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        安徽白土剖面含煤巖系巖石學(xué)研究

        2009-06-05 03:59:50續(xù)戎虎仁孫嬌鵬
        新媒體研究 2009年9期

        劉 續(xù) 趙 凱 朱 鵬 蔡 圖 戎虎仁 孫嬌鵬

        [摘要]華北晚古生代含煤建造形成于受限陸表海背景之下,形多種沉積體系在空間上交互發(fā)育的古地理格局。安徽蕭縣白土周邊地區(qū)廣泛出露煤系露頭,屬石炭--二疊系的煤層。根據(jù)前人對(duì)于各地的露頭作過古生物、地層和沉積學(xué)方面的工作,我們從巖性、巖相、沉積、旋回及煤層特征方面分析了蕭縣煤田沉積特征,及含煤巖系巖石特征。

        [關(guān)鍵詞]石炭二疊系 層序地層 巖石特征 沉積環(huán)境

        中圖分類號(hào):K92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)0510003-01

        一、引言

        自中奧陶世開始受太康運(yùn)動(dòng)的影響華北地帶整體上升并隨之發(fā)生大規(guī)模海退。華北板塊華北地帶長時(shí)間隆起,遭受剝蝕形成準(zhǔn)平原化地貌,一直持續(xù)到石炭紀(jì)早期。淮北地區(qū)石炭-二疊紀(jì)含煤巖系是一套連續(xù)的淺海-濱海-三角洲相的碳酸鹽和碎屑巖沉積[1]。

        二、沉積地層概述

        本溪組(C2b):從巖性、巖相特征看,本溪組可劃分為兩段。下部以褐紫-紫紅色鐵質(zhì)泥巖為主,向上顏色漸淺,以灰綠~灰黃色為主,具水平層理。

        太原組(P1t):主要為一套淺海-濱岸相碳酸鹽巖和碎屑鹽含煤沉積,具有較清晰的韻律結(jié)構(gòu),主要由深灰色生物碎屑泥晶灰?guī)r、砂質(zhì)及泥質(zhì)碎屑巖和不穩(wěn)定的煤層組成。

        山西組(P1s):山西組為本區(qū)的主要含煤地層,前人研究結(jié)果為:厚約136m,含煤1~5層,含煤系數(shù)3.4%,在該地區(qū)僅 見到30米左右,為一套三角洲相含煤建造[2]有前三角洲、三角洲前緣旋回結(jié)構(gòu)。

        三、巖石特征

        本地區(qū)晚古生代含煤地層主要發(fā)育砂巖、泥質(zhì)巖、碳酸鹽、可燃有機(jī)巖(煤)。不同時(shí)代地層中巖石類型及豐度有一定差異,從剖面上看本溪組主要為泥巖、粉砂巖和石灰?guī)r,砂巖豐度較低,太原組砂巖、粉砂巖、泥巖和石灰?guī)r均較發(fā)育;山西組主要為陸源碎屑鹽,碳酸鹽不發(fā)育[3]?,F(xiàn)將區(qū)內(nèi)個(gè)主要巖石類型及巖性特征敘述如下:

        (一)砂巖

        砂巖約占整個(gè)煤系地層的三分之一。本地區(qū)石炭系中砂巖占地層總厚度的15%-20%,主要為石英砂巖。在二疊系中砂巖則占40%以上。本區(qū)砂巖中以中、細(xì)粒為主,約占60%,砂巖的成分成熟度一般中等,巖石類型主要為巖屑石英砂巖,次為長石石英砂巖和石英砂巖。石英含量約占碎屑組分的75%~85%,以單晶石英為主,含少量多晶石英和穩(wěn)定的硅質(zhì)巖巖屑;結(jié)構(gòu)成熟度變化較大,主要表現(xiàn)為分選型、磨圓度變化較大,填隙物除硅質(zhì)、鈣質(zhì)等化學(xué)膠結(jié)物外,常含有不等量的泥質(zhì)雜基。

        (二)泥質(zhì)巖

        本區(qū)含煤地層中的泥質(zhì)巖主要為頁巖、泥巖、碳質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖,以及以單晶質(zhì)礦物為主的高嶺石粘土巖和蒙脫石粘土巖。在各組地層中均有發(fā)育,其中本溪組、太原組豐度大于砂巖,山西組豐度則小于砂巖。其主要成分是粘土礦物,以高嶺石、伊利石為主,其次是蒙脫石、綠泥石、伊利石蒙脫石混層礦物等次要成分有陸源碎屑巖以及粘土礦物。本區(qū)主要有以下幾種泥巖:1.鋁土質(zhì)泥巖。在在本溪組底部發(fā)育,由奧陶紀(jì)灰?guī)r風(fēng)化生成的陸源物質(zhì)所構(gòu)成的濱岸沉積,灰綠色至灰白色,含鐵質(zhì)高時(shí)為紫紅色。含有大量黃鐵礦團(tuán)塊、結(jié)核及結(jié)晶完好的黃鐵礦正方形晶粒。含大量微晶和粉晶方解石及碳酸巖鮞粒,鮞粒周圍為鋁質(zhì)礦物所圍繞。另外,還見有海綠石礦物。2.雜色花斑狀粘土巖。粘土巖中?;煊蟹凵百|(zhì)碎屑物質(zhì),以及菱鐵礦殘留結(jié)構(gòu)的鮞粒和豆?fàn)铊F質(zhì)結(jié)核,存在于第三含煤段之上。3.鈣質(zhì)泥巖。在本溪組和太原組下部和上部發(fā)育,為薄層黑色頁巖,含腕足類、瓣鰓類等海相動(dòng)物化石,以及海百合莖碎片,并含有較多的有機(jī)質(zhì)和細(xì)散的黃鐵礦。4.碳質(zhì)頁巖。多在煤層頂?shù)装甯浇?,或在取代不穩(wěn)定薄層的相變化層位發(fā)育。黑色,富含植物化石和炭化的根莖葉片。屬海岸帶潮坪、瀉湖和三角洲平原分流間洼地的沼澤沉積。

        (三)碳酸鹽巖

        本區(qū)煤層中僅見石灰?guī)r,本溪組有1層,太原組可達(dá)有9-13層,占本區(qū)石炭系總厚度地50%左右,絕大多數(shù)為生物灰?guī)r。從灰?guī)r的成因結(jié)構(gòu)特征看,以生物屑泥晶結(jié)構(gòu)為主體,少量微晶-粉晶結(jié)構(gòu)、內(nèi)碎屑或球粒泥晶結(jié)構(gòu),以及灰泥夾陸源碎屑結(jié)構(gòu)。灰?guī)r中生物碎屑巖種類繁多,主要的生物門類有:有孔蟲、蜓、腕足類、瓣腮類,棘皮類、介形蟲、三葉蟲等[4],成片密布,呈條帶、紋層狀斷續(xù)分布。一般生物粒屑為砂礫屑或礫屑級(jí),平均含量≥25%,有的可達(dá)80%-90%,而粉屑級(jí)生物屑在各層灰?guī)r均可以看到,但以本溪組灰?guī)r為主。灰?guī)r中顆粒類型較少,以生物屑為主,另有少量低能環(huán)境下形成的碎屑和球粒;高能環(huán)境下的鮞粒、內(nèi)碎屑和亮晶膠結(jié)物極為稀少。粒間填隙物除有含量不一的泥質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、碳質(zhì)外,均為泥晶、微晶方解石,反應(yīng)本區(qū)灰?guī)r形成環(huán)境比較寧靜,水動(dòng)力能量較弱,基本上屬于一個(gè)中等偏低能量的局限海沉積。[5]

        (四)煤層

        本區(qū)石炭系含煤3-11層,不穩(wěn)定,大部分為煤線,不可采,煤質(zhì)差,硫分高。二疊系可采煤層有12層。根據(jù)以前對(duì)煤層的研究,將本溪組所含煤層或煤線稱為A煤組,太原組所含煤層統(tǒng)稱為B煤層,山西組分為C、D、E三個(gè)煤組。A組煤在本區(qū)很少見,偶爾會(huì)發(fā)現(xiàn)一層煤線。B組煤各煤層皆屬結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的煤層,厚度較薄,有時(shí)會(huì)夾泥巖、薄透鏡狀灰?guī)r等夾矸。C組煤位于太原組K1灰?guī)r之上約15-20m,煤層穩(wěn)定性較差,期間常夾有碳質(zhì)泥巖、黑色泥巖或粉砂巖。D煤組分布廣泛,厚度大,穩(wěn)定性好。頂板多為厚層灰白色中、粗砂巖,局部有沖刷現(xiàn)象。含豐富植物化石,以早期華夏植物群為特征。C煤組與D煤組之間有一套條帶狀細(xì)-中粒砂巖相隔,標(biāo)志明顯,易于對(duì)比。E組煤一般不發(fā)育,常常缺失。偶爾出現(xiàn)時(shí),多呈0.2-0.4m的薄層。[6]

        四、結(jié)束語

        區(qū)內(nèi)煤層雖不具備工業(yè)價(jià)值,但對(duì)區(qū)內(nèi)地層的研究可以對(duì)整個(gè)華北地區(qū)的煤炭地質(zhì)勘探提供補(bǔ)充與佐證。

        參考文獻(xiàn):

        [1]陳世悅、劉煥杰,華北石炭二疊紀(jì)層序地層學(xué)研究的特點(diǎn),巖相古地理.

        [2]韓樹棻,《兩淮地區(qū)成煤地質(zhì)條件及成煤預(yù)測(cè)》,地質(zhì)出版社.

        [3]李佑炎,淮北肖縣煤田山西組地層沉積特征分析,江蘇煤炭,2002.03.

        [4]李增學(xué)等,《華北陸表海盆地南部層序地層分析》,北京:地質(zhì)出版社.

        [5]陳世悅、劉煥杰,華北石炭-二疊紀(jì)層序地層格架及其特征,沉積學(xué)報(bào).

        [6]吳文金、劉文中、陳克清,淮北煤田二疊系沉積環(huán)境分析,北京地質(zhì).

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