武平縣寧洋礦區童子巖組菱鐵質結核形態特征及其意義

林修坤

（武平縣安全生產監督管理，福建龍巖 364300）

武平縣寧洋礦區童子巖組菱鐵質結核形態特征及其意義

林修坤

（武平縣安全生產監督管理，福建龍巖 364300）

菱鐵質結核是含煤建造中常見的一種碳酸鹽類成巖結核，其生成條件為PH=6-10，Eh≤ΣCO2，活性高，成弱堿性煤盆地，容易與有機質等發生化學反應富集，形成碳酸亞鐵類。研究其在武平縣寧洋礦區中的賦存的形態特征，對于正確地進行含煤地層的巖煤層對比及判定煤層編號等一些實際問題有著很好的理論和指導意義。

菱鐵質結核；形態特征；地層對比；童子巖組

菱鐵質結核是含煤建造中常見的一種碳酸鹽類成巖結核，其生成條件為PH=6-10，Eh≤ΣCO2，活性高，成弱堿性煤盆地，容易與有機質等發生化學反應富集，形成碳酸亞鐵類。在煤系地層中常以橢球狀、鮞粒狀、透鏡狀等形態，以泥晶一微晶等結構形式賦存。由于它本身的特征和其內部構造與煤層所處的環境和其他地化條件緊密相連，所以，對煤層的巖煤對比及煤層編號的判定具有積極意義。筆者在武平縣寧洋礦區工作期間（1994-2006年）曾對武平縣寧洋礦區童子巖組含煤地層中的菱鐵質進行過分析和研究，總結出其的特點，并將其與巖煤層對比，判定煤層，從中取得了很好的效果。

1 菱鐵質結核特征

菱鐵質結核常存在于煤系地層，如泥巖、頁巖等，以及煤層中，這種物質極其容易在煤層的頂底板中發育。其集合體通常以粗粒—細粒狀出現，亦有結核狀、致密塊狀、葡萄狀和鮞粒狀。顏色常呈褐色，有時呈灰褐色及黃褐色。

菱鐵質結核比重較大為3.70～3.90，質地致密堅硬，手墜感較重，且因其內含Mg和Mn的不同而有所變化。硬度中等為3.50～4.50，指甲無法刻劃，小刀可刻動。呈鮞粒狀、結核狀者無解理。遇冷稀鹽酸不起泡,煅燒后有磁性。

菱鐵質結核體的內部構造，很多情況下，都具有均一塊狀、個別存在清晰的同心狀、微層狀、次生網脈狀和平行脈狀構造，內部包含有植物化石、黃鐵礦或自生石英等，其中粘土礦物和石英陸源碎屑等物質為其核心或包體。

2 菱鐵質結核形成條件

武平縣寧洋礦區菱鐵質結核結構特征表

菱鐵質結核形成條件與環境非常緊密，在水動力弱堿的地化環境下，極其容易被河水中的Fe(OH)2正溶膠轉變為Fe2+，與細菌分解有機質形成的CO2聚集成結核。為此，菱鐵質結核所在的層位能夠很好的反映出，近泥炭沼澤和近陸源河口的停滯水體環境，如瀉湖相環境。其主要賦存巖層為泥質、細粉砂質及頁巖。全面研究對地層中結核，可以有效的提供研究沉積巖相，成巖后生期地化條件的訊息，還可作巖煤層對比的輔助標志及判定煤層的依據。武平縣寧洋礦區的菱鐵質結核礦物與周圍的巖石礦物之間，存在著礦物過渡段，紋理沿著結核體進行分布，有時會被結核切斷，其中，寧洋礦區中的菱鐵質結核大部分都是成巖結核，后生結核比較少(見表)。

3 武平縣寧洋礦區童子巖組菱鐵質結核的特征

武平縣寧洋礦區童子巖組煤系底層，大部分屬于后生階段，由于受中生代燕山期巖漿巖活動對煤系的影響，泥巖中的礦物質經過重結晶之后，形成水云母-綠泥石。其次，因為泥質巖主要是在水動力比較差的條件下，所以比較容易形成菱鐵質結核。從地質區域上來講，其處于寧洋礦區的北部井田，位于礦區的中部和南部。從層面上來講，其在童子巖組第三段上亞段一帶的中下部，均可見球粒狀菱鐵巖產出，在北部的寧洋礦區，還見于童子巖組第三段下亞段、中亞段地層中，而在南部的青山子礦區，童子巖組第一段的煤層間，比較容易常見的含生物泥晶的菱鐵巖，菱鐵巖中生物碎屑一般為鈣質，有時候，也可以看到生物碎屑為菱鐵礦交代，其中，青山子礦Ⅲ2標含生物菱鐵巖中的生物碎屑，便是菱鐵質的。

不同盆地中的菱鐵質結核，從外形區分，差別很小，然而，其核心、包體以及構造等均有明顯的區別。因童子巖組地層為煤系地層，在其所處的沉積環境中常伴隨有動物的化石等，為此，菱鐵質結核以此為核心，經常有同心圓狀構造。

在同一盆地中的同一層沉積物，如果沉積環境、功能類似，層位穩定，則該層巖石中形成的菱鐵質結核基本特征都差不多，具有很好的巖煤對比度，可以依據其基本特征對煤層進行判定等。

3.1 童子巖組（p1t）

3.1.1 童子巖組一段（厚193m）

巖性以砂質泥巖、泥巖為主，含部分薄煤層，上部夾1—2層薄層砂巖，巖石粒度旋回完整，是海洋和陸地相互作用形成的煤層，水平層理進行發育，其間的結核形狀多樣，礦物質含量非常的豐富，在巖層的中、下部均含菱鐵質結核，多為鐵餅狀、瘤狀。盛產蜒、腕足、瓣鰓類等動物化石。

3.1.2 童子巖組二段（厚124m）

上部以粉砂巖為主，夾有細砂巖及鈣質粉砂巖組成，不含煤。水平層理發育，為淺海相沉積，動物化石以海百合基、腕足、蟲跡為主。上、中部由粉砂巖夾3層鈣質砂巖、細砂巖組成，多為水平互層層理和波狀層理，菱鐵質結核呈不規則球粒狀分布，所含動物化石種類繁多，有雙園海百合基、蜓、戟貝及瓣鰓等。下部以均勻層理為主，為一套泥質灰巖夾鈣質粉砂巖，含大個體橢球狀菱鐵質結核，動物化石常見有腕足類、蜒、珊瑚、頭足類動物化石。本段的菱鐵質結核基本沿巖層層面間斷排列，呈透鏡狀或橢球狀，其大小隨巖層厚度增大而有所增大。

3.1.3 童子巖組三段（厚約58m）

此段為本區主要含煤地層。巖性以細砂巖為主，夾有細粉砂砂巖、煤層和煤線組成，水平層理發育，含豐富的植物化石，主要有大羽羊齒、櫛羊齒、蕉羊齒，瓣輪葉等。含煤7—8層，其中22號為較穩定可采煤層，21、20號為局部可采煤層。

底部標Ⅱ―22號煤層底板粉砂巖，具有波狀、脈狀層理和水平層理，以硅質膠結的中—厚層狀細砂巖為主，夾有粉砂巖，含煤線3～5層，其中21號煤底板中見較豐富的同生橢球狀菱鐵質結核，顯著區別于其他煤層，為明顯的對比及判定特征。

3.2 上二迭統翠屏山組（p2 cp）

上二迭統翠屏山組（p2 cp）厚度約為625～661米，也是本區的主要含量煤巖系，共分四個段。含量可采煤層（0號煤）一層，局部可采煤層4、6、8號煤層。0號煤位于翠屏山組第四段的頂部。煤層1.06米。本組底界為厚度5.20米淺灰色中～細粒石英砂巖。其底部合次棱角狀遂石、石英、流紋巖礫。8號煤層――翠屏山組底礫巖，以波狀、脈狀層理及水平紋理為代表，層面見有透鏡狀、鮞粒狀菱鐵質結核。

4 結論

本文通過比較菱鐵質結核的基本特征，可以有利的幫助我們比較和分析地層、巖煤層，同時，也在判定煤層等實際工作中具有很好的指導作用和意義。武平縣寧洋礦區童子巖組地層各段及煤層間菱鐵質結核的形態特征差異性比較大，可以幫助我們判定地層層段和煤層。為此，我們需要密切關注菱鐵質結核在地層中的分布、特征以及性質等，更好地增強底層對比的效果和煤層判定的實用性等。

[1]劉國釣，王微樞，陳揚杰，周淑文．礦物學[M]．北京：煤炭工業出版社，1985．

[2]陳鐘惠.含煤巖系沉積環境分析[D].武漢：武漢地質學院，1984.

[3]孫永傳等.碎屑巖沉積相和沉積環境[M].北京：地質出版社，1986.

林修坤（1973.10—），男，漢族，大專學歷，助理工程師。

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A

1003-5168(2014)04-0183-02