焦煤成煤環(huán)境及煤變質(zhì)作用分析

第4期閆貴仙焦煤成煤環(huán)境及煤變質(zhì)作用分析焦煤成煤環(huán)境及煤變質(zhì)作用分析閆貴仙(山西煤田地質(zhì)勘探148隊,山西太原030053)摘要:通過(guò)分析山西省河東煤田柳林礦區含煤地層巖性組合、巖石類(lèi)型、沉積構造、地球化學(xué)標志等特征,論述了含煤地層沉積環(huán)境;論證了深成變質(zhì)作用的基本規律及煤變質(zhì)程度的特征。關(guān)鍵詞:含煤地層;沉積環(huán)境;變質(zhì)規律中圖分類(lèi)號:P624.6文獻標識碼:B文章編號:1671-749X(2004)04-0013-020前言13二疊系下統山西組其整合于太原組之上,亦為本區主要含煤地層河東煤田位于陰山古陸之南緣呂梁隆起的西之一,主要有砂巖、粉砂巖砂質(zhì)泥巖、泥巖夾煤層3翼,鄂爾多斯坳陷東緣。煤田大致呈一向西緩傾斜-4層。主要可釆煤層位于中下部。礦區從巖性巖的單斜構造,地層緩傾傾角5°~10°,柳林礦區位于相來(lái)看屬過(guò)渡相及陸相共生的沉積地層厚40~70河東煤田中段,地處柳林縣境內,北與三交礦區相m,2、3、4號煤層為本組主要可采煤層。望,南至田家山一帶,東至煤層露頭線(xiàn),西至煤層埋深1000m左右,礦區面積約500km2。石炭系太原2焦煤成煤環(huán)境組、二疊系山西組為本區主要含煤巖系,尤其柳林區成煤環(huán)境主要由古構造古地理諸多環(huán)境綜合因二疊系下統山西組2、3、4號煤屬低灰低硫煤,精煤素控制,欲研究焦煤成煤環(huán)境,必須研究與煤共生的灰分在8%以下,是聞名于世的優(yōu)質(zhì)煉焦煤基地。沉積巖系,并從物質(zhì)組成及結構特征、巖石類(lèi)型及其1含煤地層沉積相等入手,進(jìn)一步分析,找出其規律。2.1巖石類(lèi)型礦區含煤地層屬晚古生帶石炭二疊紀含煤巖礦區的巖石類(lèi)型大體分為粗碎屑巖(砂巖)細系,與華北和山西各地一樣,現分述如下:碎屑巖(粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖)煤、化學(xué)巖(碳酸1.1石炭系中統本溪組鹽巖)等(表1)。假整合于中奧陶系灰巖頂部侵蝕面風(fēng)化殼之表1柳林礦區巖石類(lèi)型上,系一套海陸交互相沉積。自下而上有山西式鐵巖石粗碎屑巖粉砂巖+泥巖碳酸鹽巖煤礦、鋁土巖、鋁質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂巖及中細粒砂巖,和厚度豆允厚度百分/度惠允百分其上夾薄煤與石灰巖1~2層,全組厚30~50m山西組4515332040010.2石炭系上統太原組太原組9512135254221010與本溪組呈連續沉積為本礦區主要含煤地層本溪組357172460410011之一,其主要巖性為砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、煤4從表1不難看出礦區本溪組、太原組中粗碎屑6層,石灰巖3~4層。為一套海陸交互相沉積,地巖較少,而粉砂巖泥巖和煤比重較大,碳酸鹽占1/層厚70-100m,在灰巖中盛產(chǎn)蜓類(lèi)化石,89、10號4;中國煤化工,其余2月3均為粉砂煤為本組主要可采煤層。巖CNMHG豐度來(lái)看山西組、太原組、平處丁八孜咪環(huán)境。作者簡(jiǎn)介貴仙(1963-),女山西太原人,1984年畢業(yè)于浙江2.2沉積構造收稿日期:2004-09-09興煤田地質(zhì)干部學(xué)校,助理工程師沉積構造反映了沉積時(shí)水的動(dòng)力條件。從礦區14陜西煤炭2004年沉積巖剖面和鉆探巖芯觀(guān)測,大體分為三種河道傍側形成的泥炭沼澤區。為本礦區2、3、4號焦板狀交錯層理、槽狀層理:多處于水介質(zhì)流動(dòng)方煤的成煤環(huán)境。向為頻繁交錯,交替形成,多數處于濱海及三角洲砂3焦煤的變質(zhì)作用分析巖沉積中。波狀層理:由于水介質(zhì)的波浪運動(dòng)而引起,常見(jiàn)礦區各煤層通過(guò)工業(yè)分析劃定牌號,山西組2、于河漫灘瀉湖區的粉砂巖中3、4號煤屬低硫低灰焦煤;太原組89、10號煤屬中水平層理:形成于平靜水介質(zhì)條件如濱海沼澤硫中灰瘦煤表現出太原組煤變質(zhì)程度高出山西組相的砂質(zhì)泥巖泥巖、化學(xué)巖中。階段。其它沉積構造:①沖刷構造:在太原組、山西組從礦區煤層煤巖組分來(lái)看,山西組的鏡質(zhì)組平內砂體底部常見(jiàn)有沖刷面并有泥礫巖顯示出三角洲均為5236,絲質(zhì)組平均為16.05,殼質(zhì)組平均為5平原環(huán)境及分流河道決口扇沉積中,說(shuō)明水動(dòng)力條1,成分當中以木栓體樹(shù)質(zhì)體孢子體、角子體為主,件較強;②蟲(chóng)跡:在細碎屑巖及泥巖中多見(jiàn)蟲(chóng)孔及生顯示出山西組以木本植物為主,太原組中鏡質(zhì)組平物擾動(dòng)構造,反映出微弱的水動(dòng)力條件;③結核:在均為6282,反射率為0979~1.22,半鏡質(zhì)組平均太原組多見(jiàn)黃鐵礦結核,一般多在煤層底板上,反映為68殼質(zhì)組平均為1.14,經(jīng)分析以高等植物為出還原環(huán)境。主,尚有少量的草本植物。從山西組的鏡質(zhì)組達2.3地球化學(xué)標志5236、太原組的鏡質(zhì)組達6282來(lái)看,凝膠化組分沉積巖的地球化學(xué)標志有多種,一般常見(jiàn)的用的鏡質(zhì)組比重較大,是氣流閉塞積水較深的沼澤環(huán)Sr和Ba之比,作為海陸分界及其古鹽度判斷標準。境下形成的,是在還原條件下成煤的從礦區Sr/Ba值來(lái)看,山西組一般小于1%,個(gè)別地促進(jìn)煤變質(zhì)的主要因素是溫度,根據煤變質(zhì)熱段大于1%屬淡水及微咸水環(huán)境屬陸相及過(guò)渡相。源及其作用方式和變質(zhì)特征,將煤變質(zhì)劃分四種類(lèi)太原組本溪組的Sr/Ba值大于1,且最高達5%,古型即深成變質(zhì)接觸變質(zhì)、區域巖漿熱變質(zhì)和動(dòng)力鹽度較高屬半咸水和咸水環(huán)境屬于海相沉積。變質(zhì)作用。根據本礦區本溪組、太原組中有大量灰2.4海水進(jìn)退與石炭二疊系焦煤成煤環(huán)境關(guān)系巖存在,說(shuō)明礦區沉積時(shí)大量海侵頻繁地殼下降動(dòng)從本溪組頂部大型海退之后至太原組中段廟溝蕩,隨著(zhù)下沉上覆巖系較厚而產(chǎn)生的靜壓力,因此引灰巖L1、毛兒溝灰巖K2至斜道灰巖L4,是本礦區在起礦區煤變質(zhì)作用。以深成作用為主要作用,形成太原組大量海侵之前主要焦煤成煤的有利時(shí)間,礦礦區山西組以焦煤為主,太原組以瘦煤為主。煤變區的8、9、10號煤均屬此期產(chǎn)物,全區穩定可釆。從質(zhì)程度隨埋藏深度的增加而增高。礦區大量實(shí)際鉆探地質(zhì)剖面來(lái)看,太原組L1、K2參考文獻期間,海水大量侵入達到高峰地殼下沉動(dòng)蕩對成煤[1]陳鐘惠鄂爾多斯盆地東緣晚古生代含煤巖系沉不利,盡管有的太原組中段上部灰巖以下有薄煤存積環(huán)境和聚煤規律[M].北京:中國地質(zhì)大學(xué)出版在,但這只是海退后短暫時(shí)間形成的山西組的焦煤成煤環(huán)境,為太原組大量海水退[2]桂學(xué)智河東煤田晚古生代聚煤規律與煤炭資源出之后,濱海平原和三角洲平原之低凹地帶,或分流評價(jià)[M]山西:山西科學(xué)技術(shù)出版社,1993Research on coking coal forming environmentsand metamorphismYAN Gui-xianShanxi 148 Coal Geological Prospecting Te中國煤化工Abstract: Through analysing the characters of lithological assemblage, rockCNMHAnd earth chemistryed the depositional environment of coal-bearing strata aWu claus yhism. In the lastthe characters of coal metamorphic degKeywords: caol- bearing strata; depositional environment; metamorphic la