白沙礦區(qū)磨田井田含煤巖系沉積特征

摘 要：磨田井田深部勘探是在磨田煤礦進行投入生產(chǎn)并取得較好效益進行的，通過對含煤地層的仔細研究，尋找可靠的煤、巖層對比標志并對沉積環(huán)境成煤古地理進行了研究，都取得了較好的效果。

關鍵詞：煤層；沉積規(guī)律；二疊系龍?zhí)督M；磨田井田

中圖分類號：P618.11 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）27-0208-02

1 白沙礦區(qū)磨田井田概況

白沙礦區(qū)磨田井田位于湖南省耒陽市北東方向，直線距離約18km，行政地域?qū)俅笫朽l(xiāng)管轄，如圖1所示。

其地質(zhì)構造位置位于耒（陽）臨（武）南北向構造帶北端的白沙向斜北端轉(zhuǎn)彎處。走向長3.3km；范圍：76勘探線至91勘探線之間。寬約2km，面積約6.6km2，白沙礦區(qū)屬湘南地區(qū)重要煤炭基地之一，而磨田井田則為白沙礦區(qū)諸多礦井中的重要組成部分。磨田井田構造形態(tài)為-單斜構造，地層走向為北北東-南南西向轉(zhuǎn)為近東西向（轉(zhuǎn)折端）。其二級構造形態(tài)則為多個不明顯的小型向背斜組成。

筆者曾于2010年期間，在磨田煤礦邊深部從事地質(zhì)勘探工作，通過野外地質(zhì)觀測、鉆孔地質(zhì)編錄，對含煤地層特征有一個粗淺的認識，通過野外現(xiàn)場的地質(zhì)“三邊”工作，對地質(zhì)原始編錄，指導鉆機野外施工，下達見煤預告，打好煤層和提高施工鉆效，終孔層位等，都取得了較好的效果。

井田內(nèi)有晚古生界、中生界沉積，尤其是二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M含煤巖系沉積發(fā)育較全，明顯具有厚度較大，沉積物成分較簡單，顆粒結構差異明顯，巖性、巖相具有垂直方向上的變化，煤系韻律結構清晰，屬于準地臺型（南華準地臺）沉積建造，如圖2所示。

2 井田地質(zhì)

井田內(nèi)從上古生界石炭系到中生界三疊系地層均有出露，二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M含煤地層發(fā)育較全，據(jù)野外地表剖面、鉆孔揭露及井下石門資料，將地層綜述如下：

（1）石炭系中上統(tǒng)壺天群（C2+3）：灰色、淺灰白色、淺肉紅色，厚層狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，產(chǎn)假希氏蜓等化石，厚度約350m。

（2）二疊系

①下統(tǒng)

a.棲霞組（P1q）：深灰色、灰黑色，中厚層狀灰?guī)r，含燧石結核，夾泥巖、炭質(zhì)泥巖，與下伏壺天群整合接觸，產(chǎn)南京蜓、米斯蜓動物化石，厚約50m。

b.當沖組（P1d）：黑褐色、黑色、藍灰色，薄-中厚層狀硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖，含鐵錳質(zhì)硅質(zhì)泥巖，上部含鐵錳質(zhì)結核，與下伏棲霞組整合接觸，產(chǎn)阿爾托菊石化石，平均厚約80～200m。

②上統(tǒng)

分龍?zhí)督M（P2l）與大隆組（P2d）

a.龍?zhí)督M（P2l）：按巖性和含煤特征分上下兩段。

下段（P2l1）：上部為灰色、暗灰色，薄-中厚層狀粉砂質(zhì)泥巖、泥巖，含龜形結核，厚約35m，夾2～3層淺灰色細砂巖；中部由黃灰色、深灰色厚層狀、塊狀粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖，細-中砂巖組成；具細線狀水平層理、紋層理、微波狀水平層理，夾不可采薄煤層；下部為砂質(zhì)泥巖、泥巖，深灰至灰黑色，含菱鐵質(zhì)結核。下與當沖組（P1d）假整合接觸，產(chǎn)植物化石碎片、螺等化石；總厚度418m。

上段（P2l2）：上部為灰色、淺黃灰色薄層細砂巖、粉砂巖、泥巖（俗稱結核泥巖），夾菱鐵質(zhì)結核及薄煤層，富含星散狀黃鐵礦及瓣鰓類化石；中部為灰色薄-中厚層狀細砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，淺灰白色細-中砂巖，具斜層理、斜波狀層理、收斂型等較為復雜的層理類型，硅泥質(zhì)膠結，含可采或局部可采煤層2～4層；下部由深灰色、灰黑色、灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤層及淺灰色細砂巖組成，產(chǎn)大羽羊齒、櫛羊齒等植物化石。厚約237m。

b.大隆組（P2d）：上部深灰色硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖，薄-中厚層狀，致密，堅硬，菱形節(jié)理發(fā)育，含菊石類化石；中部深灰、灰黑色硅質(zhì)泥巖，硅質(zhì)灰?guī)r夾硅質(zhì)巖，中厚層狀，水平層理發(fā)育，含星散狀黃鐵礦結核；下部深灰色泥巖，含黃鐵礦結核，底部為含鐵質(zhì)的硅質(zhì)灰?guī)r，產(chǎn)假提羅菊石、孔嶺菊石、華南菊石等動物化石，厚度約150m。

（3）三疊系下統(tǒng)大冶組（T1d）：深灰黑色，薄-中厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r，中厚層狀為主，偶有厚層狀含泥灰?guī)r，灰?guī)r夾似層狀泥巖，細膩；底部有1～2層淺灰色薄片狀鋁土質(zhì)泥巖厚0.1～0.15m（可作為標志層為大隆組的標志），產(chǎn)王氏蛤等化石，厚度約400m。

（4）第四系（Q）：灰黃色、深灰色耕植土，殘坡積物，厚0～8m。

3 含煤地層

井田內(nèi)含煤地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M，厚度約650m，主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細砂巖、細-中砂巖及煤層組成，含煤7～21層，可采和局部可采2～5層，根據(jù)巖性和含煤特征，以7煤層下的砂巖為界，分上、下兩段，其中上段集中了井田內(nèi)主要可采煤層，是勘探和研究的主要對象。

3.1 含煤地層沉積特征

巖性組合：龍?zhí)督M上段厚237.57m，按巖性組合特征，分為三個亞段，自下而上沉積序列是：

下伏地層：龍?zhí)督M下段粉砂巖，砂質(zhì)泥巖。

第一亞段（P2l21） 厚約51.77m。

（1）細砂巖：灰色、淺灰色，中厚層狀，水平層理，致密，堅硬，成分石英，硅質(zhì)膠結，厚約20m。

（2）泥巖：深灰色，薄層狀，致密，厚1.5m。

（3）7煤層：局部可采，厚0～1.5m，平均0.3m。

（4）砂質(zhì)泥巖：深灰黑色，薄層狀，水平層理，厚4.5m。

（5）細砂巖：灰色、深灰色，中厚層狀，成分以石英為主，含少量炭泥屑，硅泥質(zhì)膠結，厚8m。

（6）砂質(zhì)泥巖：深灰色，薄層狀，水平層理，含炭質(zhì)夾薄煤層，厚6m。

（7）62煤層：局部可采，厚0～2.00m，平均0.5m。

（8）中-細砂巖：淺灰色、灰色，中厚層狀，成分以石英為主，少量長石，厚約3.5m。

（9）砂質(zhì)泥巖：深灰色，團塊狀，致密，厚1.5m。

（10）61煤層：主要可采煤層，厚0～12.36m，平均3.47m。

（11）泥巖：深灰色、灰黑色，中厚層狀，團塊狀，具較多炭質(zhì)印痕，水平層理，含似層狀菱鐵質(zhì)結核，產(chǎn)大羽羊齒等植物化石，厚2.5m。

第二亞段（P2l22）厚約102.7m

（1）中-細砂巖：灰色、淺灰白色，中厚層狀為主，局部厚層狀，成分石英為主，含長石及粉砂屑、泥屑，硅泥質(zhì)膠結，具斜層理，斜波狀層理，收斂型層理，脈狀層理等，夾透鏡狀粉砂巖2～3層，含炭質(zhì)、泥質(zhì)包體，風化后易疏松，厚15～30m，平均厚25m。

（2）粉砂巖：灰色，薄層狀，水平波狀層理，厚1.5m。

（3）細砂巖：灰色，中厚層狀，成分以石英為主含較多長石及泥屑，厚5.5m。

（4）砂質(zhì)泥巖：深灰色，薄層狀，水平層理，產(chǎn)大羽羊齒化石，厚5m。

（5）5煤層：大部可采，厚0～2m，平均0.8m。

（6）泥巖：深灰黑色，團塊狀，產(chǎn)植物化石，厚4m。

（7）細砂巖：灰色，薄-中厚層狀，下部粒度較粗，成分石英，含少量長石，較硬，厚6m。

（8）砂質(zhì)泥巖：灰色、深灰色，薄層狀，略顯水平層理，厚2m。

（9）4煤層：不穩(wěn)定，不可采，厚0.3m。

（10）泥巖：深灰黑色，薄層狀，厚1.5m。

（11）細砂巖：深灰色，中厚層-薄層狀，小型斜波狀層理，致密，堅硬，成分石英，含較多炭屑、泥屑，硅泥質(zhì)膠結，厚8m。

（12）粉砂巖：深灰色，薄層狀，水平層理，含較多泥屑、炭屑，厚2m。

（13）砂質(zhì)泥巖：深灰色，薄層狀，水平層理，厚1.5m。

（14）粉砂巖：深灰色，含較多泥屑、炭屑，厚1m。

（15）細砂巖：深灰色，中厚層-薄層狀，致密，堅硬，含較多炭屑，厚10m。

（16）粉砂巖：深灰色，水平層理，厚1.5m。

（17）細砂巖：灰色，薄-中厚層狀，致密，堅硬，成分石英，厚10m。

（18）泥巖：深灰色，薄層狀，水平層理，產(chǎn)植物化石碎片，厚1.5m。

（19）3煤層：不穩(wěn)定，厚0.2m。

（20）砂質(zhì)泥巖：深灰色，薄層狀，細線狀水平層理，厚2.5m。

（21）粉砂巖：灰色、深灰色，薄層狀，水平層理，含白云母碎片，厚3m。

（22）細砂巖：灰色，薄層狀，水平波狀層理，較硬，成分以石英為主，厚10m。

（23）砂質(zhì)泥巖：深灰色，薄-中厚層狀，間夾粉砂巖，厚4m。

（24）泥巖：深灰色，厚層狀，水平層理，厚0.9m。

第三亞段（P2l23）厚76.63m

（1）細砂巖：灰色、深灰色，中厚層狀，小型斜層理，成分石英，硅質(zhì)膠結，致密，堅硬，具油脂光澤，厚6m。

（2）泥巖：灰黑色，團塊狀，水平層理，產(chǎn)植物化石碎片，厚3.5m。

（3）22煤層：較穩(wěn)定，局部可采煤層，厚0.63m。

（4）泥巖：深灰黑色，薄層狀，團塊狀，含菱鐵質(zhì)結核，厚3.5m。

（5）21煤：不穩(wěn)定，厚0.2m。

（6）泥巖：深灰-灰黑色，中厚層狀為主，局部厚層狀，似層狀菱鐵質(zhì)結核，含星散狀黃鐵礦，產(chǎn)植物化石碎片和瓣鰓類化石，厚25m。

（7）細砂巖：深灰色、灰色，薄層狀為主，局部中厚層狀，成分石英，間夾粉砂巖薄層，厚12m。

（8）粉砂巖：灰色、深灰色，薄層狀，水平層理，厚3m。

（9）細砂巖：深灰色、灰色，中厚層-薄層狀，略顯小型斜波狀層理，局部中厚層狀，成分石英，致密，堅硬，硅質(zhì)膠結，間夾粉砂巖薄層，含星散狀、脈狀黃鐵礦結核，厚15m。

（10）砂質(zhì)泥巖：深灰黑色，薄層狀，間夾粉砂巖，水平層理，厚0.5m。

（11）1煤層：不穩(wěn)定，含黃鐵礦結核，厚0.3m。

（12）砂質(zhì)泥巖：深灰黑色，薄層狀，水平層理，含黃鐵礦結核，產(chǎn)植物化石碎片，厚度約7m。

上覆地層：大隆組（P2d）泥：硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖。

巖性在井田內(nèi)變化不大，而位于井田西翼內(nèi)的75勘探線-80勘探線之間，相對煤系地層厚度較薄，而位于向斜的轉(zhuǎn)彎處-85～104線之間，含煤地層厚度相對較厚，煤層層數(shù)，厚度和穩(wěn)定性都相對較好。

上述巖性組合：主要有各種粒度的碎屑巖、泥質(zhì)巖和煤層組成，砂巖約占57.9%，粉砂巖約占5.2%，泥質(zhì)巖約占33.9%，煤層約占6.7%，粗粒度的碎屑巖多分布在煤層的下部，以深灰色至淺灰色細-中砂巖為主，砂巖含量占80～85%，長石占1～12%，巖屑占5～11%，重礦物以鋯石、電氣石為主，膠結物以硅質(zhì)為主，部分為泥質(zhì)膠結；泥質(zhì)巖多分布在煤層上部，以深灰色薄-中厚層狀泥巖或粉砂質(zhì)泥巖為主，含菱鐵質(zhì)結核和較多的炭質(zhì)和砂質(zhì)混合物，粉砂巖多呈深灰色，常出現(xiàn)在泥巖之上。

各種巖石在剖面上常按一定的規(guī)律出現(xiàn)，自下而上巖性組合情況是：細、中砂巖→粉砂質(zhì)根土巖→煤層→泥巖→粉砂巖，從而構成一個由粗變細的粒度旋迴，各層之間多呈過渡接觸，特別是細砂巖與粉砂巖之間，常形成兩種巖性的互層。巖性組合在平面上也常呈有規(guī)律變化，一般在井田西部碎屑含量相對增高，泥巖含量相對減少，而井田北端泥巖含量增高，碎屑含量相對減少。

3.2 層理及其他構造

龍?zhí)督M上段含煤地層的層理類型比較復雜，6煤層以下及7煤層以上的泥巖及粉砂質(zhì)泥巖中，水平層理或微波狀水平層理發(fā)育，偶見生物擾動構造；6煤層以上至2煤層以下，層理類型多樣，5～6煤層之間的砂巖，具槽狀、楔狀、收斂型透鏡狀層理、斜層理；5煤層以上砂巖以斜波狀層理為主，同時具有水平層理，說明沉積環(huán)境動蕩，兼具有海陸兩方面的沉積因素。

3.3 古生物化石

在剖面上的分布頗具規(guī)律性，6煤層頂板泥巖至4煤層下部的泥巖中，產(chǎn)大羽羊齒、櫛羊齒植物化石，煤層底板產(chǎn)根部化石，4煤層以上至2煤層底板泥巖中，產(chǎn)植物化石碎片，2煤層頂板泥巖中產(chǎn)瓣鰓類、腕足類動物化石。

3.4 結核與包體

6煤層頂板泥巖或砂質(zhì)泥巖中，含各種不規(guī)則的菱鐵質(zhì)結核，5～3煤層之間的泥巖中，含透鏡狀菱鐵質(zhì)結核；2煤層頂板泥巖中含似層狀菱鐵質(zhì)結核和星散狀黃鐵礦，1煤層頂板中含似層狀菱鐵質(zhì)薄層及星散狀黃鐵礦。各類包體多集中在5～6煤層之間的中至細砂巖中，以泥質(zhì)、菱鐵質(zhì)、炭質(zhì)為主，1、2煤層本身時含黃鐵礦結核。

參考文獻

[1]中國煤田地質(zhì)學——下冊.1980，10.

[2]湖南煤田預查說明書.1982，10.

[3]湖南煤炭資料匯編總冊與郴州地區(qū)分冊.1973.

收稿日期：2018-8-12

作者簡介：張 力（1968-），男，漢族，廣西人，助理工程師本科，主要從事地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)勘查工作。