河北地区主要含煤地层岩相特征分析

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张俊苓，河北省煤田地质局物测地质队，煤田地质工程师。

CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Sep.2020·中国科技信息2020年第18期31万～60万◎

（1）块状粉砂岩

颜色为灰白、灰、深灰色，多呈块状层理，在区内的整套地层单元都有分布，其形成的沉积环境主要为三角洲前缘远砂坝。

（2）水平层理粉砂岩

岩石以灰、深灰色为主，含一定泥质成分，常与泥岩呈过度接触关系，沉积环境成因主要为潮坪环境的混合坪和砂坪及河口坝等。

（3）韵律层理粉砂岩

浅灰色粉砂岩与深灰色粉砂岩、泥岩互层，主要形成于泥坪、混合坪、下三角洲平原及三角洲间湾等受潮汐影响较明显的区域。

泥岩相

研究区内泥岩分布广泛，颜色较深，多为灰色、灰黑色及黑色，多发育与深水环境及沼泽，也可见杂色泥岩及铝土质泥岩。杂色泥岩主要发育在上石盒子组及其底部。

（1）块状泥岩

一般为深灰色或黑色，色纯，成分均一，未见沉积构造和化石碎屑，为河漫湖泊、间湾湖泊或泻湖等水体较深、水动力很微弱的沉积环境中常见的岩相类型。

（2）黑色/炭质泥岩

一般为深灰色、黑色，富含各种植物化石碎屑，其主体岩性可以为泥岩或粉砂岩。该岩相岩石主要形成于各种积水的沼泽中，如河流相的河漫沼泽、三角洲分流间湾泥炭沼泽、潮坪中的泥炭坪及泻湖沼泽等，与煤层的空间分布联系紧密。主要产出于太原组和山西组地层，其次为本溪组中上部聚煤段。

（3）杂色/铝土质泥岩

岩石在颜色上以显著的紫红色、紫灰色而与其他岩石类型明显区分，成分上以泥质为主。少量岩石可能会因含粉砂或细砂的成分较多而略有差异。该岩相类型在上、下石盒子组中很常见，一般为河流相泛滥盆地沉积形成。在区域上，和周边下石盒子组顶部的杂色泥岩或桃花泥岩的岩性特征和层位大致相当，所以本区取该典型岩性层上覆厚度较大的稳定砂岩的底部作为上、下石盒子组的分界线。另外，在临近该杂色泥岩处多有含菱铁质鲕粒（铝土质）泥岩产出。除此之外，在本溪组的底部靠近G层的附近也较稳定地产出该类杂色偏铝土质的泥岩。

（4）菱铁质鲕粒（铝土质）泥岩

综合区内资料，依据菱铁质鲕粒（铝土质）泥岩岩石颜色、鲕粒特征，可将其进一步划分成三类，具体简述如下：a．浅灰白色，鲕粒泥岩，含铝土质，新鲜鲕粒呈现浅白色，较粗大，直径最大可超过1mm，一般在1mm～0.3mm之间，一般独立均匀分布，也可见鲕粒成团块状产出。b．灰色，鲕粒泥岩，含铝土质，鲕粒细密，直径在0.5mm～0.1mm 之间，分布均匀。c．黑色鲕粒泥岩，因靠近泥炭沼泽而整体偏黑，但其鲕粒特征明显而易于识别。鲕粒大小均匀，一般在0.4mm～0.2mm之间。

石灰岩相

除了研究区最底部中奥陶统马家沟组海相石灰岩外，上覆地层石灰岩主要发育在本溪组和太原组的中部。一般本溪组的灰岩质较纯净，含泥质成分少，厚度可超过1m~2m。到本溪组的顶部及太原组，以发育生物碎屑泥质灰岩为主，富含生物化石碎屑。该类型岩相主要分为泥晶灰岩、生物碎屑泥质灰岩、角砾灰岩。

（1）泥晶灰岩

以浅灰色为主，质比较纯，含泥质成分较少，见酸有均匀显著起泡现象，主要形成于滨外浅海碳酸盐陆棚沉积环境。

（2）生物碎屑泥质灰岩

该类岩石由于接近煤层顶部，形成环境富含有机质，水体环境偏还原，所以其颜色以深灰或黑色为主，泥质含量明显增加，见稀盐酸有均匀弱起泡现象，并富含动物化石碎屑。

（3）角砾灰岩

其砾屑常呈角砾状，添隙物多为泥晶基质，也可为亮晶胶结物。岩性特征主要以石灰岩成分为主，内部混杂了棱角分明的泥质透镜体，多为断层角砾灰岩

有机岩相

煤是本区有机岩的唯一类型，主要产出于本溪组顶部、太原组和山西组整个垂向地层中。煤层最多20余层，整体上有煤层分层多，横向连续性相对较好的特点。主要的含煤段分别位于太原组和山西组中下部。

河北石炭二叠纪含煤地层主要包括本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组，岩相类型大致可分为六类，分别是：砾岩相、砂岩相、粉砂岩相、泥岩相、石灰岩相和有机岩相。通过对各岩相的岩石特征进行分析总结，对其特征有了清晰的认识，对于其沉积环境的研究具有一定的指导意义，有利于更加清晰的认识区内煤炭及其他有益矿产的聚集规律，为后续研究奠定了基础。