武平县宁洋矿区童子岩组菱铁质结核形态特征及其意义

林修坤

（武平县安全生产监督管理，福建龙岩 364300）

武平县宁洋矿区童子岩组菱铁质结核形态特征及其意义

林修坤

（武平县安全生产监督管理，福建龙岩 364300）

菱铁质结核是含煤建造中常见的一种碳酸盐类成岩结核，其生成条件为PH=6-10，Eh≤ΣCO2，活性高，成弱碱性煤盆地，容易与有机质等发生化学反应富集，形成碳酸亚铁类。研究其在武平县宁洋矿区中的赋存的形态特征，对于正确地进行含煤地层的岩煤层对比及判定煤层编号等一些实际问题有着很好的理论和指导意义。

菱铁质结核；形态特征；地层对比；童子岩组

菱铁质结核是含煤建造中常见的一种碳酸盐类成岩结核，其生成条件为PH=6-10，Eh≤ΣCO2，活性高，成弱碱性煤盆地，容易与有机质等发生化学反应富集，形成碳酸亚铁类。在煤系地层中常以椭球状、鲕粒状、透镜状等形态，以泥晶一微晶等结构形式赋存。由于它本身的特征和其内部构造与煤层所处的环境和其他地化条件紧密相连，所以，对煤层的岩煤对比及煤层编号的判定具有积极意义。笔者在武平县宁洋矿区工作期间（1994-2006年）曾对武平县宁洋矿区童子岩组含煤地层中的菱铁质进行过分析和研究，总结出其的特点，并将其与岩煤层对比，判定煤层，从中取得了很好的效果。

1 菱铁质结核特征

菱铁质结核常存在于煤系地层，如泥岩、页岩等，以及煤层中，这种物质极其容易在煤层的顶底板中发育。其集合体通常以粗粒—细粒状出现，亦有结核状、致密块状、葡萄状和鲕粒状。颜色常呈褐色，有时呈灰褐色及黄褐色。

菱铁质结核比重较大为3.70～3.90，质地致密坚硬，手坠感较重，且因其内含Mg和Mn的不同而有所变化。硬度中等为3.50～4.50，指甲无法刻划，小刀可刻动。呈鲕粒状、结核状者无解理。遇冷稀盐酸不起泡,煅烧后有磁性。

菱铁质结核体的内部构造，很多情况下，都具有均一块状、个别存在清晰的同心状、微层状、次生网脉状和平行脉状构造，内部包含有植物化石、黄铁矿或自生石英等，其中粘土矿物和石英陆源碎屑等物质为其核心或包体。

2 菱铁质结核形成条件

武平县宁洋矿区菱铁质结核结构特征表

菱铁质结核形成条件与环境非常紧密，在水动力弱碱的地化环境下，极其容易被河水中的Fe(OH)2正溶胶转变为Fe2+，与细菌分解有机质形成的CO2聚集成结核。为此，菱铁质结核所在的层位能够很好的反映出，近泥炭沼泽和近陆源河口的停滞水体环境，如泻湖相环境。其主要赋存岩层为泥质、细粉砂质及页岩。全面研究对地层中结核，可以有效的提供研究沉积岩相，成岩后生期地化条件的讯息，还可作岩煤层对比的辅助标志及判定煤层的依据。武平县宁洋矿区的菱铁质结核矿物与周围的岩石矿物之间，存在着矿物过渡段，纹理沿着结核体进行分布，有时会被结核切断，其中，宁洋矿区中的菱铁质结核大部分都是成岩结核，后生结核比较少(见表)。

3 武平县宁洋矿区童子岩组菱铁质结核的特征

武平县宁洋矿区童子岩组煤系底层，大部分属于后生阶段，由于受中生代燕山期岩浆岩活动对煤系的影响，泥岩中的矿物质经过重结晶之后，形成水云母-绿泥石。其次，因为泥质岩主要是在水动力比较差的条件下，所以比较容易形成菱铁质结核。从地质区域上来讲，其处于宁洋矿区的北部井田，位于矿区的中部和南部。从层面上来讲，其在童子岩组第三段上亚段一带的中下部，均可见球粒状菱铁岩产出，在北部的宁洋矿区，还见于童子岩组第三段下亚段、中亚段地层中，而在南部的青山子矿区，童子岩组第一段的煤层间，比较容易常见的含生物泥晶的菱铁岩，菱铁岩中生物碎屑一般为钙质，有时候，也可以看到生物碎屑为菱铁矿交代，其中，青山子矿Ⅲ2标含生物菱铁岩中的生物碎屑，便是菱铁质的。

不同盆地中的菱铁质结核，从外形区分，差别很小，然而，其核心、包体以及构造等均有明显的区别。因童子岩组地层为煤系地层，在其所处的沉积环境中常伴随有动物的化石等，为此，菱铁质结核以此为核心，经常有同心圆状构造。

在同一盆地中的同一层沉积物，如果沉积环境、功能类似，层位稳定，则该层岩石中形成的菱铁质结核基本特征都差不多，具有很好的岩煤对比度，可以依据其基本特征对煤层进行判定等。

3.1 童子岩组（p1t）

3.1.1 童子岩组一段（厚193m）

岩性以砂质泥岩、泥岩为主，含部分薄煤层，上部夹1—2层薄层砂岩，岩石粒度旋回完整，是海洋和陆地相互作用形成的煤层，水平层理进行发育，其间的结核形状多样，矿物质含量非常的丰富，在岩层的中、下部均含菱铁质结核，多为铁饼状、瘤状。盛产蜒、腕足、瓣鳃类等动物化石。

3.1.2 童子岩组二段（厚124m）

上部以粉砂岩为主，夹有细砂岩及钙质粉砂岩组成，不含煤。水平层理发育，为浅海相沉积，动物化石以海百合基、腕足、虫迹为主。上、中部由粉砂岩夹3层钙质砂岩、细砂岩组成，多为水平互层层理和波状层理，菱铁质结核呈不规则球粒状分布，所含动物化石种类繁多，有双园海百合基、蜓、戟贝及瓣鳃等。下部以均匀层理为主，为一套泥质灰岩夹钙质粉砂岩，含大个体椭球状菱铁质结核，动物化石常见有腕足类、蜒、珊瑚、头足类动物化石。本段的菱铁质结核基本沿岩层层面间断排列，呈透镜状或椭球状，其大小随岩层厚度增大而有所增大。

3.1.3 童子岩组三段（厚约58m）

此段为本区主要含煤地层。岩性以细砂岩为主，夹有细粉砂砂岩、煤层和煤线组成，水平层理发育，含丰富的植物化石，主要有大羽羊齿、栉羊齿、蕉羊齿，瓣轮叶等。含煤7—8层，其中22号为较稳定可采煤层，21、20号为局部可采煤层。

底部标Ⅱ―22号煤层底板粉砂岩，具有波状、脉状层理和水平层理，以硅质胶结的中—厚层状细砂岩为主，夹有粉砂岩，含煤线3～5层，其中21号煤底板中见较丰富的同生椭球状菱铁质结核，显著区别于其他煤层，为明显的对比及判定特征。

3.2 上二迭统翠屏山组（p2 cp）

上二迭统翠屏山组（p2 cp）厚度约为625～661米，也是本区的主要含量煤岩系，共分四个段。含量可采煤层（0号煤）一层，局部可采煤层4、6、8号煤层。0号煤位于翠屏山组第四段的顶部。煤层1.06米。本组底界为厚度5.20米浅灰色中～细粒石英砂岩。其底部合次棱角状遂石、石英、流纹岩砾。8号煤层――翠屏山组底砾岩，以波状、脉状层理及水平纹理为代表，层面见有透镜状、鲕粒状菱铁质结核。

4 结论

本文通过比较菱铁质结核的基本特征，可以有利的帮助我们比较和分析地层、岩煤层，同时，也在判定煤层等实际工作中具有很好的指导作用和意义。武平县宁洋矿区童子岩组地层各段及煤层间菱铁质结核的形态特征差异性比较大，可以帮助我们判定地层层段和煤层。为此，我们需要密切关注菱铁质结核在地层中的分布、特征以及性质等，更好地增强底层对比的效果和煤层判定的实用性等。

[1]刘国钓，王微枢，陈扬杰，周淑文．矿物学[M]．北京：煤炭工业出版社，1985．

[2]陈钟惠.含煤岩系沉积环境分析[D].武汉：武汉地质学院，1984.

[3]孙永传等.碎屑岩沉积相和沉积环境[M].北京：地质出版社，1986.

林修坤（1973.10—），男，汉族，大专学历，助理工程师。

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1003-5168(2014)04-0183-02