汝箕溝煤田延安組沉積環(huán)境與聚煤特征

1、汝箕溝煤田延安組沉積環(huán)境與聚煤特征 汝箕溝煤田位于賀蘭山構(gòu)造帶中段的西部，在區(qū)域構(gòu)造上處于鄂爾多斯盆地西緣臺(tái)褶帶的賀蘭山斷褶帶上，西為阿拉善地盾，南接走廊過渡帶，東隔銀川地塹與鄂爾多斯臺(tái)緣斷褶帶和鄂爾多地臺(tái)相接。煤田內(nèi)主要構(gòu)造以ne向的小松山逆掩斷層和ne軸向的確臺(tái)溝（二道溝）復(fù)式向斜、大葫蘆溝背斜及汝箕溝一白芨溝向斜為代表。1延安組（j1-2y）沉積特征及環(huán)境分析根據(jù)巖性特征、旋回結(jié)構(gòu)、含煤性變化及分布特點(diǎn)，延安組自下而上可為5個(gè)巖性段，各段沉積特征及環(huán)境分析如下：（1）（j1-2y1）底部為透鏡狀砂礫巖體，橫向上相變?yōu)樯皫r或劣質(zhì)鋁土礦；下部為河流沉積的多階性厚層砂巖，巖性底面發(fā)育礫石條帶；

2、中、上部為中、細(xì)砂巖、粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖，夾7#煤層（組）。此段具有沖積扇、辮狀河與河間漫流湖泊環(huán)境的特點(diǎn)。（2）（j1-2y2）由2個(gè)中旋回組成，分別含5#、6#煤層（組）。每個(gè)中旋回都包括若干個(gè)小旋回。下部中旋回的河床相砂巖具明顯的多階性，但細(xì)粒沉積比例較小，懸浮組分不大發(fā)育。上部中旋回的可床相砂巖，二元結(jié)構(gòu)趨于明顯，具曲流河沉積性質(zhì)。（3）（j1-2y3）具有粗粒型和細(xì)粒型2種層序，分別由23個(gè)小旋回組成。粗粒型層序二元結(jié)構(gòu)明顯，具典型的曲流河沉積特征，細(xì)粒型層序旋回結(jié)構(gòu)清晰，具湖泊旋回的特點(diǎn)。中下部旋回中發(fā)育4#煤層（組），旋回底部見滯留沉積；砂體呈席狀分布于nw向隆起南北側(cè)

3、的坳隱帶中，厚度30m的砂體呈帶狀延展，砂體斷面呈扁透鏡體狀，古水流由西和西北流向東南。整體表現(xiàn)為高彎曲流河與漫湖沼環(huán)境之沉積特點(diǎn)。（4）（j1-2y4）沉積厚度大，分布范圍廣。剖面層序有2種類型：一種是有多個(gè)發(fā)育良好的二元結(jié)構(gòu)的曲流河沉積層序，以汝箕溝剖面為代表，主要分布于東部和北部，旋回底部發(fā)育透鏡體狀礫巖、扁豆體狀礫石層及串珠石條帶，與下伏地怪沖刷接觸。中下部為含礫粗砂巖、中細(xì)砂巖，上部為粉砂巖與粉砂質(zhì)泥巖互層，頂部發(fā)育巨厚的2#煤層（組）。另一種是發(fā)育退積型正旋回結(jié)構(gòu)的洪、沖積扇沉積層序，以巴呼都溝剖面為代表，主要分布于西部和西南部。自西南向東北延伸的寬舌狀礫砂巖體與中部自西北部向東南

4、方向延伸的貫流河帶狀砂體近于直交，表征為洪、沖積扇、貫流河沉積體系，而其間為河漫沼澤沉積環(huán)境。（5）（j1-2y5）為具有多個(gè)階性和多個(gè)二元結(jié)構(gòu)的復(fù)雜層序。下部旋回二元結(jié)構(gòu)特征明顯，其底部發(fā)育含銷粗砂巖，粗砂巖夾細(xì)礫石薄層和和帶，具槽狀斜層進(jìn)理，與下伏地層沖刷接觸，向上沉積變細(xì)，發(fā)育1#煤層（組）。中上旋回多附性結(jié)構(gòu)特征顯著，小沖刷面較發(fā)育，層理規(guī)模變，炭質(zhì)泥巖層較多，僅發(fā)育薄煤層或煤線，砂巖類型趨于簡單，雜基含量降低，成分成熟度較高。1#煤層（組）底部發(fā)育網(wǎng)狀砂體，主砂體為nw-se向延展，主流向se，綜合反映河流泛濫平源沼澤環(huán)境特點(diǎn)。2延安組（j1-2y）聚煤特征2.1煤層層位及分布特點(diǎn)汝

5、箕溝盆地內(nèi)早一中侏羅紀(jì)延安組煤層十分發(fā)育，含煤層數(shù)量多達(dá)25層（k3孔），最少也有3層（k13孔），一般為1015層； 煤層總厚度最大58.55m（西溝腦），最少為3.20m（k12孔），一般總厚2555m。這些煤層較均勻地分布于整個(gè)延安組中，在剖面上于一定層段中表現(xiàn)出相對(duì)的密集性。根據(jù)本區(qū)延安組的分段方案，這些煤層分屬7個(gè)煤組，各煤組的煤層發(fā)育情況如下：（1）7#煤組為延安組最不部的一個(gè)煤組，位于j1-2y1的中上部。在木葫蘆溝一禿魯溝隆起以東地區(qū)一般含煤13層。（2）6#、5#煤組歸屬j1-2y2段。其中6#煤組位于該段中部，主要發(fā)育一層煤，稱6#煤層，該煤層在那里溝坳陷區(qū)內(nèi)大部地區(qū)可采，

6、主要富煤帶呈nw向展布。5#煤組位于j1-2y2頂部，主要發(fā)育一層5#煤層。該煤層幾利全區(qū)分布，一般13m，連續(xù)性好。厚度以ne向的汝箕溝一白芨溝坳陷帶最大。（3）3#、4#煤組位于j1-2y3的中、上部。其中4#煤組在那里溝以南為一層煤稱4#煤層，在其以北分岔為兩層稱四1、四2煤層。4#煤組的煤層盡管側(cè)向連續(xù)性好，但多為薄煤層。3#煤組主要發(fā)育一層煤，稱為3#煤層。其下距4#煤525m，位于j1-2y3的上部。該煤層除二道嶺村一馬家圈一帶無沉積外，全區(qū)穩(wěn)定發(fā)育，而且?guī)缀跞珔^(qū)可采。厚度一般1.53m。（4）2#煤組為j1-2y4所含煤層，全區(qū)廣泛發(fā)育。2#煤組在那里溝坳陷區(qū)為一層，稱2#煤層。

7、該煤層僅在白芨溝井田的北端分岔為23層，變薄趨于尖滅，該區(qū)內(nèi)最大厚度26.83m（b130孔），最小厚度也達(dá)4m以上（b110孔）。在大風(fēng)溝、木葫蘆溝隆起以南地區(qū)，主要在汝箕溝坳陷區(qū)2#煤組為2層煤，稱為二1、二2煤層，其間夾厚達(dá)1065m的巨大透鏡狀砂巖體；二1、二2煤累計(jì)厚度12m，最厚可達(dá)36.74m（西溝腦）。木葫蘆-禿魯溝隆起以西，2#煤組為25個(gè)煤層，稱為二1、二2、二3、二4和二1上，它們向西南、西北變薄尖滅。該區(qū)煤層累計(jì)厚度在214m之間。（5）1#煤組位于j1-2y5的最上部層段，一般為12個(gè)煤層，稱1#煤層。該煤層分布范圍大，厚度小，而且穩(wěn)定性、邊疆性差。主要可采區(qū)、那里坳

8、陷區(qū)、西溝腦地區(qū)、古拉本地區(qū)和黃木頭柴一別立溝地帶。2.2煤層最度的變化規(guī)律通過對(duì)煤層總厚度、可采煤層總厚度，主要煤層（組）厚度和地層厚度，各段砂巖厚度等的分析對(duì)比，揭示了本區(qū)煤層厚度的變化特點(diǎn)及其與煤系地層最度、砂體發(fā)育情況等因素之間的關(guān)系。（1）延安組的煤層總厚和可采煤層總厚的變化，不僅總的面貌極其相似，而且兩者之間的厚度相差也很小，厚煤帶的位置及展布方向也安全一致。這說明延安組沉積期聚煤條件在全區(qū)都是十分有利的。從垂向上看，主要厚煤層賦存于j1-2y1、j1-2y3和j1-2y4的中上部，這表明在j1-2y1、 j1-2y3和j1-2y4沉積期，具有最佳的聚煤條件。（2）煤層總厚度有自西

9、而東增大的總趨勢(shì)，其變化梯度也有同樣的情況，在西薄東厚的總體背景下，又存在局部變化異常。在別立溝古隆起南側(cè)，木葫蘆溝-西腦溝地區(qū)達(dá)到最大值(40m)，構(gòu)成一個(gè)nw向的特厚煤帶，厚度變化梯度大，加外沿有花石泉東厚煤帶。（3）從煤層結(jié)構(gòu)和煤體形態(tài)看，各煤層（組）均表現(xiàn)不同，但總的趨勢(shì)是，煤層向古隆起方向夾矸變薄減少，分層減少，層間距變小，而離開隆起的方向，煤層和夾矸增厚，分層增多，或者變薄分岔尖滅。3延安組（j1-2y）聚煤模式汝箕溝盆地是在印支運(yùn)動(dòng)影響下，三迭紀(jì)經(jīng)計(jì)一定時(shí)期的隆起，遭受風(fēng)化剝蝕后，西緣斷裂活動(dòng)總體發(fā)生沉隆和輕微褶皺在基底坳坳陷的基礎(chǔ)上形成的山前斷坳型盆地。早一中侏羅紀(jì)延安組沉積時(shí)

10、，受西高東低古地形在和區(qū)域構(gòu)造的影響，各段地層的發(fā)育由東向西擴(kuò)展。同時(shí)由于盆內(nèi)nw向隱伏斷裂的活動(dòng)，以及ne、nw向同沉積隆起、坳陷的持續(xù)緩慢發(fā)展，導(dǎo)致各段地層沉積中心，厚度分布和聚煤中心發(fā)生分異。（1）j1-2y2沉積伊始，區(qū)內(nèi)發(fā)育沖積扇一辮狀河流環(huán)境沉積，在扇緣及河間地帶形成湖沼沉積，聚積泥炭，形成煤層。此時(shí)，由于隱患伏斷裂活動(dòng)的影響，炭窯溝-炭窯溝一常坳陷最深，形成河流沖積扇環(huán)境，而那里溝以北相對(duì)穩(wěn)定，只受古地形影響，發(fā)育辮狀河沉積環(huán)境。由古流資料及重礦物資料分析，主流向由西北向東南。（2）j1-2y2沉積基本繼承了j1-2y1的面貌。沉積范圍向西擴(kuò)展。區(qū)內(nèi)發(fā)育辮狀一低彎度曲流河環(huán)境，分

11、支河道之間和岸后洪泛區(qū)形成沼澤環(huán)境，發(fā)育泥炭堆積。（3）j1-2y3沉積時(shí)，沉積范圍擴(kuò)展到木葫荒溝-禿魯溝古隆起以西的坳陷中，區(qū)內(nèi)除北部、南部發(fā)育小型曲流河外，大部分地區(qū)以積水洼地，湖沼環(huán)境為主，小組炭沼澤廣布。由于總體上受區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)的影響，泥炭沼澤與堤泛沉積頻繁更替，終未形成巨厚煤層。（4）j1-2y4沉積伊始，西部陸源區(qū)強(qiáng)裂隆上升，本區(qū)沉降幅度加大，沉積范圍向西擴(kuò)展到全區(qū)。由于西緣斷裂活動(dòng)加劇，陸源區(qū)物質(zhì)供給充足，加之氣候溫溫，地表逕流發(fā)育，從而形成西南部地區(qū)的洪-沖積扇環(huán)境。另外，受西北高、東南低古地形影響，在洪-沖積扇緣外，發(fā)育與洪-沖積扇延向近直義的貫流河，流向東南。在洪-沖積扇羊緣斜坡溢水地帶和貫流河或西兩側(cè)形成廣泛的泥炭沼澤地，因持續(xù)時(shí)間長，發(fā)育巨厚泥巖層堆積。貫流河?xùn)|部環(huán)