王懷洪，沈立軍，王東東，朱裕振，李增學，王勇軍，毛 強

(1.山東省煤田地質規(guī)劃勘察研究院，山東 濟南 250104；2.山東科技大學 地球科學與工程學院，山東青島 266590)

我國古生代地層中礦產資源類型多樣、賦存狀態(tài)和空間展布復雜、資源量豐富，特別是煤系礦產資源。煤系中常見到多種礦產富集的現(xiàn)象，巖漿的侵入有利于多種煤系共伴生礦產[1-2](煤炭、煤層氣、煤系頁巖氣)生成和保存。煤系礦產資源劃分為煤系能源礦產、煤系金屬礦產和煤系非金屬礦產[3]或含沉積層狀與非沉積層狀的固體礦產資源與流體礦產資源[4]。曹代勇等[5]從經濟性、賦存特征、成因機制、物質相態(tài)、工業(yè)分類等方面，將煤系礦產資源劃分為煤–能源礦產、煤–金屬礦產、煤–非金屬礦產3種組合類型。巖漿的侵入也有利于鐵礦等金屬礦產的形成和富集，其層位可以是煤系，也可以是煤系之外的地層。因此，在進行煤田地質勘探時，煤系及其上覆、下伏地層中的多種礦產資源綜合勘探，越來越受到重視。

黃河北煤田古生代富集多種礦產資源，包括煤炭、煤層氣、煤系頁巖氣及富鐵礦。針對黃河北煤田，前人已開展大量基礎研究工作，包括含煤地層沉積特征[6-7]、礦井地溫分布情況[8]、煤層氣、煤成氣賦存情況和其主控因素[9-12]、煤系烴源巖潛力評價[13]、侵入的巖漿巖特征、空間分布特點以及對煤巖煤質的影響[14-17]、齊河–禹城地區(qū)矽卡巖型富鐵礦研究[18-19]等。但受限于上覆巨厚的新生代地層、露頭較少、研究方法局限等因素影響，目前的研究程度相對較低。

綜上可知，研究區(qū)對煤層、煤層氣、煤系頁巖氣以及富鐵礦等單礦種的研究相對較為豐富，而將多種礦產納入一個系統(tǒng)，針對其成因機制、富集規(guī)律等方面的研究較少。筆者以黃河北煤田為例，開展多礦產成因機制與富集規(guī)律等相關關系的研究，以期從成因機制上有效地指導煤系多礦產協(xié)同勘查與綜合勘探。

1 研究區(qū)地質背景

1.1 構造區(qū)劃

山東黃河北煤田位于山東省西北部，東起臥牛山斷層與章丘煤田分界，西至劉集斷層，與陽谷–茬平煤田相鄰，南起煤系底界露頭，北至齊廣斷層，煤炭資源豐富[20]。大地構造位置為華北板塊(Ⅰ)魯西隆起區(qū)(Ⅱ)魯中隆起(Ⅲ)泰山–濟南斷隆(Ⅳ)齊河潛凸起(Ⅴ)[8]。煤田整體為一地層走向NE的寬緩單斜，發(fā)育NE向寬緩褶曲(圖1)。

1.2 地 層

黃河北煤田位于華北地層區(qū)–魯西地層分區(qū)，僅黃河以南小范圍出露寒武—奧陶系，其余均被第四系覆蓋。地層由老至新為上太古界泰山巖群、寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系、古近系、新近系及第四系。石炭–二疊系為含煤巖系，自下而上依次為本溪組、太原組、山西組、下石盒子組、上石盒子組。其中，石盒子組由于沉積過程中發(fā)生剝蝕作用，在黃河北煤田只殘留黑山段和萬山段。

區(qū)內構造基底由上太古界泰山巖群構成，在此基底上，全區(qū)廣泛遭受海侵，形成了早古生界一套海相碳酸鹽巖沉積建造；古生代中期地殼整體抬升、剝蝕，造成晚奧陶世–早石炭世地層缺失；晚古生代由于地殼的震蕩運動，在石炭–二疊系形成了一套海陸交互相及陸相含煤碎屑巖建造，此后地殼穩(wěn)定上升，缺失三疊系沉積；燕山運動在本區(qū)活動強烈，并形成以斷陷、斷隆為主要特征的構造格局，尤其燕山晚期的巖漿活動，為矽卡巖型磁鐵礦的形成提供了必要條件。侏羅系、白堊系在本區(qū)不發(fā)育，新生代地層廣泛分布于本區(qū)。

圖1 黃河北煤田地質構造簡圖Fig.1 Geological structure diagram of Huanghebei Coalfield

1.3 巖漿巖

本區(qū)巖漿巖分布較廣泛(圖1)，主要為中生代侵入巖，局部見火山巖。侵入巖分布在濟南市區(qū)–歷城–章丘北部地區(qū)，以中基性巖為主。區(qū)內常見巖漿侵入體存在于含煤地層和煤層中，在山西組和太原組內普遍有巖漿巖侵入，主要發(fā)育有3層，上層和下層為酸性巖漿巖，中層為中基性巖漿巖。

本區(qū)域中生代巖漿活動主要發(fā)生于燕山晚期早白堊世，以侵入巖為主，其他時代巖漿巖不發(fā)育。燕山晚期侵入巖分布較廣，以中–基性巖為主，酸性巖次之。中–基性巖主要分布于濟南地區(qū)，均劃屬為濟南序列。濟南序列以中基性為主，主要巖石類型為閃長巖類和輝長巖類，少量正長巖類、二長花崗巖類。該序列分布于濟南、齊河–禹城地區(qū)，濟南地區(qū)巖體主體呈橢圓形近東西向展布；齊河禹城地區(qū)巖體主體呈北西向啞鈴型展布。該序列中基性巖漿巖與磁鐵礦成礦關系密切，巖體邊部與奧陶系、石炭–二疊系接觸帶部位為鐵礦成礦有利部位，其分布不僅控制了磁鐵礦體的產出，同時可能提供了鐵礦成礦物質來源。酸性巖主要分布于齊河–禹城一帶，多以巖床產狀分布于石炭–二疊系中。

2 古生代多礦產發(fā)育特征

2.1 煤 炭

黃河北煤田石炭–二疊紀含煤地層總厚245 m，共含煤14層，其中1—5層煤賦存于山西組，6—14層煤賦存于太原組；可采和局部可采煤層為5、6、7、8、10、11、13等7層，可采煤厚4～9 m，平均5.5 m，可采煤層含煤系數(shù)2.2%[21]?？刹擅簩又?，7、10、11、13等4層屬于普遍發(fā)育的主要煤層，5、6、8煤層僅在黃河北煤田東部局部可采。13煤層屬穩(wěn)定的中厚煤層，全煤田普遍可采；11煤在煤田西部屬穩(wěn)定–較穩(wěn)定煤層，其他煤層屬較穩(wěn)定–不穩(wěn)定煤層(表1)。

黃河北煤田位于華北聚煤盆地的東部，石炭世，盆地經受反復的海侵、海退，沉積了碎屑巖、煤、石灰?guī)r相間的若干沉積旋回；至晚石炭世，隨著華北陸塊的整體抬升，海水自北向南退出盆地，連續(xù)沉積了本溪組海陸過渡相含煤地層。早二疊世接受沉積的聚煤環(huán)境更不穩(wěn)定，沉積了太原組海陸過渡相含煤地層和山西組陸相含煤地層。石炭系煤層總厚普遍在4～8 m，由東北向西南厚度逐漸變大；二疊系山西組煤層總體呈北薄南厚的趨勢，總厚度一般2～4 m。煤層分布特點為：平面上東多西少、東薄西厚、北薄南厚；縱向為上薄下厚。

2.2 煤層氣

煤層氣是煤典型的共生礦產。煤層既是煤層氣生成的物質基礎，又是煤層氣富集的載體。黃河北煤層氣藏呈現(xiàn)“煤層累厚中等、煤級分布廣、含氣量中等、吸附性好、特低欠飽和、低孔較高滲、欠壓、埋深適中”的特點。

一般情況，煤的吸附性主要受煤變質程度的控制，因此，煤級的分布基本上反映了區(qū)域上煤的吸附特性。煤田內各煤層變質程度主要受巖漿巖侵入影響，巖漿巖的分布情況控制著煤變質變化區(qū)域。上組煤層即7和10煤層的吸附能力較強，與國內同變質程度煤的吸附能力相比較基本一致。下組11、13煤由于多遭受巖漿巖侵入影響，特別是11煤在礦井內大部分區(qū)域直接遭受巖漿巖侵蝕，煤已經蝕變?yōu)樘烊唤梗湮叫苑炊蟠蠼档汀?/p>

黃河北煤田內煤層氣資源潛力較大，煤層氣資源相對有利區(qū)位于黃河北煤田南部的趙官和長清地區(qū)。有利區(qū)總面積為49.59 km2，主要發(fā)育5、7、10、11和13煤，煤層總厚度大于5 m，平均煤層含氣量4 m3/t，煤層氣資源豐度為0.313億m3/km2。研究認為，煤層氣多發(fā)育于構造相對簡單，基本處于地下水滯流區(qū)，煤儲層滲透性相對較好，儲層壓力較高的地區(qū)。

2.3 頁巖氣

黃河北煤田頁巖氣烴源巖主要為石炭–二疊系暗色泥頁巖，與本區(qū)晚古生代含煤地層發(fā)育具有一致性，因此，著重展開石炭–二疊系研究。該地區(qū)石炭–二疊系含氣層段厚度為52.83～97.10 m，平均84.8 m，區(qū)內西南部華集礦區(qū)、馬坊礦區(qū)厚度較小，多小于60 m，西北部倫鎮(zhèn)礦區(qū)、李屯礦區(qū)含氣層段厚度較大，多在90 m以上。富有機質泥頁巖埋深為414.05～1 290.55 m，北部張保屯礦區(qū)、二十里鋪埋深較大，南部潘店礦區(qū)、趙官鎮(zhèn)礦區(qū)埋深較小，總體發(fā)育趨勢是西南部埋深較淺，向北逐漸加深。

黃河北煤田石炭–二疊系山西組、太原組泥頁巖氣藏呈現(xiàn)“泥頁巖累厚大、有機質豐度較高、生烴能力中等、Ⅱ型干酪根為主、成熟度中等、低孔特低滲”的特點。根據(jù)山東省煤田地質勘察研究院(2003)勘探發(fā)現(xiàn)[22]，黃河北煤田頁巖氣資源總量為2 100.45億m3。其中，有利區(qū)位于黃河北煤田中部潘店–齊河一帶，面積1 076 km2，資源量1 075.77億m3，資源豐度為1.0億m3/km2；遠景區(qū)分別位于黃河北煤田西南、西北和東部，面積1 354 km2，資源量1 024.68億m3，資源豐度為0.76億m3/km2(圖2)。

2.4 富鐵礦

黃河北煤田位于濟南–金嶺接觸交代型鐵礦成礦帶以西，該類型鐵礦與馬家溝組灰?guī)r、濟南序列輝長巖關系密切。區(qū)內第四系覆蓋層之下為石炭–二疊系、奧陶系等地層，奧陶系馬家溝群碳酸鹽巖為含煤地層的底板，也是接觸交代型鐵礦的重要控礦圍巖；燕山晚期濟南序列侵入巖發(fā)育，是接觸交代型鐵礦的成礦母巖。

黃河北煤田富鐵礦的成礦地質體均為隱伏產出，據(jù)地球物理資料推斷及少量鉆孔揭露，推斷了巖體的空間展布，巖體邊部形成矽卡巖型富鐵礦。巖體主要侵位于奧陶系和石炭系下部，最上侵入層位為二疊系石盒子群上部，石炭–二疊系月門溝群太原組和山西組則普遍侵入，現(xiàn)揭露富鐵礦體主要位于石炭–二疊系地層與巖漿巖接觸帶部位。初步分析認為該巖體深部總體表現(xiàn)為巖基，并有一定規(guī)模的巖漿巖呈巖床或巖脈(圖3)。

圖2 黃河北煤田頁巖氣資源區(qū)劃Fig.2 Shale gas resource area division map of Huanghebei Coalfield

圖3 據(jù)鉆孔揭露推斷的近東西向地質剖面圖Fig.3 Nearly east-west geological profile inferred from the borehole exposure

黃河北煤田鐵礦成礦地質體主體為閃長巖，在閃長巖體內，還有輝長巖、閃長玢巖、二長斑巖、輝綠巖等巖脈侵入，巖脈的產出都晚于閃長巖體，但野外未見巖脈之間明顯的穿插關系，因此巖脈之間的形成演化次序還有待深入研究。從目前所取得資料分析，本區(qū)脈巖大致可分為基性脈巖和中酸性脈巖兩類，中酸性脈巖如閃長玢巖脈、二長斑巖脈，基性巖脈如輝長巖、輝綠巖。

3 巖漿侵入與古生代煤系礦產、富鐵礦成因聯(lián)系

3.1 巖漿侵入與煤變質作用

燕山期以來，劇烈的構造活化運動，往往伴隨有不同程度的巖漿活動，其對煤層的后期改造影響不容忽視。巖漿侵入一般都是沿煤田邊界或內部主要的大斷裂帶進入煤系，分別穿插于主要可采煤層附近甚至較厚煤層中。其對煤層的破壞和煤變質影響程度，則視其距煤層的遠近密切相關，一般是距煤層愈近，其破壞和影響的程度越大；反之，影響也小。

石炭–二疊紀地層中侵入的巖漿巖，大面積分布于研究區(qū)西部和東南部，其中，山西組和太原組含煤巖系中普遍遭受巖漿侵入。上層酸性侵入體侵入層位主要為山西組下段3、4煤層頂板以上，巖漿巖向SW、NE兩方向逐漸變薄、尖滅。中層基性侵入體侵入的層位較穩(wěn)定，為第5—9煤層，對7煤層破壞嚴重。侵入體的侵入范圍除了西南部和東南部外，在袁莊井田、濟西井田和毛莊井田均有中基性侵入體，侵入的層位以7煤層為主。下層酸性侵入體主要侵入太原組第11或13煤層。主要分布在西部旦鎮(zhèn)、趙官鎮(zhèn)、長清三區(qū)，西南至旦鎮(zhèn)區(qū)中部尖滅，NE方向在長清區(qū)尖滅，正東方向至長清井田東北的邊界斷層F19，分布范圍廣。3層巖漿侵入體的疊合位置在長清井田、靳家井田和高王井田。

研究區(qū)內因受巖漿侵入影響，煤變質程度也不同，其鏡質體最大反射率變化于0.613%～6.351%之間，相應地其變質程度屬低、中、高階段的煙煤、無煙煤、甚至部分變質為天然焦(表2)。從鏡質體反射率可以看出：中等變質程度氣煤、氣肥煤在演變?yōu)榉拭骸⒔姑骸⑹菝?、貧煤、三號無煙煤過程中伴隨有一定的烴類氣體產生。

表2 黃河北煤田煤層鏡質體反射率Table 2 Vitrinite reflectance of coal seams in Huanghebei Coalfield

趙官煤礦和長清井田5、7、10煤主要受區(qū)域巖漿熱變質作用，局部為巖漿巖直接侵入。7和10煤層沒有鉆孔揭露其受巖漿巖直接侵入或吞蝕現(xiàn)象，根據(jù)地震解釋資料，在礦區(qū)南部偏東部位煤層有被巖漿巖直接侵入或吞蝕跡象。從趙官煤礦、長清井田5、7、10煤層煤類分布可知：高變質煤主要分布在礦井中深部(圖4)。

11、13煤層主要受下層巖漿巖直接侵入影響，11煤層廣泛遭受下層巖漿巖直接侵入，使11煤層大部分厚度變薄、焦化或全部吞蝕。據(jù)鉆孔資料顯示，13煤層沒有揭露其受巖漿巖直接侵入或吞蝕情況。但11與13煤層距離較近，平均距離僅為6.87 m，受巖漿巖影響二者不同變質區(qū)域分布趨勢基本一致。從11和13煤層煤類分布可以看出：以下組煤巖漿巖侵入部位為中心，向四周煤變質階段從天然焦向氣、肥煤過渡，規(guī)律較明顯(圖5)。

3.2 巖漿侵入與煤層氣發(fā)育

黃河北煤田的煤層氣主要是煤化變質作用時期產出的。由于燕山期巖漿巖活動強烈，整個煤田含煤地層普遍遭受巖漿侵入的影響，煤田溫度普遍增高，使煤層產生強烈的熱力變質成氣作用。

受巖漿熱變質和接觸變質影響，煤的變質程度升高，在高溫作用下，煤層二次生氣，煤層氣急劇增加導致煤儲層壓力增大，形成異常高壓。異常高壓促使煤層及頂?shù)装瀹a生大量微裂隙，形成有效運移通道，同時驅替煤層氣向低壓區(qū)擴散運移[23]。在缺少隔氣蓋層或封閉條件不好時，巖漿的高溫作用可以強化煤層氣運移排放，同時，由于巖脈蝕變帶裂隙增加，可逐漸形成裂隙通道，對煤層氣保存極為不利。只有在特定情況下，巖漿巖體會使煤層局部被覆蓋或封閉，形成隔氣蓋層。在巖漿熱變質區(qū)，由于后期煤系快速冷卻導致煤儲層次生割理發(fā)育，滲透性得到改善，加之煤層熱演化程度增高，利于形成煤層氣富集高產區(qū)。

圖4 趙官煤礦與長清井田7煤層煤類分布Fig.4 Coal class distribution of No.7 coal seam in Zhaoguan and Changqing Coal Mine

圖5 趙官煤礦與長清井田11煤層煤類分布Fig.5 Coal class distribution of No.11 coal seam in Zhaoguan and Changqing Coal Mine

煤田東部巖漿巖呈巖脈或巖墻狀沿構造裂隙侵入，其中，7、13煤層受巖漿垂直侵入但侵入面積小，對煤層氣含量影響較小，僅局部揭露的區(qū)域煤層氣含量受到影響。煤田西部巖漿活動對煤層氣賦存影響比較復雜，區(qū)內巖漿侵入方式是巖漿撐開含煤地層呈巖床分布，特別是上層巖漿巖和下層巖漿巖厚度大，分布范圍廣，其中下層巖漿沿11煤層侵入，局部侵入7煤，巖漿侵入煤層促使其變質的同時，也能吞噬煤層使煤層變薄或消失，煤層氣沿著煤層吞噬區(qū)頂?shù)装宕罅可⑹?，造成全區(qū)內11煤含氣量普遍較低；7煤含氣量也受影響，低于5煤和10煤含氣量。

根據(jù)《中國煤層氣資源》[24]一書中煤層氣資源計算單元(塊段)劃分原則(即：“4/8線”原則)，以無水基煤層氣(甲烷+重烴)含量4 m3/t和8 m3/t兩條界線，將研究區(qū)煤層富氣性劃分為三級：貧甲烷煤層氣含量(無水基)＜4 m3/t；含甲烷煤層氣含量(無水基)4～8 m3/t；富甲烷煤層煤層氣含量(無水基)＞8 m3/t。黃河北煤田富甲烷區(qū)主要位于長清勘探區(qū)5煤層、趙官鎮(zhèn)勘探區(qū)的7、10煤層局部部位。含甲烷區(qū)位于長清勘探區(qū)的5、7、10、11、13煤層；趙官鎮(zhèn)勘探區(qū)的7、10煤層；毛莊勘探區(qū)的13煤層等局部部位。

3.3 巖漿侵入與煤系頁巖氣發(fā)育

黃河北煤田頁巖氣作為生儲蓋三位一體礦產，其自生自儲的過程也是一個宏觀動態(tài)的地質演化過程，其實質是在含煤盆地構造演化史、沉積埋藏史、受熱生烴史、成藏史等控制下。其中，構造運動通過改變頁巖氣儲層的成巖作用、埋深和熱演化等來控制儲層泥頁巖厚度、埋深、有機地化特征等，從而影響生烴過程和成藏過程，同時后期構造變形產生的裂隙系統(tǒng)可改變頁巖氣的富集特征、賦存和運移方式[25]。

研究區(qū)東部巖漿來源為濟南輝長巖體，屬濟南輝長巖體的延展部分，呈巖脈或巖墻狀沿構造裂隙侵入，巖漿的高溫作用強化生成的天然氣排放，但因侵入面積小，只有局部揭露的區(qū)域會影響頁巖氣含量，因此對全區(qū)頁巖氣賦存影響不大。研究區(qū)西部巖漿活動較為劇烈，巖漿撐開含煤地層呈巖床分布，特別是上層巖漿巖和下層巖漿巖厚度大，分布范圍廣。區(qū)內西部、東南部巖漿巖發(fā)育區(qū)泥頁巖鏡質體反射率明顯有增高趨勢，利于烴源巖二次生烴。目前普遍認為鏡質體反射率(Rmax)在1.0%～3.3%最有利于頁巖氣的生成。工作區(qū)內暗色泥巖鏡質體反射率(Rmax)在0.72%～1.25%，進入暗色泥頁巖生氣的有利范圍，且靠近巖漿巖的地區(qū)鏡質體反射率較高。工作區(qū)南部潘店礦區(qū)、趙官鎮(zhèn)礦區(qū)有機質成熟度較低，多在0.7%～0.9%，北部張保屯礦區(qū)、二十里鋪礦區(qū)巖漿巖發(fā)育，鏡質體反射率為1.0%～1.2%，局部地區(qū)達到1.2%以上，有機質成熟度較高。總體而言，巖漿巖發(fā)育區(qū)周邊遠離構造發(fā)育的地區(qū)更有利于頁巖氣生成。

3.4 巖漿侵入與富鐵礦形成

黃河北煤田齊河–禹城鐵礦的成因與濟南序列巖漿巖關系密切，燕山晚期中基性巖漿侵入奧陶系馬家溝群石灰?guī)r地層，在其接觸帶上發(fā)生強烈的矽卡巖化，在有利部位形成接觸交代型鐵礦床，齊河–禹城地區(qū)已發(fā)現(xiàn)多處具有工業(yè)價值的磁鐵礦床，均分布在巖體與灰?guī)r接觸部位及附近，其成因類型均屬接觸交代型(圖1)。魯西地區(qū)早白堊世巖漿活動強烈，斷陷盆地發(fā)育，與接觸交代型鐵礦有關的成礦巖體基本形成于130 Ma左右，該時期正處于華北克拉通巖石圈減薄的高峰期(120～130 Ma)[26]，同時，中國東部同時期的雙峰式巖漿巖的產出也說明了該時期處于拉張構造背景。在拉張背景下，幔源巖漿發(fā)育，在齊河–禹城、淄博金嶺、萊蕪張家洼等成礦巖體內，都發(fā)育有鎂鐵質捕虜體，且晚期還有大量輝長巖、輝綠巖脈侵入，都指示幔源巖漿的重要貢獻。隨著幔源巖漿的演化，形成中基性含礦巖漿巖，巖漿上升過程中可能有古老地殼物質的加入，巖漿巖侵入到奧陶系馬家溝組灰?guī)r地層中，含礦熱液與圍巖發(fā)生接觸交代作用，形成矽卡巖，并在退變質過程中發(fā)生磁鐵礦化，最終形成接觸交代型鐵礦床。

黃河北煤田富鐵礦的成礦地質體均為隱伏產出，據(jù)地球物理資料及少量鉆孔揭露，推斷出巖體的空間展布，鐵礦產區(qū)侵入巖體主要有李屯巖體、潘店巖體、大張巖體，主要以中基性侵入巖為主，其巖性以閃長巖為主(圖1)。這些巖體控制了區(qū)內富鐵礦體的產出，同時也為富鐵礦成礦提供了物質來源。李屯、潘店、大張地區(qū)鐵礦發(fā)育地段附近圍巖蝕變及分帶特征顯著，巖礦石顏色變化明顯。鐵礦賦存形式多樣，鐵礦石品位均較高，均為矽卡巖型富鐵礦。

3.5 巖漿侵入與多礦產成因模式

黃河北煤田石炭–二疊紀煤系中富集煤炭、煤層氣、煤系頁巖氣。巖漿的侵入使得煤和泥頁巖中有機質的熱演化程度大幅度提升，形成了多種煤類，促進了煤層氣和頁巖氣的生成與成藏；同時，中生代巖漿侵入也控制著富鐵礦的形成。因此，這些礦產之間存在不可分割的聯(lián)系。

石炭–二疊系形成后，受到深成變質作用影響，煤系有機質(煤層和泥頁巖中的分散有機質)逐漸發(fā)生變質、生烴。中生代巖漿侵入，導致兩大結果：①巖漿熱的作用導致煤和泥頁巖中有機質的熱演化程度大幅提升；對于煤而言，形成多種不同變質程度甚至異常高變質程度的煤類，進而導致煤中不同程度地產生了煤層氣；泥頁巖中分散的有機質熱演化程度大幅升高，泥巖中不同程度地形成了頁巖氣。②巖漿巖侵入到奧陶系馬家溝組灰?guī)r地層中，形成接觸交代型鐵礦床。

綜合分析研究發(fā)現(xiàn)(圖6)，中生代巖漿侵入古生代地層中，在奧陶系馬家溝組灰?guī)r地層中，含礦熱液與圍巖發(fā)生接觸交代作用，形成矽卡巖，并在退變質過程中發(fā)生磁鐵礦化，最終形成接觸交代型鐵礦床；在鐵礦床發(fā)育部位自上而下可以劃分為外矽卡巖帶、鐵礦床、內矽卡巖帶、蝕變閃長巖帶和閃長巖帶。巖漿攜帶的大量熱量，不斷烘烤上覆的煤層和泥頁巖，導致煤層出現(xiàn)了以巖漿侵入體為核心的煤類分帶，距離侵入體越近，煤的變質程度越高，甚至變成天然焦。煤層和泥頁巖含氣量、孔隙率/孔徑、有機質的熱演化程度和生烴能力與距離侵入體的距離成負相關關系；且距離侵入體越近，氣體的吸附性能越弱，以游離態(tài)為主。這些變化均由侵入體直接或間接造成的；反之，這些參數(shù)的變化也可以指示侵入體的存在，在一定程度上為尋找富鐵礦指明了方向。

4 結論

a.黃河北煤田石炭–二疊系的構造條件和沉積環(huán)境利于煤層、煤層氣和泥頁巖的發(fā)育。煤層分布特點為：平面上東多西少、東薄西厚、北薄南厚；縱向為上薄下厚。煤層氣藏呈現(xiàn)“煤層累計厚度中等、煤級分布廣、含氣量中等、吸附性好、特低欠飽和、低孔較高滲、欠壓、埋深適中、正常地溫場”的特點；頁巖氣藏呈現(xiàn)“泥頁巖累計厚度大、有機質豐度較高、生烴能力中等、Ⅱ型干酪根為主、成熟度中等、低孔特低滲”的特點。

b.中生代巖漿侵入古生代地層中，在奧陶系馬家溝組灰?guī)r地層中，含礦熱液與圍巖發(fā)生接觸交代作用，形成矽卡巖，并在退變質過程中發(fā)生磁鐵礦化，最終形成接觸交代型鐵礦床。

c.黃河北煤田中生代巖漿侵入體使得煤和泥頁巖中有機質的熱演化程度大幅度提升，形成了多種煤類，促進了煤層氣和頁巖氣的生成與成藏，并使得煤層、煤層氣、頁巖氣的諸多地質參數(shù)隨著距離侵入體的遠近而呈現(xiàn)規(guī)律性的變化。建立了一種巖漿侵入導致多礦產資源共存的成因模式，可指導多種礦產共同勘探開發(fā)。