地面水赋存条件下沉积环境与地下煤层聚集特征分析

作者:王乾 刊名:煤炭技术 上传者:葛兴全

【摘要】通过实地探测皖南地区煤层剖面及进行的粒度分析,并综合利用煤沉积学及地质学相关知识,结合皖南地区各煤田的沉积环境、沉积基底、成煤条件、地质构造和聚煤特征,分析了地面水赋存条件下皖南地区龙潭组的沉积环境及演化规律,同时,对地下煤层聚集的特征进行了分析。

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0引言由于地质环境的差异和地质构造的复杂性,煤层的构造、沉积体系和煤层的聚集特征都带有明显地域性,需要区别对待并加以研究。安徽东南部地区的二叠系中的龙潭组煤炭储量较大,煤种和煤层丰富,且含煤地层与其他地区存有较大差异。本文综合运用煤沉积学及地质学相关知识,在对煤层剖面和粒度分析的基础上,对皖南地区龙潭组在地面水赋存条件下沉积环境与地下煤层聚集特征进行分析和研究。1地质背景及其地层皖南沉积环境和煤层研究区的地理位置如图1所示,其包括了安庆、巢湖等地。该地区在二叠纪时地质环境相对较为稳定,属于板块内部盆地,沉积厚度较小,具有较为完整的盆地基底,范围较广,长时间无断裂活动发生。皖南地区的二叠系地层可划分为以碎屑岩沉积为主的龙潭组、以泥页岩和硅质岩为主的孤峰组、岩性与孤峰组类似属缺氧盆地环境的大隆组,此外,还包括栖霞组,本文主要分析皖南地区地面水赋存条件下龙潭组的沉积环境及聚煤特征。图1皖南沉积环境和煤层研究区的地理位置2龙潭组沉积环境及演化分析砂岩、泥岩和灰岩多集中分布于龙潭组,砂岩碎屑的主要成分为石英和长石,含量在80%左右,泥岩主要的矿物成分为伊利石,灰岩分布于龙潭组顶部,层理成块状或微波状,含有丰富的生物碎屑。根据皖南地区龙潭组地质构造及岩性特征,可将该地区的沉积环境分为4个相。广德N巢湖和县庐江太湖安庆芜湖繁昌铜陵太平宁国屯溪宣城泾县贵池东至宿松江长郯庐断裂带研究区位置剖面位置地名(1)潮坪相潮坪相是以潮间混合坪亚相为主要的沉积环境,岩性也多以泥岩为主,且厚度间隔有3~6个厚薄变化的趋势,通过砂岩的厚度可看出水体波动较为剧烈,上部层理呈水平,未发现有任何植物碎屑存留,从岩性组合上,反映该相带的沉积环境由于海平面上下波动剧烈,即使各种有机矿物质含量均较高,但仍然不利于煤质的形成。(2)泻湖相泻湖相在潮坪相的下部,主要以长期浸没于深水下的盆地为沉积环境,岩性多以硅质岩和薄层泥岩为主,水体由下向上逐渐变浅,泻湖为相对较为平静的浅水盆地,且水体较浅的部分有稍薄的泥页岩沉积,层理呈水平。从局部观察可看到顶部较为突出底部较平缓的砂岩透镜体,其中形成的颗粒致密性较好,非常坚硬,泥沙的含量也非常少,由此可说明泻湖相沉积时的水能较大。(3)开阔台相开阔台相位于龙潭组的顶部位置,生物碎屑主要由珊瑚和藻类,岩性多为泥晶灰岩,且形成的生物化石较为完整,其沉积环境主要是盐度适宜、水质澄澈离海岸较近的浅水区域,有机生物种类繁多,水周期性循环流畅,多处于海浪的边缘、附近或下面,因而灰泥基质很难被海浪的波浪起伏带走。(4)三角洲相三角洲平原和前缘沉积亚相可合称为三角洲相,其中,三角洲平原亚相又可分为决口扇和沼泽微相,决口扇微相岩性多为泥质或钙质的砂岩,层理略微交错或呈波状,沼泽微相地处较为低洼泥泞的河道间,排水不畅,但是植物和生物种类繁多,对生物碎屑的沉积提供了较为有利的环境;三角洲前缘亚相又可下分为多个微相,不同微相间的沉积环境略有不同,水下分流间湾微相多以细砂岩为主,该砂岩是在洪水泛滥的时候稍带沉积形成,因而厚度很小,远砂坝微相离沙坝位置较远,沉积厚度也较薄,沉积物中大多为泥岩或砂岩,且分布着炭或植物碎屑,分流河口沙坝微相砂岩质较好,上部层理平行或呈板楔状,下部层理交错,综合分析是由于潮汐与河流作用产生的。通过分析皖南地区的地质构造发展历程,在茅山期受东吴运动的影响,使得该地区呈现西北较低东南较高的地势格局,晚期的海水倒退使皖南区在地势较高的地方形成了较早的剥蚀区域。由于地势格局的高低差异,受海水的不断侵蚀,皖南地区逐渐演化为泻湖相和潮坪相所形成的沉积环境,成了龙潭组的1

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