漳平吾祠矿区二叠系聚煤环境及规律浅析-1.pdf

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366102 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 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P618111 文献标识码B 文章编号10045716200704007703 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入 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 Ⅰ1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 Ⅰ1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1～3mm ,呈线状 的砂泥互层层理,向上条带厚度增大,多大于5mm ,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352的标 Ⅰ1砂岩,3511、353的41号煤 层底板砂岩,3511Ⅰ2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 Ⅰ1、 标 Ⅲ1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 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 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41号煤层底板砂体图 看出,砂体呈NWSE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 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38号煤层至标 Ⅰ3。 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 77 2007年第4期 西部探矿工程 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 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 Ⅰ沉积幕从文笔山组至42号煤层顶板。 包括文笔山组浅海沉积总体、 标I147号煤顶板海滩 面沉积总体和47号 42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42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42号至39号煤顶板。为障壁 岛 泻湖沉积总体,由三个生长层序组成。42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41号煤层底板砂岩临 滨相冲刷泥砾的出现,代表了障壁岛 泻湖沉积。 3第 Ⅲ 沉积幕39号至34号煤顶板。包括障壁 岛 泻湖沉积总体,38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 泻 湖的生长层序组成,39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 粗 细 的垂直层序,含38下3煤、38下2煤、38下1煤、38煤四层。38 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34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34号煤层顶板至 Ⅱ砂岩。底界 面为34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 Ⅲ1至27号煤 层。底界面为一层厚约0. 70m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。Ⅲ1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29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 泻湖沉积特 征,含28下煤、28煤、27煤三个生长层序。 6第 Ⅵ 沉积幕26号煤层底板至 Ⅲ3。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F3推覆断层的影响保存不全。主要是障壁岛 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 泻湖、 海滩面、 潮坪这三种环境类型直接相关。 与障壁岛 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38号煤、39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 潮间带泥坪之后,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38、39、29号煤层均为该 区主要可采煤层,占全区总储量的70 以上。而且煤 层底板下均有较厚的滨岸砂岩即 Ⅰ1、 Ⅲ1 , 顶板细粉 砂岩、 砂质泥岩厚达10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 Ⅱ1Ⅲ1 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 87 西部探矿工程 2007年第4期 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 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529040 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P64 文献标识码B 文章编号10045716200704007902 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267 方向19km处。地理座标 为东经11135′30″ ～11136′45″,北纬2209′15″ ～22 10′15″ 。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20. 800. 45万年,北西向为 距今7. 390. 50万年。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83. 57,流 量 最 大 一 个 泉 为 0. 668L/ s ,日流量57. 7t。 2004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口。 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 300m ,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 沿着泉眼的走向或在其北东方向布置5口水井施 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ZK1、ZK3、ZK4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. 50m。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 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 泻湖、 海滩面、 潮坪这三种环境类型直接相关, 其中障壁岛 泻湖沉积体系是本矿区的主要成煤环境。 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。 参考文献 [1] 福建省197煤田地质勘探队.福建省漳平吾祠矿区普终地 质报告[R]. 1993. [2] 陈钟惠.煤和含煤岩系的沉积环境[M].中国地质大学出版 社,1988. 97 2007年第4期 西部探矿工程 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.