断口，致密块状，中～厚层状层理，有大量方解石脉充填的裂隙。
石灰岩：
深灰～灰黑色，隐晶质～显微晶结构，细腻性脆，贝壳状断口，块状构造，具缝合线，有大量的细小裂隙，多被方解石脉充填。
白云岩：
深灰～灰黑色，隐晶质～显微晶结构，细腻性脆，贝壳状断口，块状构造。
泥质白云岩：
灰黄～灰黑色，隐晶质～显微晶结构，细腻性脆，贝壳状断口，块状构造。
4.4矿石的结构构造
矿石结构根据野外观察，矿石以隐晶质结构为主，主要表现为岩石致密坚硬，性脆，断面平坦，断口贝壳状。
局部可见生物碎屑结构与内碎屑结构。
矿石的主要构造为中厚层状，根据矿石内部矿物之间的互相关系，可分为致密块状。
4.5矿石类型
按矿石的结构、构造特征，划分本区矿石的自然类型为致密块状灰岩矿石。
本区的灰岩矿石可作为制灰用灰岩。
5．资源储量估算
5.1资源储量估算方法与选择依据
本区矿床为一浅～滨海相碳酸盐岩沉积矿床，矿体严格受地层层位控制，矿体构造简单，产状平缓，矿层厚度稳定。
矿体内部结构简单，矿石质量稳定，工业类型单一。
根据矿层控制情况，本次资源储量估算采用地质块段法进行。
同时本区矿体产状近水平，故本次露天采坑采用水平投影图。
计算公式为：
Q=V·D
V={S1+S2+
}·H
式中：
Q：
矿石资源量（104t）；
S1：
块段水平底面积（m1）；
S2：
块段水平顶面积（m2）；
H：
块段平均铅垂厚度（m）；
D：
矿石体重（t/m³）。
5.2参数确定
面积确定
本次实习采用GPS对矿坑边界进行测绘，采用54坐标。
采坑范围拐点坐标如下。
顶界
底界
保有资源底界
X
Y
X
Y
X
Y
3906160
0702679
3906147
0702688
3906179
0702685
3906168
0702672
3906166
0702682
3906188
0702683
3906173
0702647
3906185
0702676
3906209
0702667
3906196
0702638
3906206
0702660
3906248
0702655
3906212
0702627
3906237
0702651
3906270
0702674
3906240
0702625
3906235
0702634
3906251
0702701
3906277
0702640
3906300
0702690
3906236
0702714
3906302
0702654
3906294
0702695
3906203
0702715
3906303
0702669
3906288
0702685
3906194
0702710
3906307
0702686
3906273
0702684
3906298
0702703
3906257
0702707
3906284
0702696
3906240
0702722
3906278
0702696
3906202
0702723
3906265
0702714
3906189
0702717
3906244
0702733
3906174
0702691
3906199
0702734
3906180
0702726
3906166
0702701
水平投影面积测量结果如下
底界面积
5819
顶界面积
11873.89
保有资源底界面积
3383.93
铅垂厚度的确定
其方法是在矿区内均匀布点，实际测量开采高度求出每个点的铅垂厚度，再用算术平均法求得矿体平均铅垂厚度。
（其中高差3为计算保有资源量所取的固定高差，不计入平均高差的计算）结果如下。
高差1
11
高差2
15
高差3
10
平均高差
13
矿石体重
本次实习矿石体重按2.68t/m³
5.3矿体圈定原则与块段划分
本次圈定的矿体是采石场灰岩矿体，可满足建筑业需求，不需要再根据工业指标圈定矿体边界。
保有资源量按露天矿要求：
边坡安息角52°，采深在现有基础上下降10m。
矿体按已开采与保有资源划分为上下两个块段。
消耗的资源量代号111b，保有的资源量为122b。
5.4储量估算结果
已采体积（111b）
112689.1136
Q已采
302006.8243
潜在可采体积（122b）
45467.98072
Q保有
121854.1883
6．结论与建议
6.1实习成果
本次实习主要学习了野外原始地质编录与钻孔岩心编录的基本方法与原理，初步了解并掌握了地质编录的基本步骤与工作要求，加深了我对课本理论知识的理解也增强了实践能力。
同时缝山针公园由采石场改造为公园的实例也证明焦作市在矿山环境治理上做出的丰硕成果，为保护环境改善生态做出良好示范。
出的工作成果方面绘制了1:
200钻孔岩心柱状图一份、1:
200探槽素描图一份、1:
2000缝山针踏勘信手剖面图一份、矿区边界水平投影图一份与实习报告一份。
6.2存在问题与建议
本次实习强调实践，重点培养动手与分析解决问题的能力，但在实习过程中暴露出我对课本知识仅限于理论考试，对实际工作步骤不够熟悉且对具体工作要求与细节基本一无所知。
另一方面实习过程中对岩性、地层、地质年代生疏反映了地质基本功不够扎实。
因此为改善上述不足，需要加强自身的理论知识的扎实程度，同时也要积极参与实践，从实践中巩固加深对理论知识的掌握，另一方面从实践中增强动手与分析解决问题的能力，这将对将来从事相似工作有益。
7.致谢
感谢庞绪成老师与司荣军老师在实习过程中的指导、讲解与帮助。
两位老师在实习过程中所传授的知识使我受益匪浅。
同时也感谢同学们在实习过程中的合作与帮助。
此次实习是一次团队实习，需要小组各个成员的相互配合与帮助，以上同学的帮助是这次实习能够取得成功的重要保证。
8.参考资料
【1】[焦作缝山国家矿山公园].XX百科
【2】[焦作市矿产资源概况].焦作市国土资源局2016-10-19
【3】[焦作市地质环境概况].焦作市国土资源局2012-06-19
【4】胡斌，张文涛，牛永斌.[焦作云台山与青龙峡景区中奥陶统马家沟组沉积特征与演化规律].河南理工大学学报（自然科学版）2011；30（4）：
411-417
【5】[焦作地区地质概况].XX文库
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