南票煤田太原组沉积环境与聚煤特征

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摘要：通过具体的含煤地层及煤层的研究，简述了南票煤田的沉积特征，在此基础上，进一步分析了南票煤田太原组的聚煤规律。

关键词：沉积特征；含煤岩系；沉积体系；沉积环境；聚煤规律

Abstract: This paper study the specific coal-bearing strata and coal, brief

described the Nanpiao coalfield sedimentary characteristics, and on this basis, further analysis of the South vote’s coalfield Taiyuan Formation coal accumulation law.Key words: sedimentary features; coal measures; depositional system; sedimentary environment; coal accumulation law

中图分类号：P641.4+61文献标识码：A 文章编号：

南票煤田含煤地层自下而上分别为石炭系中统本溪组，上统太原组和二叠系下统山西组，下石盒子组，其中太原组含煤为7、6-2、6-1等3个煤组及煤层，山西组含煤为5-4、5-3、5-2、5-1、4-4、4-3、4-2、4-1、3等9个煤层，下石盒子组含煤为2、1等2个煤组，即8个煤组。本次将详细阐述南票煤田太原组沉积环境与聚煤特征。

1、沉积环境

沉积岩的物质成分取决于物源、沉积环境以及成岩和后生作用，其中沉积环境对岩石岩性和物质成分的影响最为显著。因此，详细研究岩石的物质组成，对认识含煤地层的形成环境及古地理格局恢复具有重要的意义。

1.1含煤岩系岩石特征

1.1.1岩性组成

太原组岩性组成下部灰色砂岩、砾岩、砂质砂岩，夹深灰色薄层泥岩，上部灰色、深灰色砂岩泥岩、泥岩、粉砂岩、夹薄层中细砂岩和泥灰岩，煤层发育，为第6、7层，结构复杂。南票矿区6号层厚度0.54～22.3米，一般4米左右；7号层厚度0.21～19.13米，平均2米，本组厚25～98米，一般厚度50～70米，下伏与本溪群呈整合接触。

1.2 岩石结构及变化规律

从以上可以看出：南票煤田太原组岩性由薄层灰岩、砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成，为海陆交互相沉积。南票煤田该组底部部岩性较粗，多为砾岩、砂砾岩，海相层不如辽东发育，煤层稳定性差，有剥蚀现象，厚度变化大，东部厚约90米，西部逐渐变薄。

（1）砂岩

南票煤田砂岩分布于太原组下段，以中粒长石石英为主，灰白色含少量云母片，含铁质结核及条带，厚层状，泥质胶结。在山西组上段有粉砂岩出现。下石盒子组砂岩，灰白色，石英长石为主，含炭质碎屑及铁质团块，粗粒，有时含少许石英、燧石小砾，具交错层理，砂质或粘土质胶结。该层在苇子沟井田沉积比较稳定，岩性特征明显，其他井田除邱皮沟井田深部个别钻孔见有粗粒砂岩外，均为细粒砂岩。

（2）泥岩

泥岩主要分布在太原组上段，太原组以泥岩、砂质泥岩、铝土岩和煤层为主，在大窑沟井田西部个别钻孔见薄层泥灰岩。

1.3沉积构造

沉积构造是沉积岩中最常见而又最容易直接观察到的主要特征之一，可用于解释沉积环境，尤其是沉积物在沉积过程中产生的并受沉积条件所控制的原生沉积构造。通过沉积构造可分析沉积时的水动力条件、水流状态等，是进行沉积环境分析的重要标志。南票煤田评价区沉积构造丰富，可归纳为以下几种类型：

（1）层理

层理是指沉积物成层沉积所产生的构造，它由组成为物质的成分、颜色、粒度、形状及排列方式等在垂直于沉积表面的方向上变化显示出来。在南票煤田泥岩、粉砂岩和细砂岩中普遍发育水平层理，是低能或静水环境的重要标志之一， 水平层理是在水动力条件弱的条件下，悬浮的细粒沉积物不断沉降而形成的，纹层为直线状，相互平行说明该类岩层形成于泻湖、潮坪、沼泽和泛滥盆地等环境。

（2）结核

结核是指成分、结构、颜色等方面与围岩有明显差别的团块状矿物集合体。南票煤田大部分岩类中都普遍见到菱铁矿和黄铁矿结核，它反映了沉积时期介质的性质。而黄铁矿结核主要见于本区的砂岩、粉砂岩和泥岩等各类岩石中，在接近煤层层位常与菱铁矿共生，分布较多，形成多种瘤状、星点状等，说明是在一种强还原条件下于沉积物成岩阶段的早期形成的。

1.4 化石组合特征

在二叠系下统太原组前人曾采集到如下化石：

Taeniopteris SP .Corditee SP,

Lepidodendron nanpiaoense(Lee),

Sphenophyllum oblongifolium,S·sp·Calamites·cistii,

C·suckowii,C·goeppertii,Annularia·cf·pseudostella ta

phyllotheca sp,Pecopteris candolleana,P·Liusiaha,

P·cf·cyathea,P·anderssonii,Teaniopteris sp,

Cardiocarpus sp,cardiocarpus sp,cordaites pnncipalis.

1.5 时空变化规律

南票煤田太原组含煤岩系以粗碎屑岩为主，底部为砾岩，上部为粉砂岩、泥岩及铝土质泥岩，均含煤3组，属近岸湖湾沼泽成煤。

含煤地层至下而上在成生过程中有由西向东迁移的规律。如太原组6－2煤层在煤田西部三家子井田及大窑沟井田发育较好，沉积普遍，厚度较大；在煤田东部邱皮沟井田及小凌河井田山西组地层的5－3、5－2煤层发育较好，全区普遍沉积，厚度较大。

南票煤田呈北东～南西向长条带状。它的成生和发展受多期构造运动所控制，尤其是晚古生代早期，加里东期的构造轮廓奠定了晚古生代聚煤期的构造基础，为石炭、二迭纪含煤建造的沉积创造了良好的古地理条件。

煤田内含煤地层为二迭系下统下石盒子组及山西组，石炭系上统太原组，根据本区-800m以浅水平的勘探成果资料分析研究，山西组及太原组地层是南票煤田主要含煤地层，赋煤条件较好，5、6、8三个煤组发育好，沉积普遍，厚度较大。

2、含煤岩系沉积体系与沉积环境

2.1 沉积体系

研究南票煤田所在辽西区在中奥陶世之后隆起，经历了长期的风化剥蚀，至晚石炭世地壳缓慢沉降，开始接受沉积，遭受大规模海侵后形成了广阔的陆表海。早期经历了局限性较强的泻湖环境，形成了一套铁铝质及粘土物质沉积，之后经过多次南东方向的海侵，形成了碳酸盐局限台地和障壁岛—泻湖、潮坪复合沉积体系，而且局部出现中石炭世沉积。早二叠世早期，由三角洲体系向北方向过渡为陆相河流体系。南票一带太原组、山西组含煤岩系以粗碎屑岩为主，底部为砾岩，上部为粉砂岩、泥岩及铝土质泥岩，均含煤3组，属近岸湖湾沼泽成煤。

2.2沉积相及其特征

南票煤田从沉积旋回特征上看：每个组可划分为一个大旋回，且岩性由粗变细，最后则沉积间断。每个煤组又可划出一个小沉积旋回，也是由下至上岩性由粗变细。煤层均在少泥岩与泥岩之中。