柳江盆地山西、太原组地层对比划分浅析

毕宝华　聂晨光　罗志开

摘要：柳江盆地地区沉积盖层发育，以往区域地质调查程度较高。近期该区施工了大量钻孔，为更好的认识本区深部煤系地层特征，本次以1982年《河北省北京市天津市区域地质志》和1987年《1/5万秦皇岛市测区区调最终报告》为基础，对近期钻探工程揭露的深部地层进行了认真分析，并对山西、太原组等煤系地层进行初步对比和划分，为今后工作提供参考。

关键词：柳江盆地；石炭-二叠系；对比划分

石炭、二叠系是我国北方重要的含煤地层之一。为更好的认识钻孔所揭露的深部地层，本次以1982年《河北省北京市天津市区域地质志》和1987年《1/5万秦皇岛市测区区调最终报告》为基础，对柳江盆地近期钻孔揭露的深部石炭二叠地层的对比和划分进行了初步的分析。

一、区域地层特征

本区石炭-二叠系地层属华北地台型。

石炭系以碎屑岩为主，夹海相灰岩和煤层，为海陆交互相含煤建造。华北区自晚奥陶世至早石炭世，一直处于上升状态，经历了长期的风化剥蚀，普遍缺失早石炭世沉积。中、晚石炭世地壳缓慢沉降，二者岩性相似，因而石炭系有二分之说。本次仍采用传统的三分方案，对有争议的山西组按传统意见归属下二叠统。

二叠系属内陆盆地沉积，以河湖、沼泽相含煤碎屑岩和内陆红色、杂色碎屑岩为主。含煤性好，煤层稳定，是本区重要含煤地层之一。本区二叠系采用传统的二分方案。

二、矿区地层对比与划分

1922年葛利普等把华北晚古生代含煤地层分成两部分，下部称太原系，上部称山西系，并将标准剖面建于太原西山附近。根据区调成果，本区山西、太原组地层特征如下：

太原组下部为一套浅灰、灰白色中细粒石英砂岩，底部为厚层含砾粗砂岩。厚约26m。上部以灰黑色炭质页岩、粉砂岩为主，夹灰、黄绿色砂岩，石英砂岩。含黄铁矿结核。含煤3-4层（煤4、煤5、煤6），可采1-2层。煤5为主要可采煤层，煤层顶底板均为粘土质和铝土质岩石。厚约23-60m。

山西组主要以陆相沉积为主，偶夹海相沉积物。为灰白色中细粒砂岩、深灰色粉砂岩、夹灰黑色砂质泥岩和煤层。含B层和C层铝土矿。其顶界位于中至粗粒长石石英砂岩之底，底界位于“大煤”之下的一层砂岩之底。一般厚度50-130m。

上述地层特征在野外编录过程中，并非都能见到。综合标志层特征、岩性组合特征、及地层厚度等，初步认识和划分本区钻孔揭露中山西、太原组的地层特征如下：

1.上石炭统太原组（C3t）

根据钻孔编录，岩性以灰黑色粉砂岩为主，底部发育有中细粒砂岩，有时相变为粉砂岩。属海陆交互沉积。煤5（含黄铁矿结核）及顶底板粘土质岩石等标志层比较明显；上部岩层含黄铁矿结核，个别钻孔底部厚层含砾粗砂岩等岩性特征也较明显。见下图。

2.下二叠统山西组（P1s）

根据钻孔编录，岩性为灰色、灰黑色中细粒砂岩、粉砂岩、炭质页岩及粘土岩。上部为一到两组含砾砂岩、细砂岩、粉砂岩夹煤线（或炭质页岩）组成的向上变细的退积型准层序组，顶部为粘土岩。下部为粉砂岩夹煤层，具水平层理。反映沼泽相的沉积环境。

B层、C层粘土岩及煤3等标志层较明显；其顶界位于中至粗粒长石石英砂岩之底，底界位于“大煤”之下的一层砂岩之底。

3.煤层对比

本区石炭、二叠系是主要含煤层位，含煤1-6层，地层时代的对比与划分和煤层的对比相辅相成、相互验证。

本区煤层对比主要依据：层间距、标志层、及煤层本身厚度、结构、煤质及物性特征等。各种方法综合运用相互验证，确定煤层对比的可靠性和准确性。

二叠系煤3层位全区分布，层位稳定，厚度较大，是本区勘查的主探层位，以煤3层位做为对比基准，沿勘探线钻孔“之”字形对比。

1）层间距

通过对相邻矿区及本次工作取得资料的分析统计，认为本区山西组和太原组地层沉积环境以湖泊及近海沼泽为主，地层间距比较稳定，其中煤3底板距煤5底板27.86～49.18m，平均38.39m。由于本区火成岩破坏严重，且火成岩多沿煤层侵入，对煤层穿插切割破坏，也对原始沉积间距造成一定影响。

2）标志层

主要标志层包括煤3、煤3底板王子石、煤5和煤5底板D层粘土岩。

a.王子石

为山西组煤3底板。为一层灰黑色石英砂岩，质地坚硬、性脆，石英成分占95%以上，是本区一个重要标志层。但在本次普查中，该砂岩有时会有相变，石英含量会有降低。由于本区煤层普遍受火成岩影响，因此多孔可见火成岩形成煤层顶、底板。

b.D层粘土岩

为太原组煤5底板。浅灰-深灰色，质软、鳞片状，易崩解于水，有滑感，易破碎成小薄片，隐晶质鳞片状结构，主要矿物为高岭土石集合体组成，其中含少量水云母，属半软质粘土，富含植物根茎化石，一般厚0.50-3.30m。平均厚1.87m，层位稳定，是煤5的直接底板。

三、总结

以上分组情况是通过对矿区钻孔的系统编录，总结各孔地层的地质特征，结合区调成果，进行对比和划分得出的，由于认识水平有限，在对比和划分过程中，可能会出现不同的认识和理解导致分组界线不一致的情况，但各孔相同岩性特征的地层通过对比一般都划分到了一组。因此，在今后工作中随着认识提高，也可进行统一改正。

参考文献：

[1] 河北省北京市天津市区域地质志，1982.

[2] 杨丙中等.石门寨地质及教学指导.吉林大学出版社，1984.

[3] 1/5万秦皇岛市测区区调最终报告，1987.endprint