漳平吾祠矿区二叠系聚煤环境及规律浅析.pdf

2 0 0 7 年第 4 期 西部探矿工程 7 7 漳平吾祠矿区二叠系聚煤环境及规律浅析 凌德兴 福建省大田县永安煤业公司京东煤矿， 福建 三明3 6 6 1 0 2 摘要 通过对岩性组合特征、 层理类型、 结核、 含煤性和垂直层序等特征的总结， 并对吾祠矿区童子 岩组的沉积环境加以分析， 指出该区聚煤作用主要与障壁岛一泻湖、 海滩面、 潮坪这三种环境类型直 接相关， 富煤带主要发育于较 大级序的海退初期。 关键词 沉积环境； 沉积体 系； 沉积幕 ； 聚煤规律 中图分类号 P 6 1 8 ． 1 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 4 --5 7 1 6 2 0 0 7 0 4 --0 0 7 7 --0 3 吾祠矿区位于闽西南凹陷的中部 。早二叠世 ， 该区 古地理为陆表海的滨岸地带 ， 沉积了一套 以碎屑滨海体 系为主的含煤碎屑岩系童子岩组。在其发育过程 中， 沉积环境主要与基底的沉降速度及海平面变化有 关。 吾祠矿区童子岩组受后期岩浆热变质作用较强烈， 岩煤层变质程度高， 化石多已炭化， 致使古生物资料贫 乏， 给岩煤层对比和沉积环境分析造成困难。从岩性组 合特征、 层理类型、 结核、 含煤性和垂直层序等特征人 手， 对吾祠矿区童子岩组的沉积环境进行分析。并指出 本区聚煤作用的环境类型和富煤带的发育部位。 1 吾祠矿区童子岩组的沉积体 系分析 1 ． 1 海滩面沉积体系沉积构成 受波浪作用影响为主， 在垂直层序上表现为岩石粒 级变粗。岩性组合总体以砂质泥岩、 细粉砂岩、 细砂岩 为主。 现以I 上下岩层为例， 自下而上说明一个海滩面 生长层序 1 远滨相 主要由泥岩、 砂质泥岩组成， 含海相动 物化石 ， 隐蔽水平层理 、 水平层理 ， 含黄铁矿结核及星散 状黄铁矿 。 2 临滨相 分为下临滨和上临滨 。岩性 由砂质泥 岩、 细粉砂岩及细砂岩组成， 常形成泥质岩与薄砂岩互 层， 岩性总体向上变粗。标 I 下部为砂质泥岩、 细粉砂 岩夹极薄层细砂岩条带， 条带厚度在 1 ～3 m m， 呈线状 的砂泥互层层理， 向上条带厚度增大， 多大于 5 m m， 至 上部变为以细砂岩为主， 夹薄层砂质泥岩。层理自下而 上为由线状变为条带状砂泥岩互层层理。常见冲刷泥 砾。如 3 5 2的标 I 1 砂岩， 3 5 1 1 、 3 5 3的 4 1 号煤 层底板砂岩， 3 5 1 1 I z 砂岩等， 说明当时沉积时受风暴 流的影响。结核一般 以椭球状 、 似黄铁矿结核为主。细 砂岩的矿物成份成熟度较高， 主要以石英、 硅质胶结， 说 明当时处于高能环境 。 3 前滨相 发育于临滨相之上 ， 岩性主要为含 大 量白云母片的细砂岩， 如标 I 、 标Ⅲ 砂岩， 常夹具纹理 的砂质泥岩薄层， 呈缓波状层理及低角度的小型交错层 理。岩石矿物成份成熟度高， 一般为硅质胶结。海滩面 环境与障壁岛一泻湖环境的区别在于前滨相上直接发 育根土岩或煤层。 4 泥炭沼泽相 由煤及根土岩组成。 1 ． 2 障壁岛一泻湖沉积体系构成 受波浪作用与潮汐作用共同作用影响， 主要由障壁 岛、 泻湖、 冲积扇、 潮坪、 潮道沉积构成。其空间配置关 系是 障壁岛平行岸线分布。从 4 1 号煤层底板砂体图 看出， 砂体呈 N wS E向展布， 当时海应在矿区的西南 方向并且处在海退阶段， 海水向南西方 向退去， 障壁 岛一泻湖沉积横向上向南西推进。在垂直层序上表现 为向上变粗再变细的特点。是本矿区的主要成煤环境。 1 ． 3 潮坪沉积体 系构成 潮坪沉积体系包括泥坪沉积、 砂泥混合坪沉积、 砂 坪沉积等。本矿区主要发育在童子岩组三段， 一般为不 完整的潮坪沉积体系， 常保留砂泥混合坪或砂坪 。在垂 直层序上表现为砂泥互层层序， 总体向上变细。具透镜 状、 波状及脉状层理， 同生期滑塌变形构造， 另一重要特 征具双粘土层的砂泥互层层理。 1 ． 4 岸后湖泊沉积体 系构成 主要由砂质泥岩、 细粉砂岩及薄层细砂岩组成， 水 平层理极发育， 常含透镜状黄铁矿结核和同生期似层状 黄铁矿结核。含植物化石， 极少见动物化石。主要发育 在童子岩组一段 3 8 号煤层至标 I s 。 1 ． 5 浅海沉积体系构成 岩性组合以砂质泥岩、 细粉砂岩、 薄层细砂岩、 钙质 维普资讯 7 8 西部探矿工程 2 0 0 7 年第 4 期 砂岩、 泥灰岩为主， 含正常的动物化石 ， 层理类型以隐藏 水平层理、 水平层理为主， 含黄铁矿大结核。 2 吾祠矿区童子岩组沉积环境分析 据矿区勘探与开发资料， 该区童子岩组可划分为 7 个沉积幕， 每一个沉积幕的起始都是海侵的伊始。而每 个沉积幕又由若干个沉积总体组成， 每个沉积总体又由 若干个生长层序构成。一个生长层序结束就形成一层 煤层。现将吾祠矿区童子岩组沉积环境概述如下 1 第 1沉积幕 从文笔山组至 4 2 号煤层顶板。 包括文笔山组浅海沉积总体 、 标 I 1 4 7号煤顶板海滩 面沉积总体和 4 7号一4 2号煤顶板 的障壁岛～泻 湖沉 积总体， 后者由五个生长层序组成。至 4 2 号稳定煤层 的出现， 代表了这个阶段的最大海退， 也预示着下一次 海侵的开始。 2 第 Ⅱ沉积幕 4 2号至 3 9 号煤顶板。为障壁 岛～泻湖沉积总体， 由三个生长层序组成。4 2 号煤层 顶板岩性细腻， 发育隐蔽水平层理及含动物化石， 出现 较多的似层状黄铁矿结核， 属远滨沉积。在垂直层序上 具向上变粗后再变细的特点。及 4 l 号煤层底板砂岩临 滨相冲刷泥砾的出现 ， 代表 了障壁岛一泻湖沉积。 3 第Ⅲ沉积幕 3 9 号至 3 4 号煤顶板。包括障壁 岛～泻湖沉积总体， 3 8 号煤层顶板的岸后湖泊沉积总 体及上部的海滩面沉积总体。前者由四个障壁岛一泻 湖的生长层序组成， 3 9号煤层顶板的远滨相泥岩的出 现代表下一次海侵的开始， 向上出现 4 组由细一粗一细 的垂直层序 ， 含 3 8 下 3 煤、 3 8 T 2 煤 、 3 8 T 1 煤 、 3 8煤四层。3 8 号煤层顶板出现了岩性由粗变细的退积型海滩面沉积 总体， 直到 3 4 号稳定煤层的出现才预示着矿区较大规 模的海侵开始。 4 第Ⅳ沉积幕 3 4 号煤层顶板至 Ⅱ砂岩。底界 面为 3 4 号煤顶板的远滨相泥岩， 代表海侵的开始。向 上为海滩面沉积总体， 由四个海滩面生长层序组成。 5 第V沉积幕 童子岩组二段和标Ⅲ 至 2 7 号煤 层 。底界面为一层厚约 0 ． 7 0 m 的钙质砂岩 ， 与其上含 大量黄铁矿结核和海相 动物化石的泥岩共 同组成浅海 沉积总体 。向上过渡为海滩面沉积总体 。Ⅲ 砂岩 为前 滨相砂岩， 富含白云母片和炭屑， 代表一个海滩面生长 层序， 再向上至 2 9 号煤又是一个海滩面生长层序。顶 部垂直层序上表现为向上变粗的障壁岛一泻湖沉积特 征， 含 2 8 下 煤、 2 8 煤、 2 7 煤三个生长层序。 6 第Ⅵ沉积幕 2 6 号煤层底板至Ⅲ。 。该沉积幕 是以潮汐作用影响的潮坪沉积总体， 由多个的潮坪生长 层序组成， 每个生长层序都表现为向上变细的垂直层 序， 并发育有潮坪特有的沉积构造双粘土层等。 7 第Ⅶ沉积幕 童子岩组三段上亚段。本亚段因 受 F 3 推覆断层的影响保存不全。主要是障壁岛一泻湖 沉积总体。其顶界面为一间断面， 即翠屏山组与童子岩 组的平行不整合面。 3 童子岩组聚煤规律 ． 3 ． 1 聚煤作用主要环境类型 从以上沉积体系和沉积环境分析 ， 吾祠矿区童子岩 组的聚煤作用主要与三种沉积体系有关， 即与障壁岛一 泻湖、 海滩面、 潮坪这三种环境类型直接相关 。 与障壁 岛一泻湖沉积体系有关 的聚煤作用主要产 生在障壁岛后 、 泻湖充填的边缘地带。成煤 时， 基本上 与海隔离成废弃的滨岸地洼地带形成低位沼泽 。本矿 区的 3 8 号煤 、 3 9号煤和局部可采煤层均属这一沉积体 系。 其二与潮坪沉积体系相关的聚煤作用主要产生在 潮问带泥坪之后， 但因本矿区Ⅵ沉积幕的煤层都在混合 坪之后形成， 所以都为不可采的薄煤层且煤层较为密 集。 另一种是与海滩面沉积体系相关的聚煤作用。活 动的海滩面由于处在高能环境 ， 泥炭沼泽较难形成。本 矿区的 I、 Ⅳ、 V沉积幕的聚煤作用应是在废弃的碎屑 滨岸环境形成 ， 一般在原先形成 的前滨洼地形成沼泽 ， 如童子岩组一段底部煤层的底板都有一层较薄的伪底， 就是这一环境形成。但这种沉积体系形成的煤层， 规模 较小， 厚度较薄， 难于成为有工业价值的煤层。 3 ． 2 聚煤规律 该区童子岩组沉积建造总体为一海退序列， 其聚煤 作用渐呈弱化趋势， 富煤带往往发生于海退初期。如童 子岩组一段下部与三段底部的 3 8 、 3 9 、 2 9号煤层均为该 区主要可采煤层， 占全区总储量的 7 O 以上。而且煤 层底板下均有较厚的滨岸砂岩 即 I 、 Ill ， 顶板细粉 砂岩、 砂质泥岩厚达 1 O多米 ， 反映了最佳 的聚煤环境 。 这一规律与全省含煤建造沉积特征相吻合。 在海退中期， 由于次级海侵频繁， 时间短， 聚煤作用 较强， 往往形成以局总可采煤层为主的煤组。但煤层 密、 间距小 、 厚度较薄 。如童子岩组一、 三段 的 Ⅱ 一 Ⅲ 含煤段 ， 俗称“ 植物段” 。由于我省属缺煤区该煤组开发 强度也较大 。 海退后期， 聚煤作用最弱， 几乎无可采或局部可采 煤层， 且煤层更密， 厚度更薄， 一般不具工业价值。 因此该区的勘探与开发的主要对象应瞄准聚煤作 用最强的海退初期形成的煤层， 这样可以取得最好经济 效益 。 4 结束语 维普资讯 2 0 0 7年第 4期 西部探矿工程 7 9 春都温泉地下热水井自流量与开采管径的设计 沈惠珊 广东江 门地质工程勘察院， 广东 江门 5 2 9 0 4 0 摘要 通过广 东省阳春市马水镇春都温泉施工的五 口地下热水 井的资料 ， 探讨春都温泉区地下热水 井自流量与开采管径的设计， 为开发利用阳春市马水镇地下热矿水资源， 了解地下热水流量， 发展旅 游业， 促进 当地经济发展以及合理开发利 用提 出建议。 关键词 地下热水井自流量； 开采管径； 设计 ； 探讨 ； 建议 中图分类号 P 6 4 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 4 --5 7 1 6 2 0 0 7 0 4 --0 0 7 9 --0 2 1区域地 区概 况 广东省阳春市马水镇春都温泉位于阳春市马水镇 石录河表 ， 位于阳春市约 2 6 7 。 方向 1 9 k m处。地理座标 为东经 l l 1 。 3 5 3 0 ” ～ l l 1 。 3 6 4 5 ， 北 纬 2 2 。 O 9 1 5 ～2 2 。 l 0 l 5 ” 。区内陆路交通不大方便， 从阳春市有公路通达 石录， 从石录只有大路通工作区。 据已有区域地质资料显示， 出露范 围基岩上部为燕 山三期花岗岩， 下部 为石灰岩 。区内断裂构造发育 ， 主 要有北东向断裂和北西向断裂。这两条断裂均属于第 四纪活动断裂 ， 它们在中更新世至晚更新世期间有过明 显的活动。两者的构造岩热释光测年结果显示 ， 北东向 裂带最新活动年龄为距今 2 0 ． 8 0 0 ． 4 5万年， 北西向为 距今 7 ． 3 9 0 ． 5 0 万年。前者属于中更新世中期活动性 断裂， 后者属晚更新世中期活动性断裂。马水镇附近区 域的新构造运动比较活跃， 有温泉出露。 2 温泉水文地质勘查 在断裂部位已有温泉出露 ， 初步调查有三十多个泉 眼 ， 测 得 最 高 水 温 8 3 ．5 7 。 ，流 量 最 大 一 个 泉 为 0 ． 6 6 8 I ／ s ， 日流量 5 7 ． 7 t 。 2 0 0 4 年 8月， 为了开发利用地下热矿水 资源， 了解 地下热水流量 ， 发展旅游业 ， 促进 当地经济发展以及合 理开发利用。广东江门地质工程勘察院受阳春市春都 温泉实业有限公司委托 ， 在 温泉区内施工水井共五 I 1 。 根据温泉调查资料显示分布的特征， 将春都温泉分为两 个小 区， 北 部 为灶 尾 区， 南 部 为灶 头 区， 两 者 相距 约 3 0 0 m， 此次水文地质钻井在北部的灶尾区进行， 图 1为 灶尾区的泉眼分布示意图。灶尾区至少有十余个泉眼， 排列方 向基本上呈北西向。 图 1 灶尾区的泉眼分布示意图 断裂 沿着泉眼的走向或在其北东方向布置 5 I 1 水井施 工 见图 1 。经钻探揭露 的地层 上部 为薄层耕土 ， 下 部以灰白色中粗砂为主， 往下为燕山三期石灰岩及花岗 岩。在水井 Z K1 、 Z K3 、 Z K4钻进中， 钻穿 中粗砂层后 ， 见绿灰、 灰绿色的构造角砾岩， 岩石具绿泥石蚀变， 有水 蚀现象 ， 为含水量层， 此层为构造断裂基岩面露头， 厚约 1 ． 5 0 m。以下为较完整 的微风化花岗岩， 本次钻探最深 通过上述 分析， 揭示 了吾祠矿 区童子 岩组沉 积体 系、 沉积构成类型和沉积幕的组成特征， 总结出吾祠矿 参考 文献 区童子岩组的聚煤作用主要与三种沉积体系有关， 即与 [ 1 ] 福建省1 9 7 煤田 地质勘探队 福建省漳平吾祠矿区 普终地 譬 湖 冀 釜 熹 薰 ’E2q 喜 煤R ]和． 1含9 9煤3 ．岩 系 的 沉 积 环 境 [M ] ． 中 国 地 质 大 学 出 版 其 中 障 壁 岛 一 泻湖沉积体系是本矿区的主要成煤环境。 ．。 ‘ 林 口 林相 。 ～ 一⋯” 该区童子岩组沉积建造总体为一海退序列， 其聚煤作用 ⋯⋯ 渐呈弱化趋势 ， 富煤带往往发生于海退初期 。 ． 维普资讯