淺析南屯煤礦太原組沉積環(huán)境與聚煤規(guī)律

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1、淺析南屯煤礦太原組沉積環(huán)境與聚煤規(guī)律摘要：以沉積巖石學(xué)、巖相古地理學(xué)和古生物學(xué)為理論指導(dǎo)，按照分析煤盆地的思路和程序，運(yùn)用大量的鉆孔資料分析了南屯煤礦太原組沉積環(huán)境。鑒別了沉積相，繪制了沉積相劃分圖并探討了聚煤規(guī)律。研宄表明：南屯煤礦太原組沉積相以三角洲相及瀉湖相為主，三角洲時(shí)期是聚煤的最佳時(shí)期，三角洲平原是聚煤的最佳場(chǎng)所。關(guān)鍵詞：太原組；沉積環(huán)境；沉積相；聚煤規(guī)律引言南屯煤礦在2000年至2015年期間內(nèi)積累了大量礦井開(kāi)拓開(kāi)采的地質(zhì)資料，包括各類科研成果報(bào)告、地震勘探資料、礦井采掘工程揭露的地質(zhì)資料，以及這期間生產(chǎn)鉆探資料等。但以往的地質(zhì)研究

2、對(duì)全區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、沉積特征及含煤特征等有待進(jìn)一步的深化。文章以山東科技大學(xué)與兗州煤田南屯煤礦合作編寫(xiě)的生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告項(xiàng)目為基礎(chǔ)，對(duì)南屯煤礦的沉積環(huán)境聚煤規(guī)律進(jìn)行了深刻研究，對(duì)其以后的礦區(qū)的詳查及煤炭開(kāi)采具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1太原組沉積環(huán)境分析淺析南屯煤礦太原組沉積環(huán)境與聚煤規(guī)律摘要：以沉積巖石學(xué)、巖相古地理學(xué)和古生物學(xué)為理論指導(dǎo)，按照分析煤盆地的思路和程序，運(yùn)用大量的鉆孔資料分析了南屯煤礦太原組沉積環(huán)境。鑒別了沉積相，繪制了沉積相劃分圖并探討了聚煤規(guī)律。研宄表明：南屯煤礦太原組沉積相以三角洲相及瀉湖相為主，三角洲時(shí)期是聚煤的最佳時(shí)期，三角洲平

3、原是聚煤的最佳場(chǎng)所。關(guān)鍵詞：太原組；沉積環(huán)境；沉積相；聚煤規(guī)律引言南屯煤礦在2000年至2015年期間內(nèi)積累了大量礦井開(kāi)拓開(kāi)采的地質(zhì)資料，包括各類科研成果報(bào)告、地震勘探資料、礦井采掘工程揭露的地質(zhì)資料，以及這期間生產(chǎn)鉆探資料等。但以往的地質(zhì)研究對(duì)全區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、沉積特征及含煤特征等有待進(jìn)一步的深化。文章以山東科技大學(xué)與兗州煤田南屯煤礦合作編寫(xiě)的生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告項(xiàng)目為基礎(chǔ)，對(duì)南屯煤礦的沉積環(huán)境聚煤規(guī)律進(jìn)行了深刻研究，對(duì)其以后的礦區(qū)的詳查及煤炭開(kāi)采具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1太原組沉積環(huán)境分析1.1礦井區(qū)域地質(zhì)概況南屯井田位于兗州向斜南翼，總體呈單斜構(gòu)造

4、，但井田東北部、東部存在多個(gè)摺曲，井田西部發(fā)育著次一級(jí)褶皺及小斷層，東部斷裂構(gòu)造發(fā)育，并伴有較大幅度的摺曲，井田構(gòu)造復(fù)雜程度屬于中等類型。在區(qū)域上，除東北部有太古界、震旦系、寒武系和奧陶系出露外，其余均被第四系覆蓋。礦區(qū)最主要的含煤巖系為石炭系太原組，厚155.06?186.02m，平均厚170.60m，厚度變化規(guī)律不明顯。由深灰?灰黑色泥質(zhì)巖、粉砂巖、砂巖、灰?guī)r和煤層組成，為較典型的海陸交替型含煤沉積。1.2太原組沉積相分析1.2.1沉積相標(biāo)志。（1）巖石結(jié)構(gòu)特征。巖石的結(jié)構(gòu)特征直接反應(yīng)巖石沉積時(shí)期的介質(zhì)條件，不同的介質(zhì)條件下所形成的沉積物一

5、般都具有不同的結(jié)構(gòu)特征，即便是在同種介質(zhì)條件下，比如隨著水動(dòng)力條件的由強(qiáng)變?nèi)?，沉積物顆粒也會(huì)出現(xiàn)由粗到細(xì)的變化。南屯煤礦太原組第一段特點(diǎn)自下而上巖石顆粒粒度逐漸變粗，表明水動(dòng)力條件由弱變強(qiáng)。（2）原生沉積構(gòu)造標(biāo)志。太原組發(fā)育的主要層理有：水平層理、砂泥互層層理、雙向交錯(cuò)層理、潮汐層理等，根據(jù)巖相古地理學(xué)知識(shí)，潮道和障壁砂壩沉積中發(fā)育板狀交錯(cuò)層理，水平層理發(fā)生在比較穩(wěn)定的水動(dòng)力條件下，波狀層理是在水動(dòng)力交替的情況下形成的，主要發(fā)生于潮汐環(huán)境中。通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)太原組十下灰?guī)r的上部為粉砂巖、砂巖互層或者是由砂巖、煤層和鋁質(zhì)泥巖組成的互層。其中含有薄層的

6、14、15上、15下煤和九、十上灰?guī)r；砂巖層具波狀層理、透鏡狀層理，和交錯(cuò)層理，判斷的潮汐三角洲相沉積。太原組泥巖、粉砂巖和砂質(zhì)泥巖中常見(jiàn)有菱鐵礦結(jié)核、黃鐵礦結(jié)核。黃鐵礦結(jié)核與菱鐵礦結(jié)核共生，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在瀉湖泥巖中。由此可以發(fā)現(xiàn)瀉湖沉積也是太原組主要的沉積期。（3）生物標(biāo)志。在南屯煤礦太原組采集到蜓類化石7屬18種，腕足類達(dá)13屬17種，還有頭足類、腹足類、瓣腮類等屬種。腕足類在濱海、淺海和深海水域都有分布，但主要生活在海水動(dòng)蕩、懸浮食料豐富的淺海環(huán)境，多營(yíng)海底固著生活；海百合營(yíng)海底固著生活。1.2.2沉積相劃分及特征。通過(guò)分析太原組巖層的特征得

7、出太原組的沉積體系有：濱海湖潮坪-三角洲沉積體系。據(jù)太原組沉積特征、古生物群，太原組可劃分出下列沉積相：泥坪、砂坪、潮渠或潮溝、潮道、瀉湖及瀉湖環(huán)潮坪帶、三角洲平原沼澤及潮坪泥炭沼澤（如圖1）。主要沉積相如下：（1）瀉湖相。太原組第一段以及第四段中巖層和煤層（16上）沉積即為瀉湖環(huán)境。巖性為灰色-灰黑色泥巖，水平層理發(fā)育，含少量動(dòng)植物化石。見(jiàn)有動(dòng)藻跡、蠕蟲(chóng)跡等生物擾動(dòng)構(gòu)造，該相常與潮坪相共存。（2）潮坪相。根據(jù)潮坪沉積的特征，又可分為泥坪相、混合坪相和沙坪相等。泥坪相發(fā)育于潮間坪上部至高潮線附近，巖性以泥質(zhì)巖、砂質(zhì)泥巖為主，發(fā)育透鏡狀、波狀層理

8、。混合坪發(fā)育于潮間坪中部，以細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖互層為特征，發(fā)育典型的潮汐層理、砂泥互層層理。砂坪相主要發(fā)育于潮間帶下部至低潮線附近，主要為砂質(zhì)沉積，