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摘要:目前,随着我国社会经济的不断开展,我国建筑行业在建设规模上开始不断的扩大,因此,人们对于建筑工程的质量也提出了更高的要求。要想保證建筑工程的施工质量,就必须在施工过程中加强相应的管理力度,本文主要结合目前建筑工程管理中存在的问题进行了深入的分析,并针对这些问题提出了一些有效的解决措施,希望可以促进我国建筑行业在未来实现更加健康稳定的发展。
关键词:建筑工程管理;问题;措施
梅花井井田位于宁夏回族自治区灵武市以东33km处,行政区划属灵武市宁东镇管辖。梅花井煤矿是宁东煤炭基地鸳鸯湖矿区的特大型生产矿井,已完成勘探工作。地理坐标位于东经106°40′22″至106°46′53″,北纬37°58′20″至38°04′21″之间。
梅花井井田地层区划属晋冀鲁豫地层区(V4)、华北西缘地层分区(V41)、桌子山-青龙山地层小区(V41-2)。井田内大部分地区被第四系(Q)风积砂所覆盖仅在西南部有零星基岩出露。经钻孔揭露井田区内地层由老至新依次有:三叠系上统上田组(T3s);侏罗系中统延安组(J2y)、直罗组(J2z);侏罗系上统安定组(J3a);白垩系下统宜君组(K1y);古近系渐新统清水营组(E3q)和第四系(Q)。井田含煤地层为侏罗系中统延安组(J2y),钻孔揭露厚度,最小267.77m,最大329.93m,平均厚299.21m,共含煤层25层,其中可采煤层21层,不可采煤层4层。可采煤层平均总厚28.19m,可采含煤系数9.42%,含煤地层厚度由北向南有逐渐增厚的变化趋势,由西向东厚度变薄。
一、含煤地层的岩性组合
延安组地层岩性由灰、灰白色长石石英砂岩,深灰色、灰黑色粉砂岩、泥岩、煤和少量含铝质泥岩组成,底部以一套浅白或黄色带红斑的粗粒砂岩、含砾粗砂岩与下伏三叠系上田组(T3s)呈假整合接触。
1、岩石类型及丰度
根据钻孔统计,各类岩石以粗碎屑为主占57.5%,其中粗、中粒砂岩占31.9%,细粒砂岩占25.6%;细碎屑岩占31.9%,其中粉砂岩占29.3%,泥质岩占2.6%;煤及炭质泥岩占10.5%,其中炭质泥岩仅占0.5%。
2、岩性描述
(1)砂岩:各粒级砂岩在剖面中所占的厚度比较大,这是本区的显著特征。砂岩多为粗粒,其次为细粒。粗、中粒砂岩多呈厚层状及块状,具大型板状、槽状交错层理;细粒砂岩多为薄层状及中厚层状,具波状、缓波状及混浊状层理。砂岩中常含有煤屑及其透镜体和炭化植物茎干,底部有时含石英小砾石。镜下观察,砂岩多为不等粒长石石英砂岩占37.23%,次为岩屑、长石石英砂岩占35.29%。砂岩成分主要由石英、长石、云母、岩屑及重矿物组成,石英占72.84%,石英表面光滑洁净,含显微包体,波状消光;长石占16.97%,长石主要为正长石、斜长石和条纹长石;云母以黑云母居多,褪色,蚀变强烈;岩屑有云母石英片岩、泥岩、石英岩等;重矿物有电气石、石榴石、锆石、磷灰石、绿帘石和磁铁矿等,这是一种不稳定组合,是风化不彻底的产物。根据重矿物的种类及其组成,反映延安组沉积源岩主要为酸性岩浆岩和变质岩。
砂岩成分在剖面上的变化为:石英含量自下而上降低,至顶部略有回升,长石含量则与石英相反,岩屑基本上无变化,云母有自下而上增加的趋势。
(2)粉砂岩:在剖面上以中下部含量最高,平面上比较稳定。多为灰和浅灰色,富含云母、长石,黑云母较多,大多水化。石英几乎全为单晶,表面模糊,边缘溶浊;填隙物约40%,主要是铁泥质、钙泥质和铝土质,少量菱铁质、绿泥石,普遍含有机质,含较多重矿物。岩石类型为:长石石英粉砂岩、石英粉砂岩及泥质粉砂岩。
(3)泥岩:主要为黑灰、黑色团块泥岩和页岩,其中多见黄铁矿球粒、结核,层间见菱铁矿结核、植物叶片和根化石,多位于煤层顶底板或夹于粉砂岩中,厚度不大。主要成分为高岭石、水云母、伊利石等铝土矿物,含少量矿物碎屑,主要是石英、云母及长石。可见锆石、电气石、绿帘石等重矿物。主要岩石类型有高岭石质泥岩、高岭石-水云母质泥岩。
(4)炭质泥岩:多为块状及鳞片状,常夹有煤线及透镜体,构成煤层的直接顶板及夹矸。
二、含煤地层的沉积环境类型
根据岩石的成因标志和宏观沉积特征,区内延安组含煤地层的沉积环境类型可划分浅湖三角洲体系和河流沉积体系两大类,并以前者占绝对优势。在浅湖三角洲体系中,可细分出三角洲平原相、三角洲前缘相和前三角洲~浅湖相,河流体系居次要地位,可划分出冲积河道相、泛滥盆地相及漫滩沼泽相等类型,见梅花井井田含煤地层的划分及沉积环境分析示意图。各体系的沉积特征简述如下:
1、浅湖三角洲体系
(1)、三角洲平原相
三角洲平原相分布在三角洲层序的上部,是含煤地层中最主要的沉积类型,主要构成元素有:分流河道及天然堤沉积组合、决口扇和决口三角洲沉积组合、分流间湾细粒越岸沉积组合和泥炭沼泽沉积。各沉积组合分述如下:
a、分流河道天然堤沉积组合:分流河道沉积由各种粒级的砂岩组成,发育大~小型交错层理,底部具冲刷面。分流河道砂体明显具有向上变细的粒序特征,于其顶部即过渡为较细的垂向加积,含较丰富的植物化石。砂體厚度一般在十余米至二十余米之间。在断面上,分流河道砂体呈透镜状被粉砂、泥质沉积物所包围,顶部的细粒垂向加积部分较发育,这与决口分流水道砂体有较相似之处。分流河道砂体的测井曲线特征,反映了总体向上变细的垂向层序;视电率和自然电位曲线均呈向上收缩形,底界面突变。
天然堤沉积,在垂向上位于分流河道砂体之上,横向上则位于分流河道砂体两旁侧,多表现为较薄的粉砂岩、细粒砂岩互层,单层厚度一般为十几到几十厘米。
b、决口扇和决口三角洲沉积组合:决口扇和决口三角洲的普遍发育,是延安组含煤地层浅湖三角洲体系的重要特征。决口扇砂体主要由粉砂岩、细粒砂岩组成,以块状层理为主,有时可见小型交错层理、变形层理等,发育生物潜穴和扰动构造,常见植物根系直穿层面。决口扇砂体横向展布于河道砂体的旁侧,呈板状;在垂向上多呈夹层出现,厚度一般小3m,其上、下与细粒沉积呈突变接触关系。决口扇砂体具重力流的沉积特征,砂体的内部颗粒磨圆度较差,杂基支撑,杂基含量多为14.66~20.81%之间。上述特点,均表现了决口扇沉积作用为一种快速的堆积。 决口三角洲沉积,包括了决口水道砂体和水道间细粒垂向加积沉积物。决口水道砂体在走向断面上呈平行展布的上凸状透镜体,具向上变细的粒序特点,砂体厚可达20余米,宽350~650m,宽厚比为20~30。决口水道间为粉砂、细粒砂岩和泥岩等充填,含较丰富的植物化石。决口三角洲的形成规模可在数十平方公里,通常成为稳定厚煤层发育的良好场所。
c、分流间湾细粒越岸沉积组合:通常由粉砂岩、细粒砂岩和泥岩组成,发育水平层理或纹理,小型波纹层理和攀升层理等,常见植物化石或植物化石碎片。其层序特点表现为泥岩和粉砂岩、细粒砂岩的不等厚互层,单层厚度一般小于1m,其间常夹有决口扇砂体。
d、泥炭沼泽:在三角洲平原环境中,后期通常演变为广阔的泥炭沼泽,形成较厚的稳定煤层。厚煤层的下伏层位一般以天然堤及决口扇、决口三角洲成因之细粒砂岩、粉砂岩和泥岩为主,有时也可以是废弃的分流河道砂岩。在稳定广阔的泥炭沼泽形成前的三角洲平原建设时期于分流间湾洼地局部即出现泥炭沼泽环境,但大多只形成煤线或极薄的煤层,有时也可能形成局限的中厚煤层。
(2)三角洲前缘相
三角洲前缘相主要构成元素为河口坝沉积和水下分流河道沉积。分述如下:
a、河口坝沉积组合:通常由较细的砂岩和粉砂岩构成,可分为远端坝和近端坝两种形式,由主分流河道携带沉积物进入浅湖水体且向两侧和前方扩散形成的进积砂沉积所致。远端坝部分,粒度较细,为一套粉砂岩和细粒砂岩薄互层,具水平层理,生物扰动构造较为发育;近端坝部分为一套细粒砂岩、中粒砂岩和粉砂岩互层,与远端坝比较,粒度总体较粗,发育小型交錯层理,变形层理等沉积构造,构成河口坝沉积的主体部分。河口坝砂体的上、下界面均比较平直,呈席状展布形式,在垂向上总体显示了向上粒度变粗、互层厚度加大的特点。河口坝砂体的粒度区间跨度小,大多位于细砂级区间,分选性良好。
b、水下分流河道沉积组合:水下分流河道砂体为三角洲平原之分流河道砂体向三角洲前缘方向延伸的部分,由各种粒级的砂岩组成,发育大~中型层理和块状层理,底部也具有冲刷面。在垂向上,其顶、底一般为三角洲前缘~浅湖的水下泥质或粉砂岩沉积。其测井曲线特征,视电阻率和自然电位二个参数曲线构成箱状形式,顶、底线均呈突变。
(3)前三角洲~浅湖相
前三角洲~浅湖相在垂向层序上位于三角洲层序的底部,由具水平层理或纹理的泥岩、粉砂质泥岩或粉砂岩组成,单层厚度一般小于3m,不含或者含少量的植物化石碎片,偶尔可发现蚌壳类动物化石,其下伏层多数情况下为另一三角洲层序顶部的主要煤层。
2、河流体系
延安组含煤地层中河流体系沉积的发育程度比浅湖三角洲体系差,其沉积相的构成大致划分为冲积河道相、泛滥盆地相及漫滩沼泽相等类型,依次简述如下:
(1)冲积河道相
冲积河道相由各种粒级之砂岩、砂砾岩组成,其垂向层序和沉积构造特点为:
a、砂体呈多阶性,沿古流方向侧向加积。常见层间冲刷面,以底部冲刷面最为明显。冲刷面凹凸不平,对下伏地层有较强的冲刷作用。
b、明显具有向上变细的垂向层序,底部常存在较粗的滞留沉积,顶部过渡为细的泛滥盆地沉积。
c、随着粒度向上变细,交错层理的规模也由大变小,层理类型由大型的交错层理过渡到小型的交错层理、攀升沙纹层理等。
(2)泛滥盆地相
在横向上,泛滥盆地相位于冲积河道相两侧,由较细的细粒砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩组成,常见水平层理和攀升层理。于泛滥盆地相和河道相其间常夹有决口扇砂岩,为河道决口快速堆积而成。在垂向上,泛滥盆地相位于冲积河道砂岩之上,构成完整的向上变细的河流充填层序。
(3)漫滩沼泽相
由炭质泥岩、根土岩和煤组成,在垂向上位于泛滥盆地相之上,自下而上为炭质泥岩、根土岩和煤。在横向上,这種相单元代表了河流体系中离冲积河道最远的沼泽沉积。由于冲积河道的迁移,漫滩沼泽随之可以在较大上扩展,并可具较好的延续性,形成具有广泛分布的稳定厚煤层。
综上所述,区内延安组含煤地层中存在各种不同的沉积组合单元,它们的沉积特征均较为明显,容易识别。浅湖三角洲体系分布在含煤地层的中部,河流体系分布在含煤地层的下部和顶端。
三、含煤地层成因地层单位
从沉积断面对比图上总体显示出含煤地层上、下部均为较粗的含煤碎屑充填和中部较细的含煤碎屑充填(含典型的湖相泥岩层)的三段式充填特点。根据充填特点延安组含煤地层可划分为五个成因地层单位和9个充填层序(层序1~层序9)。由下往上依次编号为成因地层单位一至成因地层单位五。成因地层单位通常以沉积间断面或稳定煤层、煤层组的顶界面作为分界,见梅花井井田含煤地层的划分及沉积环境分析示意图。各成因地层单位的沉积构成如下:
1、成因地层单位一
从含煤地层底界到16煤顶板,厚23. 55~65.95m,平均厚度42.44m。以冲积河道砂质沉积为主,由一个总体向上变细的河道充填层序(层序1)构成,岩性以灰白色砂岩为主,俗称“宝塔山砂岩”,夹粉砂质泥岩,煤层位于层序的上部,含18、17、16三个煤组和煤层。
2、成因地层单位二
从16煤顶板到12煤顶板,厚31.57~67.05m,平均厚48.02m。由二个垂向上向上变粗的三角洲充填层序(层序2、层序3)构成,岩性以灰~灰白色粉砂岩、细粒砂岩为主,夹薄层泥和煤层,煤层位于每个层序的顶部,含15、14、12三个煤组和煤层。
3、成因地层单位三
从12煤顶板到6煤顶板,厚59.27~113.22m,平均厚度78.89m。由二个典型的向上变粗的三角洲充填层序(层序4、层序5)构成,砂岩位于层位层序的中下部,层序的上部则以粉砂岩、细粒砂岩为夹薄煤层,层序4和层序5的顶部分别含10和6两个分布广且较稳定的厚煤组。 4、成因地层单位四
从6煤组顶板到4煤组顶板,厚52.80~100.62m,平均厚80.01m。由2個三角洲充填层序(层序6、层序7)构成,岩性以灰白色砂岩为主,其次为粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层,煤层位于层序的上部和顶部。5煤位于层序6的上部,4煤组位于层序7的顶部。
5、成因地层单位五
从4煤组顶板到含煤地层的顶界,厚30.51~89.41m,平均厚51.09m。由下部向上变粗的三角洲充填和上部的向上变细的河流充填2个层序(层序8和层序9)构成。下部三角洲充填层序8以灰白色砂岩主为,3煤位于层序的上部;上部河流充填层序9的顶界受上覆直罗组底部砂体的冲刷,层序保存不完整,2煤组位于层序的顶部。
四、含煤地层各成因单位的主要沉积环境类型
1、成因地层单位一的沉积环境
成因地层单位一记录了延安期初时的沉积,其下部的“宝塔山砂岩”是典型的冲积河道成因砂岩体,由它构成了延安期初时的格架环境沉积,河道性质可能接近于低弯度的曲流河性质。在河道两侧发育泛滥盆地和漫滩沼泽。在沉积断图上显示该时期的沉积以砂质为主,厚度变化的差异性反映了古地形的起伏不平。由于古地形随沉积作用渐趋淤平及河道的废弃,使河道旁侧的泥炭沼泽环境进一步扩展,形成分布较广的中厚~厚煤层。总体来看,煤层的发育仍然受到古河道的控制。
2、成因地层单位二至四的沉积环境
成因地层单位二至四的沉积构成和古环境配置关系近似,故归并一起叙述。它们与下伏成因地层单位一比较有明显的不同,表现为出现向上变粗的三角洲层序,发育典型的湖相泥岩层。这些特点表明沉积环境由冲积平原环境演化为浅湖三角洲环境。
由不同成因地层单位的含砂率可明显地反映出勘探区内发育大型鸟足状三角洲朵体,古环境配置上以分流河道构成格架环境。由于区域性的水进或水退,各成因地层单位的三角洲朵体发育部位略有变迁,但总的变化不大,具有继承性发育的特点。
从走向沉积断面图上可反映出该时期以砂质沉积为主,同时期的分流河道砂体多呈分隔的透镜状,不同时期的分流河道砂体呈叠瓦状排列。成因地层单位三下部层序河口坝沉积较为发育,沉积物粒度相对较细,从沉积构成上反映了本区当时为湖侵的高潮时期。该时期各成因地层单位中,不同层序顶部均分布较稳定的中厚~厚煤层。
本区该时期浅湖三角洲环境的一个重要特点是三角洲平原占有优势,从沉积构成上则显示以三角洲平原相组合为主。在三角洲平原上,主分流河道间决口扇和决口三角洲的广泛发育具有特色,从而构成决口扇和决口三角洲的古环境配置关系,并且可以看出这种古环境配置和厚煤带的形成密切相关。
在垂向上,由前三角洲~浅湖泥质沉积、三角洲前缘较细的砂质沉积再到三角洲平原沉积和顶部的泥炭沼泽沉积,反映了浅湖三角洲的整个发育过程。受区域性水进水退的影响,该过程具有阶段性重复的特点,在三角洲平原发育阶段还伴随着决口和溢岸作用的多次发生,分流河道的侧向迁移,而造成粒序向上变细的多次重复的特点。
3、成因地层单位五的沉积环境
成因地层单位五的沉积构成与下伏成因地层单位相似,但缺乏典型的湖相泥岩层,且含砂率较高,晚期具有向冲积环境过渡的特点。该单位的下部层序从分析来看,该时期为以分流河道为格架环境的古环境配置关系,分流河道间洼环境广泛发育。沉积断面图上可看出,该时期沉积以分流河道砂质沉积为主,湖相泥岩不发育,反映了该时期湖水退出本区,沉积环境以三角洲平原为特点,其垂向上层序显示为向上变细的特征。
该成因地层单位的上部层序9发育中厚~厚煤层(2煤组),而且砂岩显著增厚,含砂率增高,其垂向层序表现为向上变细的特点,表明该时期可能存在冲积河道和泛滥盆地的古环境配置关系。
五、结论
综上所述,延安组含煤地层的沉积环境为以河流作用为主的湖泊三角洲面貌,在勘探区内发育大型鸟足狀河流入湖三角洲。延安组的形成经历了冲积平原、浅湖三角洲又复向冲积平原过渡的充填演化过程,每一充填阶段均具有明显的周期性变化,这种充填形式决定了本区中侏罗世的聚煤特点,表现为聚煤作用主要发生于废弃的三角洲平原之上,并形成区内具有工业价值的主要煤层。总体上构成聚煤程度随充填演化过程具有周期性变化的特点。
关键词:建筑工程管理;问题;措施
梅花井井田位于宁夏回族自治区灵武市以东33km处,行政区划属灵武市宁东镇管辖。梅花井煤矿是宁东煤炭基地鸳鸯湖矿区的特大型生产矿井,已完成勘探工作。地理坐标位于东经106°40′22″至106°46′53″,北纬37°58′20″至38°04′21″之间。
梅花井井田地层区划属晋冀鲁豫地层区(V4)、华北西缘地层分区(V41)、桌子山-青龙山地层小区(V41-2)。井田内大部分地区被第四系(Q)风积砂所覆盖仅在西南部有零星基岩出露。经钻孔揭露井田区内地层由老至新依次有:三叠系上统上田组(T3s);侏罗系中统延安组(J2y)、直罗组(J2z);侏罗系上统安定组(J3a);白垩系下统宜君组(K1y);古近系渐新统清水营组(E3q)和第四系(Q)。井田含煤地层为侏罗系中统延安组(J2y),钻孔揭露厚度,最小267.77m,最大329.93m,平均厚299.21m,共含煤层25层,其中可采煤层21层,不可采煤层4层。可采煤层平均总厚28.19m,可采含煤系数9.42%,含煤地层厚度由北向南有逐渐增厚的变化趋势,由西向东厚度变薄。
一、含煤地层的岩性组合
延安组地层岩性由灰、灰白色长石石英砂岩,深灰色、灰黑色粉砂岩、泥岩、煤和少量含铝质泥岩组成,底部以一套浅白或黄色带红斑的粗粒砂岩、含砾粗砂岩与下伏三叠系上田组(T3s)呈假整合接触。
1、岩石类型及丰度
根据钻孔统计,各类岩石以粗碎屑为主占57.5%,其中粗、中粒砂岩占31.9%,细粒砂岩占25.6%;细碎屑岩占31.9%,其中粉砂岩占29.3%,泥质岩占2.6%;煤及炭质泥岩占10.5%,其中炭质泥岩仅占0.5%。
2、岩性描述
(1)砂岩:各粒级砂岩在剖面中所占的厚度比较大,这是本区的显著特征。砂岩多为粗粒,其次为细粒。粗、中粒砂岩多呈厚层状及块状,具大型板状、槽状交错层理;细粒砂岩多为薄层状及中厚层状,具波状、缓波状及混浊状层理。砂岩中常含有煤屑及其透镜体和炭化植物茎干,底部有时含石英小砾石。镜下观察,砂岩多为不等粒长石石英砂岩占37.23%,次为岩屑、长石石英砂岩占35.29%。砂岩成分主要由石英、长石、云母、岩屑及重矿物组成,石英占72.84%,石英表面光滑洁净,含显微包体,波状消光;长石占16.97%,长石主要为正长石、斜长石和条纹长石;云母以黑云母居多,褪色,蚀变强烈;岩屑有云母石英片岩、泥岩、石英岩等;重矿物有电气石、石榴石、锆石、磷灰石、绿帘石和磁铁矿等,这是一种不稳定组合,是风化不彻底的产物。根据重矿物的种类及其组成,反映延安组沉积源岩主要为酸性岩浆岩和变质岩。
砂岩成分在剖面上的变化为:石英含量自下而上降低,至顶部略有回升,长石含量则与石英相反,岩屑基本上无变化,云母有自下而上增加的趋势。
(2)粉砂岩:在剖面上以中下部含量最高,平面上比较稳定。多为灰和浅灰色,富含云母、长石,黑云母较多,大多水化。石英几乎全为单晶,表面模糊,边缘溶浊;填隙物约40%,主要是铁泥质、钙泥质和铝土质,少量菱铁质、绿泥石,普遍含有机质,含较多重矿物。岩石类型为:长石石英粉砂岩、石英粉砂岩及泥质粉砂岩。
(3)泥岩:主要为黑灰、黑色团块泥岩和页岩,其中多见黄铁矿球粒、结核,层间见菱铁矿结核、植物叶片和根化石,多位于煤层顶底板或夹于粉砂岩中,厚度不大。主要成分为高岭石、水云母、伊利石等铝土矿物,含少量矿物碎屑,主要是石英、云母及长石。可见锆石、电气石、绿帘石等重矿物。主要岩石类型有高岭石质泥岩、高岭石-水云母质泥岩。
(4)炭质泥岩:多为块状及鳞片状,常夹有煤线及透镜体,构成煤层的直接顶板及夹矸。
二、含煤地层的沉积环境类型
根据岩石的成因标志和宏观沉积特征,区内延安组含煤地层的沉积环境类型可划分浅湖三角洲体系和河流沉积体系两大类,并以前者占绝对优势。在浅湖三角洲体系中,可细分出三角洲平原相、三角洲前缘相和前三角洲~浅湖相,河流体系居次要地位,可划分出冲积河道相、泛滥盆地相及漫滩沼泽相等类型,见梅花井井田含煤地层的划分及沉积环境分析示意图。各体系的沉积特征简述如下:
1、浅湖三角洲体系
(1)、三角洲平原相
三角洲平原相分布在三角洲层序的上部,是含煤地层中最主要的沉积类型,主要构成元素有:分流河道及天然堤沉积组合、决口扇和决口三角洲沉积组合、分流间湾细粒越岸沉积组合和泥炭沼泽沉积。各沉积组合分述如下:
a、分流河道天然堤沉积组合:分流河道沉积由各种粒级的砂岩组成,发育大~小型交错层理,底部具冲刷面。分流河道砂体明显具有向上变细的粒序特征,于其顶部即过渡为较细的垂向加积,含较丰富的植物化石。砂體厚度一般在十余米至二十余米之间。在断面上,分流河道砂体呈透镜状被粉砂、泥质沉积物所包围,顶部的细粒垂向加积部分较发育,这与决口分流水道砂体有较相似之处。分流河道砂体的测井曲线特征,反映了总体向上变细的垂向层序;视电率和自然电位曲线均呈向上收缩形,底界面突变。
天然堤沉积,在垂向上位于分流河道砂体之上,横向上则位于分流河道砂体两旁侧,多表现为较薄的粉砂岩、细粒砂岩互层,单层厚度一般为十几到几十厘米。
b、决口扇和决口三角洲沉积组合:决口扇和决口三角洲的普遍发育,是延安组含煤地层浅湖三角洲体系的重要特征。决口扇砂体主要由粉砂岩、细粒砂岩组成,以块状层理为主,有时可见小型交错层理、变形层理等,发育生物潜穴和扰动构造,常见植物根系直穿层面。决口扇砂体横向展布于河道砂体的旁侧,呈板状;在垂向上多呈夹层出现,厚度一般小3m,其上、下与细粒沉积呈突变接触关系。决口扇砂体具重力流的沉积特征,砂体的内部颗粒磨圆度较差,杂基支撑,杂基含量多为14.66~20.81%之间。上述特点,均表现了决口扇沉积作用为一种快速的堆积。 决口三角洲沉积,包括了决口水道砂体和水道间细粒垂向加积沉积物。决口水道砂体在走向断面上呈平行展布的上凸状透镜体,具向上变细的粒序特点,砂体厚可达20余米,宽350~650m,宽厚比为20~30。决口水道间为粉砂、细粒砂岩和泥岩等充填,含较丰富的植物化石。决口三角洲的形成规模可在数十平方公里,通常成为稳定厚煤层发育的良好场所。
c、分流间湾细粒越岸沉积组合:通常由粉砂岩、细粒砂岩和泥岩组成,发育水平层理或纹理,小型波纹层理和攀升层理等,常见植物化石或植物化石碎片。其层序特点表现为泥岩和粉砂岩、细粒砂岩的不等厚互层,单层厚度一般小于1m,其间常夹有决口扇砂体。
d、泥炭沼泽:在三角洲平原环境中,后期通常演变为广阔的泥炭沼泽,形成较厚的稳定煤层。厚煤层的下伏层位一般以天然堤及决口扇、决口三角洲成因之细粒砂岩、粉砂岩和泥岩为主,有时也可以是废弃的分流河道砂岩。在稳定广阔的泥炭沼泽形成前的三角洲平原建设时期于分流间湾洼地局部即出现泥炭沼泽环境,但大多只形成煤线或极薄的煤层,有时也可能形成局限的中厚煤层。
(2)三角洲前缘相
三角洲前缘相主要构成元素为河口坝沉积和水下分流河道沉积。分述如下:
a、河口坝沉积组合:通常由较细的砂岩和粉砂岩构成,可分为远端坝和近端坝两种形式,由主分流河道携带沉积物进入浅湖水体且向两侧和前方扩散形成的进积砂沉积所致。远端坝部分,粒度较细,为一套粉砂岩和细粒砂岩薄互层,具水平层理,生物扰动构造较为发育;近端坝部分为一套细粒砂岩、中粒砂岩和粉砂岩互层,与远端坝比较,粒度总体较粗,发育小型交錯层理,变形层理等沉积构造,构成河口坝沉积的主体部分。河口坝砂体的上、下界面均比较平直,呈席状展布形式,在垂向上总体显示了向上粒度变粗、互层厚度加大的特点。河口坝砂体的粒度区间跨度小,大多位于细砂级区间,分选性良好。
b、水下分流河道沉积组合:水下分流河道砂体为三角洲平原之分流河道砂体向三角洲前缘方向延伸的部分,由各种粒级的砂岩组成,发育大~中型层理和块状层理,底部也具有冲刷面。在垂向上,其顶、底一般为三角洲前缘~浅湖的水下泥质或粉砂岩沉积。其测井曲线特征,视电阻率和自然电位二个参数曲线构成箱状形式,顶、底线均呈突变。
(3)前三角洲~浅湖相
前三角洲~浅湖相在垂向层序上位于三角洲层序的底部,由具水平层理或纹理的泥岩、粉砂质泥岩或粉砂岩组成,单层厚度一般小于3m,不含或者含少量的植物化石碎片,偶尔可发现蚌壳类动物化石,其下伏层多数情况下为另一三角洲层序顶部的主要煤层。
2、河流体系
延安组含煤地层中河流体系沉积的发育程度比浅湖三角洲体系差,其沉积相的构成大致划分为冲积河道相、泛滥盆地相及漫滩沼泽相等类型,依次简述如下:
(1)冲积河道相
冲积河道相由各种粒级之砂岩、砂砾岩组成,其垂向层序和沉积构造特点为:
a、砂体呈多阶性,沿古流方向侧向加积。常见层间冲刷面,以底部冲刷面最为明显。冲刷面凹凸不平,对下伏地层有较强的冲刷作用。
b、明显具有向上变细的垂向层序,底部常存在较粗的滞留沉积,顶部过渡为细的泛滥盆地沉积。
c、随着粒度向上变细,交错层理的规模也由大变小,层理类型由大型的交错层理过渡到小型的交错层理、攀升沙纹层理等。
(2)泛滥盆地相
在横向上,泛滥盆地相位于冲积河道相两侧,由较细的细粒砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩组成,常见水平层理和攀升层理。于泛滥盆地相和河道相其间常夹有决口扇砂岩,为河道决口快速堆积而成。在垂向上,泛滥盆地相位于冲积河道砂岩之上,构成完整的向上变细的河流充填层序。
(3)漫滩沼泽相
由炭质泥岩、根土岩和煤组成,在垂向上位于泛滥盆地相之上,自下而上为炭质泥岩、根土岩和煤。在横向上,这種相单元代表了河流体系中离冲积河道最远的沼泽沉积。由于冲积河道的迁移,漫滩沼泽随之可以在较大上扩展,并可具较好的延续性,形成具有广泛分布的稳定厚煤层。
综上所述,区内延安组含煤地层中存在各种不同的沉积组合单元,它们的沉积特征均较为明显,容易识别。浅湖三角洲体系分布在含煤地层的中部,河流体系分布在含煤地层的下部和顶端。
三、含煤地层成因地层单位
从沉积断面对比图上总体显示出含煤地层上、下部均为较粗的含煤碎屑充填和中部较细的含煤碎屑充填(含典型的湖相泥岩层)的三段式充填特点。根据充填特点延安组含煤地层可划分为五个成因地层单位和9个充填层序(层序1~层序9)。由下往上依次编号为成因地层单位一至成因地层单位五。成因地层单位通常以沉积间断面或稳定煤层、煤层组的顶界面作为分界,见梅花井井田含煤地层的划分及沉积环境分析示意图。各成因地层单位的沉积构成如下:
1、成因地层单位一
从含煤地层底界到16煤顶板,厚23. 55~65.95m,平均厚度42.44m。以冲积河道砂质沉积为主,由一个总体向上变细的河道充填层序(层序1)构成,岩性以灰白色砂岩为主,俗称“宝塔山砂岩”,夹粉砂质泥岩,煤层位于层序的上部,含18、17、16三个煤组和煤层。
2、成因地层单位二
从16煤顶板到12煤顶板,厚31.57~67.05m,平均厚48.02m。由二个垂向上向上变粗的三角洲充填层序(层序2、层序3)构成,岩性以灰~灰白色粉砂岩、细粒砂岩为主,夹薄层泥和煤层,煤层位于每个层序的顶部,含15、14、12三个煤组和煤层。
3、成因地层单位三
从12煤顶板到6煤顶板,厚59.27~113.22m,平均厚度78.89m。由二个典型的向上变粗的三角洲充填层序(层序4、层序5)构成,砂岩位于层位层序的中下部,层序的上部则以粉砂岩、细粒砂岩为夹薄煤层,层序4和层序5的顶部分别含10和6两个分布广且较稳定的厚煤组。 4、成因地层单位四
从6煤组顶板到4煤组顶板,厚52.80~100.62m,平均厚80.01m。由2個三角洲充填层序(层序6、层序7)构成,岩性以灰白色砂岩为主,其次为粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层,煤层位于层序的上部和顶部。5煤位于层序6的上部,4煤组位于层序7的顶部。
5、成因地层单位五
从4煤组顶板到含煤地层的顶界,厚30.51~89.41m,平均厚51.09m。由下部向上变粗的三角洲充填和上部的向上变细的河流充填2个层序(层序8和层序9)构成。下部三角洲充填层序8以灰白色砂岩主为,3煤位于层序的上部;上部河流充填层序9的顶界受上覆直罗组底部砂体的冲刷,层序保存不完整,2煤组位于层序的顶部。
四、含煤地层各成因单位的主要沉积环境类型
1、成因地层单位一的沉积环境
成因地层单位一记录了延安期初时的沉积,其下部的“宝塔山砂岩”是典型的冲积河道成因砂岩体,由它构成了延安期初时的格架环境沉积,河道性质可能接近于低弯度的曲流河性质。在河道两侧发育泛滥盆地和漫滩沼泽。在沉积断图上显示该时期的沉积以砂质为主,厚度变化的差异性反映了古地形的起伏不平。由于古地形随沉积作用渐趋淤平及河道的废弃,使河道旁侧的泥炭沼泽环境进一步扩展,形成分布较广的中厚~厚煤层。总体来看,煤层的发育仍然受到古河道的控制。
2、成因地层单位二至四的沉积环境
成因地层单位二至四的沉积构成和古环境配置关系近似,故归并一起叙述。它们与下伏成因地层单位一比较有明显的不同,表现为出现向上变粗的三角洲层序,发育典型的湖相泥岩层。这些特点表明沉积环境由冲积平原环境演化为浅湖三角洲环境。
由不同成因地层单位的含砂率可明显地反映出勘探区内发育大型鸟足状三角洲朵体,古环境配置上以分流河道构成格架环境。由于区域性的水进或水退,各成因地层单位的三角洲朵体发育部位略有变迁,但总的变化不大,具有继承性发育的特点。
从走向沉积断面图上可反映出该时期以砂质沉积为主,同时期的分流河道砂体多呈分隔的透镜状,不同时期的分流河道砂体呈叠瓦状排列。成因地层单位三下部层序河口坝沉积较为发育,沉积物粒度相对较细,从沉积构成上反映了本区当时为湖侵的高潮时期。该时期各成因地层单位中,不同层序顶部均分布较稳定的中厚~厚煤层。
本区该时期浅湖三角洲环境的一个重要特点是三角洲平原占有优势,从沉积构成上则显示以三角洲平原相组合为主。在三角洲平原上,主分流河道间决口扇和决口三角洲的广泛发育具有特色,从而构成决口扇和决口三角洲的古环境配置关系,并且可以看出这种古环境配置和厚煤带的形成密切相关。
在垂向上,由前三角洲~浅湖泥质沉积、三角洲前缘较细的砂质沉积再到三角洲平原沉积和顶部的泥炭沼泽沉积,反映了浅湖三角洲的整个发育过程。受区域性水进水退的影响,该过程具有阶段性重复的特点,在三角洲平原发育阶段还伴随着决口和溢岸作用的多次发生,分流河道的侧向迁移,而造成粒序向上变细的多次重复的特点。
3、成因地层单位五的沉积环境
成因地层单位五的沉积构成与下伏成因地层单位相似,但缺乏典型的湖相泥岩层,且含砂率较高,晚期具有向冲积环境过渡的特点。该单位的下部层序从分析来看,该时期为以分流河道为格架环境的古环境配置关系,分流河道间洼环境广泛发育。沉积断面图上可看出,该时期沉积以分流河道砂质沉积为主,湖相泥岩不发育,反映了该时期湖水退出本区,沉积环境以三角洲平原为特点,其垂向上层序显示为向上变细的特征。
该成因地层单位的上部层序9发育中厚~厚煤层(2煤组),而且砂岩显著增厚,含砂率增高,其垂向层序表现为向上变细的特点,表明该时期可能存在冲积河道和泛滥盆地的古环境配置关系。
五、结论
综上所述,延安组含煤地层的沉积环境为以河流作用为主的湖泊三角洲面貌,在勘探区内发育大型鸟足狀河流入湖三角洲。延安组的形成经历了冲积平原、浅湖三角洲又复向冲积平原过渡的充填演化过程,每一充填阶段均具有明显的周期性变化,这种充填形式决定了本区中侏罗世的聚煤特点,表现为聚煤作用主要发生于废弃的三角洲平原之上,并形成区内具有工业价值的主要煤层。总体上构成聚煤程度随充填演化过程具有周期性变化的特点。