龙永煤田古地理环境对童子岩组第三段含煤岩系沉积的影响.pdf

中百部科技 龙永煤田古地理环境对童子岩组 第三段含煤岩系沉积的卿向 何启森 福建浦煤田地质劫探队 , 福建龙岩 , 摘要 本丈通过时龙永谋田童子岩组第三段煤系古地理环境的形成及其演变研究 , 了解龙永煤田范围内各区段煤系沉 积厚度在空 问 、 时间及含嫌性 变化挽律 , 为更好地掌握含煤性与谋系厚度的关系 、 时指导今后劫探其有指导意义 。 关扭询 古地理环挽形成与演变影响龙永煤田 下二系于岩组摘三段地层沉积特征 龙永煤田下二叠系童子岩组地层是一套近海型含煤碎 屑沉积 , 与上搜翠屏山组地层为假整合接触 , 与下伏文笔 山组地层为整合接触 。 根据岩性 、 岩相 、 含煤特征 , 自下 而上分为三个段 。 第一 、 第三段含煤 , 第二段不含煤 。 第 二段 , 下自号煤层顶板钙质砂岩 , 上至三段底部标砂 岩之底界 , 由浅海相沉积组成下部为泥岩 、 砂质泥岩 上部逐渐变粗 , 为砂质泥岩夹薄层细砂岩富含海相动物 化石如海百合茎 、 头足类 、 腕足类 、 双壳类 , 顶 、 底部含 蜓类化石 。 水平层理 。 厚伽 。 第三段 , 下自标砂 岩 , 上至翠屏山组底砾岩 , 依据其岩相旋回 、 古生物 、 含 煤性等诸方面的特征 , 从下往上又可进一步分为三个亚 段 , 并相应地建立了三个标志层即 、、 组成 一个大的海退旋回 。 童子岩组地层的划分 、 厚度及接触关 系如下 地地 层 接 触 关系表 上上叠系翠屏山 组女 一一 一 一一 一 假 整 合 一一 一 一一一 ‘ 卜,“段 ,气 ‘ 、, 卜 米米 厂厂 弟 岛以 ’ “,””‘段 ’‘ 一 ’ 米米 、 卜‘眨段” ‘ ’’一 ’米米 叭叭‘ 奋” “ ’‘’ ‘二段‘今今 火火第 段又 、 〕〕 核合 文文笔组 二 童子岩组第三段地层为滨海相 、 湖沼相等交替组成的 过渡相为主 的含煤碎屑沉积 。 其特点是小旋回多而厚度 小 , 煤层多而不稳定 , 岩性岩相变化大 , 主要标志层能对 比碎屑矿物成分较单一 。 本段动 、 植物化石数量丰富 、 种属繁多 、 个体大 , 保存较好 。 由于沉积环境的变迁 , 化 石种属 、 数量及垂直分带上具明显的特征见插图 , 一般 中下部以海百合茎 、 菊石 、 蜒类等动物化石见多 , 中部以 大量出现舌形贝动物化石为标志 , 上部以大量植物化石及 丰富植物根茎化石激增为特征 , 这些变化特征为该层段煤 层对比提供了重要依据 。 本段地层含煤余层 , 可采和局 部可采煤层层 。 亚段犷 ‘ 为滨海相含煤沉积 , 岩性以砂质泥岩 、 细砂岩为主夹泥 岩 , 富含海百合茎 、 大个体腕足类等动物化石 , 完整的植物 化石见于中部 , 含煤层编号 一 , 可采 、 局部可采煤 层层 。 底部为浅灰色中厚层状临滨相石英细砂岩有时 夹薄层砂质泥岩 , 含 , 恤 ,, 珊瑚等化石 , 在 龙永煤田内较稳定 , 是划分童子岩组第二段 、 第三段之标志 层 。 本亚段厚约 。 下部以临滨 、 前滨相砂质泥岩 、 细砂岩为主 , 夹滨海 湖沼相泥岩 , 含煤 一 层 , 层局部可采 。 煤层顶板多为泥 岩 , 水平层理 , 常含黄铁矿结核底板砂岩层面常分布较 多白云母碎片及炭屑 。 伪底多为含要茅盾砂质泥岩 。 富含 动物化石 、 ,,, ,, 二等 。 中部以滨海湖泊相 、 泥炭沼泽相细砂岩 、 砂质泥岩为 主 , 常见完整植物化石 一 、 、 等 , 含煤层 层可采 , 层局部可采 上部以临滨相 、 前滨相砂质泥岩和细砂岩为主夹煤线 、 根土岩 。 含煤层 , 均不可采 , 煤层顶板均产动物化石 。 中亚段 ,户 本亚段以淡化的海湾泻相沉积为主 , 岩性由砂质泥 岩 、 薄层细砂岩 、 泥质砂岩组成 。 旋回小 , 韵律明显 , 煤 层层位多 , 间距小 。 含煤层编号 一 , 可采层 收箱日期 一一 修回日期 一一 作者简介何启森 一 ,福澳上杭县人,地质工程师, 年干福建省煤炭工业学校煤田勘查专业毕业 。 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 一 开’ 应用 所含动植物化石基本相当 , 且交替出现 , 最且代表性的动段 。 由灰黑色砂质泥岩 、 夹深灰色石英细砂岩 , 含煤层 物 化石是舌形 贝常 见 的有 , 编号 一 , 顶部 一 层可采上部富含倾粒 , 产丰富的 , 少量呻等植 。 , 。。 , 植物化石主要物化石 , 部夹非正常海相化石的薄层砂质泥岩 , 其间含 有 。。 , 化石种属十分单调 , 常见者,和 , 偶见鹅鹉 。。。 螺目的 。 , 以中厚层状长石 、 石英细砂岩组成 , , 。 一 , 。 夹砂质泥岩 , 含泥质包体为底界系湖泊浅水相沉积本 , , , 亚段厚约 。 二等 。 本亚段厚约米 宜子岩组策三段古地的形成及共演宜 下二叠系童子岩组中期 , 龙永煤田内沉积了一套富含 海相动物化石的无煤泥岩段低 , 厚度近百米 , 空间分布 较稳定 , 表明当时为广阔的浅海环境 , 尤其蜒 、 珊瑚及其 它海相化石的出现 , 说明此时海水清彻 、 含盐度正常 , 古 气候是温暖潮湿的 。 致童子岩组第二段晚期 , 海水开始后 撤 , 沉积了童子岩组第二段上部砂质泥岩夹薄层细砂岩等 相对较粗的碎屑物质 , 并含少植物碎片 。 下二叠世童子岩组晚期第三段的中亚段 , 龙永煤田内 浅海的沉积环境发生了变化 , 沉积基底被抬升 , 海退加 强 , 演变为滨海 、 海海泻湖环境 。 煤田东部 、 东南部砂岩 百分率在于 , 属偏滨海粉砂岩区 。 煤田中部岩相带呈 北东向西 凸出 , 转南西的弧形伸展 , 泥岩含逐渐增多 , 砂岩 、 砂质泥岩 、 泥岩三种岩性的混合程度则逐渐高 , 直 致虎坑山 、 培丰 、 洽溪一带 , 属滨海混合相区 。 可以看出 当时煤田内古地形为东 、 东南 、 西北部高 , 向中部 、 西南 部降低总的古地形是东南 、 西北高 , 盆地由东北向西南 降低 。 在盆地内 , 地势也是凹凸不平 , 海水深浅不一 , 如 谢家邦一塔后以及靠近滨海粉砂岩相区的王庄 、 陈坑等地 海水较浅 , 而培丰 、 虎坑山 、 苏邦等地海水较深 。 海水由 东北向西南退出 。 陆源物质来自东 、 东南和西北方向 。 由于地壳不断地振荡运动 , 童子岩组第三段也在不断 地变化 。 至晚时煤盆之东 、 南 、 北三面进一步抬升 , 岩相 带呈北东近南北向 , 并向西延展 。 煤系沉积古地理演变 为近海湖泊 、 泥炭沼泽环境白沙小岭顶陈坑北山 等矿区属近海湖泊粉砂岩相 , 其泥岩含且小于 , 较接近 陆源区坑柄虎坑山培丰等地为湖泊混合相区 , 处于 湖盆之中心区域 。 与三段中亚段比较 , 沉降中心略向北迁 一 部岩性偏细 , 以砂质泥岩为主夹细砂岩 、 泥岩 , 含移 。 煤盆内基底古地形更趋复杂 , 出现了凤 山岐 、 牛栏山 煤层 , 可采层 , 系童子岩组第三段含煤较好的部位 。 煤等小型凹地而陈坑 、 王庄 、 西湖山一带也演变为三角洲 层间距较上部大 , 稳定性好 。 腕足类 、 双壳类化石较上部 多 。 以顶界为本亚段底界 。 上部由砂质泥岩 、 细砂岩交替组成 , 夹薄层泥岩 , 化 石主要是植物和舌形 贝 。 含煤层 、 煤线密集 , 仅顶部一层 煤可采 。 本亚段较下亚段表现为进一步的海退 , 由于沉积环境 的变更 , 生物面貌有很大的变化浅海相动物化石大幅度 减少 , 常见广盐度动物化石 , 尤其是舌形贝大量 出现植 物化石进一步增加 。 上亚段 本亚段从翠屏山组底砾岩底界至川细砂岩 , 为近海湖 相 、 泥炭沼泽沉积 , 代表了童 子岩组海退旋回的最后阶 的环境 , 其细砂岩中含砾并具透镜状 、 波状 、 断续波状层 理 , 有时与下伏岩层呈冲刷接触 。 至第三段上 亚段陆相沉积的普遍出现以小旋回数量 多 、 厚度小 , 鲡状结构发育 , 地壳频繁地振荡运动 , 这都 预示着 “ 东吴运动 ” 的来临 。 东吴运动造成 了二叠系童子 岩组和上二叠系翠屏 山组之间的沉积间断 , 从而结束了童 子岩组地层的含煤建造 。 下二系子岩组晚期古地班对燃系沉积的形晌 对子岩组第三段地层厚度的影晌 龙永煤田童子岩组第三段地层变化规律明显 , 三段 中 、 下亚段地层东部小于腼 , 西北部小于 , 厚度较 大的苏邦凤册岐坑柄培丰等矿区基本与煤盆之轴线 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 中西娜科技 一致 , 沉积厚度中心位于南部培丰一带海水较浅的谢家 邦 、 塔后 、 王庄等矿区厚度偏小 , 王庄 , 塔后是 。 三段上亚段地层厚度小于的位于江山 、 苏邦以 北 , 并于小岭顶 、 谢家邦 、 北山等附近通过 , 往煤盆内地 厚度增大 , 虎坑山厚度 , 培丰 二 据相关文献报道 , 随着沉积物的加厚 , 在重力的作用 下 , 沉积物的水分逐渐被挤出 , 成岩过程中粗碎屑岩和泥岩 的压缩比可相差 一 倍 。 因此 , 煤田内西湖山矿区三段地层 百阮 , 虎坑山地层厚 以汕 , 前者泥岩占 , 后者占 , 正好是倍数关系 , 经过换算两矿区的厚度很接近 岩性 、 岩相 、 古生物有规仲的组合和递变 童子岩组第三段地层岩性 、 岩相 、 古生物受古地理环 境的制约 , 它们在空间和时间上表现了一定规律性 。 空间上的影响 龙永煤田东部 、 东南部砂岩 、 砂质泥岩含量较少 。 层 理复杂 , 动物化石稀少 , 岩相带较远离混合相区 , 尤其东 部此特征更为突出 , 显示了陆源区方向 。 往煤田内 , 特别 是南部 , 砂岩 、 砂质泥岩逐渐减少 , 泥岩增多 。 以水平层 理为主 , 富含浅海相动物化石 , 其岩相带显示了海水较深 的混合相区 。 说明煤盆复水程度不一 , 基底凹凸不平 。 自 下而上 , 岩相总的变化趋势是浅海相一滨海相一淡化的海 湾泻湖相一近海湖泊相 , 清楚地表明了整个二登系童子岩 组第三段是一个大的海退过程 。 时间上影响 童子岩组第三段 , 砂岩 、 砂质泥岩含量增加 , 泥岩含 量减少 。 三段下亚段砂岩一般是石英细砂岩为主 。 往上出 现长石石英砂岩 , 砂岩分选性和磨圆度降低 , 粒度变粗 , 上亚段出现了中细粒 、 中粗粒含砾砂岩 。 层理趋于复杂 。 上述变化说明 , 龙永煤田内整个童子岩组沉积环境由 海致陆不断迁移 , 古地理及古生物不断陆相化 , 而翠屏山 组底砾岩的出现 , 开始了纯陆相的河流沉积 含煤性变化规律 童子岩组第三段地层含煤层 , 大于煤层厚度达 , 一般厚左右 , 可采及局部可采煤层一 层 。 煤层均呈层状 , 层位和厚度较稳定 , 除少数外 , 一 般为简单结构煤层 。 中 、 下亚段含煤性与地层厚度基本成 正比 , 地层厚度大 , 煤层厚度也大龙永煤田的苏邦凤 山岐和高破培丰瓦窑坪是两个富煤区 , 而前者优于后 者这是因为在滨海 、 海湾泻湖含煤沉积环境中 , 东北部 的苏邦凤山岐一带海水不如南部深 , 更适宜成煤植物的 生长 、 堆积和埋存 。 上亚段厚煤区向西 、 南迁移至坑柄 虎坑山 , 培丰牛栏山隔溪及昌福山一带 , 此时含煤性 与地层厚度的关系不密切 。 龙永煤田内 , 基本可采或大部 分可采的 、、、 四层煤都集中在下亚段 , 此带大 于 , 之煤层总厚度都比上亚段大 , 因此淡化了的海湾泻湖 相沉积环境比海相或湖泊相的环境含煤性好 。 通过分析龙 永煤田各矿区的地层柱状 , 发现煤层较稳定 、 厚度较大者 一般都处于沉积小旋回的中部或下部 , 其底板多为细砂岩 常有富含植物根茎的泥岩 、 砂质泥岩薄层作为伪底 , 顶板多是含动植物化石的泥岩或砂质泥岩 。 这是因为处于 这样部位煤层 , 当时地壳振荡幅度和频率适中 , 较长时间 发育的泥炭沼泽 , 成煤植物的堆积和地壳沉降速度之间保 持较长时间的均衡 。 结讼 下二叠世童子岩组晚期古地理对煤系沉积的影响有如 下几个方面 龙永煤田童子岩组第三段地层变化规律明显 , 三 段中 、 下亚段地层厚度东部小于西北部 , 南部的地层厚度 大于北部的厚沉积厚度 , 盆地沉积厚度中心位于南部培丰 一带 。 空间上的影响是龙永煤田东部 、 东南部砂岩 、 砂质泥岩含量较少 。 层理复杂 , 动物化石稀少 , 岩相带较 远离混合相区 , 尤其东部此特征更为突出 , 显示了陆源区 方向 。 往煤田内 , 特别是南部 , 砂岩 、 砂质泥岩逐渐减 少 , 泥岩增多 。 自下而上 , 岩相总的变化趋势是浅海相 滨海相一淡化的海湾泻湖相一近海湖泊相 , 清楚地表明了 整个二叠系童子岩组第三段是一个大的海退过程 。 时间上影响童子岩组第三段 , 砂岩 、 砂质泥岩 含量增加 , 泥岩含量减少三段下亚段砂岩一般是石英细 砂岩为主往上出现长石石英砂岩 , 砂岩分选性和磨圆度 降低 , 粒度变粗 上亚段 出现 了中细粒 、 中粗粒含砾砂 岩层理趋于复杂 。 龙永煤田内整个童子岩组沉积环境由 海致陆不断迁移 , 古地理及古生物不断陆相化 , 而翠屏山 组底砾岩的出现 , 开始了纯陆相的河流沉积 。 含煤性变化规律是中 、 下亚段含煤性与地层厚 度基本成正比 , 地层厚度大 , 煤层厚度也大上亚段含煤 性与地层厚度呈现相关性 , 即一组厚度大砂岩出现时 , 其 下搜地层可能会出现厚煤层通过分析龙永煤田各矿区的 地层柱状 , 发现煤层较稳定 、 厚度较大者一般都处于沉积 小旋回的中部或下部 , 其底板多为细砂岩常有富含植物 根茎的泥岩 、 砂质泥岩薄层作为伪底 , 顶板多是含动植 物化石的泥岩或砂质泥岩 。 这是因为处于这样部位煤层 , 当时地壳振荡幅度和频率适中 , 较长时间发育的泥炭沼 泽 , 成煤植物的堆积和地壳沉降速度之间保持较长时间的 均衡 。 通过以上龙永煤田下二叠统童子岩组第三段煤系古地 理环境的形成及其演变研究 , 了解龙永煤田范围内各区段 煤系沉积厚度的变化 , 从而为今后勘查过程中更好地掌握 各区段含煤性与煤系厚度的关系具有指导意义 。 ,考文献 〔罗宗煌 福建龙永煤田综合研究成果及煤炭资源评价报告 【 〕龙岩福建省煤田地质勘探队 , 〔幻 朱彤 , 福建省龙永煤田二益系化石手册川北京地质出版 社 , 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. 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