柳江盆地山西、太原組地層對比劃分淺析

畢寶華　聶晨光　羅志開

摘要：柳江盆地地區沉積蓋層發育，以往區域地質調查程度較高。近期該區施工了大量鉆孔，為更好的認識本區深部煤系地層特征，本次以1982年《河北省北京市天津市區域地質志》和1987年《1/5萬秦皇島市測區區調最終報告》為基礎，對近期鉆探工程揭露的深部地層進行了認真分析，并對山西、太原組等煤系地層進行初步對比和劃分，為今后工作提供參考。

關鍵詞：柳江盆地；石炭-二疊系；對比劃分

石炭、二疊系是我國北方重要的含煤地層之一。為更好的認識鉆孔所揭露的深部地層，本次以1982年《河北省北京市天津市區域地質志》和1987年《1/5萬秦皇島市測區區調最終報告》為基礎，對柳江盆地近期鉆孔揭露的深部石炭二疊地層的對比和劃分進行了初步的分析。

一、區域地層特征

本區石炭-二疊系地層屬華北地臺型。

石炭系以碎屑巖為主，夾海相灰巖和煤層，為海陸交互相含煤建造。華北區自晚奧陶世至早石炭世，一直處于上升狀態，經歷了長期的風化剝蝕，普遍缺失早石炭世沉積。中、晚石炭世地殼緩慢沉降，二者巖性相似，因而石炭系有二分之說。本次仍采用傳統的三分方案，對有爭議的山西組按傳統意見歸屬下二疊統。

二疊系屬內陸盆地沉積，以河湖、沼澤相含煤碎屑巖和內陸紅色、雜色碎屑巖為主。含煤性好，煤層穩定，是本區重要含煤地層之一。本區二疊系采用傳統的二分方案。

二、礦區地層對比與劃分

1922年葛利普等把華北晚古生代含煤地層分成兩部分，下部稱太原系，上部稱山西系，并將標準剖面建于太原西山附近。根據區調成果，本區山西、太原組地層特征如下：

太原組下部為一套淺灰、灰白色中細粒石英砂巖，底部為厚層含礫粗砂巖。厚約26m。上部以灰黑色炭質頁巖、粉砂巖為主，夾灰、黃綠色砂巖，石英砂巖。含黃鐵礦結核。含煤3-4層（煤4、煤5、煤6），可采1-2層。煤5為主要可采煤層，煤層頂底板均為粘土質和鋁土質巖石。厚約23-60m。

山西組主要以陸相沉積為主，偶夾海相沉積物。為灰白色中細粒砂巖、深灰色粉砂巖、夾灰黑色砂質泥巖和煤層。含B層和C層鋁土礦。其頂界位于中至粗粒長石石英砂巖之底，底界位于“大煤”之下的一層砂巖之底。一般厚度50-130m。

上述地層特征在野外編錄過程中，并非都能見到。綜合標志層特征、巖性組合特征、及地層厚度等，初步認識和劃分本區鉆孔揭露中山西、太原組的地層特征如下：

1.上石炭統太原組（C3t）

根據鉆孔編錄，巖性以灰黑色粉砂巖為主，底部發育有中細粒砂巖，有時相變為粉砂巖。屬海陸交互沉積。煤5（含黃鐵礦結核）及頂底板粘土質巖石等標志層比較明顯；上部巖層含黃鐵礦結核，個別鉆孔底部厚層含礫粗砂巖等巖性特征也較明顯。見下圖。

2.下二疊統山西組（P1s）

根據鉆孔編錄，巖性為灰色、灰黑色中細粒砂巖、粉砂巖、炭質頁巖及粘土巖。上部為一到兩組含礫砂巖、細砂巖、粉砂巖夾煤線（或炭質頁巖）組成的向上變細的退積型準層序組，頂部為粘土巖。下部為粉砂巖夾煤層，具水平層理。反映沼澤相的沉積環境。

B層、C層粘土巖及煤3等標志層較明顯；其頂界位于中至粗粒長石石英砂巖之底，底界位于“大煤”之下的一層砂巖之底。

3.煤層對比

本區石炭、二疊系是主要含煤層位，含煤1-6層，地層時代的對比與劃分和煤層的對比相輔相成、相互驗證。

本區煤層對比主要依據：層間距、標志層、及煤層本身厚度、結構、煤質及物性特征等。各種方法綜合運用相互驗證，確定煤層對比的可靠性和準確性。

二疊系煤3層位全區分布，層位穩定，厚度較大，是本區勘查的主探層位，以煤3層位做為對比基準，沿勘探線鉆孔“之”字形對比。

1）層間距

通過對相鄰礦區及本次工作取得資料的分析統計，認為本區山西組和太原組地層沉積環境以湖泊及近海沼澤為主，地層間距比較穩定，其中煤3底板距煤5底板27.86～49.18m，平均38.39m。由于本區火成巖破壞嚴重，且火成巖多沿煤層侵入，對煤層穿插切割破壞，也對原始沉積間距造成一定影響。

2）標志層

主要標志層包括煤3、煤3底板王子石、煤5和煤5底板D層粘土巖。

a.王子石

為山西組煤3底板。為一層灰黑色石英砂巖，質地堅硬、性脆，石英成分占95%以上，是本區一個重要標志層。但在本次普查中，該砂巖有時會有相變，石英含量會有降低。由于本區煤層普遍受火成巖影響，因此多孔可見火成巖形成煤層頂、底板。

b.D層粘土巖

為太原組煤5底板。淺灰-深灰色，質軟、鱗片狀，易崩解于水，有滑感，易破碎成小薄片，隱晶質鱗片狀結構，主要礦物為高嶺土石集合體組成，其中含少量水云母，屬半軟質粘土，富含植物根莖化石，一般厚0.50-3.30m。平均厚1.87m，層位穩定，是煤5的直接底板。

三、總結

以上分組情況是通過對礦區鉆孔的系統編錄，總結各孔地層的地質特征，結合區調成果，進行對比和劃分得出的，由于認識水平有限，在對比和劃分過程中，可能會出現不同的認識和理解導致分組界線不一致的情況，但各孔相同巖性特征的地層通過對比一般都劃分到了一組。因此，在今后工作中隨著認識提高，也可進行統一改正。

參考文獻：

[1] 河北省北京市天津市區域地質志，1982.

[2] 楊丙中等.石門寨地質及教學指導.吉林大學出版社，1984.

[3] 1/5萬秦皇島市測區區調最終報告，1987.endprint