南票煤田成煤古地理環(huán)境與聚煤特征分析

陳端 陳愛華

摘要：通過對南票煤田地質(zhì)概況及含煤地層展開分析，總結(jié)了南票煤田的聚煤特征，還原了該區(qū)成煤古地理環(huán)境，對該區(qū)煤炭資源的持續(xù)開發(fā)和外圍找礦工作具有指導意義。

關(guān)鍵詞：南票煤田；古地理；聚煤特征

1.引言

南票煤田位于遼寧省葫蘆島市境內(nèi)，呈北東-南西向帶狀分布，屬于華北覆煤區(qū)。華北賦煤區(qū)二疊系含煤地層屬于典型的地臺沉積，沉積建造發(fā)育于巨型克拉通盆地內(nèi)，晚古生代海水從東或南東部侵入盆地，形成范圍廣闊、坡度極緩的濱岸沉積盆地。

2.地質(zhì)概況

2.1礦區(qū)構(gòu)造

南票煤田位于華北地臺的東北部（Ⅰ），燕遼臺褶帶（Ⅱ），遼西凹陷（Ⅲ），金嶺寺～羊山盆地的東南翼，與頭臺子～黃土坎～楊家杖子斷隆帶接界。主要有3個構(gòu)造層組成：①侏羅系向斜構(gòu)造層；②奧陶系、石炭系、二疊系單斜構(gòu)造層，傾向北西，傾角20°～70°；③奧陶系以前地層。斷裂構(gòu)造有兩組：一組走向北西，傾角70°～80°的正斷裂；另一組走向北東的逆沖斷裂，傾角50°～76°，表現(xiàn)為二疊系含煤地層重復出現(xiàn)。

2.2地層

該區(qū)地層由老到新有：薊縣系、青白口系、寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、侏羅系、第四系組成。

（1）薊縣系霧迷山組：黑灰色燧石條帶，結(jié)核，燧石層灰?guī)r。

（2）青白口系景兒峪組：紫紅色板狀灰?guī)r，含礫石英砂巖，與霧迷山組呈平行不整合接觸。

（3）寒武系下統(tǒng)饅頭組：紫紅色片狀泥巖，夾黃色結(jié)晶灰?guī)r。與景兒峪組呈平行不整合接觸。

（4）奧陶系中統(tǒng)馬家溝組：深灰色薄層～中厚層細粒泥晶灰?guī)r，頂部夾薄層生物屑灰?guī)r。

（5）石炭系下統(tǒng)本溪組：由灰黑色頁巖、灰色鋁土頁巖夾薄層細粒石英砂巖，局部夾礫巖扁豆體，底部具一層灰?guī)r成分的鈣質(zhì)膠結(jié)的礫巖，與奧陶系馬家溝組呈平行不整合接觸。

（6）石炭系上統(tǒng)太原組：砂巖與頁巖互層，夾泥灰?guī)r和煤層，與下伏本溪組呈整合接觸。

（7）二疊系下統(tǒng)山西組：下部為黃綠色、灰綠色含礫砂巖、頁巖；上部為灰黃色薄層、中厚層粗粒長石砂巖、黑色頁巖夾煤線，與太原組整合接觸。

（8）二疊系下統(tǒng)石盒子組：灰白色粗砂巖、黑色泥巖、石英質(zhì)礫巖、灰色紫色鋁土巖，含可采煤層，與山西組呈平行不整合接觸。

（9）侏羅系下統(tǒng)南票組：灰白、灰綠色凝灰質(zhì)砂巖，砂礫巖，砂質(zhì)泥巖，含可采煤層，但灰分高。

（10）第四系：礫石層，棕紅色粉砂質(zhì)粘土，黃色粘土，河床礫石，褐黑色粘質(zhì)砂土。

3.含煤地層

南票煤田主要含煤地層有上石炭統(tǒng)太原組、下二疊統(tǒng)山西組、石盒子組。

3.1太原組

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。

①上段：以泥巖，砂質(zhì)泥巖，鋁土巖和煤層為主，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。7煤組沉積不穩(wěn)定，沿走向時有變薄尖滅現(xiàn)象。

②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)。

3.2山西組

山西組與下伏太原組地層呈不整合接觸。全煤田均有沉積，分上下兩段。上段為含煤段，以黑色泥巖，砂泥巖和粉砂巖為主，含有3、4、5三個煤組。下段為礫巖段，為灰綠色燧石細礫巖夾中、細砂巖，粉砂巖，凝灰?guī)r、泥質(zhì)、粘土質(zhì)膠結(jié)，具楔狀交錯層理，含菱鐵礦結(jié)核。3煤組是山西組主要可采煤層。4煤組僅在中部發(fā)育，其他地段沉積變薄或尖滅。5煤組煤層大部可采。

3.3石盒子組

石盒子組以平行不整合沉積在山西組地層之上。全組地層厚度，東部0.66m～21.65m，西部8.47m～111.62m。發(fā)育1、2兩個煤組，1煤組沉積范圍小，個別孔見可采煤層，其他地區(qū)零星沉積薄煤層或炭泥巖層。2煤組含蘆木化石及少量菱鐵礦結(jié)核，零星分布僅局部可采（圖1）。

4.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沼澤砂、頁巖含煤沉積建造。在華北晚古生代沉積建造內(nèi)，根據(jù)區(qū)域不整合面及局部地區(qū)角度不整合（風化殼）、缺失的生物帶、海侵方向沉積體系轉(zhuǎn)換面、陸表海低水位席狀砂體及深切谷的發(fā)育等識別層序界面的準則識別出了7個層序界面，分別位于本溪組上部中間鋁質(zhì)巖頂面與8煤頂板礫巖底面、8煤頂板黑色泥巖頂面與7煤底部礫巖、6煤組底部礫巖、5煤組底部火山底礫巖底面、4煤組底部礫巖、3煤組底部細砂巖、2煤組底部細砂巖。

5.沉積體系與沉積相

中奧陶世之后隆起，經(jīng)歷了長期的風化剝蝕，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。

在早二疊世，華北地臺陸表海進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。