华北盆地石炭二叠太原组聚煤规律分析

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1、华北盆地石炭—二叠太原组聚煤规律分析摘要：通过对各种地质资料的收集、整理，分析太原组的沉积特征，特别对太原组进行了沉积体系及其成因相的划分，并通过对太原组的煤层特征、沉积演化及控煤因素的分析，总结太原组的聚煤规律。关键词：太原组、聚煤规律、石炭二叠系煤系是指在一定地质时期连续沉积形成的一套含有煤层并具有成因联系的沉积岩系，通常又称为含煤岩系、含煤建造、含煤地层等。熟悉煤系的岩层组合特征，特别是掌握标志层特征，是掘进工程中的层位确定、煤层对比以及判断断层性质和断距、寻找断失煤层的基础。因此，对煤系了解得越清楚，煤矿建设和生产工作进行得就越顺利。华北石炭—二叠纪聚煤区是我国最大的聚

2、煤区，储量约占全国煤炭总储量的1/2，且勘查、开发程度高。华北石炭二叠纪煤系主要含煤层位在时间上和空间上有明显的迁移现象，即在北部（带）主要煤层位于煤系下部的太原组；在中部（带）主要煤层位于煤系中部的山西组，在南部（带）主要煤层位于煤系上部的下石盒子组。太原组是在下伏本溪组沉积的基础上发育起来的，其分布范围广泛稳定。与本溪组相比，太原组厚度变化更趋稳定，华北大部分地区普遍为70一140m，厚度变化的总趋势是盆地中部厚，南北两缘薄，在东西方向上呈厚薄相间的变化。太原组沉积时，华北盆地基底由早期向东倾斜逐渐转换为向南偏东倾斜。盆地北缘的相对抬升和西部车道一阿色浪断裂的继承性活动，导

3、致了太原组沉积具有明显的东西分异、南北分带之特点。一、沉积环境演化太原组含煤地层是华北聚煤盆地充填沉积的组成部分，在华北晚古生代早期为一大型内陆表海聚煤盆地，其基底极缓的古坡度(<0.001)难以形成侵蚀成因的角度不整合，沉积地层为一套海陆交替型含煤沉积。在中奥陶世以后形成的风化面上，华北地区自晚石炭世初期开始陆续接受沉积，盆地的南、北两侧分别为近东西走向的秦岭一阴山隆起剥蚀区所挟持，华北为一大型内陆表海型聚煤盆地，海水进退呈高频率变化，总趋势为由强到弱，其间有几次大的海侵。早二叠世中晚期华北结束了内陆表海海陆交替型含煤沉积，沉积盆地转换为大型陆相盆地而进入了陆相沉积期。石炭一

4、二叠纪总体属于一个高级别的海平面变化周期。太原组沉积初期基本上继承了本溪组的古地理面貌，豫西大部分地区尚未接受沉积，其余地区基本上以海滩、障壁岛、泻湖、海湾和潮坪沉积为主。但早期华北北缘高地的逐步抬升己使近缘地带河流作用活跃起来并愈来愈强，河流携带大量碎屑物质注入受水盆地并不断向南推进。太原组沉积中、晚期，华北总体表现为海侵期，三角洲沉积明显表现为退覆，浅海相碳酸盐岩广布。早期十分宽广的三角洲沉积相带(南达晋中、冀中、鲁西)主体部分逐渐退缩到晋北、冀北、辽西较窄的地域。华北整体呈现出海进式古理景观，海域比太原早期大为扩张。1.1中石炭世早期陆表海聚煤盆地的形成陆表海聚煤盆地形成

5、前华北是我国形成较早的古隆起区，经过长期的隆升，遭受风化剥蚀之后，于中石炭世早期沿郊庐断裂带首先发生坳陷，沿坳陷区发生海侵，从此拉开了华北地块晚古生代沉积演化历史的序幕(图1.1)，该阶段盆地范围极其有限，主要限于郊庐断裂带及其两例地区，南部的徐州一临沂一复州湾等地发育台地体系，北部唐山一本溪一浑江等地发育障壁岛岛体系，碎屑沉积物来自北侧的阴山古陆。1.2中石炭世晚期陆表海聚煤盆地的稳定发展阶段(本溪组)随着华北地块的进一步沉降，海水沿本溪一唐山一太原一线侵入华北地块腹部，盆地范围迅速扩大至乌兰格尔隆起以东的地块中北部地区(图1.2)，盆地北缘受固阳一集宁一隆化断裂带的控制，南

6、缘抵达乡宁一晋城一焦作一商丘一滕县一新汉一线，构成典型的受限陆表海(葫芦形)。盆地内的水动力条件以潮汐作用及地区性风暴作用为主，河流作用仅限于北缘地区。盆地内主要发育台地体系和障壁岛体系，盆地北缘发育河流体系、扇三角洲体系及三角洲体系。该阶段盆地基底沉降缓慢，北部陆源区构造活动微弱，碎屑物质供应不足，沉积速率小，碎屑物质主要是成分成熟度和结构成熟度均高的中细粒石英砂岩。这一阶段最终以海水由地块东部退出盆地而结束。1.3晚石炭世陆表海聚煤盆地的鼎盛发展阶段(太原组)晚石炭世末华北地块发生了北升南降运动，致使从晚石炭世开始海水改由地块南东部的两淮一确山一线向地块腹地侵入，盆地范围迅

7、速扩大，北抵大同一张家口一兴隆一平泉一朝阳一线，向西超过乌兰格尔隆起，构成统一的华北陆表海，使华北陆表海达到其发展的鼎盛时期(图1.3)。盆地的水动力条件以潮汐作用及地区性风暴作用为主，总的岩相古地理特征表现为:南部为地区台地体系，中北部地区为障壁岛体系，河流体系、扇三角洲体系及三角洲体系仅发育于北部边缘地区。大部分碎屑物质来自北部的阴山古陆，主要从朝阳一南票、兴隆一京西、大同等地输入盆地，南部的伏牛古陆也开始向盆地提供部分碎屑物质。这一阶段盆地基底沉降仍然缓慢，南北两侧陆源区构造活动较弱，