古地理环境对童子岩组的影响范文

《能源与环境杂志》2014年第三期

1地质特征简述

1.1童子岩组第3段地层表

1.2童子岩组含煤地层特征简述煤系地层属于童子岩组第3段，具体特征见表2。

1.2.1第3亚段（P1t3-3）厚约170m上部以浅灰色中至厚层状粉砂岩为主，普遍含菱铁质鲕粒，不含煤。厚度常受翠屏山组底部沙砾岩冲刷而不稳定，厚20～60m。下部岩性以深灰色、灰色粉砂岩、砂岩为主，其次有泥岩，砂质泥岩及根土岩，具水平层理，含煤20层，编号1～15。其中3、7、10为不稳定型局部可采煤层，其余各煤层仅见可采点。煤层顶板除10煤层为砂岩外，一般都是粉砂岩或砂质泥岩，含丰富的单网羊齿、栉羊齿、束羊齿、鳞木、东北裂鞘叶等植物化石。底板根土岩普遍发育，间接底板多为细砂岩。

1.2.2第2亚段（P1t3-2）厚145m岩性以灰-浅灰色薄至中厚层粗、细粉砂岩为主，夹细砂岩。含煤17～19层，编号16～25。其中22为不稳定型局部可采煤层，18、23、24等煤层有较多的可采点。本亚段小旋回清楚。21煤层以上动植物化石交替出现，其中动物化石以泻湖相的蛇形贝及瓣鳃类化石，植物化石少见，特征明显。本亚段俗称“海豆芽段”常见的主要化石有裂齿蛤、蛇形贝、泾县矮小战贝、齿状沟盖贝、中朝契叶、螺等，属种繁多，数量丰富。标志层Ⅲ2包括24煤层底板及25煤层顶底板，厚20m左右。上部为一套厚4m左右的灰、浅灰色中厚层状细砂岩夹煤线，砂岩局部变为钙质砂岩；中部为一套厚15m左右含丰富的海相动物化石的砂质泥岩，夹2～3层薄层细砂岩；下部为1～4m厚的砂岩；底部为钙质砂岩，含动物化石。Ⅲ2标志层，与龙永煤田通行的划分位置是一致的。本标志层中、上部的砂质泥岩及钙质砂岩，实际上就是龙永煤田龙潭、长塔、苏邦等井田23号煤层顶板。底部钙质砂岩也是区域上Ⅲ2底部的钙质砂岩。砂质泥岩中动物化石以黄氏新轮皱贝最丰富，线纹长身贝、齿状钩盖贝也很多，尤其出现有中华群山贝、刺围？贝等大个提腕足类，很具特征。因此，本井田的划分只是煤层编号的不同，地层层位实际上是相同的。

1.2.3第1亚段（P1t3-1）厚101m上部以深灰色、青灰色中厚层状细粉砂岩、泥岩为主，夹1～3层煤线，富含海相动物化石；下部是海陆交替相地层，岩性以浅灰、深灰色中至厚层状粗粉砂岩为主，含煤9层，其中28煤层为不稳定型可采煤层，29煤层见少量可采点。主要化石有泾县矮小戟贝、线纹长身贝、海扇及单网羊齿等。标志层Ⅲ1包括30煤层及其顶底板，厚约30m。岩性以中厚层状细砂层为主，1～2cm厚的沉积韵律发育，层面密布白云母片。顶部和底部为钙质砂岩时，含丰富的海百合茎、海扇、珊瑚及三叶虫尾部等化石。下与童子岩组2段整合接触。

1.3火成岩特征井田内火成岩比较发育，呈岩墙、岩脉产出。岩性主要有蚀变辉绿岩和蚀变石英斑岩。宽度不大，对煤层有一定破坏，但对煤质影响较小。

1.4煤层特征（1）3煤层。①顶板：深灰色中厚层状细粉砂岩，含泥质、黄铁矿结核较多，水平层理发育。构造裂隙发育，岩石破碎，机械强度低、易冒落、难支护。②底板：直接底板为细粉砂岩，根茎化石量多、层厚。间接底板为石英砂岩，厚3～8m，其中夹4号煤。岩石致密坚硬，节理发育。③3煤层：结构复杂，含夹矸1～4层，多为泥岩，灰分高，煤质差。煤岩成分以亮煤和半亮煤为主，粉煤。最小厚度为0，最大厚度2.44m，平均厚度0.85m。下距7号煤层平均45m，上距翠屏山组底部砾岩约52m。3号煤层可采性综合指数为0.56，厚度变异系数为75.9%，煤层稳定性属极不稳定型。（2）7号煤层。①顶板：深灰色中厚层状细粉砂岩，具水平层理，含植物化石较多。受构造挤压，岩性破碎，稳固性较差。底板：深灰色细粉砂岩，近煤层处根茎化石非常丰富，且厚。间接底板为细粉砂岩。7号与8号煤层较近，且常伴生，之下有一套8～15m厚的石英砂岩夹薄层粉砂岩及9号煤层，可作识别7号煤层之辅助标志。②7煤层：结构简单到较较复杂，含夹矸0-3层。如在二采区550-7#S，500-7#N煤巷及550-500-7#切眼及15、41、45号钻孔中，多处见有夹矸，其厚度有时甚至大于煤层分层厚度。煤层受构造挤压，厚度变化大，围岩常见穿刺现象。煤岩组分以光亮煤、暗煤为主。最小厚度0.13m，最大厚度4.28m，平均0.89m。下距10号煤层平均约21m。7号煤层可采性综合指数为0.59，煤层层厚变异系数为116%，属极不稳定型煤层。密集的钻孔仍控制不了其真实的稳定性，开采效益差。（3）10煤层。①顶板：深灰细粉砂岩，厚1～5m，水平层理，含植物碎片，有时顶板变薄，使7煤层间接底板的厚层细砂岩紧覆于10煤层之上。顶板较完整，稳固性较好，机械强度优于3、7煤层。底板：深灰色块状细粉砂岩，含植物根茎化石，岩石较完整。②10煤层：结构中等至复杂，一般见1层夹矸，偶见数层。煤岩成分以暗煤为主，粉煤，较松散。见煤之最小厚度0.16m，最大厚度2.50m，平均厚0.73m。10号煤煤层厚度受沉积作用和后期构造影响，变化大。煤层可采性综合指数为0.59，煤层厚度变异系数为70%，属极不稳定型煤层。（4）22煤层。①顶板：深灰色、中厚层状砂质泥岩或细粉砂岩，具清晰的水平层理。岩石较完整，直接顶板中含植物化石，间接顶板泥岩中含丰富的以泾县矮小战贝为主的立体化石，呈贝壳路面状，特征明显。底板：岩性变化较大，有细粉砂岩、粗粉砂岩及细砂岩，分选性差，含植物化石，其间接底板可见不完整的植物碎片化石，有时有见舌形贝及线纹华夏贝。下距Ⅲ2标志层平均厚50～55m。②22煤层：结构较简单，局部有夹矸1～3层，以暗煤为主，为颗粒状松散粉煤。最小厚度为0.33m，最大厚度为3.44m，平均厚1.07m。煤层可采性综合指数为0.56，煤层变异系数为52%，属不稳定-极不稳定型。（5）28煤层。①顶板：灰黑色厚层状粉砂岩、泥岩，厚15m，含较丰富的植物化石，水平纹理。间接顶板韵律层理发育，岩石较完整。底板：厚层状石英细砂岩，硅质胶结，坚硬，厚5～8m。直接底板尚有0.10m之根土岩的伪底。上距13m左右的27煤层顶板含丰富的单网羊齿，栉羊齿化石；下距18m左右的29号煤层，其顶板含瓣鳃类化石，都很特征，是标定28号煤层良好的辅助标志。下距Ⅲ1标志层50m。②28煤层：灰黑色，金刚光泽，贝壳状断口，煤岩组分以光亮煤，暗煤为主。最小厚度0.10m，最大厚度2.99m，平均厚度0.75m。简单至中等复杂结构，含夹矸1-2层。煤层可采性指数0.36，变异系数79.7%，属极不稳定型煤层。

1.5煤质特征各煤层属特低硫、中灰，中高发热量2号无烟煤。发热量一般接近22.9MJ/kg，平均灰分20%，含硫量低于1%（10号、22号略高于1%），磷低于0.01%，有害杂质低，适合作民用和动力用煤，也可作水泥、制氨、气化等用煤。

1.6其他伴生有益矿产本矿区翠屏山组中的铝土岩层，勘探中采了10个样品。化验结果是Al2O3含量为34.97%，符合硬质粘土指标，但Fe2O3含量为8.93%，含量过高，且不易分选，仍属非矿岩石。除此之外，本矿区未发现其它伴生的有益矿产。

2童子岩组晚期古地理对煤系沉积的影响

2.1对童子岩组第3段地层厚度的影响童子岩组第3段地层变化规律明显，3段中、下亚段地层东部小于230m，西北部小于270m，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214m，塔后是265m。3段上亚段地层厚度小于170m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237m，培丰236m（如图1）。

2.2岩性、岩相、古生物有规律的组合和递变童子岩组第3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。

2.2.1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→滨海相→淡化的海湾泻湖相→近海湖泊相，清楚地表明了整个二叠系童子岩组第3段是一个大的海退过程（如图2）。

2.2.2时间上影响童子岩组第3段，砂岩、砂质泥岩含量增加，泥岩含量减少。3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，砂岩分选性和磨园度降低，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。

3结论

童子岩组晚期古地理对煤系沉积的影响有如下几个方面。（1）童子岩组第3段地层变化规律明显，3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。（2）空间上的影响是：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→淡化的海湾泻湖相→近海湖泊相，清楚地表明了整个二叠系童子岩组第3段是一个大的海退过程。（3）时间上影响：童子岩组第3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，砂岩分选性和磨园度降低，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。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。

作者：吴茂单位：福建省龙岩市新罗区煤炭管理局