万年矿石炭-二叠纪含煤地层沉积环境分析

作者:李万阳;尚洪田;杨致宇 刊名:《煤炭与化工》 上传者:王瑛

【摘要】通过对万年矿区钻孔岩心、测井曲线的岩石学和沉积相特征综合分析,对该矿区内含煤岩系进行了沉积环境分析研究。可以看出,在太原组沉积时期,主要发育障壁-澙湖和潮坪-澙湖-碳酸盐岩台地沉积体系,进一步可划分为碳酸盐台地、潮坪、澙湖及障壁砂坝等沉积相类型;山西组沉积时期,以海陆过渡相沉积为主,发育三角洲沉积体系,主要发育三角洲前缘、下三角洲平原及上三角洲平原等沉积相类型。研究区从太原组到山西组沉积时期,反映了海平面逐渐降低,沉积环境由海陆过渡相向陆相转变,聚煤强度经历了由好—差—好—差的变化。

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万年矿位于河北省邯郸市西部、峰峰矿区北部。矿区范围西部以F1号断层为界,南部以F11号断层为界,并与通二矿区相邻,东部南段以F15号断层、中段以岩浆岩体、北段以煤层-750m等高线为界,北部以F1号断层和-750m煤层底板等高线为界。矿区南北长约9km,东西长约1~4km,矿区总面积约为22km2。1区域地质特征万年矿位于华北地台冀北隆起带区域内,构造形态整体呈现为一单斜构造,地层向东倾斜,如图1所示。区内构造特别发育,以高角度正断层为主,走向以NE或NNE为主,本区断层构造具有走向一致且多分区发育的特点。矿区边缘断层延伸远,断距一般大于300m,进而构成了本区基本的地质构造格架。图1区域地质构造纲要Fig.1Regionalgeologicalstructure石炭-二叠系是本区重要的含煤岩系,其主要包括本溪组、太原组、山西组、下石盒子组及上石盒子组等层段,其中太原组、山西组是本区重要的含煤层段。太原组的9号煤层和山西组的2号煤层在区内稳定发育,纵横向的稳定性均较好,是区内重要的主采煤层。现重点介绍研究的目的层段。太原组:以一套中、细粒砂岩整合接触于本溪组之上,以海相石灰岩、粉砂岩、砂岩及煤层旋回交替发育为特征,岩性以灰色、灰黑色泥岩、粉砂岩及灰色砂岩为主。区内普遍发育有8层海相层石灰岩,从下到上依次发育为下架、大青、中青、小青、伏青、山青、野青及一座灰岩,其中稳定发育4层,分别为大青、中青、伏青及野青灰岩;不稳定发育4层,依次为下架、小青、山青及一座灰岩,富含蜓类、珊瑚、海百合等。本套地层发育有多层煤层,其中可采及部分可采煤层有5层,分别为4号、6号、7号、8号及9号煤层,其中9号煤层为本区稳定主采煤层之一。本组厚度范围介于93~119m,平均地层厚度约为110m。山西组:其岩性以灰黑色粉砂岩及灰白色砂岩为主,上部发育灰灰黑色砂质泥岩及深灰色中砂岩,下部以灰黑色砂质泥岩为主,夹有灰色砂岩,发育煤层3~6层,其中可采煤层主要为2号煤层,其煤层厚度大,纵横向稳定较好,为本区的主采煤层之一,其它薄煤层发育不稳定。本组厚度介于56~85m,平均厚度约为65m。2岩相类型及特征通过对钻孔岩心及野外露头剖面岩性的分析,同时结合岩石的结构特征及沉积构造特征,区内共识别出砂岩类、粉砂岩类、泥岩类、有机岩类及灰岩类等5种岩石类型,并根据沉积构造特征及特殊的矿物成分,进一步划分为10种岩相类型。2.1砂岩类该岩相类型主要包括中砂岩相和细砂岩相2种类型。中砂岩相:灰白色灰色,成分以石英为主,长石、岩屑次之,矿物的分选性中等,磨圆度为次圆状,钙质胶结,局部发育黄铁矿薄膜和充填方解石脉。细砂岩相:灰色,矿物成分以石英为主,长石、岩屑次之,主要为泥质胶结和钙质胶结类型,局部发育有黄铁矿薄膜和充填方解石脉,广泛发育水平纹层。2.2粉砂岩类区内粉砂岩类主要包括粉砂岩相、泥质粉砂岩相等共2种类型。粉砂岩相:以灰黑色为主,泥质胶结,发育水平纹层和块状层理,局部含有植物化石和黄铁矿薄膜。泥质粉砂岩相:灰黑色,泥质胶结,发育块状层理,含有大量的植物化石和黄铁矿薄膜。2.3泥岩类泥岩类主要发育粉砂质泥岩相、水平纹层泥岩相、块状层理泥岩相及炭质泥岩相等共4种岩相类型。粉砂质泥岩相:灰灰黑色,致密,性脆,局部含有植物化石及黄铁矿薄膜。水平纹层泥岩相:灰黑色,发育水平纹层,局部含有大量的植物化石。块状层理泥岩相:灰黑色,发育均匀层理,局部含有植物碎屑及黄铁矿薄膜,厚度较小。炭质泥岩相:灰黑色,含有大量的植物化石,与下部明显接触。2.4有机岩类煤:黑色,以镜煤为主,条痕为黑色,玻璃光泽,性脆

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