黄石国家矿山公园地质学基础报告

黄石国家矿山公园地质学基础报告

湖北师范学院地理科学系

学 生 实 习 报 告

实 习 名 称： 黄石国家矿山公园地质学基础报告

专 业 班 级 ： 地理科学系1202班

姓名（学号）： 柳姗2012119010206

2012年 12 月 2 日

湖北师范学院地理科学系矿山公园实习报告

目 录

第一节：实习时间、地点、目的……………………………… 2

第二节：地层……………………………………………………

第三节：矿物岩石………………………………………………

第四节：构造……………………………………………………

第五节：心得体会………………………………………………

2 4 7 8

1

湖北师范学院地理科学系矿山公园实习报告

第一节：实习的时间、地点、目的

（一）实习时间：

2012年12月2日

（二）实习地点：

黄石国家矿山公园和大冶矿山博物馆

（三）实习目的：

这一次实习主要是在黄石国家矿山公园和大冶矿山博物馆。在黄石国家矿山公园，我们更加近距离的认识了岩石和矿物，学习并了解矿物的化学和物理性质（颜色、条痕、光泽、节理、断口、硬度等），实地观看了地层和各种构造，看到亚洲第一天坑我们发出惊叹的同时也积极联系与地层以及构造相关的知识，将书本上学到得知识拿出来运用。在实习过程中，吴敏老师就矿山公园随处的各种构造和地层对我们进行详细的解读。学会了地质罗盘仪的使用方法。其次，通过对大冶矿山博物馆的参观，让学生们进一步了解大冶铁矿开采和利用的悠久历史，并对当前大冶铁矿资源面临枯竭的形势，大冶如何成功的实现经济转型，走上可持续道路作出自己的思考。野外实习有利于扩展我们的知识，弥补第一课堂的不足。在见习中扩充学生们的视野，使学生们走出课堂，走进自然，增强学生们的实践能力，所以这就要求我们要将书本上的理论知识与实际情况相结合，真正做到学有所得、学以致用。

第二节：地 层

地层是地壳发展过程中形成的各种成层岩石的总称，包括变质的和火山成因的成层岩石在内。大冶铁矿区范围内出露的主要地层为三叠系下统大冶群灰岩、白云岩建造，其次为二叠系上统大隆组、长兴组、龙潭组地层。这次去黄石国家矿山公园以及大冶矿山博物馆参观了一下，就我个人看来黄石国家矿山公园的那个铁矿分布还是比较密集的，发育概况很好，开采起来富矿较多。据我参考书本得知，像这样的矿床应该属于“接触交代矿床”，这种矿床是在岩浆侵入体与围岩接触地带，由于汽水热液的交代作用而形成的矿床，它又可以称为矽卡岩矿床。这类矿床主要爱产于中酸性岩体与碳酸岩的接触带，这类矿床的另一特点是矽卡岩化显著，所以这一特点也成为找矿的重要标志，下面为形成接触铁矿的化学反应式：3CaCO3+2Fe2Cl3→Fe2O3+3CaCl3+3CO2

2

湖北师范学院地理科学系矿山公园实习报告

图一 亚洲第一天坑

一般在接触交代矿床还常会形成铜、铅、锌、钨、锡等等矿床。此类矿床在中国的分布其实很多，像咱们有名的大冶铁矿就是产于闪长岩与三叠纪大冶石灰岩的接触带上，矿体延伸约4千米，矿层厚10到180米，倾向延伸100到400米，矿石以磁铁矿为主，多为富矿（60%以上），伴生黄铁矿、黄铜矿等等其它的矿物。所含化石的硬度较大，矿物受力易发生脱落，具有较强的脆性，但延展性较差，受力易发生变形。如磁铁矿具有被磁铁吸引，同时，像这些矿物它们的导电性都比较好。位于上覆地层之下的岩层称为下伏地层，反之，位于下伏地层之上的新岩层就为上覆地层。地层之间的接触的关系是多种多样的，可以是连续的也可以是不连续的。大多数的地层属于沉积岩层，短期的沉积中断可以形成地层间的间断关系，而长期的沉积间断，经过基盘抬升，构造变动和陆上剥蚀，与上覆地层间则形成多种类型的不整合关系。地层之间的不整合面往往是划分地层的重要标志。任何类型的不整合面都代表岩层的不连续现象，同时也反映了地理环境的重大变化。所以据此可以很清楚的知道，大冶铁矿上覆地层与下伏地层显然是不连续的，但在地表的某一范围内它还是连续的。因为据我回忆，在参观时我还是看到了比较有层次分布的岩层，所以才做出前面的推断。

3

湖北师范学院地理科学系矿山公园实习报告

第三节：矿物与岩石

岩石，是固态矿物或矿物的混合物，其中海面下的岩石称为礁、暗礁及暗沙，由一种或多种矿物组成的，具有一定结构构造的集合体，也有少数包含有生物的遗骸或遗迹（即化石）。岩石有三态：固态、气态（如天然气）、液态（如石油），但我认为主要的还是固态物质，它是组成地壳的物质之一，是构成岩石圈的主要成分。岩石主要分为三大类，它们分别是——火成岩、沉积岩和变质岩。现将三大类的岩石的相关物理特性和化学性质列表如下： 概念 火成岩 沉积岩 变质岩 火成岩是地下深暴露在地壳表部由变质作用形成处的岩浆侵入地的岩石，遭受到各的岩石就是变质壳或喷出地表冷种外力作用的剥岩 凝而成的岩石 蚀破坏，再经过复杂的成岩作用而形成的岩石 产状 多以侵入体出现，有规律的层状 少数为喷发岩，呈不规则状 随原岩产状而定 分布 花岗岩、玄武岩分粘土岩分布最广，区域变质岩分布布最广 其次是砂岩、石灰最广，次为接触变岩 质岩和动力变质岩 矿物成分 均为原生矿物，成除石英、长石、白除具有原岩的矿分复杂，常见的有云母等原生矿物物成分判断尚有石英、长石、角闪外，次生矿物占相典型的变质矿物，石、辉石、橄榄石、当数量，如方解如绢云母、石榴子黑云母等等矿物石、白云石、高岭石等 成分 石、海绿石等等 结构/特征 以粒状结晶、斑状以碎屑、泥质及生以变晶、变余、压结构为其特征 物碎屑、化学结构碎结构为其特征

4

湖北师范学院地理科学系矿山公园实习报告

为其特征 构造 具流纹、气孔、杏层理结构、有些含具片里、片麻理、仁、块状构造 规模 含矿情况 不详 不详 生物化石 较大 块状等结构 有一定的数量 富含铁矿（品位富含大理岩 60%以上） 地球上的三大类岩石并并不是同样多，分布的位置也不同。火成岩和变质岩占地壳质量的95%，沉积岩占5%，但沉积岩出露面积占75%，火成岩和变质岩只占25%。人类对岩石成因的认识经过了漫长的过程与激烈的学术争论，其历史是地质学逐步发展的历史。

矿物是在各种地质作用下形成的具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体，是组成岩石的基本单位。其含义包括三个方面，一是矿物是在各种地质作用下或各种自然条件下形成的自然产物，比如在岩浆活动中，在风化作用过程中，或者在湖泊、海洋的作用下都可以形成矿物；二是矿物由地壳中的各种化学元素组成，具有相对固定和均一的化学成分（大多数是化合物，少部分是单质元素）及物理性质，在一定程度上讲，矿物是一种自然产生的均质物体；三是矿物不是孤立存在的，而是按照一定的规律结合起来形成各种岩石。

绝大部分矿物具有晶体结构，只有一小部分矿物属于胶体矿物。 自然界矿物可呈单独晶体出现，但大多数是以矿物晶体、晶粒的集合体或胶体形式出现的。集合体形态往往具有鉴定特征的意义，有时候还反映矿物的形成环境。各种矿物都具有一定的外表特征——形态和物理性质，可以作为鉴别矿物的依据。矿物的分类方法很多，当前常用的是根据矿物的化学成分类型分为5大类：自然元素矿物、硫化物及其类似化合物矿物、卤化物、氧化物及氢氧化物矿物、含氧盐矿物。下面简单介绍黄石国家矿山公园的主要矿物。

首先简单介绍一下赤铁矿： 赤铁矿为无水氧化铁矿石，其化学式为Fe2O3，理论含铁量为70%。这种矿石在自然界中经常形成巨大的矿床，从埋藏和开采量来说，它都是工业生产的主要矿石。

赤铁矿含铁量一般为50%～60%，含有害杂质硫和磷比较少，还原比磁铁矿好，因此，赤铁矿是一种比较优良的炼铁原料。赤铁矿有原生的，也有野生的，再

5

湖北师范学院地理科学系矿山公园实习报告

生的赤铁矿的磁铁矿经过氧化以后失去磁性，但仍保存着磁铁矿的结晶形状的假象赤铁矿，在假象赤铁矿中经常含有一些残余的磁铁矿。有时赤铁矿中也含有一些赤铁矿的风化产物，如褐铁矿

（2Fe2O3·3H2O）。

赤铁矿具有半金属光泽，结晶者硬度为5.5～6，土状赤铁矿硬度很低，无解理，相对密度4.9～5.3，仅有弱磁性，脉石为硅酸盐。

接下来介绍一下黄铜矿：黄铜矿英文名称chalcopyrite 一种铜铁硫化物矿物。化学式：cufes2，常含微量的金、银等。正方晶系。晶体相对少见，为四面体状；多呈不规则粒状及致密块状集合体，也有肾状、葡萄状集合体。黄铜黄色，时有斑状锖色。条痕为微带绿的黑色。强金属光泽。不透明。硬度3～4。性脆。一组节理不完全。相对密度4．1～4．3。黄铜矿是一种较常见的铜矿物，几乎可形成于不同的环境下。但主要是热液作用和接触交代作用的产物，常可形成具一定规模的矿床。产地遍布世界各地。在工业上，它是炼钢的主要原料。在宝石学领域，它很少被单独利用，偶而用作黄铁矿的代用品。另它常参与一些彩石、砚石和玉石的组成。

最后介绍一下矽卡岩：产在火成岩体（主要为中性火成岩及酸性火成岩）与碳酸盐类岩石（主要是火成岩）及火山-沉积岩系接触带或其附近的一种接触交代变质的岩石。其

名称来源于硅（旧名矽，为Si音译）和钙（卡为Ca音译）。

主要矿物成分有石榴子石、辉石、透辉石、绿帘石，其次为硅灰石、电气石、阳起石、绿泥石、石英等。这种岩石是找寻矽卡岩矿床的重要标志，与它有关的矿产是铁、铜、铅、锌、钨、锡、铍、硼等。

6

湖北师范学院地理科学系矿山公园实习报告

镁质矽卡岩 中国湖北大冶矽卡岩型铜铁矿床

第四节：构 造

内力引起地壳乃至岩石圈变形、变位的作用，叫做构造运动。有人把构造运动看成是地壳运动的同义语。狭义的地壳运动，主要指由内力作用引起的地壳的隆起、拗陷和形成各种构造形态的运动。但从广义上来看，地壳运动是指地壳内部物质的一切物理的化学的运动，其中包括地壳的变形、变质和岩浆活动等。根据构造运动发生的时间，可以分为老构造运动和新构造运动。但是从本质上讲，新、老构造运动都是内力引起的，都会产生岩石的变形与错位，但老构造运动是以前发生的，它所产生的结果和痕迹，主要记录在地层里，当时的地貌形态已经不在了；而新构造运动特别是现代构造运动，除了在新地层中有显示外，还常常表现在火山、地震、隆起、沦陷、掀斜以及各种地貌形态上。 构造运动的方向性：构造运动按方向分为水平运动和垂直运动。水平运动是地壳或岩石圈物质大致沿着地球表面切线方向的运动。这种运动常表现为岩石水平方向的挤压和拉张，也就是产生水平方向的位移以及形成褶皱和断裂，在构造上形成巨大的褶皱山系和地堑、裂谷等。从19世纪中叶开始，也称这种运动为造山运动。地壳或岩石圈物质沿地球方向的运动，叫垂直运动，也叫升降运动。它常表现为大规模的缓慢上升或者下降，形成规模不等的隆起或者拗陷，并引起海侵、海退，也就是导致海陆的变化。也称这种大面积的升降运动为“造陆运动”。

构造运动分为褶皱构造和断裂构造。褶皱构造通常指一系列弯曲的岩层，

7

湖北师范学院地理科学系矿山公园实习报告

它可能是升降运动使岩层向上拱起和向下拗曲，但大多数是在水平运动下受到挤压，岩层的水平距离缩短而形成的。地壳中岩石（岩层或岩体），特别是脆性较大和靠近地表得岩石，在受力情况下容易产生断裂和错动，总称为断裂构造。我们所讲的断裂构造主要指大陆壳上常见的构造，通常根据断裂岩块相对位移的程度，把断裂构造分为节理和断层两大类。

褶皱形成的地貌 断裂形成的地貌

褶皱 断层

第五节：心得体会

这次野外实习是进入大学后的第一次实习，带着兴奋和激动的心情我们观看了各种岩石矿物以及构造地貌。在实习的过程中，我发现离开了老师的讲解和课本之后，自己变得是那么的苍白。很多矿物根本叫不出名字，还有一些基

8

湖北师范学院地理科学系矿山公园实习报告

本的构造就在眼前却不可以将其辨认出来，所以有此知道了第一课堂的局限性以及自己努力的方向。而且在实习过程中，有些跑马观花，跟着同学们一群人匆匆走过场，没有细致深刻的去了解学习一些东西，也不知道什么是需要我重点去了解重点去学习的。虽然有很多不足，但是也收获了一些东西。比如知道了怎么实地运用地质罗盘仪，怎样运用课本上的理论去结合实际分析地质和地貌，怎样有所侧重的去完成一次实习。

针对这些不足和经验，得出了一些心得。即在下一次实习之前，要事先通过现代媒体了解一下实习地点的状况，我们实习地点与我们平时的生活有哪些相关的地方以确定实习目的和目标，这样在实习过程中就会有方向性而不至于显得无所事事。在实习过程中，要服从安排，敏锐积极的观察，虚心听取老师讲解，关注身边的点滴，运用于实践，使实习的功用落到实处。

9