北票盆地沉積特征

1含煤巖系巖石特征

北票盆地為內(nèi)陸坳陷型盆地，經(jīng)印支期褶皺形成了盆地基底凹凸不平的古地貌。在古構(gòu)造格架下，古基底顯示出低級(jí)別呈北東東向的隆起（如冠山隆起）和凹陷，這些低級(jí)別的構(gòu)造控制著侏羅系下統(tǒng)北票組的形成、發(fā)育及其分布。

根據(jù)煤系化石組合特征，屬溫濕氣候環(huán)境，為一套河～湖相沉積體系，按其巖性組合特征及含煤程度可分為上、下兩個(gè)含煤段。

1）下含煤段

下含煤段厚度為250～485m，可分為底部礫巖段和含煤段。

①底部礫巖段：厚度0～120m，為灰白色礫巖、砂礫巖、砂巖夾薄層泥巖及薄煤線，礫石成分主要以石英巖、矽化灰?guī)r為主，另有極少量花崗片麻巖礫，礫徑為1～40cm，而東馬路以東（三寶區(qū)）缺失底部礫巖沉積。屬河道滯留沉積物。

②下部含煤段：為北票組主要含煤段，巖性為灰白色、黃綠色中～細(xì)粒砂巖，夾灰色、灰黑色泥巖、頁巖、煤層及少量礫巖、砂礫巖組成，共含煤10組。北票附近煤層最大厚度為21.54m，最大可采厚度為18.36m，累計(jì)平均可采厚度為8.63m（冠山區(qū)），而三寶區(qū)則薄些。

下部含煤段地層橫向變化較大，礦區(qū)東北部的三寶區(qū)巖性相對(duì)較細(xì)，往西經(jīng)東馬路、冠山、臺(tái)吉、興隆溝逐漸變粗。根據(jù)巖石沉積結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、動(dòng)植物化石、結(jié)核及包裹體特征有河道亞相、河漫灘亞相、泥炭沼澤相、淺水湖泊亞相及部分三角洲相沉積。

2）上含煤段

上含煤段厚度大于700m，根據(jù)巖性組合特征又分為上部泥巖段，中部含煤段，下部過渡段。

①下部過渡段：厚130～190m，為一套灰白色砂礫巖（河道滯留沉積厚層）與灰綠色～灰色粉砂巖（泛濫平原沉積）交互沉積體系，最多可達(dá)五個(gè)旋回，為地殼上升回返期產(chǎn)物。

②中部含煤段：中部厚90～150m，主要巖性為灰黑色、深灰色泥巖、粉砂巖與灰色中～細(xì)粒砂巖交互組成，含薄煤四組，最多可達(dá)九個(gè)薄煤層，根據(jù)泥巖層理類型為淺湖相沉積，根據(jù)煤的灰分指標(biāo)很低，低灰煤層屬伏水泥炭沼澤相沉積。

③上部泥巖段：厚度大于350m，其下部為黑色泥巖、粉砂巖，塊狀層理，參差狀斷口，屬湖沼相沉積，上部為黑色泥巖夾薄層砂巖，具清晰水平層理，具深褐色菱鐵質(zhì)泥巖結(jié)核，屬于靜水還原環(huán)境沉積，泥巖有機(jī)質(zhì)含量較豐富，含瓣鰓類動(dòng)物化石，屬半深水湖相沉積。

上、下段煤系屬連續(xù)沉積，根據(jù)地層沉積特點(diǎn)，其盆地經(jīng)歷了緩慢下降的補(bǔ)償期，沉積河流、沖積相底礫巖；泥炭沼澤化期沉積下含煤段；急速沉降的補(bǔ)償，沉積上、下煤系間過渡段河流、沖積相砂礫巖層；伏水期沼澤沉積上含煤段；半深水湖相沉積上部泥巖段。

北票煤田含煤巖系北票組各礦區(qū)巖性百分含量見“表1-1”

2沉積體系及沉積環(huán)境

研究區(qū)根據(jù)巖石組合特征、動(dòng)植物化石特征、地球化學(xué)特征等及地層層序分析和空間配置分析結(jié)果，認(rèn)為北票組為陸相河流—湖泊沉積體系。所包含的沉積相主要有河流相、湖泊相、三角洲相、泥炭沼澤相。

北票煤田含煤巖系沉積主要為河流-湖泊相沉積環(huán)境，如表4-2。

1） 河流體系

該沉積體系由河道亞相、堤岸亞相和泛濫盆地亞相組成。垂向上變化為由下向上變細(xì)的正粒序，可見楔形交錯(cuò)層理。

① 河道亞相

位于河流沉積的底部，可分為河道滯留微相，邊灘微相和心灘微相。

河道滯留微相位于河流沉積的最底部，底部常有明顯的沖刷面，巖性特征為礫巖、粗砂巖和含礫粗砂巖，分選性和磨圓度差，成分成熟度低，厚度小，橫向上多呈透鏡體狀，垂向上過度為邊灘微相。

其沉積特點(diǎn)主要由灰白色、灰色中、細(xì)粒砂巖，少以粗砂巖組成，往上逐漸變細(xì)。在其底部常見有大小不一，呈不規(guī)則的灰黑色粘土巖、粉砂巖塊。層理較為復(fù)雜，有水流波痕層理，緩波痕層理，有時(shí)也能見到透鏡狀層理、平行層理、不甚明顯的斜層理與均勻?qū)永?。該沉積物對(duì)其下部的巖層有沖刷剝蝕作用，常見于煤層頂板。

邊灘微相在河流沉積體系中占據(jù)重要地位，巖性特征主要為粗—細(xì)粒石英砂巖等，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度差—中等，雜基含量較高，具大型板狀、槽狀和楔形交錯(cuò)層理，反映多為單向式水流條件。常與河道滯留相，天然堤相和泛濫盆地相共生。

心灘微相其巖石類型由粗粒長(zhǎng)石巖屑砂巖，巨粗粒石英砂巖和中粗粒石英雜砂巖等組成。沉積物比邊灘沉積粗，巖石的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度低—中等，層理具槽狀交錯(cuò)層理。

② 堤岸亞相

包括天然堤微相和決口扇微相

天然堤微相的巖性特征以粉砂巖和細(xì)砂巖為主，常呈互層狀，反映其生長(zhǎng)過程是間歇性的，見有水平層理，小型交錯(cuò)層理和沙紋層理，含少量的植物碎片和根莖。

沖口扇微相是洪水期河水沖決天然堤，部分水流由決口處流向河漫，砂質(zhì)物質(zhì)在決口外堆積的扇形沉積體，巖石類型主要為中細(xì)砂巖，厚度小，在垂向上呈透鏡體，具小型交錯(cuò)層理，常與天然堤微相和泛濫盆地相共生。

③ 泛濫盆地亞相

是河流體系細(xì)粒物質(zhì)的主要沉積相，且面積分布最廣，進(jìn)一步分為泛濫平原微相和泥炭沼澤微相。

泛濫平原微相是天然堤以外，與河流有關(guān)的廣大沉積區(qū)，其中包括河漫湖泊，沼澤等，巖性主要由粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖組成，發(fā)育有水平層理和波狀層理，含有植物化石和碎片。

泥炭沼澤相為河流體系中的成煤環(huán)境，發(fā)育有大量的高等植物。

沼澤相：該沉積相是湖泊進(jìn)一步萎縮的沉積物，于洼地積水演變形成沼澤的堆積物；或在分流河道平原演化為沼澤的堆積物。巖石主要為灰褐色粘土巖、灰黑色粉砂巖。有時(shí)呈鮞狀結(jié)構(gòu)。含有近于垂直，或略為傾斜的植物根化石。一般具均勻?qū)永?，或具不明顯緩波痕—水平紋理。巖石中亦見有黃鐵礦、菱鐵礦扁豆體。該沉積層常構(gòu)成煤層的底板，少有煤層的頂板。

泥炭沼澤相：泥炭沼澤相最主要的特點(diǎn)是有煤層、炭質(zhì)粘土巖。具不清晰緩波痕—水平紋理，含黃鐵礦扁豆體，或以星散狀浸染體出現(xiàn)。它是沼澤環(huán)境演變來的。當(dāng)氣候適宜，植物叢生，并向四周蔓延時(shí)，形成沼澤植物群，泥炭沼澤化，并聚積了煤層，故它常與沼澤相伴生出現(xiàn)。

2） 湖泊體系

為水面封閉較嚴(yán)的還原環(huán)境。常為粘土質(zhì)沉積，少為粉砂質(zhì)與細(xì)砂質(zhì)沉積。巖層具不清晰水平層理，或換波狀—水平紋理，均勻?qū)永?。在其底部常見有保存完整的植物化石。巖石中含有黃鐵礦扁豆體，或其浸染體。淺水湖泊相在在三寶井田上部地層較發(fā)育，常構(gòu)成煤層的直接頂板。

湖泊體系主要分為濱湖相、淺湖相和深湖相。

① 濱湖相

巖性為砂巖和粉砂巖，發(fā)育有小型交錯(cuò)層理，可見到少量植物根莖和碎片，該相在本區(qū)內(nèi)不很發(fā)育，厚度小。

② 淺湖相

沉積物以泥質(zhì)巖和粉砂巖為主，常夾有薄層的細(xì)中砂巖，層理有水平層理、波狀層理等。

③ 深湖相

巖性主要為黑色、暗色的泥巖，有機(jī)質(zhì)含量高，見有水平層理。

作者簡(jiǎn)介：

姓名：劉悅 出生年月：1994年4月30 性別：女 民族：漢族 籍貫：黑龍江省雙鴨山市 當(dāng)前職務(wù)：技術(shù)員 當(dāng)前職稱：技術(shù)員 學(xué)歷：大專