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摘 要:本文通过对东胜煤田李家壕井田的概况及地层特征的分析,阐述了该地区含煤地层沉积环境情况。
关键词:东胜煤田;地层特征;沉积
一、概况
东胜煤田李家壕井田,位于鄂尔多斯聚煤盆地东胜煤田东北部,行政区划隶属东胜区铜川镇管辖。地理坐标:东径:110○ 01'00"~110○06'30",北纬:39○43'45"~39○48'40"。距东胜城区最近距离仅2km左右。交通十分方便。井田面积约为67.64km2,共施工钻孔58个,工作量2309001m,获得煤炭总资源/储量144670万吨。
东胜煤田大地构造分区属于华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起区,其煤田基本构造形态为一向西南倾斜的单斜构造,岩层倾角多在5○以下,褶皱、断层发育程度低,较大的断层多发育在煤田东南部,多为东西走向的高角度正断层,落差小于100m,煤田内局部有小的波伏起伏,无岩浆岩侵入。
二、地层特征
1、延长组。
(T3y):该组为煤系地层沉积基底,呈波状色中粗粒砂岩为主,局部含砾。平面上表现为由南向北,沉积物变细的特征,根据其沉积特点结合邻区成熟的研究成果可推断,在延长组曲流河沉积后,随着盆地总体持续下降,湖水积进,河流沉积向碎屑物来源方向退缩。从而形成了该阶段湖三角洲的沉积环境,岩信上表现为:灰白色砂岩、灰色、深灰色粉砂岩,沙质泥岩、煤层组合而成的沉积特征。
2、第二成因单元。
上段岩性以灰色、深灰色的细碎屑组合为主,为湖湾沉积下段为砂岩和泥岩的组合,为湖三角洲沉积。该单元沉积末期,湖水进一步扩张,大范围出现了较宁静的湖湾沉积区,随着湖湾的间歇性於浅发生泥炭沼泽化,出现聚煤作用,这种长时间的整煤作用形成了面积较大相对稳定的6煤组。根据整个盆地的演化进程,该单元结束有突发的侵湖事件发生,结束了初始充填阶段发育,进入了超覆充填的新阶段。
3、超覆充填阶段。
充填结束后,由于湖侵事件形成了新的沉积格局,总体表现为湖泊的超覆扩张。形成了本区的超覆充填,以岩性组合看,砂岩成份相对增高,出现了逆粒序多旋回沉积。正是这种湖水的超覆湖三角洲平原侧向迁移,其上泥岩沼泽持续发育形成了本区较稳定的5、4煤层。从东胜煤田总沉积环境看,第三成因单元仍是湖水扩张的产物。而现今的残存格局是后期新生代以来剥蚀破坏所致。 综上所述,本区含煤地层的沉积环境经历了初始充填与超覆充填两个阶段,其沉积环境总体表现为:3煤组的沉积环境的河流沉积为主,泛滥平原沉积次之。5、4、3煤组的沉积环境为湖泊三角洲沉积,2煤组的沉积环境为河流沉积,沉积环境从下至上是由河流沉积环境发展到湖泊三角洲沉积环境,最后又转变成河流沉积环境。
4、第四系(Q)主要为冲洪积物,残坡积物及少量次生黄土及风积沙等。角度不整合于一切表地层之上。
三、含煤地层沉积环境分析
发生在三叠纪末期的印支运动使本区整体抬升,中断了沉积而遭受剥蚀,造就了凸凹不平的古地貌特征。随着早侏罗盆地的总体沉降,在极局限的负地形沉积了下侏罗统富县组。大部分地区仍未接受沉积。随着盆地的继续沉降,中侏罗世延安组早期的河流沉积迅速扩展全区,对正负地形进行“填平补齐”。进而沉积面貌随之改观,出现了湖泊~湖泊三角洲体系。由于湖水持续北侵,湖泊三角洲逐渐退积。至延安组末期,湖退导致了河流体系的重新活跃,粗碎屑沉积再次遍布全区。
李家壕井田是东胜煤田一部分,含煤地层的划分根据和原则与区域性成果一致,延安组仍划分为3个岩段7个煤组:第一岩段(J1-2y):位于延安组下部,由延安组底界至5煤组顶板,本段含5、6、7三个煤组。第二岩段:位于延安组中部,由5煤组顶板到3煤组顶板砂岩底界。本段含3、4两个煤组。第三岩段:由3煤组顶板砂岩底界至延安组顶界,含2组煤。从沉积演化特点及沉积旋回结构分析,延安组一二岩段可划分为两个沉积阶段和三个成因单元,即以一二岩段界面划分为初始充填阶段和超覆阶段。初始充填阶段在垂向上表现为两个旋回。反映本区第一、二成因单位,超覆充填阶段在垂向上表现为多重旋回,反映本区第三成因单元。
1、第一成因单元。
该阶段,从垂直层序上表现为下粗上细,下段的灰白~浅灰起伏,井田内未出露,钻孔也仅揭露其上部岩层,岩性为一套灰绿色中粗粒砂岩,局部含砾,其顶部在个别地段发育有一层杂色砂质泥岩。砂岩成份以石英、长石为主,含有暗色矿物。普通发育大型板状,槽状交错层理是典型曲流河沉积体系沉积物。
2、侏罗系中下统延安组(J1-2y)。
井田内主要含煤地层,据钻孔资料,岩性主要为一套浅灰、灰白色各粒级砂岩,灰色、深灰色砂质泥岩和煤层组成。发育有水平纹理及波状层理。含2、3、4、5、6、7煤组。与下伏地层延长组呈平行不整合接触。该组地层含植物化石较丰富,但多为不完整的植物茎、叶化石。总体呈现为湖泊及过渡类型湖三角洲沉积体系。
3、侏罗系中统(J2)。
为井田内次要含煤地层,根据岩性可划分为两个组:上部为安定组,下部为直罗组。(1)直罗组:岩性上中部为浅黄、青灰、灰绿色中粗砂岩,局部夹粉砂岩、砂质泥岩,厚度由北向南逐渐增大,与下伏延安组呈平等不整合接触。(2)安定组(J2a)岩性主要为紫红色、杂色砂质泥岩,泥岩与灰绿、黄绿色粉砂岩互层,与下伏地层直罗组呈整合接触。
4、白垩系志丹群(K12h)。
岩性下部为灰绿、浅红色砾岩为主,上部为深红色泥岩、砂质泥岩夹细砂岩,具大型斜层理和交错层理,与下伏侏罗系中统(J2)呈角度不整合接触。
5、第三系上新统(N2)岩性为砖红色、土黄色粘土及胶结疏松的砂质泥岩,下部为灰黄色砂岩、砾岩夹有沙岩透镜体,不整合于一切老地层上。
关键词:东胜煤田;地层特征;沉积
一、概况
东胜煤田李家壕井田,位于鄂尔多斯聚煤盆地东胜煤田东北部,行政区划隶属东胜区铜川镇管辖。地理坐标:东径:110○ 01'00"~110○06'30",北纬:39○43'45"~39○48'40"。距东胜城区最近距离仅2km左右。交通十分方便。井田面积约为67.64km2,共施工钻孔58个,工作量2309001m,获得煤炭总资源/储量144670万吨。
东胜煤田大地构造分区属于华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起区,其煤田基本构造形态为一向西南倾斜的单斜构造,岩层倾角多在5○以下,褶皱、断层发育程度低,较大的断层多发育在煤田东南部,多为东西走向的高角度正断层,落差小于100m,煤田内局部有小的波伏起伏,无岩浆岩侵入。
二、地层特征
1、延长组。
(T3y):该组为煤系地层沉积基底,呈波状色中粗粒砂岩为主,局部含砾。平面上表现为由南向北,沉积物变细的特征,根据其沉积特点结合邻区成熟的研究成果可推断,在延长组曲流河沉积后,随着盆地总体持续下降,湖水积进,河流沉积向碎屑物来源方向退缩。从而形成了该阶段湖三角洲的沉积环境,岩信上表现为:灰白色砂岩、灰色、深灰色粉砂岩,沙质泥岩、煤层组合而成的沉积特征。
2、第二成因单元。
上段岩性以灰色、深灰色的细碎屑组合为主,为湖湾沉积下段为砂岩和泥岩的组合,为湖三角洲沉积。该单元沉积末期,湖水进一步扩张,大范围出现了较宁静的湖湾沉积区,随着湖湾的间歇性於浅发生泥炭沼泽化,出现聚煤作用,这种长时间的整煤作用形成了面积较大相对稳定的6煤组。根据整个盆地的演化进程,该单元结束有突发的侵湖事件发生,结束了初始充填阶段发育,进入了超覆充填的新阶段。
3、超覆充填阶段。
充填结束后,由于湖侵事件形成了新的沉积格局,总体表现为湖泊的超覆扩张。形成了本区的超覆充填,以岩性组合看,砂岩成份相对增高,出现了逆粒序多旋回沉积。正是这种湖水的超覆湖三角洲平原侧向迁移,其上泥岩沼泽持续发育形成了本区较稳定的5、4煤层。从东胜煤田总沉积环境看,第三成因单元仍是湖水扩张的产物。而现今的残存格局是后期新生代以来剥蚀破坏所致。 综上所述,本区含煤地层的沉积环境经历了初始充填与超覆充填两个阶段,其沉积环境总体表现为:3煤组的沉积环境的河流沉积为主,泛滥平原沉积次之。5、4、3煤组的沉积环境为湖泊三角洲沉积,2煤组的沉积环境为河流沉积,沉积环境从下至上是由河流沉积环境发展到湖泊三角洲沉积环境,最后又转变成河流沉积环境。
4、第四系(Q)主要为冲洪积物,残坡积物及少量次生黄土及风积沙等。角度不整合于一切表地层之上。
三、含煤地层沉积环境分析
发生在三叠纪末期的印支运动使本区整体抬升,中断了沉积而遭受剥蚀,造就了凸凹不平的古地貌特征。随着早侏罗盆地的总体沉降,在极局限的负地形沉积了下侏罗统富县组。大部分地区仍未接受沉积。随着盆地的继续沉降,中侏罗世延安组早期的河流沉积迅速扩展全区,对正负地形进行“填平补齐”。进而沉积面貌随之改观,出现了湖泊~湖泊三角洲体系。由于湖水持续北侵,湖泊三角洲逐渐退积。至延安组末期,湖退导致了河流体系的重新活跃,粗碎屑沉积再次遍布全区。
李家壕井田是东胜煤田一部分,含煤地层的划分根据和原则与区域性成果一致,延安组仍划分为3个岩段7个煤组:第一岩段(J1-2y):位于延安组下部,由延安组底界至5煤组顶板,本段含5、6、7三个煤组。第二岩段:位于延安组中部,由5煤组顶板到3煤组顶板砂岩底界。本段含3、4两个煤组。第三岩段:由3煤组顶板砂岩底界至延安组顶界,含2组煤。从沉积演化特点及沉积旋回结构分析,延安组一二岩段可划分为两个沉积阶段和三个成因单元,即以一二岩段界面划分为初始充填阶段和超覆阶段。初始充填阶段在垂向上表现为两个旋回。反映本区第一、二成因单位,超覆充填阶段在垂向上表现为多重旋回,反映本区第三成因单元。
1、第一成因单元。
该阶段,从垂直层序上表现为下粗上细,下段的灰白~浅灰起伏,井田内未出露,钻孔也仅揭露其上部岩层,岩性为一套灰绿色中粗粒砂岩,局部含砾,其顶部在个别地段发育有一层杂色砂质泥岩。砂岩成份以石英、长石为主,含有暗色矿物。普通发育大型板状,槽状交错层理是典型曲流河沉积体系沉积物。
2、侏罗系中下统延安组(J1-2y)。
井田内主要含煤地层,据钻孔资料,岩性主要为一套浅灰、灰白色各粒级砂岩,灰色、深灰色砂质泥岩和煤层组成。发育有水平纹理及波状层理。含2、3、4、5、6、7煤组。与下伏地层延长组呈平行不整合接触。该组地层含植物化石较丰富,但多为不完整的植物茎、叶化石。总体呈现为湖泊及过渡类型湖三角洲沉积体系。
3、侏罗系中统(J2)。
为井田内次要含煤地层,根据岩性可划分为两个组:上部为安定组,下部为直罗组。(1)直罗组:岩性上中部为浅黄、青灰、灰绿色中粗砂岩,局部夹粉砂岩、砂质泥岩,厚度由北向南逐渐增大,与下伏延安组呈平等不整合接触。(2)安定组(J2a)岩性主要为紫红色、杂色砂质泥岩,泥岩与灰绿、黄绿色粉砂岩互层,与下伏地层直罗组呈整合接触。
4、白垩系志丹群(K12h)。
岩性下部为灰绿、浅红色砾岩为主,上部为深红色泥岩、砂质泥岩夹细砂岩,具大型斜层理和交错层理,与下伏侏罗系中统(J2)呈角度不整合接触。
5、第三系上新统(N2)岩性为砖红色、土黄色粘土及胶结疏松的砂质泥岩,下部为灰黄色砂岩、砾岩夹有沙岩透镜体,不整合于一切老地层上。