任樓井田二疊系含煤地層沉積相分析及成煤環(huán)1

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1、任樓井田二疊系含煤地層沉積相及成煤環(huán)境分析吳增云方沛吳宏生內(nèi)容提要：本文對(duì)任樓井田含煤地層的特征進(jìn)行分析，確定了本井田含煤地層的各種沉積環(huán)境，同時(shí)并簡(jiǎn)要介紹其變化形成過程和成煤環(huán)境。關(guān)鍵詞；任樓井田二疊系含煤地層沉積相1、區(qū)域地質(zhì)概況任樓井田位于華北地臺(tái)南緣，童亭背斜的南東翼，東面與雙堆礦區(qū)相鄰，南面與許町井田接壤，靠近蚌蒙隆起，西面與界溝和五溝井田相鄰，北隔界溝斷層與孫町井田相接。面積約42km2。該井田二疊系地層沉積總厚度882~1170米，一般都在1000米左右。分上下石盒子組，整個(gè)含煤地層

2、厚約900米，其中含11個(gè)煤層（組），含煤11~28層。分析其含煤地層的成煤特征對(duì)煤田開發(fā)利用和煤田地質(zhì)勘探具有指導(dǎo)意義。2、含煤地層的巖石類型及沉積構(gòu)造根據(jù)巖石類型及沉積構(gòu)造的不同，將二疊系含煤巖層分為三大段。即：一灰頂板~10煤、10煤~3煤和3煤以上段。2.1一灰頂板~10煤段該段沉積厚度在45~66米，平均57米。底部為深灰~灰黑色泥巖或細(xì)粉砂巖（海相泥巖），向上為粉砂巖、砂巖，在10煤和11煤之間，以中細(xì)砂巖為主，間夾深灰色粉砂巖與灰白色細(xì)砂巖組成互層狀，俗稱“葉片狀砂巖”。通過巖礦鑒定

3、確認(rèn)，此砂巖的巖石類型以巖屑石英砂巖和長(zhǎng)石石英砂巖為主，含少量暗色礦物，偶見海綠石。巖石粒度總體偏細(xì)，概率曲線為二段式，跳躍總體斜率65°左右，分選性較好，巖屑形態(tài)多為次圓狀。粉砂巖多含泥質(zhì)和少量云母，成份以石英為主。沉積構(gòu)造組合形式可分為兩類：1）水平層理—沙紋層理，具有底棲動(dòng)物通道和菱鐵礦及黃鐵礦，其代表為瀉湖相沉積；2）沙紋層理—波狀不規(guī)則層理—透鏡狀層理—砂泥互層層理，其代表為潮坪相沉積。2.210煤~3煤段該段沉積厚度350~430米，平均厚360米。巖性6主要由陸源碎屑巖和煤組成。砂巖

4、含量25％，泥巖、粉砂巖含量75％。巖石的類型以巖屑石英砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖和石英砂巖為主，砂巖的粒度中值為2.1~4.3之間，分選系數(shù)Bi=0.53~0.95，平均斜率在50°左右，巖屑形態(tài)多為次圓~次棱角狀，分選性中等~較好，概率累計(jì)曲線多為二段式，屬分流河道、決口沉積型。搬運(yùn)方式為跳躍式搬運(yùn)，粉砂巖含泥質(zhì)和白云母，成分以石英和長(zhǎng)石為主，泥巖為深灰色局部夾粉砂巖薄層和透鏡體。沉積構(gòu)造的組合形式可分為兩類：1）大型交錯(cuò)層理—小型交錯(cuò)層理—槽狀交錯(cuò)層理—波狀層理—水平層理，其代表三角洲平原上分流河道

5、、天然堤及泛濫盆地相沉積；2）水平層理—波狀層理—中小型交錯(cuò)層理，其代表為三角洲平原上分流河間及泛濫盆地相充填沉積。2.33煤以上段該段沉積厚度520~620米，平均厚590米。巖性以雜色粉砂巖、泥巖為主，夾砂巖，其中粉砂巖、泥巖為灰~灰綠色夾紫色花斑，厚層狀，質(zhì)不均。粉砂巖、泥巖或粉砂巖、細(xì)砂巖過渡相混，不宜分層，紫色巖層自下而上逐漸減少，綠色逐漸增多，局部含鮞粒和鋁質(zhì)（多在3煤附近）。砂巖自下而上石英含量減少，長(zhǎng)石含量增多，砂巖的填隙物也自下而上增多，到1煤上一般為雜砂巖、長(zhǎng)石石英雜砂巖。就其

6、沉積構(gòu)造的組合可分兩類：1）大型交錯(cuò)層理—脈狀波狀及透鏡狀層理，其代表障壁島相沉積；2）均勻?qū)永怼綄永怼钔哥R狀層理，其代表瀉湖相沉積。3、地層的垂向?qū)有蚓C合含煤地層分析，其在垂向?qū)有虻念愋陀校?）向上變粗層序。下部是具有水平層理的泥巖或細(xì)粉砂巖，向上逐步過渡為具有透鏡層理脈狀層理和互層的吸砂巖或砂、泥互層。10煤下地層中，該層序表現(xiàn)明顯，由海退或分流間灣沉積充填而成。2）向上變細(xì)層序。下部為大中型交錯(cuò)層理的中粗砂巖，向上層理規(guī)模變小，粒度變細(xì)，逐漸過渡為具有小型層理和水平層理的粉砂巖、泥巖

7、和煤。10煤至5煤組上的地層中表現(xiàn)比較明顯，該層序?qū)儆谝苑至骱拥罏橹鞯娜侵奁皆喑练e層序。3）6均勻?qū)永?。主要是泥巖組成，反映了水動(dòng)力條件較弱的泛濫盆地或?yàn)a湖沼澤相沉積。4）互層層序。該層序由泥巖、粉砂巖或細(xì)砂巖組成，其成因是水動(dòng)力變化頻繁的條件下形成的。4、地球化學(xué)特征沉積母巖經(jīng)強(qiáng)烈物理和化學(xué)風(fēng)化、分解，其內(nèi)部的物質(zhì)呈溶液和懸浮狀態(tài)進(jìn)行遷移，這些物質(zhì)的豐度有很大差別。在沉積過程中，沉積物與介質(zhì)存在著復(fù)雜的化學(xué)平衡，如沉積物與介質(zhì)之間的交換，沉積物對(duì)介質(zhì)中某物質(zhì)的選擇吸附。這些交換和吸附不但與沉

8、積物本身有關(guān)，而且還與沉積環(huán)境有密切的關(guān)系。在通常情況下認(rèn)為SiO2、Al2O3和TiO2大都來自陸源物質(zhì)，而CaO、MgO和Fe2O3的存在說明沉積時(shí)均受不同程度的海水影響，且（SiO2+Al2O3）/（CaO+MgO+Fe2O3）的比值愈高，說明沉積時(shí)受海水的影響愈?。籉e2O3/TiO、CaO/MgO比值愈高，說明巖層沉積時(shí)受海水的影響愈大。從表1中可知，3煤以上地層受海水影響最大。從本區(qū)煤層的灰份來看，10煤~3煤的硫的含量一般都小于0.53％，2煤含硫量大1％，且以黃鐵礦