孫曉禹 李鵬舉 劉宇豪

【摘 要】鄂爾多斯盆地是一個(gè)巨型內(nèi)陸克拉通盆地，也是我國(guó)第二大聚煤盆地。所產(chǎn)煤煤質(zhì)良好，以煙煤、褐煤為主。為研究對(duì)比盆地侏羅紀(jì)延安組的煤巖學(xué)特征與煤相特征，在盆地三地區(qū)煤田采集侏羅紀(jì)延安組煤巖樣品四種，分別為盆地西北部的寧東煤樣，北部東勝煤田的東區(qū)與西區(qū)煤樣，以及盆地中部的榆橫煤樣。對(duì)這些煤樣制作粉煤光片進(jìn)行顯微組分鑒定，通過(guò)宏觀觀察、顯微組分統(tǒng)計(jì)研究等實(shí)驗(yàn)手段，對(duì)三地區(qū)煤巖的煤巖學(xué)、煤相特征進(jìn)行對(duì)比研究。

【關(guān)鍵詞】鄂爾多斯盆地；煤巖；煤相

一、引言

鄂爾多斯盆地是我國(guó)的一個(gè)大型聚煤盆地，也是一個(gè)大型內(nèi)陸盆地，含煤巖系主要發(fā)育于河流湖泊地帶，以走向沉積為主，盆地的聚煤時(shí)期以石炭-二疊為主，侏羅系也較為分布。本次選取鄂爾多斯盆地西北部寧東煤田、北部東勝煤田與中部榆橫煤田三地展開研究，并對(duì)比了盆地三地區(qū)侏羅紀(jì)延安組的煤巖學(xué)情況與煤相特征。

二、煤相分析

煤相是指煤的原始成因類型，在研究中煤相特征通常由4個(gè)參數(shù)來(lái)決定，分別是：凝膠化指數(shù)（GI）、植物組織保存指數(shù)（TPI）、地下水流動(dòng)指數(shù)（GWI）、植被指數(shù)（VI）。GI和TPI是應(yīng)用很廣泛的指標(biāo)， 它們是Diessel（1986）提出， 用于煤相、沉積環(huán)境分析的指標(biāo)。GI表示成煤沼澤的作用環(huán)境。較高的GI值通常指示沼澤中潮濕的還原環(huán)境；較低的GI表示環(huán)境相對(duì)干燥，沼澤覆水較淺。植物結(jié)構(gòu)TPI反映了植物遭受破壞的程度。TPI指數(shù)低，說(shuō)明植物細(xì)胞組織被破壞，反映了極端氧化或極端潮濕環(huán)境。TPI也在一定程度上表明了PH值，在低PH值中，植物較少被微生物破壞，結(jié)構(gòu)保存完整。

GWI用來(lái)表示地下水對(duì)泥炭沼澤的控制程度，地下水位的變化和礦物含量。一般情況下，較高水位的沉積環(huán)境伴隨顯微組分較高程度的分解和較高的礦物含量。GWI越高，通常表示植物組織收到較強(qiáng)的凝膠化作用，植物組織被破壞嚴(yán)重。VI主要表示成煤植被的類型及植被細(xì)胞的保存程度。較大的VI值說(shuō)明植物細(xì)胞保存程度較好，被破壞程度較小。而較小的VI值則與草本植物密切相關(guān)。

根據(jù)GI-TPI關(guān)系，可將煤相類型分為五種，干燥森林沼澤相、上三角洲平原相、潮濕森林沼澤相、湖泊沼澤相、下三角洲平原相。通過(guò)對(duì)寧東煤樣、東勝東部煤樣、榆橫煤樣、東勝西部煤樣的一共4種12個(gè)煤樣的顯微組分的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，得出的GI，TPI，GWI，VI的各參數(shù)平均值如表1所示，GI-TPI 關(guān)系見(jiàn)圖1。

根據(jù)GI-TPI煤相關(guān)系，可知寧東煤樣GI平均值為3.11大于1；TPI平均值為0.91小于1，點(diǎn)位落在下三角洲平原相。其顯微組分以鏡質(zhì)體為主，且基質(zhì)鏡質(zhì)體較多，惰質(zhì)組較少。說(shuō)明沼澤體主要為復(fù)合沼澤，凝膠化指數(shù)較高，造成植物細(xì)胞組織保存指數(shù)較低。而VI平均值為0.99，約等于1。GWI平均值為1.96，小于2。則可以說(shuō)明寧東煤樣主要在陸相湖泊中形成，森林較少。發(fā)育環(huán)境為水下較深的弱氧至還原環(huán)境，成煤環(huán)境相對(duì)較潮濕而造成植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞。

東勝煤樣平均GI值0.33，小于1；平均TPI值為1.36，大于1，點(diǎn)位落在干燥森林沼澤中。GWI平均值為7.89；VI平均值為1.53，點(diǎn)位多數(shù)落在草地沼澤相中。表明當(dāng)時(shí)宏測(cè)煤的生煤環(huán)境極為干燥，且從顯微組分上看可以發(fā)現(xiàn)惰質(zhì)組的顯微組分占將近八成，而活惰比也小于1/4，惰質(zhì)組中主要為絲質(zhì)-半絲質(zhì)，絲質(zhì)體以火焚絲質(zhì)體為主，故推測(cè)成煤時(shí)與森林火山有關(guān)，氣候較為干旱。而碎屑惰質(zhì)體也占相當(dāng)一部分，推測(cè)在森林火災(zāi)后木炭細(xì)碎屑被風(fēng)吹或水流搬運(yùn)并在沼澤水下沉積，后期受到較強(qiáng)的水動(dòng)力條件而形成碎屑惰質(zhì)體。

榆橫煤樣的GI平均值為11.99，TPI平均值為22.75；均大于1。點(diǎn)位落在覆水較深的森林泥炭沼澤相中。而GWI的平均值為0.12，VI平均值為22.75。點(diǎn)位落在高位泥炭沼澤中。從煤相特征中可知，均質(zhì)鏡質(zhì)體占顯微組分的七成，黃鐵礦較多，這也說(shuō)明植物殘跡處于還原環(huán)境下受到厭氧微生物的作用，發(fā)生劇烈的凝膠化作用，形成了大量均質(zhì)鏡質(zhì)體，這與森林沼澤相的煤巖特征基本符合。而通過(guò)GWI-VI煤相圖可知榆橫煤成煤后期由于覆水較深，氧氣供應(yīng)不充分，因此基質(zhì)鏡質(zhì)體較少，植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)較少被破壞，成煤環(huán)境為還原環(huán)境。

三、結(jié)論

通過(guò)四種煤樣的顯微組分特征與煤相參數(shù)煤相圖可知，寧東煤煤相為下三角洲平原相，凝膠化指數(shù)較高，植物細(xì)胞組織保存指數(shù)較低，成煤環(huán)境為水下較深的弱氧至還原環(huán)境，相對(duì)較潮濕；東勝煤煤相為草地沼澤相，氣候較為干燥，火焚絲質(zhì)體較多，成煤時(shí)可能與森林火山有關(guān)；榆橫煤煤相覆水較深的森林泥炭沼澤相，成煤環(huán)境可能為高位沼澤，由于覆水較深，氧氣供應(yīng)不充分，環(huán)境為還原環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

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