陕陇煤田安定组沉积特征研究

孙斐翡

（内蒙古自治区煤田地质局,呼和浩特 010010）

1 岩性、矿物特征

本区安定组地层仅分布在店头矿区北部和葫芦河地区。实测了富县黑水寺，药阜头，养马峪三个剖面。岩性分布如下:

1.1 碳酸盐岩类

主要由灰岩、白云岩及少量生物灰岩组成。岩石中基质占80～100%，其成份以粉，微，泥晶方解石和白云石为主，少量泥质(1.6～6.896)及铁质（1.7—8.5）.颗粒占O～20%，主要为微（泥）晶云灰岩砂屑和生屑。陆源碎屑一般小于5%。生物岩中生屑可达80%。组成岩石类型如下:

1.1.1 （含粉砂）微（粉、泥）晶灰岩

紫红，灰绿色，中厚层及薄层状。具水平及波状层理。微～泥晶结构。含少量介形虫、鱼骨屑和陆屑。可见虫孔，圆形硅化和溶沟，溶孔、干裂隙，溶孔和干裂中有沸石、泥铁质充填。三个剖面均有分布。反映为浅水，弱水动力的沉积环境，有时露出水面。

1.1.2 （含）生屑泥（微）晶灰岩

紫红、灰，黄绿色，中厚层及薄层状。具水平及波状层理。生屑泥（微）晶结构。介形虫和鱼骨屑占10～20%，个别层中介形虫成层分布。分布在黑水寺，药阜头剖面。

1.1.3 微晶白（灰）云岩

紫红、灰及黄绿色，中厚层及薄层状。具水平及波状层理，部分具斜波状层理。微（泥）晶结构。岩石以微（泥）晶白云石为主，亮（粉）晶方解石次之，少量介形虫及鱼骨屑。个別层段含少量硅质团粒或泥，铁质，从而形成含团粒或含铁、泥质微晶（灰）云岩。溶孔、溶沟发育，部分被方解石，硅质及氧化铁充填。可见垂直层面的虫孔和于裂隙。以上特征说明沉积当时为浅水、弱水动力环境，时而暴晒于水面之上。主要分布在各剖面的中上部。

1.1.4 含砂屑微晶次（云）岩

灰、黄绿、紫红色。具水平及不规则层理，含砂屑晶结构。岩石由65～76%微（泥）晶方解石（或白云石）、20%微晶灰岩（泥晶云岩）砂屑，5%氧化铁、少量石英陆屑组成。含铁、钙质结核。分布在黑水寺剖面。

1.1.5 微（粉）晶云灰岩

紫红、黄绿、灰色。具水平及波状层理。岩石由粉晶方解石和微晶白云石组成，含少量氧化铁，生屬、泥质和陆屑。分布在黑水寺、药阜头剖面。

1.1.6 （微）粉晶泥（质）灰岩

灰绿、黄绿、紫色、具（断续）水平及（微）波状层理。 （微）粉晶结构。岩石主要由方解石，水云母及少量氧化铁组成。各剖面均有分布。

1.1.7 螺壳灰岩

灰白色风化后呈黄褐色，螺壳结构。螺壳占75%（一般直径为2-7毫米，最大达6厘米），鱼骨屑5%，胶结物20%，为泥晶基质和少量氧化铁。以底栖生物为主，说明沉积当时为阳光充足的浅水环境。主要分布在黑水寺，药卓头剖面。

此外在上述两剖面中尚有介形虫含磷质灰岩和生屑含磷灰岩。

碳酸岩根据差热分析，其主要矿物为方解石、自云石和菱镁矿。方解石在920～935℃，白云母在760°～790℃及940°～950℃处为吸热谷。

（1）磷块岩。紫红、灰色，薄层状。含粉砂、鱼骨屑结构。鱼骨屑占60～70%，填隙物（粉晶方解石、铁，泥质）15～40%’少量陆屑。具水平及缓波状层理。分布在黑水寺剖面上部。

（2）粘土岩。深灰、灰黑及暗紫色。主要为（含灰或含铁，泥质）水云母粘土岩，含介形虫，菱铁矿质水云母粘土岩。微（粉）晶鳞片状结构。由水云母，微晶方解石（白云石）， 菱铁矿组成。差热分析结果：主要为伊利石，高岭石次之，少量蒙脱石、绿泥石和水针铁矿。具水平层理。分布在各剖面的顶，底部。

（3）碎屑岩类。主要分布在各剖面的底部。岩石为粉或细砂岩。灰绿、灰色。岩石组份中碎屑总量为45～850，其中石英占61～92%，长石占6～20%，岩屑2～11%，细砂岩中还含12～25%鱼骨屑。胶结物或填隙物为钙、铁，泥质和细碎屑。具（微细）水平层理。

重矿分折结果：不透明矿物有赤 褐铁矿、锐钛铁矿，合计计86.1%，以赤褐铁矿为主。透明矿物中稳定组分为主，锆石占6.7%，电气石2.8%，石榴石占2.5%，金红石占0。9%，组合形式为锆石一电气石一石榴石一金红石。少量角闪石、绿帘石等不稳定组分。自生矿物以黄铁矿（占23，996），重晶石(3.7%)为主。

2 结构和沉积构造

本区碳酸盐的结构主要为化学、生物化学作用形成的晶粒结构，微晶为主，粉晶次之。颗粒<10%，颗基比<1/9,，属低能浅湖环境的产物。其次为含砂屑微晶结构和生物骨架（螺壳）结构，前者颗粒占17～30%，颗基比1/2，反映有一定的波浪和流水作用， 后者系原地生长的生物构成的，均属浅湖环境产物。

区内砂岩很少，仅采集三个粒度分析样。黑水寺剖面的二个样品分析结果是，概率曲线为直线型，斜率71°～72°，Mz为2.33 、3.97 、a1为0.5，0.55，分选性中等。SKl为—0.2、—0.11，属负偏态。KG为1.06，1，07，中等尖锐。频率曲线单峰。在SKl- ai离散图中落入湖区。综合判別式结果为湖相。

养马峪剖面一个样。概率曲线为似直线型。下段含量58.3%，斜率75°，上段含量41.7%，斜率65°，两截点为2.4 。 Mz = 2.62 。αi =0.54，分选性中等。Sk1=O，09，近对树称。KG =1.18，尖锐。频率曲线单峰。综合判別式结果亦为湖相。

区内安定组地层发育水平，缓波状层理。叙述如下：

（断续）水平层理：在暗紫色粘土岩中发育微细水平层理，细层厚1～3mm，易剥离，风化易碎呈纸片状。在灰岩，云岩中发育断续水平层理，细层厚I～数cm。

此外在剖面下部深灰、灰黑色粘岩中可见到季节纹理，以颜色深浅 I显示，细层厚度小于1 mm。

缓波状层理：多出现在灰岩、云岩中，波长5 -.8cm，细层厚度小于lcm。

安定组地层中普遍含有铁质结核，此外尚行钙质结核和燧石结核。钙结核形状往往呈不规则状。燧石结核多分布在紫色泥岩和泥灰岩中，呈扁圆或圆球状，直径一般为0.1米左右，最大可大0.7米。

3 沉积相及其变化规律

安定组沉积时，继续为半干旱气候。由于地壳下沉在陕甘宁盆地中南部形成一内流湖，本煤田位于湖的南端，以店头沮水河为界，北部接受了沉积，南部为剥蚀区，黑水寺剖面处于浅湖地带。从该地区早期沉积黑、灰黑色页、泥岩及菱铁矿、FeS2结核（或自生矿物）来看，表明水体较深、静止而闭塞，属还原环境。到中，晚期湖盆相对稳定，生物昌盛，形成了紫杂色灰岩、泥灰岩、生物灰岩。由于气候炎热干旱，湖水几度矿化形成多层白云（灰）岩。

3.1 沉积相划分原则

根据岩性、结构、沉积构造、地球化学等持征将其分为较深湖亚相和（碳酸盐岩）浅湖亚相。特征如下：

3.1.1 较深湖亚相

颜色以黑、灰黑色为主，灰绿色次之，少量灰紫、桃红色。岩性较细，以水云母粘土岩为主，地化性质表明属陆相湖泊沉积。少量粉、细砂岩，砂岩粒度概率图呈（似）直线型，悬载搬运，离散图中落入湖区。水平层理、季节纹理发育，少量波状层理。含黄铁矿，菱铁矿、燧石结核和介形虫、鱼骨碎屑化石。

3.1.2 （碳酸盐岩）浅湖亚相

颜色以灰绿、黄绿、紫红的杂色为主，夹灰、灰白色。岩性有含灰水云母粘土岩、微（泥）晶灰岩、微（粉）晶云岩、磷块岩和螺壳灰岩。灰岩结构表明为低能浅湖环境， 但有一定波浪和流水作用。水平层理为主，有少量不规则水平层理，波状和洪水层理，更进一步证实有弱流动性。含丰富动物化石，有介形虫，鱼鳞、鱼骨屑、鱼粪、螺、瓣鳃等化石和少量轮藻化石，表明为温暖浅水，充氧，清洁透光环境。含铁质、钙质和燧石结核。溶沟、溶孔干裂较发育。

3.2 沉积相垂向变化及对比

黑水寺剖面地层出露最全。底部灰绿色粉砂岩，灰褐色微、泥晶灰岩，代表一般浅湖和碳酸盐岩浅湖相沉积。下部灰黑、灰绿色粘土岩、黑色页岩、紫杂色粘土岩，代表较深湖相沉积。上部紫红，灰绿，灰白，灰色微泥晶灰岩、云岩，生物灰岩和泥岩，代表碳酸盐浅湖相沉积。本区由北向南，由黑水寺，药阜头，养马峪剖面至店头沮水，安定组地层逐渐剥蚀变薄， 至沮水以南已全部遭受剥蚀。

3.3 沉积特征

（1）安定组沉积过程中气候干旱程度渐增，湖水愈来愈浅，数次矿化。湖底多次暴露水面，层面发育溶沟，溶孔和干裂。

（2）岩性以碳酸盐岩为主，泥岩次之，少量碎屑岩。分别占全组的61.6%，30%，7.24%。且碎屑岩多居下部。

（3）岩性、岩相、厚度均较稳定，易对比。水平层理发育，波状，洪水层理较少，为静水或弱流动水环境。

（4）生物化石丰富。多半岩层不同程度的含有生物化石，以鱼类，介形虫，软体动物为多，少数生屑可占岩石组分的20%，甚至高达66～85%。