陜隴煤田安定組沉積特征研究

孫斐翡

（內(nèi)蒙古自治區(qū)煤田地質(zhì)局,呼和浩特 010010）

1 巖性、礦物特征

本區(qū)安定組地層僅分布在店頭礦區(qū)北部和葫蘆河地區(qū)。實(shí)測(cè)了富縣黑水寺，藥阜頭，養(yǎng)馬峪三個(gè)剖面。巖性分布如下:

1.1 碳酸鹽巖類

主要由灰?guī)r、白云巖及少量生物灰?guī)r組成。巖石中基質(zhì)占80～100%，其成份以粉，微，泥晶方解石和白云石為主，少量泥質(zhì)(1.6～6.896)及鐵質(zhì)（1.7—8.5）.顆粒占O～20%，主要為微（泥）晶云灰?guī)r砂屑和生屑。陸源碎屑一般小于5%。生物巖中生屑可達(dá)80%。組成巖石類型如下:

1.1.1 （含粉砂）微（粉、泥）晶灰?guī)r

紫紅，灰綠色，中厚層及薄層狀。具水平及波狀層理。微～泥晶結(jié)構(gòu)。含少量介形蟲、魚骨屑和陸屑?？梢娤x孔，圓形硅化和溶溝，溶孔、干裂隙，溶孔和干裂中有沸石、泥鐵質(zhì)充填。三個(gè)剖面均有分布。反映為淺水，弱水動(dòng)力的沉積環(huán)境，有時(shí)露出水面。

1.1.2 （含）生屑泥（微）晶灰?guī)r

紫紅、灰，黃綠色，中厚層及薄層狀。具水平及波狀層理。生屑泥（微）晶結(jié)構(gòu)。介形蟲和魚骨屑占10～20%，個(gè)別層中介形蟲成層分布。分布在黑水寺，藥阜頭剖面。

1.1.3 微晶白（灰）云巖

紫紅、灰及黃綠色，中厚層及薄層狀。具水平及波狀層理，部分具斜波狀層理。微（泥）晶結(jié)構(gòu)。巖石以微（泥）晶白云石為主，亮（粉）晶方解石次之，少量介形蟲及魚骨屑。個(gè)別層段含少量硅質(zhì)團(tuán)粒或泥，鐵質(zhì)，從而形成含團(tuán)?；蚝F、泥質(zhì)微晶（灰）云巖。溶孔、溶溝發(fā)育，部分被方解石，硅質(zhì)及氧化鐵充填?？梢姶怪睂用娴南x孔和于裂隙。以上特征說明沉積當(dāng)時(shí)為淺水、弱水動(dòng)力環(huán)境，時(shí)而暴曬于水面之上。主要分布在各剖面的中上部。

1.1.4 含砂屑微晶次（云）巖

灰、黃綠、紫紅色。具水平及不規(guī)則層理，含砂屑晶結(jié)構(gòu)。巖石由65～76%微（泥）晶方解石（或白云石）、20%微晶灰?guī)r（泥晶云巖）砂屑，5%氧化鐵、少量石英陸屑組成。含鐵、鈣質(zhì)結(jié)核。分布在黑水寺剖面。

1.1.5 微（粉）晶云灰?guī)r

紫紅、黃綠、灰色。具水平及波狀層理。巖石由粉晶方解石和微晶白云石組成，含少量氧化鐵，生屬、泥質(zhì)和陸屑。分布在黑水寺、藥阜頭剖面。

1.1.6 （微）粉晶泥（質(zhì)）灰?guī)r

灰綠、黃綠、紫色、具（斷續(xù)）水平及（微）波狀層理。 （微）粉晶結(jié)構(gòu)。巖石主要由方解石，水云母及少量氧化鐵組成。各剖面均有分布。

1.1.7 螺殼灰?guī)r

灰白色風(fēng)化后呈黃褐色，螺殼結(jié)構(gòu)。螺殼占75%（一般直徑為2-7毫米，最大達(dá)6厘米），魚骨屑5%，膠結(jié)物20%，為泥晶基質(zhì)和少量氧化鐵。以底棲生物為主，說明沉積當(dāng)時(shí)為陽光充足的淺水環(huán)境。主要分布在黑水寺，藥卓頭剖面。

此外在上述兩剖面中尚有介形蟲含磷質(zhì)灰?guī)r和生屑含磷灰?guī)r。

碳酸巖根據(jù)差熱分析，其主要礦物為方解石、自云石和菱鎂礦。方解石在920～935℃，白云母在760°～790℃及940°～950℃處為吸熱谷。

（1）磷塊巖。紫紅、灰色，薄層狀。含粉砂、魚骨屑結(jié)構(gòu)。魚骨屑占60～70%，填隙物（粉晶方解石、鐵，泥質(zhì)）15～40%’少量陸屑。具水平及緩波狀層理。分布在黑水寺剖面上部。

（2）粘土巖。深灰、灰黑及暗紫色。主要為（含灰或含鐵，泥質(zhì)）水云母粘土巖，含介形蟲，菱鐵礦質(zhì)水云母粘土巖。微（粉）晶鱗片狀結(jié)構(gòu)。由水云母，微晶方解石（白云石）， 菱鐵礦組成。差熱分析結(jié)果：主要為伊利石，高嶺石次之，少量蒙脫石、綠泥石和水針鐵礦。具水平層理。分布在各剖面的頂，底部。

（3）碎屑巖類。主要分布在各剖面的底部。巖石為粉或細(xì)砂巖?；揖G、灰色。巖石組份中碎屑總量為45～850，其中石英占61～92%，長石占6～20%，巖屑2～11%，細(xì)砂巖中還含12～25%魚骨屑。膠結(jié)物或填隙物為鈣、鐵，泥質(zhì)和細(xì)碎屑。具（微細(xì)）水平層理。

重礦分折結(jié)果：不透明礦物有赤 褐鐵礦、銳鈦鐵礦，合計(jì)計(jì)86.1%，以赤褐鐵礦為主。透明礦物中穩(wěn)定組分為主，鋯石占6.7%，電氣石2.8%，石榴石占2.5%，金紅石占0。9%，組合形式為鋯石一電氣石一石榴石一金紅石。少量角閃石、綠簾石等不穩(wěn)定組分。自生礦物以黃鐵礦（占23，996），重晶石(3.7%)為主。

2 結(jié)構(gòu)和沉積構(gòu)造

本區(qū)碳酸鹽的結(jié)構(gòu)主要為化學(xué)、生物化學(xué)作用形成的晶粒結(jié)構(gòu)，微晶為主，粉晶次之。顆粒<10%，顆基比<1/9,，屬低能淺湖環(huán)境的產(chǎn)物。其次為含砂屑微晶結(jié)構(gòu)和生物骨架（螺殼）結(jié)構(gòu)，前者顆粒占17～30%，顆基比1/2，反映有一定的波浪和流水作用， 后者系原地生長的生物構(gòu)成的，均屬淺湖環(huán)境產(chǎn)物。

區(qū)內(nèi)砂巖很少，僅采集三個(gè)粒度分析樣。黑水寺剖面的二個(gè)樣品分析結(jié)果是，概率曲線為直線型，斜率71°～72°，Mz為2.33 、3.97 、a1為0.5，0.55，分選性中等。SKl為—0.2、—0.11，屬負(fù)偏態(tài)。KG為1.06，1，07，中等尖銳。頻率曲線單峰。在SKl- ai離散圖中落入湖區(qū)。綜合判別式結(jié)果為湖相。

養(yǎng)馬峪剖面一個(gè)樣。概率曲線為似直線型。下段含量58.3%，斜率75°，上段含量41.7%，斜率65°，兩截點(diǎn)為2.4 。 Mz = 2.62 。αi =0.54，分選性中等。Sk1=O，09，近對(duì)樹稱。KG =1.18，尖銳。頻率曲線單峰。綜合判別式結(jié)果亦為湖相。

區(qū)內(nèi)安定組地層發(fā)育水平，緩波狀層理。敘述如下：

（斷續(xù)）水平層理：在暗紫色粘土巖中發(fā)育微細(xì)水平層理，細(xì)層厚1～3mm，易剝離，風(fēng)化易碎呈紙片狀。在灰?guī)r，云巖中發(fā)育斷續(xù)水平層理，細(xì)層厚I～數(shù)cm。

此外在剖面下部深灰、灰黑色粘巖中可見到季節(jié)紋理，以顏色深淺 I顯示，細(xì)層厚度小于1 mm。

緩波狀層理：多出現(xiàn)在灰?guī)r、云巖中，波長5 -.8cm，細(xì)層厚度小于lcm。

安定組地層中普遍含有鐵質(zhì)結(jié)核，此外尚行鈣質(zhì)結(jié)核和燧石結(jié)核。鈣結(jié)核形狀往往呈不規(guī)則狀。燧石結(jié)核多分布在紫色泥巖和泥灰?guī)r中，呈扁圓或圓球狀，直徑一般為0.1米左右，最大可大0.7米。

3 沉積相及其變化規(guī)律

安定組沉積時(shí)，繼續(xù)為半干旱氣候。由于地殼下沉在陜甘寧盆地中南部形成一內(nèi)流湖，本煤田位于湖的南端，以店頭沮水河為界，北部接受了沉積，南部為剝蝕區(qū)，黑水寺剖面處于淺湖地帶。從該地區(qū)早期沉積黑、灰黑色頁、泥巖及菱鐵礦、FeS2結(jié)核（或自生礦物）來看，表明水體較深、靜止而閉塞，屬還原環(huán)境。到中，晚期湖盆相對(duì)穩(wěn)定，生物昌盛，形成了紫雜色灰?guī)r、泥灰?guī)r、生物灰?guī)r。由于氣候炎熱干旱，湖水幾度礦化形成多層白云（灰）巖。

3.1 沉積相劃分原則

根據(jù)巖性、結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造、地球化學(xué)等持征將其分為較深湖亞相和（碳酸鹽巖）淺湖亞相。特征如下：

3.1.1 較深湖亞相

顏色以黑、灰黑色為主，灰綠色次之，少量灰紫、桃紅色。巖性較細(xì)，以水云母粘土巖為主，地化性質(zhì)表明屬陸相湖泊沉積。少量粉、細(xì)砂巖，砂巖粒度概率圖呈（似）直線型，懸載搬運(yùn)，離散圖中落入湖區(qū)。水平層理、季節(jié)紋理發(fā)育，少量波狀層理。含黃鐵礦，菱鐵礦、燧石結(jié)核和介形蟲、魚骨碎屑化石。

3.1.2 （碳酸鹽巖）淺湖亞相

顏色以灰綠、黃綠、紫紅的雜色為主，夾灰、灰白色。巖性有含灰水云母粘土巖、微（泥）晶灰?guī)r、微（粉）晶云巖、磷塊巖和螺殼灰?guī)r。灰?guī)r結(jié)構(gòu)表明為低能淺湖環(huán)境， 但有一定波浪和流水作用。水平層理為主，有少量不規(guī)則水平層理，波狀和洪水層理，更進(jìn)一步證實(shí)有弱流動(dòng)性。含豐富動(dòng)物化石，有介形蟲，魚鱗、魚骨屑、魚糞、螺、瓣鰓等化石和少量輪藻化石，表明為溫暖淺水，充氧，清潔透光環(huán)境。含鐵質(zhì)、鈣質(zhì)和燧石結(jié)核。溶溝、溶孔干裂較發(fā)育。

3.2 沉積相垂向變化及對(duì)比

黑水寺剖面地層出露最全。底部灰綠色粉砂巖，灰褐色微、泥晶灰?guī)r，代表一般淺湖和碳酸鹽巖淺湖相沉積。下部灰黑、灰綠色粘土巖、黑色頁巖、紫雜色粘土巖，代表較深湖相沉積。上部紫紅，灰綠，灰白，灰色微泥晶灰?guī)r、云巖，生物灰?guī)r和泥巖，代表碳酸鹽淺湖相沉積。本區(qū)由北向南，由黑水寺，藥阜頭，養(yǎng)馬峪剖面至店頭沮水，安定組地層逐漸剝蝕變薄， 至沮水以南已全部遭受剝蝕。

3.3 沉積特征

（1）安定組沉積過程中氣候干旱程度漸增，湖水愈來愈淺，數(shù)次礦化。湖底多次暴露水面，層面發(fā)育溶溝，溶孔和干裂。

（2）巖性以碳酸鹽巖為主，泥巖次之，少量碎屑巖。分別占全組的61.6%，30%，7.24%。且碎屑巖多居下部。

（3）巖性、巖相、厚度均較穩(wěn)定，易對(duì)比。水平層理發(fā)育，波狀，洪水層理較少，為靜水或弱流動(dòng)水環(huán)境。

（4）生物化石豐富。多半巖層不同程度的含有生物化石，以魚類，介形蟲，軟體動(dòng)物為多，少數(shù)生屑可占巖石組分的20%，甚至高達(dá)66～85%。