地质实习报告.doc

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水文水利计算报告书 水文1002 何云松 2013/7/4
太原理工大学水利学院水文与水资源工程
综合课程实习报告

报告编写人 ： 何云松
专 业 班 级： 水文1002
指 导 教 师： 杨军耀 张志祥
陈军峰 刘楠
实 习 地 点： 山西省交城县水峪贯镇
实 习 时 间： 2013.6.18-2012.6.25

目 录
第一部分 文字报告部分

第一章 绪言 2
1.1．水峪贯地理位置及行政区划 2
1.2实习目的 3
1.3实习任务 4
1.4实习的工作概况和内容安排 5
第二章 实习区概况 7
2.1自然地理概况 7
2.2气象与水文特征 7
2.3．地形地貌 9
第三章 地层岩性 12
3.1.地层岩性 12
3.2 本区地层主要特征分叙: 13
第四章 地质构造 25
4.1 概述 25
4.2 区内主要地质构造及其构造应力状态分析 25
第五章 地质发展史 31
5.1 构造发展史 31
5.2沉积发展史 32
第六章 水文地质条件 33
6.1地下水类型及补、径、排条件 33
6.2．地下水的水动态特征 35
第七章 地质灾害 35
7.1 常见的地质灾害类型 35
7.2地质灾害防治措施 37
第八章 总结与自我体会 42
第二部分 综合地质图件
1、水峪贯寺沟实测地层剖面图…………………………比例尺：1:500
2、水峪贯寺沟实测地层柱状图…………………………比例尺：1:500
3、水峪贯教学填图区地形地质图……………………比例尺：1:25000
4. 水峪贯教学填图区地形地质图……………………比例尺：1:25000

第一章 绪言
1.1．水峪贯地理位置及行政区划
水峪贯地区位于吕梁山中段太原西山煤田的西南部。以狐偃山主峰为中心，总面积约350，地处东经,北纬。交城县至古交市公路纵贯本区，而古交市和交城县与太原市分别又铁路和公路相接，目前太原市与水峪贯每日又有公共汽车往返运行，交通十分方便。
本区属吕梁山系，其主峰狐偃山，标高为2207m，一般高程在1100 m--2000 m之间，相对高差500 m--900 m，属中高山区。区内西北部山高林密，东南部地势略低。西冶川自西北向东南流出山区后，经文水、汾阳、孝义等县境于介休城汇入汾河。附交通图及行政图如下

图1.1.1水峪贯行政区划图

1.1.2 水峪贯地区遥感图
1.2实习目的
本次野外实习是水文与水资源专业的最重要的一次实践实习，其目的是为了巩固所学过的《地质学基础》，《第四季地质》，《水文地质学基础》等相关课程而设立的，加深对地质学理论基础的理解，通过本次实习，一方面认识和了解地质现象，另一方面能使我们初步掌握野外的基本工作方法。主要掌握以下基本技能：1.地形图进行野外定点；学会野外读地质图、地形图；能野外利用罗盘测量方位、产状、地形坡度以及野外定点的技能。2． 学会掌握野外地质和地貌剖面的观察、记录和分析方法；能够识别基本的岩石类型，对地层进行分层划代；观测褶皱、断层等基本地质构造，并学会进行定量半定量的量计工作；能识别基本的地貌类型，并根据地形图和野外测量对地貌体进行定量量计。在此过程中应将野外实习内容和课堂知识有机地结合起来，既达到加深和巩固的目的，又达到延伸和扩大的效果。3． 在野外观测的基础上进行综合分析：根据地层层序、接触关系、构造特征等分析区域地质演化历史；根据地貌形态、沉积物特征、侵蚀与切割的关系等分析地貌的成因及其演化历史。4． 掌握基本的野外工作方法；掌握根据野外观测资料和收集的前人资料进行综合分析和思考的能力；培养严谨认真的科学研究精神。通过对交城县水峪贯镇的榆林沟、寺沟、陈台沟、王文沟、大水沟、小水沟等地的地层观察以及剖面测量和地质填图，再结合历史资料进行对比分析，了解实习区内的地形、地层岩性、岩浆岩体、地质构造、气象水文条件、古生物、地下水补给及径流排泄条件、地质灾害等。
通过野外实习，把理论与实际结合起来，把我们所学的知识灵活应用到实际中，加深对教材知识的应用，从而达到学以致用。另外，要通过实习培养野外实习的方法和技能，学会一定的观察要领和细节，以及提高分析周围自然环境形成原因和过程、各种地形地貌现象的能力。同时培养学生吃苦耐劳、艰苦努力、遵守纪律、团结协作等优良品质和增强集体观念，总结此次实习与我们所学专业的相关联系，增加同学们考察地理和各种典型地质地貌的兴趣和热情，增强对大自然的热爱。
1.3实习任务
综合课程实习是水文水资源专业教学实践的重要环节，具体要求如下：
1．熟练地使用罗盘测量岩层的产状（走向、倾向、倾角），学会阅读和使用地形图，地质图；并能通过地形图和罗盘采用交汇定点的方法在地形图上定出相关的地质点位。
2．.对水峪贯地区的岩性，地质现象进行实地观察学习，对火成岩，沉积岩，变质岩三大岩石的学习；各个相关出露地质层的观察认识，通过对寺沟，榆林沟，大水沟的实际查勘进行。学会在野外肉眼鉴定和描述岩石岩性的方法，熟悉实习区内的地层特征，掌握地层层序的划分。
3．在实践过程观察分析实习区内地质构造类型，找出判断其类型的依据并分析其特点（例如褶皱向斜，断层，节理裂隙）。
4．通过对岩石岩性，产状，沉积环境判断岩层的环境，从而判断出其形成时期和特点，从而进一步推断其相关的水文地质条件和工程地质条件，从而指导相关的水资源勘察和工程地质勘察工作。
5．分析区内的地形地貌特征，结合地形图和实际观测分清相关地区的沟，谷，山脊，陷落洞，找到相应的分水线和汇水面积，进一步判断河溪径流的形成和发育，以及水流风化作用对地形地貌的作用。分析相关的河流阶地形成，水土流失
6．对该地区的寺沟进行实测剖面工作（从太原组到刘家沟组，分三组进行测量。通过室内整理后得到相关的数据，分别作出实测剖面图和综合地质柱状图。
7.进行水峪贯地区的地质填图和水文地质填图工作，包括野外测量和室内资料的整理。对区域岩层不同时期的划分，填图
8．水文地质条件的实地查勘测，观看当地的井水位，泉水出露，河流从而判定其地下水的水位和流向和补排关系。利用当地的了解岩溶水、裂隙水等水文地质特点及其富水性和隔水层和含水层。。
9、当地灾害地质环境的实地勘察，了解滑坡等地质灾害的特点、预防措施及处理措施。并测量寺沟的一新滑坡的滑距。
1.4实习的工作概况和内容安排
实习的总的指导思想是确立统一工作方法，统一思想。本次实习的主要分为五个阶段。
1）.资料的准备工作，实习所用资料的收集和复印，《吕梁山中段水峪贯地区地质综合研究》，记录表表，地形图，以及坐标值和实习所用器材（罗盘，地质锤，放大镜，测绳等）一系列的实习必备材料。
2）.踏勘。这是实习的主要工作内容，一方面在过程中可以认识野外的基本地质现象，岩石的认识和鉴别，地质现象的观察和解释，对好课本中的基本知识进行实践性的验证。其次是为下一步工作——实测剖面，地质填图做好前期的准备。
3）实测剖面，对寺沟进行实测剖面并编写相关的综合剖面图和柱状图等图件。
4).地质填图，分为3个小组，分别对大水沟周围进行测量，大致定出相关的地质点，地层的分界线，地质构造的产状，勾绘出侧区的地质图。5）室内资料的整理和报告书的编写，及综合地质剖面图的绘制（包括地质图，柱状图，剖面图，水文地质图）。具体的实习日程如下：
6月18日（星期二）早，从学校出发前往交城县水峪贯实习基地。下午进行了登高望远。实习地点，西边小山。（基地——水峪贯镇——西冶河——西冶河口南侧小山半坡——原路返回）掌握了罗盘的使用，能熟练的测量各个地质构造及岩层的产状特征，地形图的判读和通过罗盘进行交汇定点确定相关地质点。
6月19日（星期三）,天气，阴，实习内容前往榆林沟，观测太古界河口群（Arj）区域变质岩系，上元古界震旦系霍山组Z1h寒武系，奥陶系灰岩。
6月20日（星期四）到寺沟奥陶系与石炭系地层出露处进行认识观察。
6月21日（星期五）由于下雨，未进行野外查勘。由陈老师讲述相关地质图件的编写，主要将对寺沟岩层实测方法及实测剖面的作图方法。
6月22日（星期六），分为三个小组，对寺沟进行实测剖面工作
6月23日 (星期天) 前往陈台沟和王文沟，观察山前大断裂及其次生构造，水峪贯——陈台向斜，王文地区的岩浆岩，矽卡岩的形成及产状特征。
当天下午在基地听课，张老师和杨老师分别讲述了
地质填图和地质报告书的编写。
6月24日(星期一),前往大水沟进行地质填图，测量各个地层的分界线的产状。
6月25日（星期二），前往大水沟和西冶川交叉河口出进行地质填图。下午返校。
附实习区的地质研究概况
第二章 实习区概况
2.1自然地理概况
水峪贯地区位于吕梁山中段太原西山煤田的西南部，以狐偃山主峰为中心，总面积约350km2，地处东经111°52’～112°00’，北纬37°37’～37°45’。交城县至古交市公路纵贯本区，而古交市和交城县与太原市分别有铁路和公路相接，目前太原市与水峪贯每日又有公共汽车往返运行，交通十分方便。
本区属吕梁山系，其主峰狐偃山，标高为2207m，一般高程在1100～2000m之间，相对高差500～900m，属中高山区。区内西北部山高林密，东南部地势略低。西冶川自西北向东南流出山区后，经文水、汾阳、孝义等县境于介休城汇入汾河。
2.2气象与水文特征
2.2.1 气象条件
水峪贯地区属严寒微湿气候区，年均气温3℃左右。1月份气温最低，为一15℃～-20℃；7月份气温最高，可达30℃左右。年平均降水量为450mm，雨季多在7—8月份，4—8月份为无霜期。
海拔2000m以上的山峰区，年降雨量700mm以上；海拔1500-2000m的高寒山区，年降雨量650mm以上；海拔1400m左右的的山区，年降雨量500-550mm；海拔900-1200m的山区及边山区，年降雨量500-550mm。降水年际变化大，年内季节差异大，强度变化大。年最大降水量827.1mm（1964年），年最小降水量为316.5mm（1965年），年最大降水为年最小降水量的2.5倍，且大多集中在7～9月三个月。最长连续降雨日12天（1966年7月24~8月4日），总降水量达127.8mm，最大日降水量137.5mm（1981.8.15）。多年平均蒸发量为600～1400mm。
风向夏季以东南风为主，冬季以西北风为主，年平均风速为1.6m/s，最大风速达20m/s（1977年2月20日）。
2.2.2 水文
境内水系发育，所有的河流均属于黄河水系、汾河流域。按照汾河一级支流划分，境内河流为文峪河流域。
文峪河流域包括文峪河干流及其支流西冶河、东西葫芦河等，它们分别发源于交城县西北部关帝山的孝文山、松树岩、后岭底前云山及四十里跑马堰山峰。流域内森林覆盖面积大，植被良好，清水基流长流不息，多年平均流量2.0m3/s。
西冶河是文峪河的一级支流，发源于古交市松树岩南麓老牙沟，河流全长38.2km（其中交城境内河长37km），在交城南恶水地界入交城县境，流经交城县古洞道、水峪贯、东社三个乡镇，于西社村东汇入文峪河干流，流域总面积284.07km2，河道纵坡23‰，糙率0.04左右，河型属羽毛状；河谷川内共有沟涧22条，河槽以砾石、卵石间夹有孤石为主，河床基本稳定。在流域下游曾于1959年修建横山缓洪水库一座，库容1090万m3。现该库已报废。
西冶河流域地形地质为侵蚀构造石灰岩区，属吕梁山背斜东翼，山峰海拔在1700～2200m之间，流域山峰耸立，峰顶深圆缓延，沟谷深切，岩溶发育，泉水曾多次出露。流量仅有0.2m3/s，为当地工农业分用。实属季节性河流，流域河谷中段河流冲刷严重，砂砾堆积面宽广，形成300～400m的河床滩地川面，局部地段可见一级阶地。区域内植被较差，森林现存只占总面积的33.7%。
西冶河流域属温带大陆性气候，光能多，气温低，无霜期短，降水量多年平均为559mm，蒸发量1556.9mm，属湿润地区。多年平均径流量2187.34万m3。十年一遇洪峰流量为191.3m3/s，五十年一遇洪峰流量为365.4m3/s，河流结冰时间为11月上旬，融化时间3月上旬，冰期为120d，年输沙量为71万t。
西冶河流域内共有2个乡镇即西社镇、水峪贯镇，46个自然村，15097人，拥有耕地2.48万亩，以农作物种植为主。
区域内水旱灾害并存。冬春季十年九旱，夏秋季洪水灾害频繁。尤其是近几年来干旱灾害严重，人畜吃水发生严重困难。据统计，缺水人口达6100人，占总人口的37%。
1980年以来，西冶河流域内建有煤矿69座，铁矿7座，铅锌矿1座，石灰石矿1座，砖瓦厂2座，河道被矿厂排出的污水污染，颜色变黄，防治水源被继续污染已不容忽视。
2.3．地形地貌
　　本县地处吕梁山中段东麓，境内总体地形西北高东南低。最高山峰为县境西北与娄烦县界处的关帝山主峰南阳山(孝文山)，海拔2 830．7米；最低处位于东南平川西石侯一带，海拔748米。相对高差2 082．7米。根据地貌形态、成因并参照地表组成物质，境内地貌分四个大类九个类型：
一、高中山区
　　(一)岩浆岩剥露的穹窿高中山
　　主要分布在西冶川以西、四道川以北，除横尖地区中西川东部及西葫芦川北部西侧以外的广大地区。本区处于地壳强裂上升地段，侵蚀、剥蚀强裂，早期侵入的岩浆岩裸露地表，周围是变质较强的混合岩。二者组合形成本区山脉宽缓的顶部，片麻构造的石英、长石分布集中地段常是山脊，云母和角闪石分布地段常为凹槽，宽缓山顶上面多见梳状山脊，沟坡上可见到片流、泥流和滑坡。
　　(二)变质岩的穹窿高中山
　　分布于县境西北横尖地区中西川东部及西葫芦川北部西侧南阳山、赫赫岩山、前云山、长树山等海拔2 000米以上的地带。本区由太古界片麻岩和花岗片麻岩组成，大部山顶浑圆，岭脊宽展起伏，并有不足1米厚的风化残积物。山体构造上升显著，侵蚀切割均在千米以上，沟谷以山体主体为中心、呈放射状排列。南阳山、赫赫岩山等均属北台期夷平面。
　　(三)上覆石灰岩穹窿高中山
　　分布于四道川以南、中西川截岔到会立段以西地区。由寒武、奥陶系灰岩组成。山体保持了燕山运动宽缓的背斜构造特征，平坦山顶，阶梯形斜坡，狼牙状山脊。灰岩下伏古老变质岩，由于岩浆岩侵入顶面微现起伏。本区岩浆岩剥露面积较大。河谷沿灰岩节理、裂隙发育，西北段沟谷宽浅。呈u形谷或槽形谷，东南段多为隘谷、谷坡陡立。本区山顶为唐县期夷平面，以四十里跑马焉保存较为完整。
　　(四)岩浆岩剥露的穹窿中山
　　主要分布于马鞍山地带。一般海拔1 000～2 200米。切割深度500～1 000米。本区受燕山期碱性岩、二长岩和正长斑岩等侵入，使中生代早期砂页岩及古生代灰岩产生拱曲，形成穹窿状山地，后经流水剥蚀形成峁状地形。
　　二、土石山沟坡区
　　本县主要为砂页岩剥蚀中山类。分布于马鞍前山地区及县境东北山区。本区由二迭、三迭和侏罗系砂页岩组成，山体低矮，一般不足2 000米，具宽梁状山脊和宽浅沟谷，沟谷中多见急流、跌水，地面由残积黄土覆盖。
　　三、山间黄土丘陵区
　　主要分布于中西川中庄地区沿川一带，四周山地环绕，松散堆积物较厚，文峪河从中穿过，发育有一二级台地。
　　四、山前洪积缓坡区
　　(一)洪积倾斜平原
　　分布于城关镇、洪相乡平川地区及义望乡北部地区。组成物质以砂砾石和亚砂土为主，岩性为灰岩和变质岩类，并夹有黄土类物质。南缘带以黄土类物质为主，夹有亚粘土、亚砂土。本区地形较为平坦，河沟及冲沟较发育，但切割一般较浅。边山河沟出口处普遍发育规模不等的洪积扇。
　　(二)冲积平原
　　分布于平川西营地区及义望乡南境与段村镇地区。本区由第四系松散沉积物组成，沉积物质达千米以上，区内地势平坦，为晋中盆地组成部分。
　　(三)山间基岩谷地
　　分布于本县文峪河穿行之基岩山区。区内坡陡谷深，时宽时窄，宽阔处堆积着松散的沙砾石及黄土状物质，大部分地段草灌丛生。局部地区辟为农田。以下该地区的地形地貌图：
图2.3.1水峪贯地形图

第三章 地层岩性
3.1.地层岩性
3.1.1岩性概述
区内地层发育较全、露头良好。由老到新有太古宇界河口群，元古宇长城系，古生界的寒武系、奥陶系、石炭系和二叠系，中生界的三叠系、新生界的第四系等。界河口群、长城系、寒武系、奥陶系主要分布在本区西部高山地带，以逯沟、榆林沟一带发育较好，石炭系、二叠系、三叠系分布在中东部西冶川一带，以寺沟露头发育最好。地层总体走向近南北，仅在狐偃山主峰至水峪贯一带地层走向近东西分布。(见图3.1.1)

图3.1.1太原西山地质纲要图

3.2 本区地层主要特征分叙:
1．太古宇界河口群
出露于本区西部，为一套变质片岩、片麻岩、变粒岩及大理岩。其总体特征为：①云母片岩较发育，并与变粒岩呈韵律交替出现；②大理岩层数较多，常富含石墨；③变质程度较高，属角闪岩相至麻粒岩相，并普遍受到强烈的混合岩化作用；④构造复杂，常见小型肠状褶皱和柔性流动。区内榆林沟一带常见黑云母斜长片麻岩、混合花岗片麻岩、石榴石长英变粒岩、黑云片岩、角闪岩及大理岩等，并有伟晶岩、细晶岩及辉绿岩脉侵入。⑤矿产：石英岩可作为工业原料⑥变质岩形成年代：同位素年龄为21.23亿年

图3.1.2石榴石长英变粒岩

图3.1.3黑云片岩

图3.1.4小型肠状小型肠状褶皱

2.中元古界长城系霍山砂岩（霍山组Zlh）
位于本区西部，不整合覆盖在界河口群之上，是一套紫红色、粉红色厚层细粒石英岩状砂岩，石英多重结晶，交错层理及波痕发育，有的地段见一层20㎝的含砾石英岩状砂岩，并夹数层紫红色页岩。总厚30m左右。
与下伏太古宇界河口群为角度不整合接触关系。主要的岩性为：粉红色石英岩状砂岩，岩石变质现象，重结晶现象及石英颗粒周边次生加大现象。原生层面及构造常常为交错层理，波痕发育。岩石多为块状构造。总的地层厚度约为30米

图3.1.5粉红色厚层细粒石英岩状砂岩
3.寒武系
区内缺失下寒武统。只有中寒武统徐庄组、张夏组，上寒武统崮山组、长山组及凤山组。分布于本区西部，与霍山砂岩呈平行不整合接触。岩性主要为紫红色砂质页、鲕状灰岩、白云岩及竹叶状灰岩等。总厚可达180m。
地层接触关系：
上覆地层：奥陶系下统冶里组，上寒武统凤山组，长山组，崮山组
上寒武统中各个组之间为整合接触关系
中寒武统张夏组，徐庄组，也为整合接触关系。
下伏地层：中元古宇长城群淡紫色红色厚层状石英岩状砂岩（霍山砂岩）。
对于徐庄组（ε2x）的观察——
上部为薄层灰岩；
中部为灰白色灰白色厚层状含白云质泥质灰岩夹泥质条带灰岩
下部为紫红色页岩，砂质页岩及细砂岩互层，夹黄绿色页岩。
底部：厚10-30cm的底砾岩。
在榆林沟中观察的张夏组灰岩。岩性上部厚层鲕状灰岩加薄层灰岩，下部钙质页岩与薄层含白云质灰岩互层60m。此处的岩溶水，裂隙水发育完整，可在岩层中观察到裂隙，溶洞。
上寒武统地层：崮山组与张夏组呈整合接触关系，中上部为深灰色薄层含白云质灰岩夹4-5层竹叶状灰岩。下部为钙质页岩和深灰色薄层含白云质灰岩互层。厚度25m，长山组，中上部竹叶状灰岩夹薄层灰质泥质白云岩，底部薄层白云岩，厚度7m，凤山组，中上部灰白质巨厚层中粒结晶白云岩，下部为灰白色薄层细粒砂糖状白云岩，厚40m，组与组之间整合接触。
沉积环境分析:竹叶状灰岩的形成环境是滨海动荡环境产物。

图 3.1.6鲕状灰岩

图3.1.7竹叶状灰岩
竹叶状灰岩（白云岩）的成因可解释为：在正常的浅水海洋中形成的薄层石灰岩，在其刚形成后不久，有的可能尚处于半固结状态，被强烈的水动力破碎，搬运和磨蚀，并在搬运不太远的地方，在水动力条件相对较弱的环境下堆积下来，再经成岩作用，从而形成竹叶状灰岩（白云岩）。一般为滨海——浅海海进序列。
4.奥陶系
本区缺失奥陶上统。①奥陶下统主要为假竹叶状白云岩、白云岩，夹硅质条 带及硅质结核层组成，总厚度为60m。主要的岩层特征为：上部为灰色巨厚层状细砂糖状白云岩夹深色硅质条带结核，下部为薄层白云岩，假竹叶状白云岩及白云质页岩互层。含有大量笔石和三叶虫化石，沉积相为总体呈前进序列。②中奥陶统包括下马家沟组白云岩、白云质灰岩及石灰岩，上马家沟组豹皮灰岩、砾状白云岩、白云岩及石灰岩互层，峰峰组灰黄色角砾状灰质白云岩，及泥质条带灰岩，总厚约为400m。下段：上部为厚层状致密白云质灰岩;下部为薄层状白云岩和白云岩互层及角砾岩状白云岩（本段后64米）。中段：顶部为薄层灰岩，具有蠕虫状构造，中上部为厚层状致密灰岩。下部为薄层白云岩与薄层灰岩互层（厚26米），上段：基本与中段相同（厚29米）。沉积特征：角砾状白云岩成因代表了三个沉积旋回，一般是在滨海动荡环境下的产物。
图3.1.8奥陶系灰岩
上覆地层为中石炭统铁铝岩段，下伏地层为上寒武统凤山组灰白色巨厚层状中粒结晶白云岩。中奥陶统包括峰峰组、上马家沟组、下马家沟组；下奥陶统包括亮甲山组、冶里组。
奥陶中统下马家沟组与下伏地层平行整合接触关系。岩性分为三段。下段上部为厚层致密含白云质灰岩；下部为薄层白云岩和白云质页岩互层及角砾状白云岩，厚度约为64m。中段顶部为薄层灰岩，中上部为厚层致密灰岩，下部为薄层白云岩与薄层灰岩互层，厚约为26m。上段则与中段相同，厚度为29m。实习地点为岩溶水补给区。
上马家沟组岩性可分为三段，总厚约为220m。下段为灰白色砾状白云岩，厚47m；中段灰色豹皮灰岩，夹厚层或薄层灰岩，厚度为100m；上段灰白色薄层砾状白云岩与灰色中薄层灰岩互层，厚74m，是岩溶水富层。上下马家沟组岩溶水丰富。峰峰组厚67m，与上马家沟组是整合接触关系。
关于豹皮灰岩的成因一直有不同的说法，既有沉积成因的，也有构造成因的。现在比较得到大家认可的是后者，即认为豹皮灰岩是经韧性剪切作用的灰岩形成的钙质糜棱岩，因此具有重要的构造指示意义。在周口店地区的府君山组和马家沟组中都有发育，尤以府君山组下部发育的豹皮灰岩为典型。从周口店黄院东山梁地区的地层接触关系来看，府君山组与下伏景儿峪呈韧性滑脱接触关系，即府君山组曾经遭受过韧性剪切作用。在太平山一带局部区域，马家沟组与上覆本溪组呈剥离断层接触，及马家沟组也曾接受过一定的剪切作用。整体而言，豹皮灰岩的发育与韧性剪切作用表现出很大的相关性，因此，其构造成因的说法是比较可靠的。
5.石炭系
本区缺失下石炭统。只有中石炭统的本溪组和上石岩统太原组，为海陆交互相含煤地层，中夹3-4层海相石灰岩及煤层，与奥陶系呈假整合接触。总厚80-100米。
上石炭统：仅太原组一个组，自上而下划分为东大窑段，毛儿沟段，晋祠段。
东大窑段：有风化煤线，6号煤层，含生物碎屑的泥晶灰岩，富含动物化石；
毛儿沟段：自下而上有7号煤层，黑色片状海相泥岩，夹磷铁矿结核，含腕足类、双壳类以及其他动物化石，8号煤层，灰色粉砂质泥岩、颊岩、铁矿结核和砂岩透镜体、富含植物化石。
晋祠段：黑色铝质泥岩，含大量植物根、茎化石碎片，很少保存完整化石。
中石炭统本溪组：黑色铝质泥岩，含植物化石碎片，很少保存完整化石，含有山西铁矿。下伏地层：奥陶系中统峰峰组（巨厚层状石灰岩）。
在具体的实习区域，石炭系本溪组地层，可分为两段。下段（铁铝岩段）：下面红褐色铁质泥岩，上部为灰色铝土岩，厚度4.7米；上段（畔沟段）：底部砂质泥岩，往上为灰白色铝质泥岩，再往上畔沟灰岩，最上为黑色铝质泥岩，段厚11米。
6.二叠系
总的能分为下二叠系山西组和下石盒子组，上二叠统上石盒子组和石千峰组。主要分布在本区中部和南部。分布面积最广，与石炭系呈整合接触。总厚500-600米。
上二叠统：自上而下又划分为石千峰组和上石盒子组；下二叠统：自上而下又分为下石盒子组及山西组.
在二叠系中只有山西组可能含有煤层，山西组含有煤线，黑色页岩，1号煤层、2号煤层、3号煤层等。
在实习区域底层寺沟中，二叠系与石炭系整合接触，山西组：下部黑色、灰黑色泥岩为主，夹薄层中厚层状砂岩，并夹1-3号煤层，含大量植物化石；中上部以砂岩为主，夹泥岩、砂质泥岩和2-3层煤线。全厚60米.
下石盒子包含黄色中粒石英长石砂岩（骆驼脖子砂岩），向上为深灰黑色泥岩、砂岩互层，夹十余层煤线，上部为巨厚层状长石石英砂岩夹少量薄层状泥灰岩。全厚60米。
上石盒子：与下石盒子之间有一个西孟断层，下石盒子底部有黄色中粒石英砂岩、骆驼脖子砂岩、山西组顶部、山西组、下石盒子分界限。西孟断层为正断层。
桃花泥岩在上下石盒子分界处。
上石盒子分为三段，下段：底部巨厚层状紫斑泥岩（桃花泥岩）等，夹1-2层锰铁矿层，向上为紫色灰绿蓝灰色泥岩、砂质泥岩夹泥岩；顶部有灰褐色砂岩与杂色砂质泥岩互层。下段厚度为121米。中段：底部巨厚层状灰白色含砾粗砂粒岩（狮垴峰砂岩），向上为砂岩与杂色泥岩互层，向上为杂色砂质泥岩与砂岩互层，厚47m；上段：底部为巨厚层状灰绿色含砾粗砂岩，向上为紫色砂质泥岩，中部为砂岩与杂色泥岩互层，上部为砂岩与杂色泥岩互层，上段厚147m。
石千峰组：