华北石炭、二叠系高分辨层序地层分析.pdf

第6卷 增刊 1 9 9 , 〕 年 5月 地学前缘 中国地质大学 北京 F i r t h S c ie n c e F - ia r s C h in a U n i - ia y o f G ms d e n c e s , H e ii i n g V . 1 6 S u p p l 1 ly 1 9 9 9 华北石炭、 二叠系高分辨层序地层分析 李宝芳 温显端 李贵东 中困地质大学， 北京， 1 0 0 0 8 3 摘要通 过以 露头 、 测 井曲 线 翔 岩 芯 观 察为 基 础的 高分 辫 层序 地层分析， 认为 华 北石 炭、 二 叠系为1 个大 层序， 时 限约为3 1 0 - 2 5 0 M a 。以 早二叠世紫松期与隆林期之交的2 8 5 M a 的区 域性不 整合 面为 界， 分为.M s 1 , W 两个中 层序 Iv t s l 穿 过了 石炭、 二叠系的 年代地层界线 2 9 5 M a 。 含 煤的 本 溪、 太 原、 山 西 组 3 0 8 - 2 7 5 M a 分 为6 个 层序组 S s l - 6 ， 包括1 9 个 层序 C S g I - 7 , 1 知1 _ 1 2 0 通 过区 域 性 层 序 地 层 单 位 的 对 比 ， 在生 物 年 代 地 层 格架 的 基 础 上 ， 建 11 了 更 精 细 的 等 时 地 层 格 架 。 晚 石 炭 世 沉 积 仅 分布 在华 北中 部 及 北 部 ， 南 华 北 缺失C S Q I - 7 , 豫西 还缺失 P S g l - 3 , 层 序 之 问 的 不 整 合 面 、 岩 石 地 层 单 位 和 主 要 煤 层 在大 区 域内 都 是 穿时 的 。 晚 石 炭 世 海 水自 东句 西浸入华北北 部， 向 西和向 南 超履; 紫 松期海水自 晋西南和苏皖 北部向 北入侵， 为华北 晚古生代的最大 海侵; 隆 林晚 期海浸 较隆林早期海侵略大。太原组的主 煤层在山 西自 南向 北形 成于紫 松早期海 平面 缓慢上升 过程中 ， 内 蒙古南部山 西组的巨 厚煤层形成于最大海侵时期， 山 西省山 西组的王 煤层自 北句 南 形成于隆 林早期， 晋 东南 至南 华北山 西 组的主 煤层形成于栖霞早 期 通过三 交、 柳 林矿区 煤相分析表明 海 侵体系 域底部的 煤层比高 位体系 域的 煤层更富生经 潜 力， 是一种 新的 成 煤模式， 也 是煤层气找矿勘 探应该首先 考虑的目 的 层。 关 键词 华 北 石 炭、 二 叠系 层序 地层 分析 海 平面 升降 海 侵 体系 域 煤沉 积 模式 C C .C P 5 3 , P 3 3 . 4 层序地层学可以理解为是研究充填在沉积盆地不同部位内、 各沉积期形成的有成因联 系的地层沉积分布规律的科学， 各套有成因联系的地层单位之间被不整合面及其相对应的 整合面所限定「 ’ 〕 。 层序地层学以生物地层、 年代地层和沉积学为基础, 7 0 年代由地震地层 学发展而来， 近年来又发展了以露头、 测井曲线和钻井岩心研究为基础的高分辨层序地层研 究2 。岩石地层单位在局部地区可能与层序地层单位一致， 但在大区域内往往是穿时的 根据古生物和磁性年代地层研究可以建立等时的地层格架， 这种等时的地层格架是层序地 层研究的基础， 但其时限较长， 往往只能限定到比阶或组更大的地层单位。通过层序地层单 位进行区域性对比， 能建立更精细的等时地层格架。根据层序地层单位的划分和对比编制 的地质图、 剖面图、 相图、 古地理图等更符合客观实际。在时限较短的等时地层格架内研究 沉积矿产的聚集分布规律更有助于找矿勘探和预测 收稿口期 1 9 9 9 -0 2 . 0 7 作者简介 李宝芳， 女, 1 9 3 4 年生， 教授. 博上生导师， 沉积学专业 本研究受国家基础性研究重大关键项目 编号 S S L GU - 4 , 原地质矿产部基础性研究重大项目 编号 8 5 0 2 2 0 8 和国家Fa点科技攻关项目 约号 8 5 - 1 0 2 - 1 1 - 0 1 - 0 3 联合资助 地学前蛛 1 9 9 9 , 6 增刊 层序地层强调对不整合面的研究， 不整合面是层序界面， 代表地层之间存在着沉积问 断， 其上下岩层无成因联系。不整合面往往是一个升隆暴露面， 经历长时间的沉积间断形成 的古土壤层， 上授海侵沉积。不整合面可以是全球性的， 也可以是局部的。可由全球性构造 或海平面升降引起， 也可由局部构造活动或海平面升降引起。实践证明全球性不整合面常 是界之间的界面， 局部不整合面则常是系或组之间的界面， 但也不尽然。 沉积剖面的旋回性有不同大小、 级别和时限， 导致层序也有不同大小、 级别和时限， 这取 决于海平面升降旋回性的大小、 级别和时限。一般所谓层序〔 s e q u e n c e , 简称匆 是指三级层 序， 形 成 时 限 大 约 为0 . 5 - 5 M a 厂 ’ 」 ; 超 层序 s u p e r s e q u e n c e 川 或 层序 组 s e q u e n c e s e t , 简称 ，3 一 属于 亚 二 级 层 序， 时 限 为9 一 1 2 M a ; 超 层 序 组 s u p e r s e q u e n c e s e t l I 或中 层 序 。 。 q u e n c e , 简 称M , [ 3 1 为二 级 层 序， 时 限 为3 0 - 4 0 M a ; 大 层 序 m e g a s e q u e n c e ， 简 称m g 为 一 级 层序， 形成时限被认为是 5 0 - 2 0 0 M a ; P 9 级层序称为副层序 p a r a s e q u e n c e ， 简称P s ， 形成 时限约为0 . 0 5 - 0 . 5 M a “ 1, 华北石炭、 二叠系层序地层划分 华北石炭、 二叠系历来以太原西山剖面为代表， 许多地质学家在此作过大量工作。1 9 9 2 年以来课题组以鄂尔多斯东缘特别是三交、 柳林矿区为重点， 结合8 0 年代对豫西和南华北 的工作， 对华北主体部分的石炭、 二叠系进行了高分辨层序地层研究。目的是研究华北克拉 通盆地晚古生代陆表海沉积的层序地层特征、 详细的等时地层格架内的区域性对比、 海平面 变化和聚煤规律等问题。工作中侧重于石炭、 二叠系下部含煤的1 3 0 -1 5 0 m， 包括岩石地 层单位的本溪组、 太原组和山西组， 年代地层单位的上石炭统和下二叠统。在进行区域对比 时曾编制了纵贯华北主要煤田的剖面5 条， 横过中部和南部的剖面3条。以实测的晋东南 凌川附城剖面为基础， 结合晋中霍州什林实测剖面的本溪组， 综合编制了华北层序地层综合 柱状图及相对海平面变化曲线图 图1 ， 图中表示了年代地层、 岩石地层和生物地层与 层序 地层单位的名称、 大致的地质年限 阶的地质年龄值据国际地科联地层委员会 1 9 9 8 年的资 料， 生 物 化 石 资 料 据山 西 煤田 地 质 局[ 0 ] 1 1 4 队 和 中 国 科 学院 南 京 地质 古 生 物研 究 所 及 其 对 应关系， 并用海平面升降曲线表示了海平面变化和海水进退旋回。 l . 1 石炭、 二扭系的界限 我国石炭、 二叠系之间历来以山西组底部北岔沟砂岩的底界为界限， 近年来为了与国际 接 轨， 在黄汲清[ 5 1 的 建议下， 南京地质古生物研究所与国际 地科联二叠系地层委员会 1 6 1 已 将石炭系与二叠系之间的界限下移至太原组中部含假希氏缝 P s e u d o s h u u g e r i n u 带灰岩的 底部 过去我国 地质界将此化石带归为晚石炭世， 而国际上却归为早二叠世初期 。山西 煤 田 地质局[[ 7 ,8 1 等 将 此界限置于该 灰岩 底部， 本课 题组将此界面置于该灰岩之下、 黑色泥 岩及 太原 组主 煤层 晋中 称为8 号 煤 之底面与 煤 层底 板铝土 质泥岩 之间9 1 。 理由 是铝土 岩为 上 石炭统顶部的古土壤层， 由高岭石泥岩经风化淋滤形成， 代表了石炭纪末古大陆的升隆暴露 和沉积间断的存在; 而煤层、 黑色泥岩和上覆含海相生物化石的灰岩却为连续沉积， 灰岩底 部有陷人泥岩中的负载构造， 表明泥质和碳酸盐沉积物是同期压实成岩的。连续沉积的泥 炭层、 泥质和碳酸盐代表r 早二叠世海平面的缓慢上升和海侵的发生。 一9 2 一 1 9 9 9 . 6 峭刊地学前球 1 . 2 石炭、 二要系层序地层单位的划分和时限 华北石炭、 二叠系大致形成于3 1 0 -2 5 0 Ma ， 为 1 个大层序。下部含煤的本溪组、 太原 年代地层单位岩石地层单价生物地层 单位层序地层单位一相对海平面变化 层序组 中层序 岩性 柱状图 一 一气 F m p l c c t pt e r n i a n g u l a r i s - 化 石 带 煤层编号 组 一喋 T a e a wp t e n s s p p C w h a y s i o p i “i s W h i t e s D 叼肠 c t opl e r “ o- i a n g a l a r i s - T a e n i o p t e n s s p p F m p l r c t pu “r i d m m o l a r u m 2 9 0 L a n d e r 卜石子盒。叮一山西组 腼一272 ︸矛口阶一栖霞阶 u闪1搜zul七式 iIA ②碳酸盐岩的 相序不同 晋中L l , 姚自 下而上具有由 低能 变高能的向上变浅序 列， L 3 , L 4 具有由高能变低能的向上变深序列， 南华北的L , 也具有由高能变低能的向上变 深序列; ③晋中L 1 , L向 东 井隆以西 和向 北变薄尖灭， I 二中有被海流搬运过的大个单体 珊瑚， 自南向北延伸最远， 代表石炭一二 叠纪最大海侵时期的沉积， 豫西古陆至此时方被海 水覆盖 豫西与底 部 在 密 县 新中 有 下 切 谷 充 填 沉 积， 具 潮河 道 特 征 「 12 1 ， 与 晋 北河曲 梁家 啧巨 厚 煤层之上的陆上深切河谷充填沉积为同期形成， 都表明紫松期末海平面曾有过明显下降 因此南华北S s - 4 中1 -3 , 场和与 与山西省山西组的4 , 5号 煤段为同期异相 图2 南华北 S s - 5 , 即太原组的上部灰岩段向北与晋东南陵川附城剖面上部3 层灰岩相当， 更北为陆相沉 积 南华北S s - 6 栖霞早期的主 煤层 2 号煤 与晋南山西组的主煤层为同期， 更向北至晋中 已被后期河道切割冲刷未能保存， 致使S S - 7直接覆盖在S S - 5 之上 横过南华 北的对比剖面见图3 。永城太原组含灰岩 1 2 层， 工 1 即含P s e lu / o- s c h z e n g e r i 二” ， 向西灰岩层数减少， 豫西宜洛、 泥池太原 组仅有灰岩3 - 4 层， 底部L 、 中即含层位更 高 工 王鸿侦院土日头建议, 1 9 9 9 年 1 月 一8 6 1 9 9 9 . 6 [ 增 NJ地学前缘 的R o h u s r o s c h u a g e r i n a s h a n m i a n e n s is ， 顶 部 灰 岩 含S p h a e r o l i n a - N a n k i n e l l a , 属 栖 霞 期 [ 1 3 ] ， 可 见海水是自东向西超覆的。 一 如k m 万奋 图3 华北盆地东南部石 炭、 二叠系东西向 地层单位划分对比图 F i g . 3 C ro s s s e c t io n W E s h o w i n g t h e s u b d i v i s io n a n d c o r r e l a t io n o f P e mto-C a r b o n i f e r o u s s t a t i g r a p h y o f t h e s o u t h e a s t N o r t h C h i n a B a s i n 通过综合对比可知 华北上石炭统仅分布于华北的北、 中部; 豫西太原组的下、 中段与山 西省山西组的主煤段相当; 南华北太原组的卜 部灰岩段与山西省山西组上段相当; 南华北山 西组的含煤段至晋中已被切割冲刷; 南华北山西组的上部砂岩段与晋中下石盒子组相当 3 层序地层特征 区内层序地层具有克拉通盆地陆表海沉积的一般特征， 层序厚度小、 沉积相横向稳定而 垂向变化大、 沉积相组合和空间分布受海平面升降和海水进退的控制作用十分明显。其原 因是盆地基底沉降速率和沉积物沉积速率都很低、 古大陆剥蚀夷平程度高、 古坡度极缓所 致。华北古大陆范围辽阔， 现今保存下来的石炭、 二叠系基本都是大陆架之内的沉积， 因此 三级层序主要由海侵和高位z 个体系域组成， 低位体系域的沉积见于大陆边缘的下切谷底 部， 上为海侵沉积所覆。 沉积体系类型在层序组 即超层序 内垂向变化不大。形成于晚石炭世海侵之初， 奥陶 纪灰岩风化壳上的碳酸盐岩古土壤因海水到达而沉积于滨海地带， 形成了 铁铝层， 其时代随 海侵到达沉积区的时间而定， 在大区域内是穿时的。S S - 1 含 F u s u l i n a - F u s u l i n e l l a的灰岩为 一8 7 一 ..口..组.目.峨..地学前缘1 9 9 9 , 6 0刊 生物碎屑灰岩， 形成于滨海高能浅滩环境。S s - 2 基本由障壁岛一 泻湖沉积组成， 如 ;S q - 4 底 部的晋祠砂岩在聚财塔为进积的障壁岛沉积， 在骆驼局为人潮口潮道沉积。有时在较封闭 的泻湖水体中有少量陆源碎屑注人， 形成小的三角洲沉积， 如三川河剖面的C S q - 5 , S s - 3 为 早二叠世早期的海侵沉积， 由有陆源碎屑混人的碳酸盐缓坡沉积组成， 并以内坡相和中坡相 为主。下部2 个层序海侵体系域中的灰岩具有向上变浅、 由低能沉积变高能沉积的相序， 上 部2个层序海侵体系域中的灰岩则具有向上变深、 由高能沉积变低能沉积的相序。表明早 期海平面土升缓慢、 沉积物堆积速率超过了海平面土升速率， 沉积可容纳空间逐渐变小; 后 来则相反， 海平面上升快， 沉积物堆积速率小于海平面上升速率， 沉积可容纳空问迅速加人， 海水变深。高位体系域以滨海进积的细碎屑沉积为代表。 在M s 2 中， S s - 4 的P S q - 6 , P 踌7 和P S q - 8 中， 海侵体系 域以含微咸水动物化石的深灰色 泥岩、 含植物化石的湖相泥岩或具有向L 变细相序的河谷充填沉积为代表， 高位体系域以具 向上变粗相序的三角洲沉积为特征。华北中部三角洲沉积占比例较大， 三角洲分流河道、 分 流间湾、 决口水道、 决口 扇、 湖泊、 沼泽和泥炭沼泽等沉积相常见。P S q - 6 在华北南部仍为滨 浅海环境， 仍有碳酸盐缓坡沉积。 P S q - 7 , P S q - 8 海岸线向南即海盆方向 退缩较多， 南华北也 以 滨浅海碎屑岩为主， 夹 碳酸盐岩凸镜体， 晋中形成了山西组的主煤层。S s - 5 包括P S q 9 、 P S q - 1 0 ， 海水又 再次向北即陆源方向侵进， 海相碳酸盐沉积 南华北的F . 部灰岩段 从南向 北 一 直分布到山西屯留以北。晋北、 晋中为河流、 三角洲碎屑沉积。S s - 6 在山西境内由下石盒 子组底部的 骆驼脖子砂岩开始， P S q - 1 1 , P S q - 1 2 中海侵体系域为冲积平原曲流河道充填沉 积和湖泊沉积， 高位体系域常为湖三角洲沉积。 总的看来， 在MS 1 沉积期， 早二叠世初 2 9 5 Ma 海侵发生时， 华北中、 酉部在海侵体系 域底部发育了 太原组的主煤层; 随海侵扩大聚煤地带向陆源区后退， 在地台北部形成了巨 厚 煤层; 随后海平面大幅度下降， 大陆架被暴露。Ms 2 沉积期开始时海平面又上升， 大陆架再 次被海侵淹没， 随着陆源碎屑自 北向南注人到水盆地， 进积充填作用迫使海岸线南退， 有利 成煤的滨海环境随之南移， 厚煤层的层位也随之自 北向南逐渐升高。因此， 华北中西部太原 组的厚煤层 8号 煤 属于紫松早期， 内蒙古南部山西组的巨厚煤层 6 号煤层 属1 .. 紫松期， 晋中和晋南山西组的厚煤层 4 , 5 号煤 属于隆林期， 晋南和南华北的厚煤层则属于中 几 叠 世初的栖霞早期 见图 3 0 4 海侵体系域与高位体系域不同的煤沉积模式 相对海平面升降对沉积物沉积特征的控制作用已熟为人知。海浸体系域由退积的副层 序组组成， 形成于相对海平面上升的过程中。高位体系域由 进积的副层序组组成， 形成f - 相 对海平面下降过程， 同时， 沉积物的进积充填也会引起相对海平面下降。同一沉积相在不同 体系域沉积特征不同， 如河流只 角洲相和扇三角洲相在海侵体系域常因退积作用出现向上 变细的水道充填沉积， 而在高位体系域却以进积形成的向上 变粗的垂向序列为特征， 障壁岛 一 泻湖和碎屑海岸沉积体系在高位体系域比在海侵体系域更为常见等。作为有机矿产的煤 层也不例外， 海侵与高位具有不同的煤沉积模式。 4 . 1 海侵体系域的煤一种新的煤沉积模式 从层序地层学的角度来看， 过去2 0 年内在煤地质学及找矿勘探领域内公认的美国阿巴 一8 8 一 1 9 9 9 , 6 增 刊 地学前球. . 峨 口 . . 圈 . . 翻 . . 咬 月 . . 拉契亚煤矿勘探的沉积模式1 1 4 ， 可能只涉及到了高 位体系 域内 煤层的形成和分布规律 过 去煤田地质界习惯把煤层的形成与其下伏沉积物的沉积环境联系起来， 认为煤层是陆相， 成 煤沼泽大多是发育在海岸或湖泊水体被沉积物充填变浅了的部位， 因此往往将煤层看作三 角洲沉积作用的最终产物。三角洲朵叶形成和废弃转换自旋回过程中形成的煤层， 与下伏 沉积物之间几乎是连续沉积的; 但在海平面上升、 缓慢海侵过程中发育的煤层， 与下伏根土 岩底板之间的沉积间断可以是相当长的， 因为下伏沉积物是一个暴露面， 经过风化淋滤的古 上壤层在区域内可能不是同一层位， 海侵沉积是逐渐超覆的， 其间是一个穿时的界面〕根据 层序地层学原理， 不整合面上下沉积作用是不连续的。如研究区内上述石炭、 二叠系之问的 界面就是如此 海侵体系域的煤层出现在海侵体系域的底部， 煤层分布广泛， 厚度稳定， 横向连续性好， 煤质纯净， 灰分低， 夹砰层 一 般较少， 但硫分含量往往较高。在海平面缓慢持续上升、 海侵向 源区逐渐淹没的条件下可以形成很厚的煤层， 否则在快速海侵条件下， 植物来不及补偿， 煤 层的厚度和连续性差。晋中、 晋西太原组灰岩段底部的8号煤层形成于缓慢持续海侵过程 中， 煤层厚度一般可达 3 - - 6 m, 局部较薄。灰岩段内的7下、 7号和 6号煤层， 煤质也较纯 净， 但厚度小、 连续性差， 与海平面上升速率快、 成煤沼泽不能持续有关。根据柳林3 个煤矿 井下观察， 8 号煤层光亮、 半亮煤占5 6一 8 5; 据所采2 2 个分层煤样的镜下观察， 镜质 组平均占8 0 . 6 0 ， 最高有时可达9 4 . 3 , 其中基质镜质体平均占2 5 Yo - 8 5; 壳质组平 均占 0 . 3 0 ; 惰质组平均占1 4 . 6 3 。基质镜质体一般认为是由海岸或湖岸细小的草本植 物变来， 是煤中生烃潜力最高的成分。煤中矿物质所占比例很低， 平均质量分数仅为4 . 7 5 ， 灰分产率平均为8 . 9 8， 硫的质量分数平均为2 . 3 5。海侵体系域之所以产低灰分、 高镜质组的优质煤， 是因为在海平面 卜 升和海浸过程中海平面与源区相对高差变小、 陆源碎 屑来源少; 海岸沼泽主体部分并非发育在海中而是仍在陆地上， 只是地下水潜水面因海平面 上升而不断被雍高， 沼泽长期处于缓慢逐渐被淹没的状态， 沼泽的分布也是逐渐自南向北、 由盆地向陆源方向延仲。海岸沼泽也称盐沼 m a r s h ， 以低等和草本植物为特征; 向陆地方 向 过渡到灌木植物占 优势的沼泽 b u s h s w a m p ; 更向陆地过渡到木本植物为主的森林沼泽 f o r e s t s w a m p ,煤含硫高与海相顶板有关， 硫细菌易将海水中的硫酸盐还原成硫化物， 丙 与 铁质 结合产生 硫化铁， 尤其卜 覆 沉积 物为 碳酸 盐时， 碱性环境更促 进硫细 菌的 活动一 ’ ‘ 、 4 . 2 高位体系 域的煤 前已述及过去煤地质学领域论述过的成煤模式， 大都属于高位体系域煤的沉积模式， 最 早、 最有名的 是阿巴 拉契 亚 煤矿勘探的成 煤模式’4 1 ， 在国内 外煤矿勘探预测中曾 起到过极 为重要的指导作用。三交、 柳林一带山西组的2 , 3 , 4 , 5 号煤层都是三角洲平原成煤的典型 实例。随着河流三角洲自北向南的进积充填作用， 煤层发育最好的部位也自北向南逐层升 高， 因为在三角洲沉积中最有利于泥炭沼泽发育的沉积环境是过渡性下三角洲平原。下二 角洲平原沼泽覆水较深， 细碎屑和粘土沉积物易因水下分流河道决口而充填到沼泽中， 使煤 层夹砰增多、 灰分增高; 上三角洲平原分流河道两侧天然堤较高， 不易发生决1 1 , 煤层厚但横 向常因分流河道的阻断而不连续。三交一柳林区4 , 5号煤均可采， 是山西组的重要煤层 形成于下三角洲平原的5号煤北厚南薄， 一般从 3 -7m减至2 -4 m， 中部因分流河道移位 而被冲刷。4 号煤层在矿区中部厚达4 -5 m， 向南变薄为1 - 3 m， 北部不发育。 层位更高 的3 号煤只在矿区南部较厚， 北部、 中部均不发育。 一8 9 一 地学前球1 9 9 9 , 6 增刊 就煤质而论， 5 号煤夹研层较多， 宏观煤岩类型以半亮煤为主， 占5 3 . 5， 暗淡煤次之， 占2 1 . 9 ， 光亮煤很少， 仅占8 . 8 。空间分布上光亮、 半亮煤所占比例自 北向南、 自 陆地 向盆地覆水较深的方向显著增加。4 6 个煤样镜下鉴定煤中各组分的质量分数分别为 矿物 质平均为 1 7 . 0 5， 镜质组为5 7 . 0 7， 壳质组为1 . 0 5， 惰质组为2 4 . 6 2。 4 号煤层含 夹砰少， 宏观煤岩类型以半亮和光亮煤为主， 占8 2 . 4， 暗淡煤仅占1 0 . 4。镜下鉴定煤 中各组分的质量分数分别为 镜质组平均为8 0 . 6 0， 壳质组为0 . 3， 惰质组为1 4 . 6 3， 矿物质为4 . 7 5， 灰分产率平均为1 9 . 4 1。 煤相是一定沼泽环境下形成的煤的成因类型和煤岩类型， 可通过煤显微组分和结构指 8 号煤 ir 2 t e f l 9 I B i 5 号煤 i 泽 沼 草 而 \卿 \ \ 段水}4 n沼洋 一o f g 81e-JY }N M k i } A J Y 舒 一 A Y 战水沟a 刘家取尖‘ 三多 U } \ _ 户 丁 一 \ \ 卢 水 ‘ 4 R I4 - } 0 飞 异 覆水森林s 召 泽 I F7fA 6 1 欲 咐 二 ， .油沟刃 植份嗽 \ \a\ 水沼译 \、。少 /入 ;六 注 矿 亩象山下 庙门r 7 ，叭偏矿 翻林r 研水内r 今如宜组毛目 /.、冲\ 1 5 1 r . 、_ . a } x ;} a t} } 一 扮 一 一一 尸 于护 二 一 、 / / 扭水瀚木沼泽 一 一 、 \ 心 也今一 T PI 图4 三交、 柳林矿区8 , 5 , 4 号 煤煤相图 F i g . 4 C o a l f a c i e s a n a l y s is o f t h e N o . 8 , 5 a n d 4 c o a l b e d in t h e S a n j i a o a n d L i u l i n d i s t r i c t s 数得到反映。为了 进一步研究各主采煤层煤物质成分与沼泽成煤环境的关系， 我们进行了 详细的 煤相分析。 D ie s s e l 旧用凝 胶化 指数G I 和 植物结构 保存指数T P I 区 分了 澳大利亚 二 - 叠纪煤形成的沼泽环境, G I 值越高沼泽覆水程度越高 -F P l 值越高植物结构保存越好， 高 等植物所占比例越大。本区3 个煤层煤相分析结果表示于图4 ， 各煤层不同类型沼泽的时 空分布见图5 } D ie s e l 用G I 值区分沼泽的覆水程度 G I 2 为潮湿的覆水沼泽, G 1 2 为 一9 0 一 1 9 9 9 . 5 增T 9 地学前像 干燥的森林沼泽。 N 飞 交2 9 与澳大利亚二叠纪的成煤沼泽相比， 本区煤均形成于潮湿的覆水沼泽 溉 9 号煤 O wTI; IC X, ff 柳 怀S 锄沟0 血杯沼译 ..m z v m皿 Y 0 . l m ti 覆裘 nri i 山西科学技术出版社， 1 993 .1 一]1 3 9 2 一 1 9 9 9. 6 堵 刊 学前缘地 江增荫 刘汉南， 唐锦秀， 等 华北地台晚古生代含煤地层多重划分 华北地质A产杂志. 1 9 9 6 , 1 川 9 - 2 3 L B -f a n g , We n X ia n d u a n , K a n g X i e k m g , e t a l . T h e a p p li c a t io n s o f h ig h r e s o l u ti o n s e q u e n c e s t r a t i g r a p h y t o p ml ic a n d t e r r e s t n a l coa l - b e a r i n g s t r a t a t w o c a x s t u d ie s f ro m t h e w e s t e r n N o rt h C h in a P a le o z o ic B a s in a n d t h e T u l f a n - H a - n u l u r a s s ;c B a s i n . I n Y a n g 场 己 P r rx e e d i n g s 可T h e 3 0 t fi I n r e r n n t eo n a f G e o f o g t r a 1 C o g r e s s , G e n n G c b r u d e r B o t n t r a e g e r , 1 9 8 1 . 4 -6 5 f H e s s d C F K . A n a p p r a i s a l o f or a l f a o le s b a s e d o u m a c e r a l e h a r a e t e r i s t t e s . A u s t m l i - C [ C . B o g y , 1 9 8 2 4 卜4 7 4 一4 8 4 H I G H R E S O L U T I O N S E Q U E N C E S T R A T I G R A P H Y ANAL Y S I S ON T HE P E RMO-- C ARB ONI F E ROUS I N NORTH CHI NA P LAT F ORM L i B a o f a n g We n X i a n d u a n L i G u id o n g C h i n a U n i z u r s i r yo fG e o s c i e n c e s , B e ij i n g , 1 0 0 0 8 3 A b s t r a c t T h r o u g h t h e h i g h r e s o l u t i o n s e q u e n c e s t r a t ig r a p h y a n a l y s is o n t h e P e r m o- C a r b o n i f - e r o u s in t h e N o r t h C h i n a P l a t f o r m, i t i s r e co g n iz e d t h a t t h e P e r m o- C a r b o n i f e r o u s i s a m e g a s e q u e n c e 3 1 0 一 2 5 0 Ma . I t c a n b e d i v i d e d i n t o 2 m e s o s e q u e n c e s . T h e s e q u e n c e b o u n d a r y w o u l d b e t t e r b e p u t o n 2 8 5 Ma , b u t t h e c h r o n o s t r a t ig r a p h i c b o u n d a r y o f P e r mi a n a n d C a r b o n i f e r o u s i s 2 9 5 Ma . T h e coa l - h e a r i n g s t r a t a o f B e n x i , T a i y u a n a n d S h a n x i F o r m a t i o n s t h e l o w e r 1 3 0 一 1 5 0 m o f t h e m c a n b e d iv i d e d i n t o 6 s e q u e n c e s e t s S s l - S s 6 , i n c l u d i n g 1 9 s e q u e n c e s C S g l - 7 a n d P S g 1 一 1 2 . T h r o u g h t h e s e q u e n c e c o r r e l a t i o n b e t w e e n t h e m e a s u r e d a n d d r i l l i n g s e c t io n s . 8 c r o s s s e c t i o n s a r e c o m p i l e d a n d t h e d e t a i l e d c h r o n o s t r a t i g r a p h i c d e p o s it io n a l f r a m e w o r k s a r e s e t u p o n t h e b a s i s o f b io s t r a t ig r a p h ic co r r e l a t io n . C a r b o n i f e r o u s l a c k s i n t h e s o u t h e r n N o r t h C h i - n a , a n d t h e l im e s t o n e s o f E a r l y P e r mi a n o v e r la i n d ir e c t l y o n t h e L o w e r P a l e o z o i c c a r b o n a t e s T h e t r a n s g r e s s io n o f l a t e C a r b o n i f e r o u s t o o k p l a c e f r o m t h e e a s t t o t h e w e s t i n N o r t h C h i n a , a n d e x t e n d e d t o t h e c e n t r a l p o r t i o n , b u t t h e m a x i m u m t r a n s g r e s s i o n i n A .c s e l i a n w a s f r o m t h e s o u t h w e s t a n d s o u t h e a s t o f t h e p la t f o r m t o t h e n o r t h . T h e l a s t t r a n s g r e s s i o n i n L a t e S a k m a r i a n w a s l a r g e r t h a n t h a t i n E a r l y S a k m a r i a n . T h e m a i n c o a l b e d o f T a i y u a n F o r m a t io n i n S h a n x i 一9 3 一 地学前像1 9 9 9 , 6 墩t 9 P r o v i n c e , w a s d e v e lo p e d a l o n g w i t h t h e s e a l e v e l r a is i n g a n d t r a n s g r e s s io n o c c u r r i n g i n t h e b e - g i n n i n g o f A s s e l i a n . T h e h u g e t h i c k c o a l b e d o f S h a n x i F o r m a t i o n , d i s t r i b u t e d i n s o u t h e r n I n n e r Mo n g o l i a a n d n o r t h e r n S h a n x i P ro v i n c e , w a s f o r m e d d u r i n g t h e m a x imu m t r a n s g r e s s io n o f A s - s e l i a n . T h e t h i c k c o a l s e a ms o f S h a n x i F o r m a t io n i n S h a n x i P r o v i n c e , w e r e d e v e l o p e d i n E a r l y S a k m a r i a n . T h e t h i c k c o a l s e a m