黄县盆地第三纪含煤岩系岩相与沉积环境
来源：海洋湖沼通报
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栏目：期刊导读 时间：2021-03-09
岩石学报年月第期,,黄县盆地第三纪含煤岩系岩相与沉积环境陈海滋孙枢中国科学院地质研究所北京关键词冲积扇湖沼渴湖盆地演化山东本文根据钻孔岩芯资料对含煤岩系的岩相迸行了划分识别出主要九种岩相类型要,提小型扇三角洲砂岩相河道砂岩相决口扇细砂岩相,河口坝砂岩相湖沼黑色泥岩一油页,—岩相泛滥平原泥岩相泥流含砾泥岩相渴湖泥质灰岩相与潮沼炭质泥岩相对沉积环境的空,。、。间变化与演化进行了分析并对成煤沼泽的环境背景对煤层煤质的控制作用做了扼要讨论最,。后对整个盆地的演化阶段进行了简要论述、一前言黄县盆地位于山东省烟台地区东北部的黄县与蓬莱县境内为第三系掩盖式含煤盆地,“。赵隆业面积约盆地的东缘为向北林院一洼沟断裂西缘为,,,。且厚度差异较向平度一界河断裂南部以近向的黄县断裂为界北部伏入渤海图,,盆地内的地层为始新统一渐新统的黄县组蔡捷等南厚北薄,,,。。大最厚可达以上不整合地覆于中生界之上黄县断裂是同沉积控盆构造因此,,,、。、、该盆地属单断陷箕状盆地叶连俊孙枢黄县组分为一二三段图其,,。、、。中二段为含煤岩系厚度一根据其岩性与含煤特征可将其分为上中下三段,,。本文着重讨论这三段的岩相与沉积环境特征、二岩相类型与分布特征含煤岩系可以识别出主要九种岩相类型不包括煤层在内各段的岩相发育各有特,。色下面分述之,、、仅发育于西北部龙口梁家区与雁口最厚可达。岩石主要为次长石杂砂岩小型扇三角洲砂岩相。—厚度一般为一洼里区西部的。这种岩相的下段下部,。最主要特征是夹在湖相黑色泥岩之中东西向呈透镜状由南向北逐渐变薄岩石一般呈块,,。底部一般含砾上部有时可见到交错层理与上覆岩层呈过渡接,接触面凹凸不平反映携带砂质沉积物的水流具较强的,状构造有的具递变层理底部一般含砾上部有时可见到交错层理,,,触底面与下伏岩层呈冲刷状接触接触面凹凸不平,,。。冲蚀能力砂岩的粒度分布概率曲线由悬浮总体和两条直线段的跳跃总体组成图悬。浮总体平均含量约。少数粒度范围大于中分选较差,跳跃总体含量平均约,,,。粒度范围山一中分选中等至较差,少数细截点在小左右这种粒度分布特点反映,,本文于年月日收到年月日改回,第期陈海涨等黄县盆地第三纪含煤岩系岩相与沉积环境中二亡补‘休一一一二一厂一上一出飞一一北沟一一竺。八丫跳诗一一一胜互工飞裂嘟户洲乡城。对匕口〔产二一户一夕少,匹二…匕口二巨口洛封即图黄县盆地的地理位置与观察的钻孔位置略图。。观察的矿井,勘探区界线为龙口区,为雁口区,为洼里区,砚为海岱区,租为乡城区,为北沟区肚五黄地钻孔及编号一,为柳海区,五为梁家区。丁”二于日门万。厂叮厂二扑。百】刀竿‘卜碗三段河流湖泊星二鬓筐羹鬓漓湖、统始新山〕煤石系日兰段一湖沼河口坝‘今靛司攀一,县段下段冲积丈月河流了沈钊愁了限流平庵税爹盯湖泊河流冲积扇了夕工、,。图黄县组综合地层柱状图红五火台欲狱荞一一段口一尸岩石学报年一一一一丫几么一飞一一毛蜻一一」丫一小型扇一丫—三角洲型图,砂岩粒度概率分布图河道型,决口扇或漫流型坦,河口坝型了水介质流动强度的突然改变推测是发洪时期在冲积扇上由携带大量砂质沉积物的洪水进,。入扇前湖泊后水动力条件发生了变化引起的原来呈悬浮状态运动的沉积物入湖后由于,。水流搬运能力降低一部分较粗颗粒改变了运动方式以推移质形式沿底床作跳跃运动原,,。来的推移质由于水流的惯性仍具相当的搬运能力而依然作跳跃运动这些特征表明这种水,。流除具密度流的特征外又表现一定的冲积性质另外南部的钻井资料表明主要为冲积扇,,、。。砂积砾岩沉积由此推测这种岩相为冲积扇河流进入瑚泊而形成的小规模扇三角洲沉—、河道砂岩相组成该岩相的岩层广泛分布在西部地区的下段中上部北沟地区,。。的中段亦有发育岩层的厚度变化较大左右一般靠下部的薄些且粒度较粗常,在一。上部较厚常发育细砂岩与粉砂岩等过渡岩类,细砾为花岗岩质北沟地区为岩屑长石杂砂岩,,。岩石成分西部地区主要为次长石杂含火山岩岩屑反映了两个源区与母,含细砾砂岩,。。岩性质的差异岩相一般具向上变细的序列尤其上部更为显著底部与下伏岩层以凹凸不,一形成冲淤构造。。平的冲刷面接触常见的沉积构造为大型交错层理和块状层理砂岩粒度,。分布概率曲线为河道型由跳跃总体与悬浮总体两条直线段组成图悬浮总体含量高,,。一小一一约粒度范围大于中,分选较差跳跃总体约一粒度范围小,,一,。。分选较差无滚动组分这种特征反映了一种快速堆积的沉积作用可以确定其主要为季节,。。而上部的则可能为蛇曲型河道沉积或漫流细砂岩相一般夹在发育泥裂的河间泥岩之中或为河道砂岩相。而上部的则可能为蛇曲型河道沉积一般夹在发育泥裂的河间泥岩之中或为河道砂岩相性河流的河道沉积决口扇第期陈海乱等黄县盆地第三纪含煤岩系岩相与沉积环境。。的上覆岩相主要为细砂岩和粉砂岩厚度较小不超过大多具递变层理此外波,,,,、。状层理砂泥互层层理和小波痕交错层理也可见及粒度分布概率曲线为决口扇型图,。主要由悬浮和跳跃总体两条直线段组成悬浮总体占主要部分含量或分,,,。选中等粒度范围大于跳跃组分较少或粒度范围。一中小,分选较差,,,,。。细截点在中左右根据这些特征可推测这类岩相主要为河流环境的决口扇沉积发育在下。段中部的这类岩相可能与的漫流沉积相当,。河口坝砂岩相仅发育在北沟地区的中段由岩屑长石砂岩构成碎屑颗粒磨圆,。。度与分选性均较好厚度一般左右具不明显的向上变细序列偶见交错,。、、。层理粒度分布概率曲线包括悬浮跳跃滚动总体三部分图悬浮总体占粒,。度范围大于中分选较差,跳跃总体为一直线段含量粒度范围中一中,分选较,,。中左右小,,细截点在滚动总体含量小于,好粒度范围小于分选中等粗截点在,。巾这种曲线可与现代三角洲河。口砂坝的曲线相对比粒度分布的这种特征反映了河口。地区的水动力条件河流进入湖泊后流速降低搬运能力减弱原来作跳跃运动的一部分,,,。较粗推移质便变为沿底床滚动因而出现了三个总体,。一湖沼黑色泥岩油页岩相、。分布于龙口梁家地区的下段下部和全区的中段、、以富含有机质的黑色泥岩油页岩泥质粉砂岩及碳质泥岩为主夹少量透镜状菱铁矿与细,。、、。。砂岩薄层含丰富的介形类鱼类腹足类化石与碎片水平纹理发育形成于浅水湖泊或。沼泽环境。泛滥平原泥岩相分布比较广泛下段普遍发育棋向上以北部为多向南渐,,,。、。少以灰灰褐色泥岩为主粘土矿物以高岭石为主很少量伊利石含较多炭化植物残,,。。片并混杂较多的碎屑石英局部夹薄层状或透镜状菱铁矿岩石一般呈块状构造可以见,,。。到泥裂和植物根系岩相厚度变化较大薄者数十厘米厚者可到,二与河道砂岩相交,一。互产出这些特征说明该岩相形成于经常暴露于大气之下的环境应属于冲积扇前缘的泛滥,。平原和河道间区的沉积产物。、了含砾泥岩相发育在北沟地区的下段由块状的紫红色灰绿色和杂色含砾泥岩。所构成厚约很难辩认出层理岩石中含的砾石一般为细一中砾,,,一一一。、、。以细砾为主砾石成分不复杂以灰白色形态不规则疏松的风化状灰岩碎块,,。。为主不均匀分布局部有集中现象此外尚有一些硅质砾石这种岩相是较典型的泥流,,。、。沉积物泥流是一种高粘度切蚀能力很低的浓稠水流一般将其视为碎屑流的同意语或碎屑流的一种特殊形式也有人将二者以粗碎屑物含量是否超过,。。为划分界线超过者为碎屑流本文采用后一种分类剖面的底部有一层厚约一,。基质支撑的砾岩除砾石含量较高约粒度粗最大砾径可达硅质,,,。。砾石含量增高和磨圆较好外其它特征与含砾泥岩相同二者的接触关系为过渡状这类岩,。。石应属碎屑流沉积物这两类沉积物是构成东部地区一类冲积扇的主要沉积类型。广泛分布于全区的上段岩相厚度变化较大漓湖泥质灰岩相几米到数十米,,。、、但横向分布较稳定主要岩石类型有泥质泥晶灰岩泥质砂屑砾屑灰岩,泥质颊粒球粒,灰岩泥质介屑灰岩泥质藻灰岩泥质白云岩灰质泥岩和少量含海绿石粉砂岩及透镜状,,,,?主要的原生沉积构造有泥裂鸟眼构造藻叠层构造冲刷痕波状层理韵律层笋铁矿,,,,,岩石学报年。理小波痕交错层理虫孔生物扰动构造块状层理水平纹理等这些沉积构造基本反,,,,,、、、、映了两种不同的沉积条件一种是以泥裂鸟眼构造藻叠层构造冲刷痕小波痕交错层、、、理垂直虫孔等沉积构类造型所代表的浅水动荡沉积界面经常暴露于大气之下的环境、、、、另一种是由生物扰动构造韵律层理水平层理块状层理等沉积构造类型所代表的安静。水较深的环境前者反映了渴湖或海湾滨岸地带波浪作用较弱但具潮汐作用痕迹的特。点后者具近于渴湖较深水处的沉积特征,。潮沼炭质泥岩相以炭质泥岩为主夹薄煤层厚度较小一般不超过,夹在,,。。渴湖相泥质灰岩之中主要发育在西北部向南渐变为薄煤层岩相大多呈不连续的透镜,。。、状在一些炭质泥岩中具水流冲刷的痕迹与之呈相变关系的煤层的硫分灰分成分都与其。。它煤层不同推测这种岩相形成于受潮汐作用影响的潮沼环境、、。图为北沟梁家柳海三个地区具代表性的钻孔岩芯岩相剖面图、三沉积环境分析。下段含煤岩系的下段主要形成于冲积扇环境冲积扇一般发育在山麓地带尤,。其是快速隆起区和断层垂直运动强烈的地区研究区南部是由前寒武纪变质岩系中生代花,。为冲积扇的发育提供了物质条件山系的北缘已岗岩体和少量中生界碎屑岩所构成的隆起区,。为黄县断裂断层的活动造成地形上的差异为冲积扇的发育提供了条件与场所,,、、曾对冲积扇划分出四种主要沉积类型碎屑流漫流河道与筛积物,。、、物源区母岩性质坡度及降雨量。每种沉积类型的发育程度取决于气候从岩相发育。、特征上看本区可能存在两种不同类型的冲积扇东部地区的冲积扇是以泥流碎屑流沉积,为主而西部地区的冲积扇则主要是由辫状河流所构成,根据钻井资料仅在南缘发育少量,。。、可能属碎屑流沉积的粗碎屑物质这种差异是由源区母岩性质的不同而引起的另外,早、、中期在冲积扇上发育的河流可能与晚期的不同早期的是一种河道浅边滩天然堤不,宽。发育的沉积物粒度较粗悬移质较多的季节性辫状河流仅在洪水期发育这类河流是构,,,。造活动区冲积扇上最常见的沉积类型河道砂岩相序列的顶部缺乏过渡性岩类可能与冲积扇。坡度较陡洪水事件晚期缺乏低流态的水流有关而晚期的河流则可能,,,、。是水道较深边滩天然堤较发育的蛇曲型河流这类河流的出现与晚期构造活动相对减、。。弱冲积扇坡度变缓并范围缩小有关由于本区沉积物一般较细故不发育筛积物北沟地,、区的冲积扇是由扇根主要为碎屑流沉物质扇中主要为泥流沉积物和扇端主要为。、泛滥平原泥质沉积物所构成而中西部地区的冲积扇扇根与扇中主要为辫状河流砂质沉。积扇端为泛滥平原的漫流和小型湖沼沉积在小型湖沼中时常由于洪水的侵入而形成小,,。。三角洲砂质沉积图为该时期全盆地的沉积环境示意图中段—以浅水湖泊发育为特征。在横向上,岩相呈明显的环状分布。为该时期全盆地的沉积环境示意图岩相呈明显的环状分布规模的扇。在东部及南。部边缘地区河口坝及河道砂质沉积占主要地位中部地区以黑色泥质粉砂岩及黑色泥岩为,。主代表了近滨浅水及沼泽沉积环境而西北部则以油页岩稳定发育为特征反映了静水沉,,。。积的特点图为这段时期沉积环境的示意图。、、上段某些具指相意义的标志如海绿石龙介类虫管较高的值,。以及煤的高硫分表明上段沉积受到海水的影响岩石中不发育膏盐沉积并且,,一第期陈海涨等黄县盆地第三纪含煤岩系岩相与沉积环境一一一口门川叫门‘月沙月月,」母命」一厂刃卜。。凡「公丫之了万二摊、洲卜飞了,厂飞厂、…’二二飞二二口口夕’吕飞厂」廿”下’口口口巨可下色孟,口口声冷一、、碑曰人谁一面杯画葬‘一二公二」交巨习公斗寻一下一应二…吕人「、弓尸卜于二陈下曰、曰、训万,久匕,了之妞卜一丫一伫门弓,‘卜,仁卜少护矛尸硬、一一一妙只公东泥砾,爹万《工。。,洲月任一欢,,”匾国〔了,因图至习。巨口窦国、,、〔、““,回困三个地区具代表性的钻孔岩相剖面图、、砂岩,炭质泥岩,泥岩,油页岩黑色泥岩,褐煤交错层理小波痕交错层理水平层理,泥裂,,,‘生物化石,砾屑鲡粒,藻叠层构造困砾岩,含砾泥岩,植物根系,图例岩动构造,泥灰生物扰。圈中岩相代号分别为小型扇三角洲砂岩相,相,。一祖招黑色泥岩油页岩相,泛滥平原泥岩相,—。凡‘一少川五。河道砂岩相,含砾泥岩相,鲍。。决口扇或漫流砂岩相,扁湖泥质灰岩相河口坝砂岩潮沼炭质泥岩相。。五,年砚上续之姿兰之笃之只玫厂汾井黔啄平赛‘了几,架遥麟磊淤吸褒份协洋心‘、触二彝薰氦一“一一沟一一一、万低潮线图下段含煤岩系沉积环境示意图。中段,上段图例与图嫂同。,仁,一。营半咸水或淡水生活的介形虫繁盛说明这是一种时常淡化的渴湖环境沉积岩石中极少见,。到强烈的波浪作用所形成的沉积构造现象说明具有良好的遮挡条件在滨岸地带由于水,,体与海洋可能存在相连的通道而存在潮汐作用在沉积物中遗留下了可反映潮汐作用特点,,。的痕迹本区除未见到鱼骨状交错层理外其余主要特征均可与,所总结的泥质潮坪。潮汐作用特征相对比,。本地区的渴湖是淡水湖泊由于海水漫入而形成的早期仅限于西北部且很不稳定透,,。镜状的炭质泥岩与温湖相泥质灰岩交互产出似乎证明了这一点生长在滨海地区受潮汐作用。控制的泥炭沼泽称之为潮沼现代潮沼大多发育在波浪作用较弱的海湾地带田泥质沉积物,。。和耐盐植物构成远离潮汐带陆生植物增加晚期漏湖水域扩大当扩展到盆地边缘时,,,。。由于砂质沉积的发育而使泥炭沼泽消失图为该时期沉积环境的示意图、、四成煤沼泽的环境背景对煤层煤质的控制作用、。黄县盆地的成煤沼泽分别发育在三种不同的环境背景下冲积扇前缘湖沼与潮沼环、、境背景的差异导致了煤层结构分岔类型煤层分布与煤质等方面的差异上段的煤层结构复杂侧向连续性不稳定硫量高为,,一灰分产率,第期陈海汉等黄县盆地第三纪含煤岩系岩相与沉积环境为富灰煤值〔八〕小于,高一小,是由成煤沼泽发育在温湖潮沼环境,时常遭受海水侵扰等因素所决定的,下段发育的煤层结构十分复杂分布范围局限硫量低一灰分产率高接近,,为,,富灰煤值大大于是由成煤沼泽发育在冲积扇前缘经常受携带陆源碎屑的水流冲,,刷的因素所决定的中段的煤层结构简单分布广泛且稳定硫量低一,为,,灰分产率低低于为中灰煤值较大大于这是由成煤沼泽发育在湖泊环,,,境的基础上构造活动较弱很少受外来碎屑水流影响等因素所决定的,是本区具有工业意,,。义的煤层、五关于盆地演化阶段性问题的讨论、。黄县盆地显然是由于黄县断裂的活动而形成发展起来的控盆断裂活动强度的不均衡。使沉积相的发育在不同时期具有完全不同的面貌从地层厚度看靠近黄县断裂附近最,,性。大是盆地的沉降中心而北部地区最小西北部沉积物粒度始终较细湖沼相沉积发育,,,,。。是盆地的沉积中心煤层总厚度在这一地区也最大是盆地的聚煤中心可见沉积中心与,,。、聚煤中心在黄县盆地内可能是大致重叠的从沉积相与煤层发育特征看盆地东西缘的断,。。裂并不是同生控盆构造盆地具有随着时间逐渐向东扩大的趋势钻井资料表明黄县盆地的演化具有较明显的阶段性可以划分为如下四个阶段,,强烈充填阶段盆地形成的初始时期下陷与上升幅度较大形成了代表干燥与,,。。氧化环境下沉积的陆相紫红色粗碎屑岩厚度大于沉积相可能以冲积扇为主这类,。沉积物是在剥蚀期所遗留的凹凸不平的基底上起了填平补齐的作用晚期构造活动减弱以,。小型湖泊和河流相的碎屑岩为主夹少量泥质碳酸盐,。沼泽化阶段为含煤地层的形成时期以泥炭沼泽的发育为特征盆地进一步,。、、。张裂下陷并不断扩大下段的袍粉以杉科发育为特征反映了湿热的古气候条件早期,构造活动较强烈沉积物以冲积扇环境成熟度低的碎屑岩为主泥炭沼泽发育在构造活动相,,、。反映了湿热的古气候条件早期泥炭沼泽发育在构造活动相张裂下陷并不断扩大,构造活动较强烈。对减弱时期的冲积扇前缘分布局限中期活动性减弱湖沼相发育分布广泛持续时期,,,,。较长沉积物以不纯,形成具有经济意义的煤层晚期海水进入盆地,使之成为一渴湖环境,。。的碳酸盐为主抱粉以麻黄属为主反映了干旱的气候条件泥炭沼泽发育在滨岸的潮沼环,。境分布不稳定,。复水阶段为盆地水域最宽广的时期渴湖覆盖了全区泥炭沼泽终止发育全,,。区均为较单调的泥质灰岩沉积、结束阶段碳酸盐沉积结束代之以灰绿色和杂色泥岩砂岩及粉砂,海水退去,。。使这段记录保存得不完整黄县盆地的演化特征与中国东部第三纪裂谷盆地有所岩由于后期的构造活动与剥蚀作用从以上分析可以得出这样的认识,。。。差别底部无火山岩系说明早期拉张作用并不强烈晚期深陷作用亦不明显这种盆地可,。能属于裂谷系的边缘地段盆地、致谢对于叶连俊研究员赵隆业副研究员和山东省煤田地质勘探公司第四勘探队等同。志给予本文的指教与大力协助深表谢忧岩石学报年参考文献、,叶连俊傲隆业孙枢沉积盆地分类石油学报一,,,,,发现掩盖式煤田的若干地质依据地质论评,,,一,,,。一黄县聚煤盆地构造沉积特征煤田地质与勘探,落捷等一,,,,一五,,,,,。,一,一屯记,,,,,一公,口,,五皿七一,计,,,,一。一,件乞“才才已艺夕,已落机林玄乞,碗乞,,,,,,,一一,一,,一一,一,一,,,一。,一,,,,,,,,,,
