闽西南昌福山矿区童子岩组三段沉积特征及聚煤讨论.pdf

第 l 6 卷 1 期 2 0 0 4年 2月 文章编号 1 0 0 4 9 1 7 7 2 0 0 4 0 1 0 0 1 2 0 3 中国煤田地质 COAL GEOLOGY OF CHI NA Vo 1 ． 1 6 No ． 1 F e b ． 2 0 0 4 闽西南昌福山矿区童子岩组三段 沉积特征及聚煤讨论 刘东辉 福建省 1 2 1煤 田地质勘探 队， 福建 龙岩3 6 4 0 2 1 摘要 论述 了研 究区主要含煤地层 的沉积特征。 分析了区内童 子岩组第三段上亚段沉 积环境 3号煤层 为河控三角 洲相沉积 ； 5号煤层 为下三角洲平原型沉积； 7号煤层为海湾潮坪型沉积 ； 9号煤层为独立障壁岛泻湖沉积 。 研究成果 对 区内煤岩层对 比具有重要意义 。 关键词 沉积特征 ； 聚煤环境 ； 童 子岩组 ； 昌福山矿区 中图 分类号 X1 4 1 文献标识码 A 昌福 山矿 区位 于永定县境 内 ，面积 为 2 6 k in 。 1 9 9 6年初 ， 该区被批准为国家 Ⅱ类项 目。童子岩组 第三段上亚段为研究区主要含煤段 ，故笔者拟重点 讨论其沉积特征和聚煤环境。 1 区内 9 煤层以上含煤段沉积特征 1 、 1 岩矿特征 该段所含各岩石类 型的比例为 中粒砂岩 岩屑 石英砂岩 及细砂岩 石英砂岩 ， 岩屑石英砂岩 ， 岩屑 石英杂砂岩 3 2 ％， 粉砂岩 5 3 ％， 泥岩 7 ％， 煤层 3 ％， 砂岩的结构和成分成熟度均较高， 硅质胶结 无钙质 胶结 。砂岩成分中无长石矿物 ， 次圆一 圆状磨圆度， 分选性好， 碎屑除石英外还含有 1 0 ％一 2 5 ％的燧石岩 屑。部分砂岩中可见许多石英砂具清晰的褐色泥质 磨蚀边 ， 这反映了它们经历过风成幕的历史 ， 形成于 海滩环 境 。 但在 3煤层 间接顶 板的细砂岩却是 另一种景 象 ， 其 镜 下鉴 定 特征 如下 岩 石 中石 英 碎屑 3 0 ％， 分 选性差 ， 以细砂岩为主， 少量粉砂和中砂 ， 磨圆较差， 少量燧石和板岩岩屑，碎屑常富集成透镜或细砂岩 条带 ， 含 有 机 质 8 ％ ， 粘 土 矿 物 中水 云 母 1 2 ％ ， 绿 泥 石 5 0 ％， 并且含有少量电气石 ， 锆石等重矿物。 1 ． 2 粒度特征 该 区竣 工 的 4 5个钻孔 统计 资料 表 明 ， 从 9煤 层 到翠屏山组底砾岩粒度向上变粗 如图 1 。测井 曲 线表明 9煤层往上地层中细砂岩视电阻率逐渐增 大 ， 表明孔 隙度由下往上变大 ； 人工放射性 曲线值逐 渐 变小 ， 反 映该段 岩石 密度 逐渐 变 大 。 本 次研 究 由上 至下 选择 l O层 砂 岩 薄 片进 行 粒 作者简介 刘东辉 1 9 6 9 一 ， 男 ， 福 建武平 人，工程师， 1 9 9 2年毕业于 中国矿业 大学煤 田地质专业 收稿 日期 2 0 0 3 - 0 9 - 1 2 责任 编辑 刘志强 度分析 ， 分析成果绘成 1 O条概率累积曲线 。结果表 明 ， 属于三角洲河 口沙坝相的有 4条； 属于岸外沙坝 相 的有 1 条 ； 属于河 道相 沙坝 相 的有 5条 ， 其 中分 流 河道 2条 ， 小河道1 条 ， 洪水期 网状河 1 条 ， 急河床 1 条 图 1 。因此 ， 总体上都是河流作用的产物。 1 ． 3 层理特征 1 煤 层 以上 岩石 中层 理变 化是 均 匀 层理 ， 波 状 层 理 ， 槽 状 交 错 层理 ， 在 3 4煤 层 间 的细 砂 岩 中见 有小 型槽 状 交错 层 理 、 浪成 沙 纹层 理 ， 泥丘 、 滑塌 构 造 ，在 7煤层 底板厚 层状 的细砂 岩 具有小 型板 状及 槽状 交 错层 理 角 度较 大 ， 在 9煤 层底 板 薄 层状 细 砂岩中也为小型槽状交错层理 角度较小 Ⅲ 。 1 、 4 鲕粒、 包体及结核特征 在 3煤层 底板 以上 的砂 质泥 岩 中 ，见 有较 丰富 的菱铁质 、 铝土质鲕粒 。在 5煤层直接顶板泥岩中 ， 颗粒特别细 ， 含炭量高 ， 厚度变化大 ， 含有丰富的透 镜状 菱铁 质结 核及 泥质包 体 。 根据 该 区已竣 工 的钻 孔 、煤硐 及槽探 编 录资料 统计 ，发现 9煤层 以上 的各 可采煤 层顶 板所 含有 的 结核及包体有一些规律性的特征 表 1 。 表 1主要含煤段结核及包体特征 Ta b l e 1 No du l e a n d e l i d8 V e f e at u1 ．e S o f m a i n c o a l b e ar i ng me mb e r 1 ． 5古生物化石特征 在 童子 岩组 第 三段 上 亚段 9煤 层 以 上 的 地 层 中， 主要为单 网羊齿、 蕉羊齿 、 束羊齿 、 栉羊齿等植物 化 石 。 其它 矿 区中很 少 发现过 动物化 石 ， 而在 昌福 山 矿 区 8煤层 顶 板 中已发 现有全 脐螺 、瓣 鳃类等 动 物 维普资讯 1期 刘东辉 闽西南昌福山矿区童子岩组三段沉积特征及聚煤讨论 化石 ， 这在本区 D 6 6煤硐 中可得到充分的证实。 1 ． 6 砂体形态及煤层稳定-性分析 在 3煤 层以上的砂体 中，其空间上的稳定性 差 ， 砂岩厚度变化大 如 2 ～ 3煤层间的砂体平均厚 度 1 8 m， 最大为 2 8 m ， 常呈似层状 、 透镜状分布。此 间的煤层的煤层常有分又合并或尖灭等现象。7煤 层底板砂岩呈带状分布 ， 煤层 稳定性 差 ， 唯有 9煤 层底板砂岩呈席状分布 ， 煤层稳定。 2 研究区主要含煤段聚煤环境讨论 2 ． 1 煤层煤质特征 2 ． 1 ． 1煤层特征 煤岩特征 本亚段的可采煤层宏观煤岩特征 主 要为半亮型煤 主要由亮煤 为主 ，夹少量镜煤 、 暗 煤 ， 少量 为光亮 型煤 主要 由亮煤 、 镜 煤 为主 ， 夹 少 量暗煤 ， 其中 3 、 5 、 7煤层为半亮型煤 ， 仅 9煤层为 光亮型煤。由于本 区煤层属高变质煤层 ， 其宏观煤 岩组分 中无 丝炭 组分 。 煤层结构特征 童子岩组第三段上亚段中的可 采煤 层 为 3 、 5 、 7 、 9煤 层 ， 只有 3煤 层为 复杂结 构煤 层 ， 其余 5 、 7 、 9煤层为简单结构煤层 ， 它们的平均 厚 度 分 别 为 3煤 层 1 ． 3 9 m， 5煤 层 0 ． 9 5 m， 7煤 层 0 ． 7 7 m， 9煤 层 1 ． 4 6 m。煤 层 稳定情 况 3 、 5 、 9煤 层为 较稳定煤层 ， 7煤层为不稳定煤层 ，此外 ， 3煤层特 征常 以 2 ～ 4煤组 出现， 复杂结构 ， 夹矸有 1 ～ 5层 ， 夹 矸 成 份 以炭 质 泥 岩 为 主 ， 少 量 为 泥岩 ， 厚 度 一 般 为 1 5 c m， 少数达 2 0 e m以上 ， 空间上呈连续的透镜状， 燃烧 时煤灰呈乳 白色 ， 顶底板岩石较脆易碎 ， 煤层 厚度 0 ． 5 ～ 4 ． 5 m， 可采率为 8 2 ％。 2 ． 1 ． 2 煤质特征 在本区 4 5个钻孔 中，共采取可采煤层煤质分 析 样 1 5 2个 ，3 、 5 、 7 、 9煤 层 的水 分 、 灰 分 、 全硫 、 挥 发分 、 A l 2 0 3 含量见表 2 t 】 。 从表 2中可知 ， 3煤层灰分最高 ， 为所有煤层之 首 ， 即 2 6 ． 2 0 ％， 属高灰煤层 ， 其余 5 、 7 、 9煤层为中一 富灰煤 。煤灰中 A l 2 0 的含量在上亚段煤层中都较 高， 9煤层 以上的各煤层 A l 2 0 的含量有渐渐增高的 趋势 ， 表明随东吴运动的抬升 ， 海平面渐渐下降 ， 而 地层 渐渐趋 新 。在上 亚段 中 ， 9煤 层全 硫 含量最 高 ， 平均达 1 ． 2 9 ％， 属低硫煤 ， 其它煤层的全硫含量均在 表 2 昌福 山区煤质特征表 Ta b l e 2 Ch a n g f u s ha n mi n i ng ar e a c o a l q u al i t y f e at ur e s ％ 沉积 构造及粒度分布 岩相 解释 3 3 量 三 兰 三E 连__邕 倭 _ ．E三 二 二E - 二 亩 军 壬 二譬 至 三 } 一l三 L jE三 } 一r 一 _ _I毒 l每 __[ - --- - l 0 11蘑 2 河 口抄 摄 水平 层理 ／ I 橹状交错层理 晕 十 水 平 层 理 m 橹状 交错层理 I ／l 橹状交错层理 ／ I 隐水平层 理 水平层理 橹状交错层理 隐水平层理 沙纹层理 岸井眇蠼 重矿韵展层分布 撕裂状泥跞 ／ I 水平层理 _ J 橹状交错层理古冲尉泥跞 扳状交错层理 重矿钧展层分_布 水平层理 块状层理 豆状黄铁矿绪棱 水平层 理 波状层 理 沙纹层理台虫述 块状层理 6分漉河道 隧 ／ 1 石 平行层理 9洪水期罔抗再 扳 ／ ／ 1 扳 状 交 错 层 理 ／ l 水平页 理 。河口 眇蠼 ⋯一理 湖泊 三角洲 分流河道 河口沙坝 湖泊 滨湖 沼泽 泥炭 沼泽 沼泽 滨湖 河流 湖泊 沼泽 泥炭沼泽 沼泽 河口沙坝 I徽咸水 I湖泊 } 泥炭 沼泽 l 徽 威 水 I湖泊 徽威水 湖泊 河 口沙坝 沼泽 泥炭 沼泽 沼泽 滨湖 泥炭沼泽 湖泊 沼泽 泥炭沼泽 沼泽 分流河道 及沼泽 河道及 沼泽 泥炭沼泽 河 流 上 角 州 平 原 目目圈曰口圈圈 泥质岩 砂质泥 岩糟砂岩 簟砂岩 中粒砂岩 菱铁 矿鲡粒 植物化石 图 1 昌福 山矿 区童子岩组第三段上亚段沉积层序图 Fi g ur e 1 Se d i me n t ar y s e q u e n c e o f u pp e r s u b m e mb e r o f 3 r d me mbe r , To n g z i y a n Fo r m a t i o n ， Cha n g f us h a n mi n i ng a r e a 一 ＼] 分 一 一 5 _ 0 一 4 幻 “ ㈣ 哪 分一 加 ∞ 灰一 丝 化 弓 维普资讯 1 4 中 国 煤田 地 质 第1 6 卷 1 ％以下 ， 属特低硫煤 ， 这表明上亚段 的大部分煤层 沉积时离海环境较远 ，其中 9煤层沉积时可能离海 近些 ， 符合 8 煤层顶板中含动物化石的发现， 说明昌 福山矿区童子岩组第三段上亚段 的中下部曾有一次 短暂的海侵。 2 ． 2 主要含煤段聚煤环境讨论 以上较详细地研究了区内主要含煤段 的沉积特 征 。据此 ， 笔者综合分析后认为 昌福山矿区童子岩 组 9煤层以上是一套以河流作用为主 ，受潮汐作用 影响的浅水三角洲含煤碎屑岩系 ，即可划分为冲积 平 原 型 ， 上 三 角洲 平 原 型 ， 海 湾 潮 坪 型 ， 砂 坝 型 四种 类型f 3 1 ． 见 图 l 。 l煤层 至翠屏 山组底 砾岩为 冲积平 原型沉 积。因为以砂岩为主 ， 常见有槽状交错层理 ， 均匀层 理 ， 含有薄煤层及炭质泥岩 。 ② l 煤 层至 3煤 层为上三角洲平 原型上部沉 积。 其特征为以河流沉积作用为主 ， 单向水动力作用 较强， 含煤层段的含砾率高。 由于三角洲废弃煤层多 出现复杂结构 ， 且灰分高 ， 含硫低。 ③3煤层 至 5煤 层 为上三 角洲平原型下部 沉 积。其特征为煤层较为稳定 ， 结构简单 ， 含硫量及灰 分均低 。 ④5煤层至 7煤层为海湾潮坪型沉积。其特征 为受河流和潮汐共 同作用 ， 7煤层沉积在条带状分 布的砂体上 ， 故厚度较不稳定。 ⑤7 煤层至9 煤层为砂坝型沉积。应该说， 9 煤 层一般沉积在席状砂体上 ，煤层厚度较稳定且可采 性好 。 3 结论 从 9煤层到翠屏山组底砾岩 ，自下而上河流 作用逐渐增强 ， 基本上是一个海退 的过程 ， 河流作用 是该段地层岩性 、岩相及煤层变化较大 的主要原 因。 ②综上 ， 可以得 出各主采煤层沉积环境 3 煤 层为河控三角洲相上部沉积 ；5煤层为上三角洲平 原型下部沉积 ；7煤为海湾潮坪型沉积 ；9煤层为 独立障壁岛泻湖沉积。 本文对沉积特征和聚煤环境的分析总结 ， 将对研 究昌福山矿区沉积模式 、煤厚预测及指导生产均有 实际意义。 参考文献 [ 1 ]福建 省煤 田地质局 1 2 1队． 龙永煤 田昌福 山中井 田普终 地质报 告【 R 】 ．龙岩 福建省 l 2 l 煤 田地质勘探队 ， 2 0 0 3 ． 【 2 】福建 省煤 田地质局 l 2 l 队． 龙永煤 田昌福山东井 田普查地质报告 【 R 】 ．龙岩 福建省 1 2 1 煤 田地质勘探队 ， 2 0 0 3 ． 【 3 】H ． G里丁． 沉积环境 和相【 M】 ．北京 科学 出版社 ， 1 9 8 5 ． S e d i me n t a r y F e a t u r e s An d En v i r o n me n t a l An a l y s i s Of Th e T o n g z h i y a n Fo r ma t i o n Of Th e Ea r l y Pe r m i a n I n Cha ng f u s hs a n M i ni n g Ar e a L i u Do n g h ui N o ． 1 2 1 C o a l G e o l o g i c a l P r o s p e c t i n g T e a m o f F u j i a n P r o v i n c e ， L o n g y a n，F u j i a n 3 6 4 0 2 1 Ab s t r a c t T h e p a p e r h a s d i s c u s s e d s e d i me n t a r y c h a r a c t e ri s t i c s o f p ri ma ry c o a l - b e a rin g s t r a ta i n t h e r e g i o n ．I t a n a l y z e d t h e s e d i me n t a ry e n v i r o n me n t o f t h e u p p e r s e c t i o n of T o n g z iy a n F o r ma t i o n ．Th e a u t h o r h a s c o n c l u d e d N o ．3 c o a l b e d be l o n g s t o fl u v i a l - d o mi n a t e d d e l t a e n v i ron me n t ；No ．5 c o al b e d ，t h e l o we r d e l t a p l a i n s e d i me n t ；No ． 7 c o al b e d ，t h e g u l f t i d al fi a t s e d i me n t ， a n d N o ． 9 c o al b e d ，t h e i n d e pe n d e n t b a r r i e r i s l a n d a n d l a g o o n s e d i me n t s ．I t h a s g r e a t s i g n i f i c a n c e i n r e g i o n S c o al be d c o r r e l a t i o n． Ke y wo r d s S e d i me n tary c h a r a c t e ri s t i c s ； c o a l a c c u mu l a t i n g e n v i ron me n t ； T o n g z i y a n F o rm a t i o n； Ch a n g f u s h a n mi n i n g a r e a ． 上接第 3页 要按照社会主义市场经济原则 ，政府宏观调控与市 场调节相结合 ， 解决煤炭地质勘查投入不足问题。 建 议 国家设立煤炭地质勘查专项资金 ，支持煤炭基础 地质工作和重点矿区详查工作 ；建立煤炭地质勘查 多元化投融资体系， 运用减免企业税收、 贷款贴息和 允许地勘企业上市融资等方式 ，鼓励地勘单位开展 煤炭资源风险勘探，促进商业性煤炭地质勘查市场 形成和良性发育 。 4 ． 3 依靠科技进步， 促进煤炭地质可持续发展 开展煤炭及相关领域地 质理论 和技术方法研 究 ， 加强煤炭地质基础研究 ， 为煤炭资源调查 ， 煤炭 地质勘查以及相关的煤层气 、水资源评价提供理论 支撑和技术支撑 ；加大煤炭地质勘查设备更新改造 的力度 ， 以高新技术改造传统地质勘查业 ， 加强 国际 国内技术合作和交流，加大煤炭地质科技工作 的深 度 和 广度 。 煤炭是我国主体能源 ， 是能源安全的基石。 面对 当前我国煤炭资源保障面临的严峻形势，我们必须 按照党的十六大和十六届三中全会精神 的要求 ， 大 力推进煤炭资源管理体制改革 ，全面加强煤炭地质 勘查工作 ， 促进煤炭资源的合理开发与利用 ， 推动我 国煤 炭 工业 的全 面 、 协 调 、 可 持续 发展 。 维普资讯