韓城區(qū)的巖層巖性及大地構(gòu)造史

李法坤

摘 要 韓城礦區(qū)地層豐富，跨年代大，自太古界涑水群至新生界第四系黃土皆有出露，且多含動植物化石；出露巖石類型多樣，主要為變質(zhì)巖和沉積巖，其中沉積巖中蘊(yùn)藏有大量的煤炭及其他礦產(chǎn)資源，因此，對韓城礦區(qū)內(nèi)的地層巖性及構(gòu)造演化史進(jìn)行分析研究以指導(dǎo)礦區(qū)內(nèi)資源開采具有重要意義。

關(guān)鍵詞 韓城礦區(qū)；地層巖性；大地構(gòu)造

中圖分類號 P5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）06-0029-02

韓城礦區(qū)的礦產(chǎn)資源十分豐富，石炭—二疊紀(jì)的2#、3#、5#、11#等煤層為該地帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，礦區(qū)內(nèi)的采石場也對石灰?guī)r進(jìn)行開采。然而隨著機(jī)械化程度和開采強(qiáng)度的提高，開采難度顯著增加，因此，查明礦區(qū)的地層巖性和大地構(gòu)造狀況以指導(dǎo)資源開采就顯得尤為重要。本文主要介紹韓城地區(qū)的地層巖性及大地構(gòu)造史。

1 地層與巖石類型

韓城礦區(qū)出露的地層跨年代大，巖石以沉積巖為主。多樣的地層出露及巖石類型既為韓城礦區(qū)帶來大量資源，同時也為資源開采帶來諸多不便，因此劃清礦區(qū)地層巖性，分析大地構(gòu)造史對指導(dǎo)資源開發(fā)具有重要意義。韓城礦區(qū)出露的地層主要有以下幾種。

1.1 前寒武紀(jì)

太古界涑水群出露的主要巖性是肉紅色花崗片麻巖，有不同程度的混合巖化及含石英脈花崗質(zhì)長石質(zhì)脈、磁鐵礦脈；主要分布于華子山和禿山的東南坡。遠(yuǎn)古界出露有震旦系霍山組巖石，主要巖性為灰白—灰黃色中厚層狀石英砂巖，僅在華子山和禿山東南坡有出露，厚約20m。

1.2 寒武紀(jì)

寒武紀(jì)與遠(yuǎn)古界震旦系霍山組呈平行不整合接觸，根據(jù)生物化石并與華北地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)剖面進(jìn)行對比，寒武紀(jì)可分為下統(tǒng)饅頭組、中統(tǒng)毛莊組、徐莊組和張夏組和上統(tǒng)，其中饅頭組主要出露的是灰黃、灰綠色泥砂質(zhì)泥巖，泥巖夾灰?guī)r等，厚度為26.7～27.5m。

中寒武統(tǒng)厚207.10m，自上而下分為毛莊組、徐莊組、張夏組。毛莊組厚28.7m～62.6m，以紫紅、棕紅、紫灰色砂質(zhì)頁巖為主，夾厚約1m～2m的紫灰色砂質(zhì)石灰?guī)r和含海綠石鈣質(zhì)石英砂巖[ 1 ]。徐莊組與下伏地層毛莊組連續(xù)沉積，主要出露深紫色鈣質(zhì)頁巖薄層、結(jié)晶灰?guī)r并含鮞粒，厚度約80m，張夏組總厚度達(dá)118.5m，連續(xù)沉積于徐莊組之上。該組全為碳酸鹽巖，下低段為竹葉狀礫屑灰?guī)r與鮞?；?guī)r互層，中段為灰色中厚層狀結(jié)晶白云質(zhì)灰?guī)r；上段巖性較為復(fù)雜，以灰褐色鮞粒石灰?guī)r和骨屑鮞粒狀石灰?guī)r為主，夾有薄層狀隱晶石灰?guī)r和竹葉狀礫屑石灰?guī)r。

上寒武統(tǒng)總厚146.7m～170.7m，未見生物化石，分組缺乏生物依據(jù)，故未細(xì)分。

1.3 奧陶系

奧陶系與寒武系整合接觸，該礦區(qū)只有中下奧陶統(tǒng)地層，由于斷層破壞，致使奧陶系地層在該區(qū)出露不全，奧陶系地層出露七段：自上而下巖性主要為含燧石團(tuán)塊、花斑狀砂礫巖層、深灰色中厚層狀隱晶質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、灰色中厚層間細(xì)晶白云巖、褐灰色薄層狀泥灰?guī)r和白云巖化石灰?guī)r。

1.4 石炭系

礦區(qū)石炭系僅有中石炭世和晚石炭世沉積，本溪組在水泉溝—禿山一帶分布，太原組全區(qū)發(fā)育。石炭系本溪組于奧陶系呈平行不整合接觸，出露的主要巖性為鋁質(zhì)泥巖、石英礫巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖，厚度變化較大，一般為15m左右，最厚處可達(dá)46m。上石炭統(tǒng)太原組于下伏本溪組連續(xù)沉積，在本溪組缺失的地段直接于奧陶系灰?guī)r呈平行不整合接觸，巖性主要為灰黑色砂泥巖、石英砂巖、石灰?guī)r夾煤層等，厚約80m；該組在泥質(zhì)、粉砂質(zhì)泥巖中含大量植物化石，在K2灰?guī)r中含豐富動物化石。

1.5 二疊系

下二疊統(tǒng)山西組是主要的煤系地層之一，屬陸相沉積，主要出露灰黑色泥巖夾煤層，厚約60m，在系垣溝發(fā)育最好；發(fā)育有1#、2#、3#、4#煤層，地層中也有大量植物化石。

下二疊統(tǒng)石盒子組于山西組連續(xù)沉積，主要出露灰綠色砂泥巖，為深色砂巖層中含極豐富的大片白云a母和炭屑，厚約15m；在西垣溝發(fā)育較好，厚約32m，該組上部為黑灰色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖和煤線，粉砂質(zhì)泥巖中夾有薄層雜砂巖，頂部粉砂質(zhì)泥巖中含菱鐵礦結(jié)核，富含植物化石。

上石盒子組屬于干燥氧化環(huán)境下河湖相碎屑巖沉積，主要巖性為砂泥巖系，底部具有鐵質(zhì)鮞粒泥巖。該組底部為含鮞?；蜩F質(zhì)球粒的粉砂巖或含礫砂巖，全區(qū)穩(wěn)定可作為對比標(biāo)志，稱K6標(biāo)志層。該組泥巖中富含植物化石，出露大量的巖石有灰綠色泥巖、粉砂巖夾厚層狀中至細(xì)粒砂巖及含礫砂巖，偶夾黑色頁巖。

2 巖石類型

韓城地區(qū)的巖石類型有變質(zhì)巖和沉積巖兩大類，其中以后者為主。

礦區(qū)變質(zhì)巖主要有區(qū)域變質(zhì)巖和動力變質(zhì)巖。區(qū)域變質(zhì)巖主要出露在華子山和禿山的東南坡和禹門口，是組成本區(qū)最古老的巖層（太古界涑水群），屬于一種混合巖化的變質(zhì)巖系，基體為黑云母、角閃石、斜長石、花崗片麻巖，主要礦物為斜長石和石英，脈體石英巖脈和花崗巖脈等[ 2 ]。動力變質(zhì)巖位于大型斷層破裂附近，華子山和毛子溝的F2逆斷層發(fā)育。因F2逆斷層主要發(fā)育在奧陶紀(jì)碳酸鹽巖地層中，因此，兩種動力變質(zhì)巖的巖性均為石灰?guī)r。

沉積巖主要有陸圓碎屑巖和碳酸鹽巖。底礫巖位于震旦系地層底部，成為以石英為主，長石次之。該底礫巖具有地層意義和不整合識別意義。砂巖主要有石英砂巖、石英巖狀砂巖和碎屑石英砂巖三大類。鈣質(zhì)石英砂巖分布在寒武系底部，作為寒武系和震旦系的分界標(biāo)志；石英巖狀砂巖分布在禿山的震旦系地層中，厚度達(dá)18m，礦物成分以石英為主；巖屑石英砂巖則位于山西組底部地層中。

3 結(jié)論

韓城礦區(qū)出露多種地層，以沉積巖為主，據(jù)其巖性可總結(jié)當(dāng)?shù)氐臉?gòu)造演化史。1）遠(yuǎn)古界震旦系霍山組為淺灰色中粗粒石英巖狀砂巖，粒度為上細(xì)下粗，說明處于一種水進(jìn)環(huán)境；只有局部夾有泥層說明水速不穩(wěn)定，時快時慢；斜層理是由于細(xì)層單向傾斜，由單向水流造成。2）毛莊組的礫屑石灰?guī)r含有指粗礦物海綠石，說明沉積是在還原狀態(tài)下的淺海環(huán)境及緩慢沉積作用之下形成的；徐莊組的鮞粒顆粒大，體現(xiàn)了水體淺、水動力強(qiáng)的環(huán)境。因此推斷古地理氣候面貌自中寒武世晚期逐漸發(fā)生了變化，形成了一套白云質(zhì)鈣質(zhì)沉積物[ 3 ]。3）礦區(qū)內(nèi)并未沉積泥盆系和志留系地層，說明在泥盆系和志留系時期礦區(qū)正處于抬升并已高于海平面因此并未接受沉積，此后石炭系時地層下降接受沉積。

參考文獻(xiàn)

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