張明昌

（貴州省六盤水市水城縣煤碳管理局，貴州 水城 553040）

1 煤礦區(qū)測水組下段地質(zhì)特征

煤礦區(qū)測水組以中部的一層砂礫巖底面為界,將其分為上、下兩段。其上段底部的分段砂礫巖中的潮道沉積為含礫石英砂巖或礫巖,結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度都較高,可見板狀交錯層理,槽狀交錯層理。分段砂巖作為一次海侵地質(zhì)事件,為煤礦區(qū)的測水組上下段的對比標(biāo)志。煤礦區(qū)的含煤段為測水組下段,含煤7層,其中3、5煤全區(qū)可采,4煤大部分可采。根據(jù)地質(zhì)特征測水組下段可分為3個亞段。

1.1 第一亞段

1.1.1 粉砂巖夾砂質(zhì)泥巖:黑灰色,薄層狀,含黃鐵礦結(jié)核,局部有鮞粒,夾不可采的1煤層，見水平層理。平均厚4m。

1.1.2 粉砂巖夾細(xì)砂巖:深灰色,薄層狀,發(fā)育雙粘土層構(gòu)造,平均厚14.58m。

1.1.3 2煤層,一般厚0.42m。

1.1.4 砂質(zhì)泥巖:灰黑色,薄層狀。夾石英砂巖及薄層細(xì)砂巖,含少量豆?fàn)盍忤F礦結(jié)核,見似層狀黃鐵礦結(jié)核和菱鐵礦結(jié)核結(jié)核,水平層理,平均14.59m。

1.1.5 3煤層:一般2～3個分層。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,厚 0.2～9.6m,一般1.48m。

1.2 第二亞段

1.2.1 粉砂巖夾砂質(zhì)泥巖:深灰-黑色,薄層狀,發(fā)育砂泥薄層互層層理。平均厚2.0m。

1.2.2 石英砂巖:淺灰-灰白色,中厚層狀,中粒結(jié)構(gòu),平均4.6m。發(fā)育縱向交錯層理、流水波痕、樹干化石、泥礫、泥質(zhì)團(tuán)塊和沖刷面。

1.2.3 砂質(zhì)泥巖:灰黑色,薄層狀,水平層理,平均厚1.77m。

1.2.4 4煤層:煤層不穩(wěn)定,一般厚1.5m。

1.2.5 石英砂巖:淺灰-灰白色,中厚層狀,發(fā)育雙粘土層構(gòu)造,平均厚5.30m。

1.2.6 粉砂巖夾砂質(zhì)泥巖,灰黑色,砂泥薄層互層層理。平均厚2.73m。

1.2.7 5煤層:結(jié)構(gòu)較簡單,一般厚2.14m。煤層較穩(wěn)定。

1.3 第三亞段

1.3.1 砂質(zhì)泥巖:黑色,薄層狀及片狀,波狀層理,含粘土質(zhì)泥巖,含豐富的拳頭大小的菱鐵礦結(jié)核,俗稱B層菱鐵礦。平均厚13.11m。

1.3.2 6煤層:一般厚0.15m,全區(qū)不發(fā)育。

1.3.3 薄層狀砂質(zhì)泥巖與泥質(zhì)粉砂巖互層,黑灰色,水平狀紋理,可見強(qiáng)烈的生物擾動構(gòu)造,尤以Chon-dritrs痕跡化石發(fā)育,這種痕跡化石常使原始水平紋層被擾動而形成“皺紋狀層理”。中部含似層狀或透鏡狀菱鐵礦,俗稱A層菱鐵礦。底部夾煤線為7煤層,一般厚14.00m。16)砂質(zhì)泥巖:中部多為含鐵質(zhì)細(xì)砂巖,節(jié)理發(fā)育。產(chǎn)Chondritrs痕跡化石,底部漸變?yōu)槟鄮r,過渡到鈣質(zhì)泥巖。平均厚10.00m。

2 測水組下段沉積相

從礦區(qū)測水組下段這一含煤巖系中可識別出的沉積相有潮坪、瀉湖、潮道,它們構(gòu)成障壁-瀉湖沉積體系,成煤環(huán)境為泥炭沼澤。

2.1 潮坪相

潮坪相以粉砂巖為主,發(fā)育砂泥薄層互層層理。在薄層細(xì)粒石英砂巖內(nèi)發(fā)育雙粘土層構(gòu)造。潮坪沉積中的痕跡化石主要有Lockeia和Fucusopsis。碎屑巖潮坪主要發(fā)育于測水組下段5煤層以上,尤以3煤層以上層段最發(fā)育。

2.2 瀉湖相

以黑色粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖及泥巖為主,發(fā)育水平狀紋層,有時可見強(qiáng)烈的生物擾動構(gòu)造,尤以Chondires痕跡化石發(fā)育。這種痕跡化石常使原始水平紋層被擾亂而形成所謂的“皺紋狀層理”。球粒狀菱鐵礦層和菱鐵質(zhì)結(jié)核在瀉湖沉積中常見。瀉湖相在5煤層以下比較發(fā)育。

2.3 潮道相

潮道相包括發(fā)育于瀉湖和潮坪中的潮溝。潮道沉積一般呈透鏡狀產(chǎn)出,厚度數(shù)米到十余米,橫向?qū)捈s數(shù)百米,其典型特征是砂體底部發(fā)育沖刷面,砂巖粒度向上總體變細(xì),發(fā)育大型潮道側(cè)向遷移交錯層理,即縱向交錯層理。測水組下段潮道砂巖的這種層理一般為曲流潮道形成,其特征是縱向交錯層理的傾斜層是向下彎曲的而且延伸不遠(yuǎn)。5煤層和3煤層之間發(fā)育有潮道砂巖。

2.4 泥炭沼澤相

測水組中的煤層以低灰、低硫為特征,煤層橫向分布比較廣泛,尤其是區(qū)內(nèi)主要可采煤層3煤層和5煤層,這些煤層的基底多是瀉湖相泥巖或潮坪相粉砂巖。

3 沉積環(huán)境演化及聚煤作用

根據(jù)以上地質(zhì)特征,煤礦區(qū)測水組下段沉積環(huán)境的演化自下至上分為3個階段:第一階段:石磴子頂部測水組下段底部不整合面至5煤層底板,代表一次次級的海侵海退旋回,沉積物主要為粉砂巖、泥巖夾少量薄層砂巖及7、6煤層兩個極不穩(wěn)定煤層。5煤底板(下部)泥巖中含有密集發(fā)育的Chondritrs痕跡化石,波狀層理及水平狀紋理?？赡苁呛Ｇ诌_(dá)到高水位時期的慢速沉積。其中、上部6、7煤層段為高水位期海平面下降期的沉積。第二階段:從5煤層底板至3煤層底板。沉積物主要有潮道相砂巖及3、5煤層底板的根土巖。這兩煤層底板的根土巖是典型的古土壤層,代表全區(qū)穩(wěn)定分布的暴露面。頂面以3煤層底板古土壤層為代表暴露面。4煤層僅在局部有分布,為局部可采的不穩(wěn)定煤層。可能是次一級的海平面變化旋回和局部構(gòu)造活動的產(chǎn)物。5煤層本身代表海侵體系域沉積,它是在第一階段上部進(jìn)積、暴露之后重新海侵期主要聚煤作用幕的產(chǎn)物。第三階段:從3煤層底板至測水組下段頂部,包括3煤層、2煤層、1煤層等層段。煤層之間為潮坪相含砂泥互層層理的細(xì)砂巖和粉砂巖,局部有潮道相砂巖。3煤層是第二階段上部進(jìn)積、暴露之后重新海侵期主要聚煤作用幕的產(chǎn)物。3煤層頂板潮坪相砂巖和粉砂巖的底面代表該層序中的最大海泛面。其頂部沉積多已被上覆的海侵沖刷面所切割。

從上述沉積環(huán)境的演化可以看出:該區(qū)在石磴子組沉積末期,發(fā)生大規(guī)模海退,在測水組沉積初期整個地區(qū)形成了廣闊的瀉湖海灣環(huán)境,陸源碎屑物從東北方向注入本區(qū),形成了含Chon-drttes痕跡化石的粉砂巖及泥巖,局部地區(qū)形成一些小型沿岸砂壩,有些地區(qū)發(fā)育泥炭沼澤,形成了不穩(wěn)定分布的6煤層和7煤層。隨著沉積物不斷注入并充填到瀉湖中以及持續(xù)的海退,地區(qū)大面積露出水面,發(fā)育了以5煤層底板根土巖為代表的古土壤層。由于東北部陸源碎屑物供應(yīng)充分,因此這一階段主要形成潮道相砂巖,這次海平面上升幅度不大,僅在礦區(qū)的西部及北部(一井田及其擴(kuò)建區(qū)、芙蓉井田)為泥炭沼澤,形成了以潮坪為基底的4煤層。煤厚0～4.77m,一般1.5m。煤礦區(qū)東南部的良溪區(qū)段為海侵期的潮道、潮坪和瀉湖環(huán)境,4煤層不發(fā)育,而北部的芙蓉井田及西部的一井田4煤層較發(fā)育。

隨后的海退又重新使該地區(qū)暴露出水面,發(fā)育了又根土巖為代表的古土壤,之后的海浸則使本區(qū)大面積沼澤化,形成全區(qū)穩(wěn)定分布的3煤層。其中有多次小的海進(jìn)和海退,全區(qū)形成了3煤層的多個分層。一般2～3分層,煤厚0.2～9.6m,一般1.48m。3煤層形成之后,新的海侵使該區(qū)重新發(fā)育一些潮坪、瀉湖以及小型潮道沉積,這一次海平面抬升幅度較小,本區(qū)時有古土壤和泥炭沼澤發(fā)育,形成分布不穩(wěn)定并且較薄的1煤層和2煤層。在下段沉積末期,整個地區(qū)重新開始了大幅度海面抬升和大規(guī)模海侵,在地區(qū)形成了測水組分段砂礫巖為代表的海進(jìn)障壁砂壩和海侵潮汐水道沉積組合,分段砂礫巖的底面是海平面抬升和海侵引起的海侵沖刷面,該海侵沖刷作用以入潮口、潮道形式?jīng)_刷了下伏潮坪瀉湖沉積物,不但沖刷下伏1煤層和2煤層,有的地區(qū)甚至還沖刷到下部的3煤層。分段砂礫巖作為一次海侵地質(zhì)事件,為煤礦區(qū)的測水組上下段的對比提供了可靠依據(jù)。

4 結(jié)束語

礦區(qū)的主要含煤地層為測水組下段,含煤7層。測水組下段形成于碎屑濱岸障壁-瀉湖體系中,沉積環(huán)境主要為有潮坪、瀉湖、障壁砂壩,成煤的泥炭沼澤主要由瀉湖或潮坪演化而來。3煤層為潮坪沼澤中形成的;4煤層以以潮坪為基底形成,僅在礦區(qū)的西部發(fā)育,東部不發(fā),5煤層為潮道沼澤中形成的,3、5煤層為全區(qū)穩(wěn)定分布的可采煤層。6、7煤層為瀉湖沼澤中形成的,因6、7煤層段為高水位期海平面下降期的沉積。為極不穩(wěn)定煤層。測水組上下段的分段砂礫巖是海侵背景下形成的障壁砂壩或障壁島,其底面侵蝕至下伏沼澤和瀉湖沉積中,使測水組下段局部地區(qū)1、2煤層缺失,為極不穩(wěn)定煤層。

[1]楊起，韓德馨，中國煤田地質(zhì)學(xué)[M].

[2]王雙明，鄂爾多斯盆地聚煤規(guī)律及煤炭資源評價[M].

[3]陳鐘惠.煤和含煤巖系的沉積環(huán)境[M].