宣漢黃金口勘探區須家河組的砂巖巖石學特征

段德昭

(四川省煤田地質局137隊，四川達州635006)

四川省人均資源總量大約370t，不及全國水平的十分之一，故四川省是煤炭資源貧缺的省。作為煤炭消耗大省，合理開發和利用省內有限的煤炭資源，對于建設經濟強省、保持又好又快的發展局面意義重大。達州地區的煤炭儲量在全省所占份額不大(大約5%左右)，但達州地區煤種齊全，尤以優質煉焦煤為主，特別是宣漢等地的煤炭質量較高，發熱量一般在25－30 MJ/Kg(鄭建平，1992)，外銷量和電煤銷量都比較大，在本地區尋找新的煤炭資源是當地政府和老百姓的急切期盼。達州宣漢地區的賦煤地層是晚三疊系須家河組，該地區須家河組形成時期，位于米家山－大巴山前陸盆地的前緣帶，巖相變化快、成煤環境復雜，詳細研究本區域成煤時期的沉積環境、巖相古地理和聚煤規律，對尋找優異聚煤區、指明勘探方向不但具有理論意義而且具有實際應用價值。對四川盆地巖石學、沉積學特征研究時間較早，一大批地質工作者對盆地及周邊露頭進行了大量的沉積學研究，取得了豐富的成果。川東(北)地區的沉積學研究開始的較晚、研究程度較低，先后有梁西文(2000)、高紅燦(2005)、升賢才(2006)和馬永生(2011)等從層序地層學和油氣儲層角度探討了須家河組的沉積特征，但黃金口勘探區一帶須家河組地層的巖石學相關研究還未見報道。

1 地層

宣漢黃金口勘探區位于四川省達州市宣漢縣縣城20°方向，直線距離約43 km。行政區劃隸屬宣漢縣黃金鄉、廠溪鄉、新華鄉、河壩鄉及萬源市鐵礦鄉所轄，北東起于鐵礦鄉何家壩，南西止于黃金口鄉石壩灣，走向長約27.3 km，平均寬4.79 km，面積約 131.25 km2。地理坐標:北緯 31°37'11″～31°59'03″，東經 107°48'27″～108°01'20″，普查區范圍由16個拐點坐標圈定(圖1)。區內大部分出露下沙溪廟組以上地層，含煤地層僅普查區北端有少量出露。本區地層由老至新依次為三疊系的雷口坡組(T2l)、須家河組(T3xj)，其中須家河組假整合于三疊系中統雷口坡組之上;侏羅系的白田壩組(J1－2b)、千佛崖組(J2q)、下沙溪廟組(J2xs)、上沙溪廟組(J2s)，其中白田壩組假整合于須家河組之上;第四系(Q)。

宣漢黃金口勘探區上三疊統須家河組(T3xj)以發育煤系地層為特征，巖性和巖相較穩定，可與勘探區內外進行對比(表1)。區內主要含煤地層，僅在普查區北端有出露，總厚240～350 m，一般厚330 m。假整合于三疊系中統雷口坡組之上。為一套河流、湖泊、沼澤環境沉積的巖層，由礫巖、細～中粒砂巖、粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖及煤組成，富含植物化石，中部含鈣質，旋回結構明顯。根據沉積旋回、巖性組合特征，根據研究區須家河組的巖石露頭及鉆井資料，按沉積厚度、旋回結構、巖石組合和含煤特征等特征，劃分出須一段至須五段()5 個巖性段。須一段、須三段和須五段是含煤段，須二段和須四段為砂、礫巖段。

2 巖石學特征

研究區須家河組主要由碎屑巖類和少量的有機巖(煤層)組成，在碎屑巖中主要為砂巖和泥巖。砂巖主要有碎屑成分和填隙物組成組成，其中碎屑成分主要包括礦物碎屑和巖屑，填隙物主要包括雜基和膠結物。

2.1 碎屑成分

1)礦物碎屑。主要由石英、長石和白云母組成。另外，偶見少量綠簾石、電氣石、磁鐵礦、黃鐵礦、石榴子石和鋯石等。其中石英為單晶、多晶及隧石。含量為50－100%，碎屑粒徑一般為1 mm－0.02 mm之間。單偏光下清潔明亮，常見含有氣、液包裹體，有的可見波狀消光或炸裂，多呈次棱－次圓狀(圖版－1)。長石:含量在0－10%。多呈板狀、長柱狀。正長石普遍蝕變，雙晶不發育，常呈厚板狀，可見沿解理面發生絹云母化蝕變，有的長石可見粘土化。微斜長石、條紋長石穩定性略高，可見雙晶現象(圖版－2)。長石普遍發生方解石溶蝕交代現象，從整體上看長石普遍發生次生變化，主要有白云母、絹云母、甚至高嶺石化。云母以白云母居多，其次為黑云母，鏡下多具定向性或呈飄帶狀產出，常有不同程度的壓實變形、膝折。多數黑云母屑常具蝕變(綠泥石化)，或見游離鐵離子侵染(圖版－3)。

2)巖屑。研究區內三大類巖石巖屑均有。沉積巖屑一般含量為10% －20%，主要有硅質巖屑、泥巖屑(淺變質)、粉砂質泥巖屑、碳酸鹽巖屑、粉砂巖屑等。巖漿巖屑一般含量不超過10%，主要為各種噴出巖屑、輝綠巖屑等。變質巖屑一般含量10%－50%，類型有板巖巖屑、千枚巖屑和片麻巖屑等。泥巖巖屑由于性軟易碎，多呈棱角狀。具明顯可塑性，有時甚至呈假雜基充填(圖版－4);板巖巖屑來自于區域淺變質巖，有的不同程度壓實變形。千枚巖屑來自于板巖的加深變質，表現為絹云母和泥質物的進一步定向排列(圖版－5);石英巖屑中，石英晶粒極不規則，彼此鑲嵌焊接接觸，石英多顯波狀消光或帶狀消光;硅質巖屑由微晶石英集合體組成，微細晶石英大小均一，在單偏光下有的含少量泥質質點;炭屑呈黑色，有不同程度的壓實變形，巖石中局部含量可以很高。

2.2 填隙物

1)雜基。研究區須家河組砂巖中的雜基可以清楚區分出原雜基、正雜基和假雜基。原雜基是隨碎屑組分一并沉積于粒間的相對細粒的碎屑同期沉積物，主要成分有粒徑小于0.003 9 mm的碎屑顆粒及粘土礦物。一般含量在3% －5%，部分可大于10%。粘土礦物主要為綠泥石、伊利石和伊蒙混層礦物;正雜基是重結晶的原雜基或微細碎屑質點，在巖屑質石英砂巖中可見到，多為粒間充填絹云母(可能為伊利石轉化)等;假雜基是經壓實的軟質巖屑(泥質類巖屑、炭質巖屑等)等變形擠入粒間孔隙，形貌類似于雜基(圖版－6)。

2)膠結物。為沉淀于碎屑巖空隙中的化學沉淀物和泥質物，對巖石起膠結作用。研究區須家河組砂巖中膠結物約占5%左右，主要為鈣質膠結物和泥質膠結物，鈣質膠結主要表現為表現為亮晶方解石呈嵌晶粒狀充填，泥質膠結有時可見多呈自形微晶書頁狀或蠕蟲狀高嶺石充填粒間。

3 巖石分類

在50個代表性巖石標本宏觀觀察和鏡下鑒定的基礎上，依據目前常用的砂巖分類命名原則(表1)，對宣漢黃金口勘探區須家河組砂巖進行了定名。研究發現以巖屑砂巖為主，巖屑質石英砂巖次之，偶見石英砂巖(圖2)。

4 結束語

研究區須家河組主要由碎屑巖類和少量的有機巖組成，砂巖在地層中所占比例最大。砂巖由碎屑組分和填隙物組成。碎屑成分主要包括礦物碎屑和巖屑，礦物碎屑主要由石英、長石和白云母組成，另外，偶見少量綠簾石、電氣石、磁鐵礦、黃鐵礦、石榴子石和鋯石等。研究區內三大類巖石巖屑均有發現，主要有硅質巖屑、泥巖屑(淺變質)、粉砂質泥巖屑、碳酸鹽巖屑、粉砂巖屑等。填隙物主要包括雜基和膠結物組成，雜基可見原雜基、正雜基和假雜基，膠結物主要為鈣質和泥質。砂巖的巖石類型主要為巖屑砂巖，其次為為巖屑質石英砂巖及少量石英砂巖。

表1 砂巖成分分類表Tab.1 The classfication of sanstone

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