宁武煤田朔南矿区麻家梁井田含煤建造分析

孟建勇

（同煤浙能麻家梁煤业有限责任公司，山西 朔州 036000）

宁武煤田朔南矿区麻家梁井田含煤建造分析

孟建勇

（同煤浙能麻家梁煤业有限责任公司，山西 朔州 036000）

阐述了宁武煤田麻家梁井田含煤沉积建造的沉积环境、聚煤期的古地理背景，通过含煤建造的旋回结构分析了形成时沉积条件的周期性变化，陈述了含煤沉积建造中赋存煤层及其它矿产资源的赋存特征和分布规律。

沉积建造；古地理背景；旋回；矿产

麻家梁井田属宁武煤田的一部分，位于宁武煤田的北端，为我国华北晚古生代石炭-二叠纪含煤沉积建造，聚煤期的古地理背景为多物源区，多河系围绕的浅陆表海。当时我国北方的古大陆是陆表海的主要物源，稳定的大地构造条件，形成了宽缓的浅陆表海，本区成煤期的沉积体系自本溪组沉积，经太原组，山西组直到下石盒子组形成一总体海退序列。晚石炭世海水自东南方向侵入，南部海进速度快，往北逐渐变缓，北部又靠近陆源区，提供陆源碎屑物丰富，沉积速度快，因此沉积物总的为不断上升，逐渐形成滨海冲积平原环境，有利于煤层的沉积。含煤建造的特征主要表现在岩石性质、沉积相、旋回结构三个方面，组成含煤建造的沉积岩主要是灰色、灰黑色、黑色和灰绿色，也有杂色的各种粒度的碎屑岩和粘土岩，并夹有石灰岩、燧石层等，此外还有铝土岩、耐火粘土、油页岩，黄铁矿等，含煤建造常见的沉积相为陆相、过渡相和浅海相，含煤建造的旋回结构反映了其形成时沉积条件的周期性变化，陆相含煤建造大致可分为河流型旋回和湖泊型旋回，海陆交互相含煤建造大致分为滨海型旋回和三角洲型旋回，本区的含煤岩系为石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。

1 中石炭世本溪组

本溪组沉积环境以浅海潮下带、滨海潮坪、潮坪沙坝为主的沉积，少量海湾泻湖和沼泽、泥炭沼泽相，但这种沼泽在沉积过程中也不同程度受海水的影响。

第一旋回：从奥陶系顶面到分段灰岩底。主要岩性为砂砾岩，铁铝质岩和泥岩。铁铝层是本溪组底部层位稳定的岩层，其沉积原因和华北地台其他地方一样，是富含铁铝的风化壳被海水淹没之后，Al2O3首先溶解进入海水中，Fe2O3则在弱还原条件下与海水中的CO3-2作用形成FeCO3，与铝土质一起沉积了下来，铁矿层由于海水的深浅变化，深水地区为黄铁矿，浅水区形成菱铁矿或赤铁矿，向上逐渐过渡为水平层理的泥岩层，含黄铁矿小结核，第一旋回沉积环境以浅海沉积为主，其次为水下沙坝和半咸水泥沼相沉积，起到填平补齐的作用。

第二旋回：从分段灰岩到本组顶部。岩性由灰岩、砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤组成。在灰岩中含大量筳类、有孔虫、腕足类、珊瑚和海百合茎等浅海生物化石，往上为黑色泥岩，含黄铁矿小结核，含腕足类等化石，岩性中无岩屑，水平层理，为浅海环境沉积物，之后海水进一步变浅，沉积了水下砂体，一般为中粒，含2～3层海相薄层灰岩，分选较差，具河口沙坝沉积特点，含较多腕足类、双壳类化石，向上为粉砂质泥岩，含植物根化石，之后沉积了厚度变化大不稳定的薄煤层，为一受海水影响的半咸水沼泽、泥炭沼泽环境。

第三旋回：从不稳定的薄煤层顶板到本组顶部。岩性有粉砂岩、粉砂质泥岩，沉积较稳定的粉砂岩、粉砂质泥岩夹灰岩透镜体和砂体。泥岩含植物叶化石，灰岩中产腕足类、腹足类、海百合茎等浅海生物化石，砂岩中亦含腕足类、腹足类化石。本旋回沉积环境主要是潮坪、潮坪沙坝沉积。

2 晚石炭世太原组

太原组是弱障壁泻湖潮坪和水下三角洲平原体系沉积，太原组沉积是在本溪组沉积环境的基础上演化而来。K4砂岩以下的 5、6、8、9、11 号煤层硫分明显增加，一般在1.5%～4.0%之间，以硫化铁硫为主。这是因为太原组的煤层为滨海的咸水至半咸水环境中形成，硫化铁含量较高。太原组大致由两种沉积体系构成两个旋回。

第一旋回：从太原组底到9号煤层顶。主要沉积相有泻湖相、潮坪和潮道相、沼泽相。该旋回以11号煤层顶为界，分为下部以潮坪、潮道环境为主的亚旋回，和以泻湖、潮坪为主的上部亚旋回。底部的K1砂岩为白色中细粒石英砂岩，石英含量85%左右，长石10%左右，以钾长石为主，含粒状海绿石，胶结物多为硅质，填隙物中有有孔虫和骨针化石，层面具觅食迹，具交错、波状及水平层理。为三角洲前缘泻湖、潮坪环境中形成的席状砂体，厚度多在4 m左右，层位较稳定。其上岩性为粉砂质泥岩和中粒石英砂岩透镜体，粉砂质泥岩中含双壳类、腕足类、腹足类化石，顶部含植物根化石，沉积环境由沼泽相演变为泥炭沼泽相，沉积了厚度较大的11号煤层。之后再次发生海浸，本井田演变为泻湖环境，沉积物以泥灰岩和砂质泥岩为主，产腕足类等化石碎片，保存不够完好，本区缺少或有少量薄层砂岩，其特征为弱障壁或无障壁泻湖沉积。此后海水退出，在此基础上发育了潮坪后又演变为泥炭沼泽相，沉积了10号煤层，而后又沉积了厚度大而稳定的9号煤层。

第二旋回：从9号煤层顶部开始到太原组顶部结束，本区进入由潮汐影响的浅水三角洲体系。底部为三角洲前缘的泥质沉积，向上发育河口砂坝，再向上为支流间湾，其上发育天然堤，分流河道滞留沉积，边滩，其上发育了厚度不大的煤层。该旋回又分为三个亚旋回，即8号煤层以下、6号煤层以下及5号煤层以下。各旋回大多显示为自下而上正递变粒序，根据本层段有许多类型的潮汐层理，说明当时受潮汐作用的影响较大。其中8号和9号煤层之间的地层以水下分流河道沉积为主，分流河道砂体在剖面上呈透镜状。在分流河道的基础上发育了泥炭沼泽相，沉积了8号煤层。8号到6号煤层之间，沉积相以支流间湾，河口砂坝，分流河道和水下天然堤为主，自下而上主要沉积了8号煤层上部的厚层铝土质泥岩和K2砂岩，K2砂岩之下发育厚层铝土质泥岩一层，厚度0～10 m，浅灰色，块状，易风化破碎，主要成分为高岭石，一般与上覆的K2砂岩呈明显接触，局部为冲刷接触。K2砂岩呈浅灰色，为中细粒凝灰质岩屑砂岩或粉砂岩，正粒序，分选较差，泥质胶结，胶结疏松，具波状或交错斜层理。为三角洲前缘河口砂坝环境形成的砂体，厚度5～15 m。其上再次发育了沼泽形成6号煤层。6号到5号煤层之间为水下分流河道与分流间湾沉积，K3砂岩为灰色中粒砂岩。石英含量70%左右，长石8%，岩屑22%，硅质胶结，分选一般，具水平或缓波状层理，厚度0～4m。5号煤层即是在分流间湾环境上发展起来的泥炭沼泽中沉积的。本段泥岩以6号煤层顶板海相黑色泥岩发育较好，以含大量同生菱铁质结核，不含植物化石为特征，岩性细腻，俗称海相泥岩，含舌形贝化石，局部相变为砂质泥岩，是本区良好标志层之一。

3 早二叠世早期山西组

山西组是水上三角洲平原和内陆曲流河冲积平原体系沉积，而从K4砂岩底开始是水下三角洲平原环境向水上三角洲平原环境过渡的起始点。山西组K4砂岩以上的2、3、4号煤层，原煤硫分都小于1%，一般为0.5%左右，以有机硫为主，煤层形成于陆相淡水环境，硫酸盐少故硫化铁少，致使煤层中全硫含量亦较低。山西组亦由两种沉积体系构成两个旋回。

第一旋回：从山西组底部K4砂岩至4号煤层顶板K5砂岩，K4砂岩为灰白色、含砾粗中细粒长石石英砂岩。石英含量21%～90%，长石5%～9%，岩屑15%～50%，硅质、泥质胶结，具楔状、交错及波状层理，垂向上呈由粗到细的正粒序，横向上呈厚薄相间的条带状。主要沉积相有：分流河道相、天然堤相、泛滥盆地相、决口扇相以及沼泽相，底部为砂砾沉积的滞留相，向上为边滩，天然堤环境的中、细粒砂岩，再向上为泛滥盆地沉积，后又演变为泥炭沼泽相沉积了4号煤层，为一典型的分流河道沉积序列。由于成煤环境不够稳定基底不平，故形成了厚度变化较大的4号煤层，厚度为2.32～13.42 m，夹矸层数、灰分变化亦较大。K5砂岩由灰白色、灰色含砾粗砂岩、粗中细粒砂岩组成。石英65%～93%，长石3%～9%，岩屑5%～25%，硅质胶结，具斜层理及交错层理，正粒序，垂向上与K4砂岩有共性，横向上砂体规模较K4砂岩为小，为典型的三角洲水上平原分流河道沉积。对其下的4号煤层有不同程度的冲刷影响。4号煤层受河流同生冲刷作用明显，顶板砂岩岩性多变，并含有煤屑及炭化树干，冲刷严重地段最上部两层夹矸缺失，垂向上煤层呈槽型，为典型的浅水三角洲体系下形成的水上平原沉积环境。

第二旋回：从K5砂岩上部至山西组顶部，为由内陆多曲流河冲积平原体系构成。沉积相以分流河道相，泛滥盆地相为主，泥炭～泥炭沼泽相次之。基本由三个正粒序沉积亚旋回构成，岩层层序变化较大，构造复杂，显示了沉积环境不稳定，聚煤期明显变短，仅沉积了2～3层不可采且不稳定的薄煤层，顶底板岩性多为砂质泥岩和薄层中细砂岩。

Abstract:The paper presents the depositional environment of coal sedimentary formation of Majialiang mine field in Ningwu and paleogeographic background of coal-accumulating stage.By the analysis on cyclical variation of sedimentary condition through the cycle structure of coal-construction,the coal hosting in sedimentary formation and other mineral resources'hosting features and distribution laws are also discussed.

Keywords:sedimentary formation;paleogeographic background;cycle;mineral products

编辑：刘新光

Analysis on Coal Construction in Majialiang Mine Field of Suonan Mine Area,Ningwu

MENG Jian-yong

(Majialiang Coal Co.of Datong Coal Group and Zhejiang Energy Group,Suozhou Shanxi 036000,China)

P571;TD163

A

1672-5050（2010）08-0043-03

2010-05-07

孟建勇（1971—），男，山西左云人，大学本科，助理工程师，从事矿井地度与测量工作。