對南票深部“區域地質和研究區地質”的粗淺認識

秦海松 李志澤

摘要:研究區位于遼寧省葫蘆島市南票礦區深部范圍內,多年來研究成果表明,區域地質與研究區地質存在著密切聯系。

關鍵詞:南票地層層序遼西凹陷葦子溝砂巖

中圖分類號:P619.14 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(c)-0047-02

1 區域地質特征

1.1 研究區交通情況

研究區位于遼寧省葫蘆島市南票煤田深部范圍內,本區北有錦州～南票鐵路,東有沈陽～山海關鐵路,交通便利。

1.2 區域地層

研究區地層由老至新有薊縣系、青白口系、寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、第四系。

1.3 區域構造

該區位于華北地臺(Ⅰ)燕遼臺褶帶(Ⅱ)遼西凹陷(Ⅲ)的北東端,金嶺寺—羊山復向斜的東南翼,與頭臺子～黃土坎～楊家杖子斷隆帶接界。見。中生界構造層為南票向斜。

1.4 區域巖漿巖

研究區的巖漿巖形成于燕山期運動。分為裂隙式噴發巖及侵入巖。

2 研究區地質

2.1 研究區地層層序

本區地層由老至新有震旦亞界青白口系,古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二迭系,中生界侏羅系,新生界第四系。茲將敘述如下:

2.1.1 震旦亞界青白口系(Zqj)

紫色薄層板狀灰巖等,厚度165m左右。

2.1.2 古生界(Pz)

(1)寒武系(ε):①下統饅頭組(ε1m);②中統張夏組(ε2z);③上統炒米店組(ε3)。

(2)奧陶系(O):①下統冶里組(O1m)②中統馬家溝組(O2m)

(3)石炭系(C)

中統本溪組(C2b),該組地層在本區分布零星,厚度不大,厚度0.20～41.57m,平均厚7.33m。該地層以鐵質礫巖、紫紅色和蛋青色粘土(G層)組成。G層粘土巖性穩定。與馬家溝組及以前地層呈不整合接觸。

(4)二迭系(P)

①下統太原組(P1t)。下部為灰白色礫巖,礫石以石英巖為主,灰巖、燧石次之,分選差,礫徑10-150mm,渾園狀,鋁土質膠結。厚度4.78～220.0m,平均45.00m。與本溪組地層呈平行不整合接觸。上部為本區主要含煤地層,有6、7、8三個煤組。以中砂巖、灰黑色砂質泥巖、炭質泥巖及煤層組成。

②下統山西組(P1s)。下部為灰綠色礫巖,礫石以燧石、石英為主,分選差,礫徑2-30mm,渾園狀,鋁土質膠結。俗稱“中部礫巖段。中上部黑色砂質泥巖、泥巖及煤層。含3、4、5煤組,5煤組全區可采。該組地層總厚度3.90～200.96m,平均65.00m。與太原組地層呈平行不整合接觸。

③中統下石盒子組(P2x)。下部灰白色粗砂巖(葦子溝砂巖),成分以燧石、石英為主,鋁土質膠結。該段厚度0.41～19.20m,平均5.20m,含黑色泥巖及煤層,為二煤組。厚度較薄。該段地層厚度0.78～45.00m,平均16.30m。中部為石英質細砂巖及礫巖互層,俗稱老墻礫巖。礫石以石英為主,燧石,分選差,礫徑2～150mm,渾園狀,鋁土質膠結。厚度在0.15～3.40m,平均為19.50.00m。上部為灰色細砂巖、泥巖及煤層,為第一煤組,薄煤,該段地層厚度1.70～30.24m,平均9.58m。其頂部紫色混雜鋁土巖(A層),該組地層總厚度6.55～129.00m,平均33.25m。與山西組地層呈整合接觸。

④上統上石盒子組(P3S)。為灰白色粗砂巖(俗稱老墻砂巖)。成分以石英為主,長石,燧石次之,含石英、燧石礫。該組地層總厚度30.00～480.00m,平均160.70m。與下石盒子組地層呈平行不整合接觸。

⑤上統石千峰組(P3sh)。為紫紅色礫巖(俗稱蛤蟆山礫巖)。礫石為石英巖礫為主,分選性差,礫徑0.10～0.40m,渾園狀,基底式矽質膠結,厚度0～60m左右,該組地層總厚度4.00～1100.20m,平均389.84m。與上盒子組地層呈平行不整合接觸。

2.1.3 中生界侏羅系下統興隆溝組(J1x)

灰綠色,安山巖、安山集塊巖、石英巖,分選性差,礫徑0.15～0.50m,凝灰質膠結。該組地層總厚度35.40.00～111.40m,平均厚度421.00m。與石千峰組地層呈不整合接觸。

2.1.4 第四系(Q)

棕紅色粉砂質粘土,地層厚度0.2～16.00m,平均厚度3.90m。與以前地層呈不整合接觸。

2.2 含煤地層

本區含煤地層為二疊系下統太原組、山西組及二疊系中統下石盒子組。自上而下分述如下:

2.2.1 二疊系中統下石盒子組(P2X)

區內沉積較普遍。研究區厚度點從16.17m,增加至59.40m兩點相距220m,此點為沉積中心。地層總體走向呈北東或近東西向展布。傾向上由淺至深地層厚度有增加趨勢。全組地層厚度7.17～145.00m,平均43.55m。按地層巖性組合特征由上至下分述如下:

(1)雜色粘土巖(A層)。呈花斑狀,含大量砂質和鐵質,具鮞狀結構。普遍沉積,厚度為0.30～15.20m,平均3.50m。含煤地層頂部的可靠標志層。

(2)黑色泥巖、砂泥巖為主,砂泥巖夾煤層,為第1煤組。該段地層厚度2.00～30.84m,平均11.55m。

(3)細砂巖層(老墻礫巖)。灰白色,含黃鐵礦結核,粘土質膠結,局部相變為粗砂巖或砂礫巖(俗稱老墻礫巖),厚度0.15～3.40m,平均32.20m。為1、2煤組的分界標志層。

(4)泥巖、砂泥巖夾煤層:黑色,含少量菱鐵礦結核,夾第2煤組,較薄,零星發育。該段地層厚度1.20～30.23m,平均21.30m。

(5)砂巖(葦子溝砂巖):灰白色,以石英、長石成分為主,含黑色炭屑,粘土質膠結。該段地層厚度0.30～20.00m,平均5.11m。

2.2.2 二疊系下統山西組(P1s)

與下伏太原組地層呈平行不整合接觸。上段為含煤段,以黑色泥巖、砂泥巖、粉砂巖為主,含有3、4、5三個煤組。下段為礫巖段,為灰綠色燧石細礫巖夾細砂巖,總厚度5.15～240.78m,平均85.70m。按地層巖性組合特征由上至下分述如下:

(1)泥巖、砂泥巖夾煤層:中部、中東部以5煤組為主,全區發育,是山西組可采煤層。厚度1.00～25.00m,平均15.28m,為3、4煤組分界標志。

(2)泥巖、砂泥巖及煤層:該層為4煤組,厚度0.60～30.00m,平均9.20m。含大量菱鐵礦結核,有時呈串珠狀。

(3)泥巖、砂巖夾煤層:該層為第5煤組。上部以黑色泥巖、砂巖為主,夾5-1、5-2、5-3三個煤層,該段厚度1.40～86.89m,平均30.70m。下部粒度變粗,并逐漸過渡為礫巖層。

(4)礫巖(中部礫巖):灰綠色,以燧石小礫為主,石英巖礫、灰巖礫次之,磨園度差,微具定向排列,礫徑3～17mm,粘土質膠結或硅質膠結,該段地層厚度0.65～37.90m,平均9.25m,是煤系地層中間的良好標志層。

2.2.3 二疊系下統太原組(P1t)

太原組為本區主要含煤地層,分上、下兩段,上段含6、7、8三個煤組。下段為砂巖、礫巖段。全組地層厚度4.34～200.30m,平均56.02m。地層總體走向北東向。按地層巖性組合特征由上至下分述如下:

(1)上段以泥巖、砂質巖、鋁土巖和煤層為主,6煤組全區均有賦存,厚度0.10～12.10m,平均2.40m。有兩個煤分層:6-1煤層巖性組合為泥巖、粉砂巖夾煤和炭泥巖。6-2煤層分為6-2-1、6-2-2兩個分層。6煤組和7煤組以泥巖、礫巖分開,礫巖稱為煤中礫巖,向西相變為砂巖。厚度0.25～15.00m,平均6.90m。7煤組、8煤組以細砂巖分界,該段地層厚度在3.95～15.60m,平均厚度5.95m。8煤組是西部可采煤層之一。

(2)下段巖性主要為砂巖、礫巖夾粘土巖。礫巖稱為底部礫巖,礫石以石英巖巖礫為主,礫石直徑18～40mm,砂泥質膠結,由0.60～30.00m,平均19.00m。是煤系底部標志層。

3 研究區構造

構造形態。勘查區內古生界構造層為一向北西傾伏的單斜構造,由西到東地層走向由北東東到北東向,地層傾角在21°～50°之間。中生界構造層為一向北傾伏的寬緩向斜。

4 研究區巖漿巖

4.1 巖漿巖的時代、巖性

本區巖漿巖形成于燕山早期γ52。噴發巖其巖性為安山巖和安山集塊巖。侵入巖有酸性和中酸性的花巖斑巖、黑云母花崗閃長斑巖。

4.2 巖漿巖的種類及巖性特征

分為二大類,即中性和酸性。中性巖漿巖為閃長斑巖;酸性巖漿巖分為花崗斑巖和花崗巖兩種。分敘如下:

4.2.1 酸性侵入巖——花崗斑巖

巖性特征:淺灰色微帶肉紅色,造巖礦物為石英、長石、云母及角閃石。斑狀結構或隱晶質結構。斑晶為石英,個別晶體較大,達3×5×5mm3,石基為隱晶質。鏡下鑒定:斑狀或全晶質花崗結構,以淺灰色的正長石、斜長石、石英為主。

4.3.2 中性侵入巖—閃長斑巖

巖性特征:灰綠色,粗粒狀、斑狀,斑晶為斜長石、角閃石、條狀、針狀,基質致密堅硬。鏡下鑒定:斑狀結構,基質粒狀結構,造巖礦物為長石、角閃石為主,含少量黑云母及黑色礦物。

4.3 侵入巖對煤層及煤質的影響

以巖墻侵入為主,破壞的煤組主要為3、6、7、8四個煤組,尤以7煤組及8-1煤層受破壞最為嚴重,其次為6-2煤層。遍布全區,以復式層間侵入為主,將煤層楔開,吞蝕煤層,厚度為0.15～18.30m。

5 結語

(1)在研究區,均有不同層位見到巖漿巖的侵入,對煤層破壞嚴重,尤其是8-1煤層、7煤組、6-2-1、6-2-2煤層破壞嚴重。由于巖漿巖的侵入使煤層結構更為復雜。

(2)研究區標志層有6處,(A)、A層粘土。(B)、老墻礫巖。(C)、下石盒子組底砂巖。(D)、山西組底部砂礫巖。(E)、D層粘土。(F)、底部礫巖。煤層的賦存規律為;煤層沿走向和傾向厚度變化情況,有很大差異。