马儿庄勘查区含煤地层沉积特征与聚煤规律

作者:路学忠;海连富;何伟;母彩霞;杨站伟; 刊名:煤炭技术 上传者:韩霞

【摘要】从马儿庄勘查区含煤地层的沉积特征和岩石学特征入手,对勘查区含煤地层的沉积演化和聚煤规律进行了详细的研究。研究表明:沉积环境主要以河流三角洲相为主,聚煤规律具有明显的周期性变化的特点,存在着各种不同的沉积相组合和沉积单元。

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0引言马儿庄勘查区位于宁夏宁东煤田积家井矿区东部,主要含煤地层为侏罗系中统延安组,含编号煤层17层,其中可采煤层10层,含煤系数为4.02%,为不粘煤。具有低灰、低硫、中碳、中高挥发分、中高热稳定性和高发热量的特点,是较好的气化和动力用煤。大地构造位置属华北地台(A)南北向逆冲构造带(A2)青龙山-云雾山逆冲带(A24),区内构造特征清楚,表现为一系列轴向北北西或近南北向的褶皱以及与之相伴生的断裂。勘查区大部分被第四系马兰黄土、风积沙所覆盖,地表基本无基岩出露,根据钻孔揭露地层主要有三叠系上统上田组、侏罗系中统延安组、侏罗系中统直罗组、侏罗系上统安定组、古近系清水营组和第四系。1含煤地层沉积特征勘查区主要含煤地层为延安组,平均厚约431.21 m。据钻孔揭露,延安组在勘查区内大面积分布,在勘查区东部,由于受构造作用的影响,风化剥蚀现象较严重。含煤岩性主要为灰白色长石石英砂岩、粉砂岩、泥岩和炭质泥岩,底部为灰白色、局部为黄色略带红斑的粗粒砂岩或含砾砂岩,与下覆三叠系上统上田组厚层状粗粒砂岩呈假整合接触。延安组上部和下部均被较粗的含煤碎屑所充填,中部含煤碎屑(含典型的湖相泥岩层)相对较细,整体上具有明显的三段式充填的特点。根据钻孔揭露地层岩性、煤层特点以及化石组合等,将延安组含煤地层共划分为5段(见图1),每一段均为一次大的旋回,每一次旋回都在三角洲上孕育成煤,然后又轮回进入下一次三角洲旋回。图1延安组含煤地层沉积环境分析图1.1第1段(第Ⅰ旋回)从煤系底部起到15煤顶板,厚约99.23 m,共含编号煤层7层,其中含主要可采煤层1层(18煤),沉积相以三角洲冲积平原为主。该段从下到上可分为3个亚旋回:Ⅰ-1时期,煤系初始沉积,基底多为1层白色含砾砂岩,具槽状层理,化石以茎叶为主,偶见泥、粉包体,在冲积平原基础之上沉积了18下及无编号的数层薄煤。Ⅰ-2时期,该地区已基本趋于平原化,在河道冲积之后形成了大面积的泥炭沼泽,这一时期植物的堆积与沉积速度相适应,从而沉积了相对较稳定、厚度较大的18煤,化石以根为主。在18煤沉积过程中地壳开始震荡,趋于不稳定状态,导致18煤多为复杂结构,后经过短暂的浅湖、滨湖的转化又形成了泥炭沼泽,沉积了18上煤,从而也结束了Ⅰ-2旋回。18煤沉积之后地壳开始抬升,Ⅰ-3旋回开始,又形成了广泛的河流沉积。在地壳短暂的震荡过程中沉积了16煤、15煤,反应了该时期沉积环境的不稳定性。1.2第2段(第Ⅱ旋回)起自15煤顶板至8煤顶部,厚约142.38 m,共含编号煤层6层,其中含主要可采煤层4层(12煤、11煤、10煤、8煤)。该段由下而上可分为4个亚旋回:Ⅱ-1时期,在15煤之后,该区大部分已平原化,形成泽乡水国,暂短时间之后形成大范围的三角洲沉积,在其开始上沼泽化,先后沉积了14煤、13煤,相对来说,沉积环境较稳定。Ⅱ-2时期,短期内形成了浅湖,由于水体较浅,虽形成了三角洲,但砂体沉积较薄,在其上沉积了12煤。在12煤沉积后期,产生了沉积分异,在勘查区中部沼泽化聚煤作用仍在继续,但其四周则浅湖化,后又河流沉积,继而形成了广泛的沼泽和聚煤作用,从而形成一个较厚的12煤。Ⅱ-3时期,12煤之后,由浅湖形成广泛三角洲沉积,在JX5勘探线以南,其上沼泽化聚煤沉积了11煤,经过短暂的终止后沼泽化聚煤继续进行,并向北逐渐扩展到全区,且维持了较长时间,沉积了10煤。Ⅱ-4时期,在三角洲河道之上,相继发育了广泛的沼泽、滨湖和沼泽作用,形成了8煤及数层薄煤层,这一时期,沉积环境相对较稳定。1.3第3段(第Ⅲ旋回)从8煤顶部到4上煤顶部,厚约65.1

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