宣化煤田砂岩特征及古环境意义.pdf

9河 北 煤 炭2 0 0 8 年第 4 期 刘卫民 （河北省煤田地质局 第四地质队，河北 宣化0 7 5 1 0 0 ） 摘要 关键词 中图分类号文献标识码文章编号 针对宣化煤系中砂岩的类型、成分、结构等特征，研究了该区煤系沉积的古环境及聚 煤规律。 煤田；砂岩；古环境；聚煤规律 P 5 6B1 0 0 7 - 1 0 8 3 （2 0 0 8 ）0 4 - 0 0 0 9 - 0 2 - Study on the grit featare and the ancient enviroment meaning of Xuan Hua coalfield LIU Weimin 宣化煤田砂岩特征及古环境意义 宣化煤田位于河北省张家口地区的中部，为宣 化下花园内陆半地堑断陷盆地的一部分，盆地 沉积受东西向的怀安宣化断裂所控制，含煤岩 系主要为侏罗系中统下花园组。在含煤岩系中砂岩 为主要的组成部分。所以研究砂岩的类型、成分结 构等特征对恢复古环境和煤系的聚煤规律、煤层的 赋存状况有着非常重要的意义。 根据原中国煤田地质总局编写的含煤岩系沉 积岩标准化鉴定手册的分类标准，本区砂岩主要 为长石砂岩类和岩屑砂岩类，少量石英砂岩类。 主要的砂岩类型如下 以浅灰色为主，次为灰绿色，碎屑成分主要由 长石组成，含量约为5 0 ～7 0 ，长石多以碱性长 石为主。 重矿物主要有磁铁矿、石榴石、磷灰石、锆石 和黑云母等。填隙物主要为黏土杂基，次为菱铁质 和钙质胶结。 岩石的主要成分为长石、燧石和石英，含少量 绿泥石等。 重矿物见有磁铁矿、石榴石等。填隙物主要由 黏土杂基组成，少量为钙质菱铁质胶结。 岩石以灰绿色为主，有时为浅灰色。其碎屑成 分主要由安山岩组成，填隙物以黏土杂基为主，绿 泥石次之。 安山岩屑砂岩主要分布于V煤层的顶、底板附 近。 岩石以深灰色或浅灰色为主，主要成分由安山 岩屑组成，含量为4 0 ～9 0 ，除个别保存有残余 结构以外，几乎全部泥化分解，结构不清。 岩石的颜色以深灰色为主，主要成分由长石和 泥岩组成，而石英的含量相对较少。泥岩屑多呈次 圆状，含量为4 0 ～9 0 , 并呈定向排列。长石含量 为1 0 ～3 0 ，填隙物主要有黏土杂基组成。 长石泥岩屑砂岩主要分布在V 煤层的顶、底板 附近。 颜色为浅灰色或灰白色，成分几乎全部有石英 组成，石英的磨圆度较好，次圆状为主，个别具有 次生加大现象。胶结物主要有硅质组成，可见少量 黏土杂基。石英砂岩分布局限，且含量较少。 该区砂岩的碎屑成分主要由长石、石英、岩屑 组成，次为云母、绿泥石，重矿物、菱铁矿等。 砂岩的类型 砂岩的碎屑成分 1 2 1 . 1 1 . 2 1 . 3 1 . 4 1 . 5 1 . 6 2 . 1 长石砂岩 长石燧石岩屑砂岩 安山岩屑砂岩 强烈泥化的安山岩屑砂岩 长石泥岩屑砂岩 石英砂岩 石英 2 . 1 . 1 2 . 1 . 2 2 . 2 2 . 3 2 . 4 2 . 5 2 . 6 4 . 1 4 . 2 4 . 3 4 . 4 4 . 5 单晶石英 多晶石英 长石 岩屑 云母 绿泥石 各种碎屑成分的变化规律 粒度 磨圆度 分选性 支撑类型 粒度标志 以近等轴粒状为主，颗粒边缘略呈弯曲状，干 净透明，表面光滑，部分含有磷灰石、锆石、电气 石、黑云母等矿物的包体。以上特征反映，单晶石 主要来源于花岗岩中。 该区多晶石英少见，一般占整个石英含量的 2 以下。 该区的长石以碱性长石为主，斜长石少量。碱 性长石主要有微斜长石、条纹长石和正长石。斜长 石则以碱性长石为主，中长石少量。 该区砂岩中岩屑的种类较多，主要有安山岩 屑、花岗岩屑、泥岩屑、沉积石英岩屑、粉碎岩 屑、碳酸盐岩屑等。含量为1 0 ～8 5 。 云母在粗砂岩中含量不高，且主要分布于细砂 岩和粉碎岩中，多以黑云母为主而白云母少。 绿泥石在本区煤系中有一定的变化规律，多分 布于N 1 - N 2 煤层的附近，其它组段中含量较少。 重矿物主要有磷灰石、锆石、磁铁石和石榴 石，为稳定的重矿物组合，主要来源于花岗岩中。 （1 ）石英的含量由下至上，有逐渐增高的趋 势（2 1 ～5 2 ）。 （2 ）岩屑的含量由下至上，有逐渐减少的趋 势（4 0 ～1 5 ）。 （3 ）长石的含量由下至上，无明显的变化。 上述砂岩碎屑成分的变化规律，反映出砂岩的 成分成熟度随着时间的推移而逐渐增高。 该区砂岩的填隙物由杂基和胶结物两部分组 成。杂基主要为黏土矿物，含量为2 ～2 0 ，次 为细粉砂，少量为水化黑云母。而黏土杂基又以原 杂基为主，胶结物主要以磷铁质居多，而钙质和绿 泥石次之。磷铁质胶结物常呈隐晶状出现，主要形 成于碱性弱还原环境，如湖泊、沼泽等。 通过对该区钻孔中采取的8 3 个砂岩粒度样品进 行 统 计 得 出 ， 砂 岩 的 平 均 粒 径 M Z 为 0 . 7 5 ～ 3 . 9 1 m m ，平均值为2 . 0 0 m m ，属粗粒细砂岩，且 以细砂岩为主，反映了该区水动力条件较弱。在剖 面上，砂岩的平均粒径M Z 变化不大。 组成砂岩的石英、长石、岩屑等碎屑颗粒呈次 菱角状，体现了该区砂岩具近源快速堆积的特点。 该区砂岩标准偏差一般在0 . 6 5 9 ～1 . 3 0 1 ，平均 值为0 . 9 8 ，即常为分选中等、分选差。在剖面上， 尤以第四成因地层单位中的砂岩分选最差，反映了 该单位的碎屑颗粒搬运距离相近较近。 该区砂岩的支撑类型有颗粒支撑和杂基支撑。 在剖面上，第四、三成因地层单位中砂岩多为杂基 支撑，反映了该时期沉积介质的扰动较为强烈。 该区砂岩的概率曲线主要有分流河道型、河 口坝型、回流型、重力流型及越岸型等。与野外砂 岩的沉积构造、砂体形态、垂向层序等特征得出环 境解释相一致。 上述砂岩类型、成分、粒度、圆度、分选度、 支撑性及概率曲线特征及变化规律均反映，宣化煤 田含煤岩系中的砂岩主要形成于扇形三角洲中分流 河道、越岸、河口坝等环境。而且介质的水动力条 件总体较弱，杂基含量较高，分选多为中等～差， 说明物源区与两者之间的距离较近。而各种重力流 型曲线的出现，反映出该区扇形三角洲环境有别于 一般的河流三角洲环境，回流型曲线的发育则体现 了该区具有河流与湖泊双重水流的作用。 3 4 砂岩的填隙物与胶结类型 砂岩的结构特征 参考文献 [ 1 ] 李思田. 断陷盆地分析与聚煤规律[ M] . 北京地质出版 社，1 9 8 9 . [ 2 ] 刘宝君. 沉积岩石学[ M ] . 北京地质出版社，1 9 8 0 . 作者简介刘卫民（1 9 6 2 -），男，河北无极人，工程 师，河北省煤田地质局第四地质队总工办主任。 （收稿日期2 0 0 8 - 0 4 - 0 7 ；编辑毛志国） 1 0河 北 煤 炭2 0 0 8 年第 4 期