晋城矿区东部9_煤聚煤期沉积环境演化.pdf

第卷期 年月 中国煤 田 地质 文章编号以抖一 一一 晋城矿区东部煤聚煤期沉积环境演化 刘海利 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司古书院煤矿 , 山西晋城仪旧 摘要研究区位于山西沁水煤田东南部 , 晋城矿区的东部边缘 , 面积 。该区 普遍 发育石炭 、二叠纪地层。 区内有 晋城煤业集团古书院 、王 台铺 、凤凰 山三对生产矿井 。 以勘探资料 为基础 , 对该区号煤层赋存规律 、成煤古地理 及 其演化进行了分析研究 , 阐述了沉积环境对煤层厚度的控制作用 。 关键词沉积环境 聚煤规律 煤层厚度含煤地层晋城矿区 中图分类号文献标识码 地质背景 晋城矿区位于 山西沁水煤田东南部 。 该区普遍 发育石炭 、二叠纪地层, 其 中以石炭系的太原组和二 叠系的山西 组为主要含煤层段 , 煤系厚度一般 为 一 , 含煤层 、煤线 可 达巧层 , 可采及 局部可 采煤层层 。 该区自中石炭世晚期 , 结束了长期遭受风化剥 蚀 的历史 , 开始下降接受沉积 。 至晚石炭世晚期 , 连 续遭受海侵 , 沉积了一套海陆交互相含煤岩系 。 号 煤层就是在晚石炭世中期海退后 , 在滨海平原上发 育的一层较厚的煤层 。 煤层结构及厚度的横向变化 该区号煤层位于太原组中部 、 灰岩之上 , 厚度 一 , 平均 , 厚度较稳定 。 中部有一约 宽的煤层变薄带 , 呈北西向延伸 , 煤厚在 之间 。 煤层结构简单 , 一般不含夹歼 , 仅在煤层 变薄带两测 , 有一薄层 泥岩夹研 , 一般厚左 右 , 局部可 达 。 煤层 顶板 为 从灰岩及泥灰岩 , 横向上相变 为泥岩和粉砂岩底板 为泥岩 , 泥岩之下 为灰岩 。 煤层变薄带部位 , 底板为粉砂岩 , 其下 灰岩被粗一细粒砂岩代替 。 沉积类型划分 分流河道沉积 分流河道沉积发育于井田中部 , 号煤层之下 。 平面上 和薄煤带位置及延伸方向相吻合 。 依据岩性 及层理类型等沉积特征 , 可进一步划分为活动期沉 积和废弃期沉积 。 ①活动期沉积 。 岩性为粗一细粒砂岩 , 厚度 作者简介刘海利〔一 , 男 , 年毕业 于重庆煤校地质专业 , 长期从事矿井地质工作 。 收稿日期 仪沁一 一 资任编辑韩德林 , 最厚可达 , 具大型板 状 、 楔状交错层 理 , 含 植物化石碎片 , 其下灰岩被冲刷掉 。 说明海退之 初 , 地形高差增大 , 河流以下蚀作用为主 , 水动力较 强 。 ②废弃期沉积 。分 流河道在废弃期 , 形成河道上 部层序 、岩 性主要为粉砂岩 , 局部为泥岩 , 具波状层 理和水平层理 , 富含植物化石碎屑 , 反映海退末期 , 地形高差缩小 , 趋于平坦 , 河流以侧方夷平作用为 主 , 水动力较弱 。 平面上河道砂体呈弯曲状 , 宽 一 , 呈北西 向延伸 , 横剖面上呈不对称的透镜体 , 反映了河流侧 向迁移的历史 。 东南部河道砂体之上为泥岩沉积 , 说 明了在河流发展史上出现过河流改道现象 。 河流改 道后 , 旧河道被废弃 , 形成沼泽 图 、 图 。 沼泽和泥炭沼泽沉积 灰岩之上为沼泽相泥岩沉积 , 灰黑色 , 块状 , 含少量炭质和黄铁矿结核以及大量的植物化石 , 位 于分流河道两侧 。 向上变为泥炭沼泽 , 并在全井田发 育 , 形成号煤层 。 沉积环境的演化 晚石炭世中期 , 大规模海侵使得本区处于碳酸 盐台地相的浅海环境 , 形成了灰岩 。 海退后为滨 海平原环境 。 分流河道 的形成 , 使得位于其下的 灰岩被冲刷掉 , 代之为一套河流相的砂岩沉积 , 图 , 图 。 同时在河道两侧发育了支流间湾及泛滥盆 地沼泽 。 由于河流改道 , 旧河道废弃并沼泽化 , 之后 沼泽进一步转化 为泥炭沼泽 , 开始了泥炭堆积 。 在泥炭堆积过程中 , 分流河道也由活动期 向废 弃期转化 , 被逐步充填 、淤 平 , 最终被泥炭沼泽所取 代图 , 图 。 随着地壳的重新下降 , 海水又进人本 区 , 终止 了泥炭沼泽 的发育 , 形 成 了浅海 相 的灰 岩 、泥 灰岩或泥岩和粉砂岩等 , 代表了局部海侵的浅 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 中国煤田地质第卷 水碳酸 盐台地环境 。 海退后 由于三角洲的向海 推 进 , 沉积物为一套粒度向上变粗 的三角洲 沉积序 列 。 沉积环境对煤层厚度的影响 晚石炭世 中期 , 该区在 自西北 向东南海退 的背 景下 , 处于滨 海三角洲平原 环境 , 并发育了泛 滥盆 地 、支流 间湾等沼泽 。 沼泽被逐步充填 , 首先在被废 弃的旧河道部位泥炭沼泽化 , 并逐渐扩大范围 , 形 成较为连续的大片泥炭沼泽 。 此时在河流持续发育 的地段 , 不利于泥炭堆积 。 随着分流河道被淤浅 , 泥 炭沼泽向河道处扩展 , 最 终取代了河流沉 积 , 使得 整个泥炭沼泽连成一片 。 然而由于河 流持续发育 , 当河道被废弃后 , 泥 炭沼 泽 的形成时间比邻区晚 , 所以河道 处煤层变 薄 。 煤层变薄带与河道位置相吻合 , 且煤层 厚度和 其下砂体厚度呈负相关 , 正说明 了这一点图 。 住 泥灰堆 积 过 程中 , 分 流河道的供 泛 滋岸沉 积 , 对煤层中夹歼 的形成起主要作用 。 在洪水期间 , 水流 越 过堤岸 , 进人泥炭沼泽 , 其碎屑物机械沉 积 下来 , 形成泥炭层中的泥岩夹层 , 故号煤层夹歼 仅分布于河道两侧一定范围内 。 结论 通 过对该区号煤层 聚煤期沉 积环境 的分析 可以得 出以下结论 。 ①分流河道间的泛滥盆地 、 支流间湾和废弃的 旧河道是成煤最理想的场所 , 为该区号煤层的形 成提供了优越的古地理条件 。 ②聚煤期持续发育的分流河道 , 是造成煤层局 部规律性 变薄的主要原 因 , 同时也是煤层中夹歼存 在的物质供应场所 。 ③聚煤期各种微环境 , 如泥炭沼泽复杂的形 态 、 由于局部沉积环境的变化引起 的沉积分异和泥 炭沼泽发育的不均衡性以及后期冲刷等 , 对煤层形 态和厚度变化都起着不可忽视的控制作用 。 参考文献 【陈钟惫含煤岩系沉积环境分析【武汉武汉地质学院煤田教研 室 , 杨起 , 韩德忿中国煤田地质学【匕京煤炭工业 出版社 , 郭国胜 晋城矿区西区’煤层斌存规律及沉积环境中国煤田 地质 , , 英文 下转第页 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 中国煤 田地质 第卷 】桑树勋 范炳恒秦勇煤层气的封存与富集条件闭石油与天然 气地质 , 一 】李静 , 李小彦 , 杨利军煤层含气量顶侧方法几煤田地质与勘探 , , 一 ’焦作矿业学院瓦斯地质研究室瓦斯地质概论【 〕 北京煤炭工业 出版社 , 夕 叭】 张新民 ,庄军, 张遂安 中国煤层气地质与资旅评价【北京科学 出版社 , 一 】何进军黄陵矿 区煤成气斌存状况及远景评价陕西煤炭 , , 场 侧阮理胭拓 耐 翻别 限 恤 朋 沙 汕耐 ,, 扩 , ,, 扩 , 脚 ,,, 叹 , 氏 ,脚 加内比 祖 , 记 叮 盯哪 加 , 能 , 四 司陇 罗 俪 上接第页 到 脚怡廿 一 妞 川 饭内 〔 抖 仆 而 ,,, , 兀 , 俐 泊 血那 , , , 一 罗 , 叨 , 加 一一 上接第页 〕 秦勇中国煤层气产业化面临的形势与挑战关键科学技术问 题闭天然气工业 , 叉 巧 , 仅‘ 〔崔若飞 , 陈同俊 , 钱进 , 等煤层气地展勘探技术叶建平 , 范志 强 , 主编 中国煤层气勘探开发利用技术进展北京地质 出版社 , 以巧 一 孙建平空气潜孔锤钻井工艺在煤层气开发中的应用叶建平 , 范志强主编 中国煤层气勘探开发利用技术进展 北京地质出版 社 , 洲场 , 一 顶】 杨陆武中国煤层气水平井开发的理论与实践【叶建平 , 范志强 主编 中国煤层气勘探开发利用技术进展北京 地质出版社 , 万 , 孙晗森 , 贺承祖煤层气氮气泡沫压裂技术的研究与试验 , 叶建 平 范志强 主编 中国煤层气勘探开发利用技术进展北 京 地质出 版社 , 场 , , 秦勇煤层气论文分布与中国煤层气产业发展特点叶建平 , 范 志强 主编中国煤层气勘探开发利用技术进展北京 地质出版社 , 拓 , 秦勇 中国煤层气产业化面临的形势与挑战走向与前睑性探 索田天然气产业 以场 , 仅 一 秦勇 , 宋全友 , 傅雪海煤层气与常规油气共采可行性探讨田 天然气地球科学 ,, 倒刁 成址 ,, , 盯 ,, 如 盯 洲 洲 饭内 伴 代 即 , 叮, 脚 , 伴 公州 。 川吮 耐 比 晚 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.