本站小編為你精心準備了煤系沉積相及聚煤規律分析參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《硫磷設計與粉體工程》2017年第5期

摘要：以沉積學、巖石學理論和方法為指導，以野外露頭、鉆井巖心、測井曲線等資料為基礎，宏觀分析與微觀研究相結合，并結合華北盆地其它地區的研究成果，分析探討了邯邢煤田煤系沉積相類型和聚煤作用。結果表明：邯邢煤田煤系地層從中石炭世開始沉積到早二疊世，主要經歷了潮坪、淺水三角洲沉積環境的演化過程，二疊紀淺水三角洲平原發育了全區穩定可采的2號煤層。

關鍵詞：邯邢煤田；煤系地層；沉積相；聚煤規律

邯邢煤田位于河北省南部，北起臨城南至峰峰，包括邢臺礦區臨城、邢臺、邯鄲和峰峰礦區。研究區為石炭-二疊紀含煤巖系，煤炭資源豐富，煤類齊全，成為我國重要的煤炭生產基地。為此，本文以野外露頭、鉆井巖心、測井曲線等為基礎，結合前人研究成果[1-2]，采用多手段綜合分析研究方法，宏觀分析與微觀分析相結合，分析了邯邢煤田沉積相類型、垂向分布規律及發育特征，同時研究了本區煤炭資源的分布規律。

1地質概況

邯邢煤田屬于華北晚古生代聚煤盆地，煤田為半掩蓋區，地層出露順序由老至新為：寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系、古近系、新近系和第四系，含煤地層為石炭系太原組和二疊系山西組。燕山和喜馬拉雅山運動控制了區域的構造形態，煤田呈北東－北北東向展布。主要褶皺鼓山復背斜和紫山背斜位于南部，縱貫南北，軸向北北東。斷裂構造密集，以高角度（45°~70°）正斷層為主，斷裂方向以北北東－北東向最為發育，北西向斷裂構造次之，組成一系列地塹、地壘和階梯狀斷塊，斷隆、斷陷呈雁行狀斜列展布。

2沉積相類型及特征

結合前人對華北地區沉積相研究成果，運用沉積學、古生物學和地球物理等基礎資料，通過對巖石、地球物理以及含煤建造沉積特征綜合分析[3-5]，在宏觀沉積相分析及室內綜合研究的基礎上，認為本區晚古生代煤系地層主要發育碳酸鹽臺地相、潮坪相、淺水三角洲三大沉積相類型。

2.1碳酸鹽臺地

本區碳酸鹽臺地主要發育在本溪組和太原組地層中，尤其在太原組廣泛發育。自下而上分別發育下架灰巖、大青灰巖、中青灰巖、小青灰巖、伏青灰巖、山青灰巖、野青灰巖和一座灰巖，其中下架灰巖、小青灰巖、山青灰巖和一座灰巖分布不穩定，在區內沉積不連續，大青灰巖、伏青灰巖和野青灰巖發育穩定，成為研究區良好的標志層。自然伽馬曲線表現為齒狀負偏移，電阻率曲線為高值，幅度較大，呈指狀。

2.2潮坪潮坪

主要發育在本溪組及太原組，根據其沉積物結構、沉積構造、生物特征及垂向序列，可進一步劃分為潮道、砂坪、泥坪、砂泥混合坪、泥炭坪等微相。

2.2.1潮道潮道巖性

在垂向剖面自下而上粒度變細，砂體形態在剖面上呈頂底界面都比較平直的透鏡狀，在其底部有明顯的侵蝕底面。其礦物成分主要以石英為主（約占75%），長石約占15%，含少量巖屑，分選磨圓較好，接觸式膠結（圖3(a)）。粒度概率累積曲線表現為兩段式，缺乏牽引總體，跳躍總體斜率大約為60°，分選性較好，含量在70%左右。

2.2.2砂坪砂坪

主要由純凈的砂巖組成，其巖石類型以細—中粒石英砂巖為主，夾薄層粉砂巖。砂體形態在橫切面上呈毯狀或席狀，成分成熟度和結構成熟度比較高，石英含量大于90%，分選磨圓好。粒度概率累積曲線一般表現為兩段式(圖4(b))，由跳躍總體和懸浮總體組成，跳躍總體一般占80%，斜率陡，說明分選好，個別反映兩個次總體，可能受潮汐和波浪兩種作用的影響，S截點為突變形。具有低角度的交錯層理、脈狀層理和沙紋層理。

2.2.3泥坪在潮坪

沉積中只有短時間被海水淹沒，屬低能環境，主要由灰色和淺灰色泥巖、炭質泥巖和砂質泥巖組成，即沉積物以懸浮載荷為主，偶爾夾有大潮時帶來的粉砂質沉積。含有植物化石，并發育生物擾動構造，層理構造多為水平層理和緩波狀層理。

2.2.4砂泥混合坪

介于泥坪和砂坪之間的過度類型沉積，巖性以粉砂巖為主，以薄層淺色細砂巖與深色泥巖或砂質泥巖頻繁交替的互層為特征(圖3(c))。波狀、脈狀和透鏡狀等潮汐層理十分發育，此外有薄的砂泥互層，常見生物擾動構造。

2.2.5泥炭坪

泥炭坪是潮坪上的成煤環境，在適宜的條件下，造成大面積的泥炭堆積，具有煤層層位穩定，分布面積廣，結構較復雜，夾矸層數多，煤質差，灰分和硫分含量較高，常含黃鐵礦結合等特點。

2.3淺水三角洲

主要發育于二疊統山西組，受古地形的影響，主要以側向加積為特征，其平面形狀為鳥足狀或朵狀[6-7]。主要發育三角洲平原分流河道、天然堤、分流間灣和泥炭沼澤等微相。三角洲前緣主要發育河口壩和前緣席狀砂微相。三角洲平原的大面積發育造就了廣泛的成煤環境。

2.3.1三角洲平原

三角洲平原是三角洲的水上部分，三角洲平原及其發育是邯邢煤田石炭-二疊紀聚煤盆地三角洲的主要特征。主要發育為流河道、天然堤、分流間灣和泥炭沼澤等微相。分流河道構成三角洲平原的主體，巖石類型以中粒巖屑長石石英砂巖及中粒巖屑長石砂巖，分選磨圓中等（圖3(d)），具有向上變細的正粒序，發育大型板狀、槽狀交錯層理，底部常具有滯積層或明顯的沖刷面，自然伽馬曲線呈不規則箱形。粒度概率累積曲線一般表現為三段式，由跳躍總體和懸浮總體組成，跳躍總體一般占80%以上，斜率陡，截點為突變型，一般在1.8~3.0左右。天然堤發育在河道堤岸的兩側，在垂向上位于分流河道之上，是洪水期由洪水中懸浮的較粗物質在兩岸堆積而成。巖石主要為細砂巖和粉砂巖，具有小型交錯層理、水平層理，局部生物攪動構造。分流間灣相發育在指狀分流河道之間的低洼地區和廢棄的三角洲朵葉體不斷下陷地區。以懸浮沉積為主，巖性為泥巖、粉砂質泥巖，具水平層理，含大量植物化石碎片。泥炭沼澤發育于分流河道間地勢低洼的地帶以及廣闊的被廢棄的三角洲平原上，是一重要的成煤環境[8-9]。泥炭沼澤沉積物主要為含有機質的灰黑色泥巖、炭質泥巖或煤層為主，偶見薄層粉砂巖或細粒砂巖，一般發育水平層理或水平波狀層理，含有豐富的植物化石碎片和根化石。

2.3.2三角洲前緣

三角洲前緣是三角洲水下部分的主體，主要由河口壩和前緣席狀砂組成。河口壩在垂向上位于分流河道的下部，主要由細砂巖和中粒砂巖組成，成熟度和分選為中等—較好(圖4(f))。粒度概率曲線多為兩段式，跳躍總體占80%以上，最大特點是S截點處常發育一較寬的混合帶(圖5(d))，發育有板狀、楔形交錯層理或沙紋層理等。前緣席狀砂砂體成分為細砂和粉砂，分選很好，成熟度非常高，常發育平行紋層或小水流波痕層理構造，很難發現化石。本區山西組地層為淺水三角洲沉積，由于三角洲前緣下陷程度較小，河水流速變得十分緩慢，受海水、潮汐影響顯著，各砂體遭受強烈改造再次分布形成席狀砂。

3聚煤規律分析

邯邢煤田屬于華北晚古生代含煤建造，聚煤作用主要發育在石炭世和早二疊世早期地層中，經過對本區太原組、山西組煤層厚度、穩定性等特征的分析，并結合海平面變化對聚煤規律進行分析研究。

3.1石炭紀聚煤規律

晚石炭世太原組為研究區主要含煤層段，共含煤7~9層，局部或全部達到可采厚度的為6層?？v觀全區聚煤作用，煤層在地層中的位置具有一定的共性，煤層頂部直接或間接有灰巖沉積，如3、4、6、7、8和9號煤層頂部分別對應一座灰巖、野青灰巖、山青或伏青灰巖、小青灰巖、大青灰巖和下架灰巖。研究區在經受本溪組地層沉積之后，海侵方向由東北轉向南東，岸線近東北展布，在海平面上升時，西北部地區最晚被海水淹沒，在海水逐漸退去時，由西北向東南依次浮出水面，因此西北部地區泥炭堆積持續時間較長，而東南部地區受海水影響較大，暴露時間相對較短，泥炭堆積持續時間較短，最終出現太原組煤層由西北向東南逐漸變薄的趨勢。

3.2二疊紀聚煤規律

早二疊世早期山西組含兩層煤，其中1號煤不可采，2號煤在研究區廣泛分布，且厚度大，層位穩定，易于對比，是本區最重要的可采煤層。該時期海水逐漸由東南退出本區，由潮坪沉積體系轉變為淺水三角洲沉積體系。三角洲體系沉積區對聚煤作用非常有利[11-12]，尤其是三角洲平原上的分流間灣，此處地勢較低洼，覆水較淺，營養豐富，有利于植物的生長和泥炭堆積，形成的厚煤層厚度較大。但是由于淺水三角洲沉積體系的發展演化，分流河道的遷移更疊，造成煤層厚度變化較大，分叉合并現象普遍，而且由于后期構造活動和成煤后河流沖刷，煤層沖蝕現象也比較普遍，造成煤層在全區分布上的差異性。該期主要發育了全區分布穩定的2號煤。2號煤成煤為三角洲平原上發育起來的泥炭沼澤，在二疊紀該區處于熱帶—亞熱帶氣候，植物繁茂，有著充裕的成煤物質。因離物源區較遠，沉積作用微弱而沉積速度緩慢，加之遠離海岸線，受古構造運動影響造成的短暫海侵幾乎影響不到該區，能使該區域的泥炭沼澤持續發育，形成了巨厚的泥炭層，經后期成煤作用，造就了現在優質的2號煤（圖8）。2號煤層是本區最為重要的開采煤層，從煤層厚度等值線圖上可以看出（圖9），煤層總體呈現由西北向東南變薄的趨勢，等值線在平面上呈朵葉狀，印證了該煤層是由三角洲上發育的泥炭層形成的。在邢臺和峰峰地區煤層厚度超過了6m，為研究的聚煤中心。在武安市—邯鄲市以北一線及內丘煤層厚度相對較小，一般在3.0~4.0m之間。由2號煤層頂板砂巖等厚線圖分析，煤層形成之后可能受到河道沖刷而變薄。

4結論

1）研究區煤系地層主要發育碳酸鹽臺地、潮坪、三角洲沉積相。其中碳酸鹽臺地和潮坪主要為中晚石炭世沉積相類型，三角洲為早二疊世沉積相類型。2）邯邢煤田晚古生代煤系地層主要經歷了潮坪、淺水三角洲大沉積環境的演化過程。本溪組和太原組發育大型潮坪沉積體系，本研究區識別出潮道、潮汐沙脊、砂坪、砂泥混合坪和泥坪等沉積微相；山西組主要為淺水三角洲沉積體系，由于區內地形平坦開闊，三角洲平原極其發育，加之氣候適宜形成了研究區的2#主采煤層，三角洲前緣和前三角洲沉積厚度較小。3）太原組主要是由潮坪環境下發育的泥炭坪形成的煤層，山西組煤層由三角洲平原分流間灣形成。由于海水是有東南方向逐漸退出研究區，煤層總體呈現由西北向東南變薄的趨勢。

參考文獻：

[1]丁述理.黔西納雍煤系地層中潮汐沙脊的發現[J].地層學雜志，1994，18(3)：217-220.

[2]杜振川.河北南部煤層構造變薄帶特征及成因[J].遼寧工程技術大學學報：自然科學版，2001，20(6)：749-750.

[3]邵龍義，張鵬飛.論幕式聚煤作用及含煤巖系層序地層學研究[C]//顧家裕.層序地層學及其在油氣勘探開發中的應用論文集.北京：石油工業出版社，1997：124-128.

[4]邵龍義，劉紅梅，田寶霖.上揚子地區晚二疊代沉積演化與聚煤[J].沉積學報，1998，19(2)：54-60.

[5]譚富榮，魏云迅，劉偉剛，等.木里煤田構造特征及沉積充填過程研究[J].河北工程大學學報：自然科學版，2017，34(3)：79-84.

[6]桑樹勛，陳世悅，劉煥杰.華北晚古生代成煤環境與成煤模式多樣性研究[J].地質科學，2001，4(2)：212-221.

[7]李增學，余繼峰，郭建斌，等.陸表海盆地海侵事件成煤作用機制分析[J].沉積學報，2003，21(2)：288-297.

[8]劉子春，張良，溫吉洋.大雁煤田沉積環境與聚煤規律研究[J].內蒙古煤炭經濟，2008(3)：24-25.

[9]王雙明，張玉平.鄂爾多斯侏羅紀盆地形成演化和聚煤規律[J].地學前緣，1999，6(Z)：147-154.

[10]吳明東.烏魯木齊縣水西溝礦區東井田含煤巖系的沉積環境和聚煤規律[J].新疆有色金屬，2009(Z1)：88.

[11]李振生.河北省煤系地層賦存特征及找煤方向[J].中國煤田地質，2006，18(4)：11-12.

[12]雍曉艱，李賽歌.新疆和田縣布雅礦區含煤地層沉積特征及聚煤規律[J].中國煤田地質，2017，29(5)：13-15.

作者：崔崇海 單位：中國煤炭地質總局