摘要：通過具體的含煤地層及煤層的研究，簡述了南票煤田的沉積特征，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了南票煤田太原組的聚煤規(guī)律。
　　關(guān)鍵詞：沉積特征;含煤巖系;沉積體系;沉積環(huán)境;聚煤規(guī)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
　　中圖分類號：P641.4+61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
　　南票煤田含煤地層自下而上分別為石炭系中統(tǒng)本溪組，上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，下石盒子組，其中太原組含煤為7、6-2、6-1等3個煤組及煤層，山西組含煤為5-4、5-3、5-2、5-1、4-4、4-3、4-2、4-1、3等9個煤層，下石盒子組含煤為2、1等2個煤組，即8個煤組。本次將詳細(xì)闡述南票煤田太原組沉積環(huán)境與聚煤特征。
　　1、沉積環(huán)境
　　沉積巖的物質(zhì)成分取決于物源、沉積環(huán)境以及成巖和后生作用，其中沉積環(huán)境對巖石巖性和物質(zhì)成分的影響最為顯著。因此，詳細(xì)研究巖石的物質(zhì)組成，對認(rèn)識含煤地層的形成環(huán)境及古地理格局恢復(fù)具有重要的意義。
　　1.1含煤巖系巖石特征
　　1.1.1巖性組成
　　太原組巖性組成下部灰色砂巖、礫巖、砂質(zhì)砂巖，夾深灰色薄層泥巖，上部灰色、深灰色砂巖泥巖、泥巖、粉砂巖、夾薄層中細(xì)砂巖和泥灰?guī)r，煤層發(fā)育，為第6、7層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。南票礦區(qū)6號層厚度0.54～22.3米，一般4米左右;7號層厚度0.21～19.13米，平均2米，本組厚25～98米，一般厚度50～70米，下伏與本溪群呈整合接觸。
　　1.2 巖石結(jié)構(gòu)及變化規(guī)律
　　從以上可以看出：南票煤田太原組巖性由薄層灰?guī)r、礫巖、砂巖、粉砂巖、泥巖及煤層組成，為海陸交互相沉積。南票煤田該組底部部巖性較粗，多為礫巖、砂礫巖，海相層不如遼東發(fā)育，煤層穩(wěn)定性差，有剝蝕現(xiàn)象，厚度變化大，東部厚約90米，西部逐漸變薄。
　　(1)砂巖
　　南票煤田砂巖分布于太原組下段，以中粒長石石英為主，灰白色含少量云母片，含鐵質(zhì)結(jié)核及條帶，厚層狀，泥質(zhì)膠結(jié)。在山西組上段有粉砂巖出現(xiàn)。下石盒子組砂巖，灰白色，石英長石為主，含炭質(zhì)碎屑及鐵質(zhì)團塊，粗粒，有時含少許石英、燧石小礫，具交錯層理，砂質(zhì)或粘土質(zhì)膠結(jié)。該層在葦子溝井田沉積比較穩(wěn)定，巖性特征明顯，其他井田除邱皮溝井田深部個別鉆孔見有粗粒砂巖外，均為細(xì)粒砂巖。
　　(2)泥巖
　　泥巖主要分布在太原組上段，太原組以泥巖、砂質(zhì)泥巖、鋁土巖和煤層為主，在大窯溝井田西部個別鉆孔見薄層泥灰?guī)r。
　　1.3沉積構(gòu)造
　　沉積構(gòu)造是沉積巖中最常見而又最容易直接觀察到的主要特征之一，可用于解釋沉積環(huán)境，尤其是沉積物在沉積過程中產(chǎn)生的并受沉積條件所控制的原生沉積構(gòu)造。通過沉積構(gòu)造可分析沉積時的水動力條件、水流狀態(tài)等，是進(jìn)行沉積環(huán)境分析的重要標(biāo)志。南票煤田評價區(qū)沉積構(gòu)造豐富，可歸納為以下幾種類型：
　　(1)層理
　　層理是指沉積物成層沉積所產(chǎn)生的構(gòu)造，它由組成為物質(zhì)的成分、顏色、粒度、形狀及排列方式等在垂直于沉積表面的方向上變化顯示出來。在南票煤田泥巖、粉砂巖和細(xì)砂巖中普遍發(fā)育水平層理，是低能或靜水環(huán)境的重要標(biāo)志之一， 水平層理是在水動力條件弱的條件下，懸浮的細(xì)粒沉積物不斷沉降而形成的，紋層為直線狀，相互平行說明該類巖層形成于瀉湖、潮坪、沼澤和泛濫盆地等環(huán)境。
　　(2)結(jié)核
　　結(jié)核是指成分、結(jié)構(gòu)、顏色等方面與圍巖有明顯差別的團塊狀礦物集合體。南票煤田大部分巖類中都普遍見到菱鐵礦和黃鐵礦結(jié)核，它反映了沉積時期介質(zhì)的性質(zhì)。而黃鐵礦結(jié)核主要見于本區(qū)的砂巖、粉砂巖和泥巖等各類巖石中，在接近煤層層位常與菱鐵礦共生，分布較多，形成多種瘤狀、星點狀等，說明是在一種強還原條件下于沉積物成巖階段的早期形成的。
　　1.4 化石組合特征
　　在二疊系下統(tǒng)太原組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 時空變化規(guī)律
　　南票煤田太原組含煤巖系以粗碎屑巖為主，底部為礫巖，上部為粉砂巖、泥巖及鋁土質(zhì)泥巖，均含煤3組，屬近岸湖灣沼澤成煤。
　　含煤地層至下而上在成生過程中有由西向東遷移的規(guī)律。如太原組6-2煤層在煤田西部三家子井田及大窯溝井田發(fā)育較好，沉積普遍，厚度較大;在煤田東部邱皮溝井田及小凌河井田山西組地層的5-3、5-2煤層發(fā)育較好，全區(qū)普遍沉積，厚度較大。
　　南票煤田呈北東～南西向長條帶狀。它的成生和發(fā)展受多期構(gòu)造運動所控制，尤其是晚古生代早期，加里東期的構(gòu)造輪廓奠定了晚古生代聚煤期的構(gòu)造基礎(chǔ)，為石炭、二迭紀(jì)含煤建造的沉積創(chuàng)造了良好的古地理條件。
　　煤田內(nèi)含煤地層為二迭系下統(tǒng)下石盒子組及山西組，石炭系上統(tǒng)太原組，根據(jù)本區(qū)-800m以淺水平的勘探成果資料分析研究，山西組及太原組地層是南票煤田主要含煤地層，賦煤條件較好，5、6、8三個煤組發(fā)育好，沉積普遍，厚度較大。
　　2、含煤巖系沉積體系與沉積環(huán)境
　　2.1 沉積體系
　　研究南票煤田所在遼西區(qū)在中奧陶世之后隆起，經(jīng)歷了長期的風(fēng)化剝蝕，至晚石炭世地殼緩慢沉降，開始接受沉積，遭受大規(guī)模海侵后形成了廣闊的陸表海。早期經(jīng)歷了局限性較強的瀉湖環(huán)境，形成了一套鐵鋁質(zhì)及粘土物質(zhì)沉積，之后經(jīng)過多次南東方向的海侵，形成了碳酸鹽局限臺地和障壁島—瀉湖、潮坪復(fù)合沉積體系，而且局部出現(xiàn)中石炭世沉積。早二疊世早期，由三角洲體系向北方向過渡為陸相河流體系。南票一帶太原組、山西組含煤巖系以粗碎屑巖為主，底部為礫巖，上部為粉砂巖、泥巖及鋁土質(zhì)泥巖，均含煤3組，屬近岸湖灣沼澤成煤。

大陸環(huán)境	湖泊體系	湖泊相	深湖亞相
			淺湖亞相	湖泊沼澤
			濱湖亞相
	過渡相		湖濱三角洲亞相	泥炭沼澤
				泛濫平原
				分流河道
	河流體系	河流相	河道亞相	河道滯留、邊灘、心灘
			堤岸亞相	天然堤、決口扇
			泛濫盆地亞相	泛濫平原、泥炭沼澤

　　2.2沉積相及其特征
　　南票煤田從沉積旋回特征上看：每個組可劃分為一個大旋回，且?guī)r性由粗變細(xì)，最后則沉積間斷。每個煤組又可劃出一個小沉積旋回，也是由下至上巖性由粗變細(xì)。煤層均在少泥巖與泥巖之中。
　　2.2.1沉積旋回劃分原則
　　對含煤地層剖面上沉積旋回的劃分，我們是以海退的起始相作為劃分沉積旋回的起點，把海進(jìn)的告終相作為劃分旋回的終點。這樣劃分煤層則位于沉積旋回的中部，并作為海侵的開始，煤層以下為海退相組，煤層以上為海侵相組，并與其上、下的巖相顯示不間斷的連續(xù)沉積關(guān)系，這有利于在一個沉積旋結(jié)構(gòu)中對煤層的形成過程，以及與其先后的沉積物聯(lián)系起來進(jìn)行綜合分析研究。見下圖
　　2. 2. 2 沉積旋回結(jié)構(gòu)特征
　　地層中有很多薄層鋁土礦層(粘土礦層)，由此可見陸源物質(zhì)供給的不穩(wěn)定性， 同時也說明地殼升降動運協(xié)的波動性及濕熱的所候環(huán)境。還有在錦州～南票河沼巖性為頁巖、砂巖組合，此區(qū)沉積由河流相多個半旋回組成，碳質(zhì)頁巖及煤層位于每個旋回的頂部，并且厚度較大。
　　太原組各煤層分布范圍的變化看，每次沼澤的形成都是由局部開始，隨著同沉積構(gòu)造的發(fā)展深化沼澤范圍逐漸擴大，最后一次達(dá)到全區(qū)性的泥碳沼澤環(huán)境。但是在葦子溝15～22勘探線間始終是6煤組沉積以后的中心，說明沉積中心和聚煤中心既有繼承性又有遷移性。
　　2.3 層序地層格架
　　中奧陶世以后，華北地臺受加里東運動影響，整體隆升經(jīng)受長期剝蝕、夷平和準(zhǔn)平原化，造成基底面平緩，海水浸出頻繁，形成海陸交替型沉積和陸地河湖相機沼澤砂、頁巖含煤沉積建造。見下圖南票煤田晚古生代石炭系太原組沉積建造層序地層格架。
　　2.4巖相古地理格局
　　南票煤田地層層序形成于早二疊世早期，該期內(nèi)華北地臺的強烈翹板式運動使華北地臺北部進(jìn)一步抬升，而南部下降，從而出現(xiàn)了北高南低的古地形。地層沉積期內(nèi)，沉積物仍主要來源于盆地北部的陰山古陸，這一時期的海侵仍然來自于地臺南東方向，但海侵的范圍明顯縮小，以至南票煤田范圍內(nèi)未見大規(guī)模的灰?guī)r地層發(fā)育。南票煤田范圍內(nèi)地層層序發(fā)育有河流體系、湖泊三角洲體系，其中河湖體系為主要的聚煤沉積體系。基于南票煤田鉆孔揭露地層層序地層巖性統(tǒng)計，利用“單因素分析法”對南票煤田范圍內(nèi)這一地層層序地層巖相古地理進(jìn)行分析，變質(zhì)南票煤田巖相古地理圖，如圖15所示。
　　由圖分析南票煤田主要成煤巖相古地理環(huán)境可以得出：太原組煤層分布范圍的變化看，每次沼澤的形成都是由局部開始，隨著同沉積構(gòu)造的發(fā)展深化沼澤范圍逐漸擴大，最后一次達(dá)到全區(qū)性的泥碳沼澤環(huán)境。但是在葦子溝始終是6煤組沉積以后的中心，說明沉積中心和聚煤中心既有繼承性又有遷移性。
　　在早二疊世，華北地臺陸表海進(jìn)一步向南退出南票煤田，南票煤田的沉積環(huán)境由晚石炭世晚期的碳酸鹽臺地海相沉積環(huán)境逐漸變?yōu)楹ｊ戇^渡相沉積環(huán)境。煤田北部構(gòu)造抬升，并發(fā)育河流沉積體系;煤田南部構(gòu)造運動下降，三角洲沉積體系發(fā)育，在沉積過程中產(chǎn)生了山西組與太原組上部連續(xù)性較好的煤層。
　　3、聚煤規(guī)律及其控制因素
　　3.1聚煤特征
　　含煤性:該組含煤為7、6-2、6-1等3個煤組，其中6煤組分2個煤層， 6-2煤層為本區(qū)的主要可采煤層，全區(qū)普遍發(fā)育，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，葦子溝井田受火成巖侵入體破壞嚴(yán)重。富隆山井田局部煤層與灰?guī)r直接呈沉積接觸。7、6-1煤層，不穩(wěn)定，局部沉積可采。7煤組葦子溝、三家子井田較發(fā)育。
　　太原組各煤組的煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，說明當(dāng)時沉積環(huán)境的不穩(wěn)定，地殼振蕩運動頻繁和局部沼澤的不均衡性是厚度變化很大和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的主要原因。厚度變化大的另一個原因，就是受古地理環(huán)境的影響，相對低凹處有利于煤層聚集，在當(dāng)時沼澤的范圍內(nèi)，出現(xiàn)了一些高出水面的部分，則不利于煤層沉積。第三個原因就是后期火成巖的破壞，吞蝕了一部分煤層，有時又楔開了煤層，也使煤層厚度發(fā)生了很大的變化。
　　3.2 聚煤控制因素
　　南票煤田聚煤后期沉積期內(nèi)，全球海平面進(jìn)一步降低，海水全部撤離本區(qū)，從而在華北地臺內(nèi)部形成了大型內(nèi)陸湖泊盆地。由于南票煤田位于華北地臺北東緣，因此海水退出較早，聚煤后期河流與湖泊體系發(fā)育。盆地北部的陰山古陸仍提供大量的碎屑物質(zhì)，由北向南在陸相河流的攜帶作用下進(jìn)入華北地臺內(nèi)部的湖盆地。
　　從太原組煤層分布范圍的變化可以看出，每次沼澤的形成都是由局部開始，隨著同沉積構(gòu)造的發(fā)展演化，沼澤范圍逐漸擴大，最后一次達(dá)到全區(qū)性的泥炭沼澤環(huán)境。如8、7、6和5、4、3各煤組的發(fā)展過程很類似。而到了葦子溝組沉積時，則相反，即2、1煤組沉積時，泥炭沼澤范圍又變小了，最后結(jié)束了含煤地層及煤層的沉積。
　　3.3 聚煤模式與規(guī)律
　　太原組為本煤田主要含煤地層。分上下兩段，上段含6、7二個煤組，以煤層分布廣，厚度大，厚度變化亦大，層數(shù)多為特征。下段為砂巖段。全組地層厚度，葦子溝井田9.21～97.27米，富隆山井田0～76.79米，大西溝區(qū)(邱皮溝井田深部)0.81～38.36米，小凌河井田15.00～108.00米。
　　上段以泥巖，砂質(zhì)泥巖，鋁土巖和煤層為主，在大窯溝井田西部個別鉆孔見薄層泥灰?guī)r。局部地區(qū)夾砂巖和礫巖。就整個煤田而言，6煤組全區(qū)均有賦存，且普遍可采。6煤組和7煤組以泥巖、砂泥巖、鋁土巖及礫巖分開。礫巖稱為煤中礫巖，葦子溝井田發(fā)育，呈近東西向展布，礫石以石英巖礫為主，灰?guī)r礫次之，磨圓度好，礫徑10～50mm，向西變?yōu)樯皫r，富隆山井田和邱皮溝井田深部個別鉆孔中見到。7煤組沉積不穩(wěn)定，沿走向時有變薄尖滅現(xiàn)象。下段以中粒長石石英砂巖為主，灰白色含少量云母片，含鐵質(zhì)結(jié)核及條帶，厚層狀，泥質(zhì)膠結(jié)。南票煤田的巖相主要由本溪組的復(fù)水沼澤過渡為太原組的天然堤、泛濫平原、沼澤相、泥碳沼澤相、湖沼相或者淺湖相的泥巖結(jié)束。
　　4、結(jié)論：
　　4.1南票煤田太原組含煤巖系以粗碎屑巖為主，底部為礫巖，上部為粉砂巖、泥巖及鋁土質(zhì)泥巖，均含煤3組，屬近岸湖灣沼澤成煤。
　　4.2含煤地層至下而上在成生過程中有由西向東遷移的規(guī)律。
　　4.3南票煤田呈北東～南西向長條帶狀。它的成生和發(fā)展受多期構(gòu)造運動所控制，尤其是晚古生代早期，加里東期的構(gòu)造輪廓奠定了晚古生代聚煤期的構(gòu)造基礎(chǔ)，為石炭、二迭紀(jì)含煤建造的沉積創(chuàng)造了良好的古地理條件。
　　南票煤田呈北東～南西向長條帶狀。它的成生和發(fā)展受多期構(gòu)造運動所控制，尤其是晚古生代早期，加里東期的構(gòu)造輪廓奠定了晚古生代聚煤期的構(gòu)造基礎(chǔ)，為石炭紀(jì)含煤建造的沉積創(chuàng)造了良好的古地理條件。
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