陜隴煤田安定組沉積特征研究

孫斐翡

（內蒙古自治區煤田地質局,呼和浩特 010010）

1 巖性、礦物特征

本區安定組地層僅分布在店頭礦區北部和葫蘆河地區。實測了富縣黑水寺，藥阜頭，養馬峪三個剖面。巖性分布如下:

1.1 碳酸鹽巖類

主要由灰巖、白云巖及少量生物灰巖組成。巖石中基質占80～100%，其成份以粉，微，泥晶方解石和白云石為主，少量泥質(1.6～6.896)及鐵質（1.7—8.5）.顆粒占O～20%，主要為微（泥）晶云灰巖砂屑和生屑。陸源碎屑一般小于5%。生物巖中生屑可達80%。組成巖石類型如下:

1.1.1 （含粉砂）微（粉、泥）晶灰巖

紫紅，灰綠色，中厚層及薄層狀。具水平及波狀層理。微～泥晶結構。含少量介形蟲、魚骨屑和陸屑。可見蟲孔，圓形硅化和溶溝，溶孔、干裂隙，溶孔和干裂中有沸石、泥鐵質充填。三個剖面均有分布。反映為淺水，弱水動力的沉積環境，有時露出水面。

1.1.2 （含）生屑泥（微）晶灰巖

紫紅、灰，黃綠色，中厚層及薄層狀。具水平及波狀層理。生屑泥（微）晶結構。介形蟲和魚骨屑占10～20%，個別層中介形蟲成層分布。分布在黑水寺，藥阜頭剖面。

1.1.3 微晶白（灰）云巖

紫紅、灰及黃綠色，中厚層及薄層狀。具水平及波狀層理，部分具斜波狀層理。微（泥）晶結構。巖石以微（泥）晶白云石為主，亮（粉）晶方解石次之，少量介形蟲及魚骨屑。個別層段含少量硅質團粒或泥，鐵質，從而形成含團粒或含鐵、泥質微晶（灰）云巖。溶孔、溶溝發育，部分被方解石，硅質及氧化鐵充填。可見垂直層面的蟲孔和于裂隙。以上特征說明沉積當時為淺水、弱水動力環境，時而暴曬于水面之上。主要分布在各剖面的中上部。

1.1.4 含砂屑微晶次（云）巖

灰、黃綠、紫紅色。具水平及不規則層理，含砂屑晶結構。巖石由65～76%微（泥）晶方解石（或白云石）、20%微晶灰巖（泥晶云巖）砂屑，5%氧化鐵、少量石英陸屑組成。含鐵、鈣質結核。分布在黑水寺剖面。

1.1.5 微（粉）晶云灰巖

紫紅、黃綠、灰色。具水平及波狀層理。巖石由粉晶方解石和微晶白云石組成，含少量氧化鐵，生屬、泥質和陸屑。分布在黑水寺、藥阜頭剖面。

1.1.6 （微）粉晶泥（質）灰巖

灰綠、黃綠、紫色、具（斷續）水平及（微）波狀層理。 （微）粉晶結構。巖石主要由方解石，水云母及少量氧化鐵組成。各剖面均有分布。

1.1.7 螺殼灰巖

灰白色風化后呈黃褐色，螺殼結構。螺殼占75%（一般直徑為2-7毫米，最大達6厘米），魚骨屑5%，膠結物20%，為泥晶基質和少量氧化鐵。以底棲生物為主，說明沉積當時為陽光充足的淺水環境。主要分布在黑水寺，藥卓頭剖面。

此外在上述兩剖面中尚有介形蟲含磷質灰巖和生屑含磷灰巖。

碳酸巖根據差熱分析，其主要礦物為方解石、自云石和菱鎂礦。方解石在920～935℃，白云母在760°～790℃及940°～950℃處為吸熱谷。

（1）磷塊巖。紫紅、灰色，薄層狀。含粉砂、魚骨屑結構。魚骨屑占60～70%，填隙物（粉晶方解石、鐵，泥質）15～40%’少量陸屑。具水平及緩波狀層理。分布在黑水寺剖面上部。

（2）粘土巖。深灰、灰黑及暗紫色。主要為（含灰或含鐵，泥質）水云母粘土巖，含介形蟲，菱鐵礦質水云母粘土巖。微（粉）晶鱗片狀結構。由水云母，微晶方解石（白云石）， 菱鐵礦組成。差熱分析結果：主要為伊利石，高嶺石次之，少量蒙脫石、綠泥石和水針鐵礦。具水平層理。分布在各剖面的頂，底部。

（3）碎屑巖類。主要分布在各剖面的底部。巖石為粉或細砂巖。灰綠、灰色。巖石組份中碎屑總量為45～850，其中石英占61～92%，長石占6～20%，巖屑2～11%，細砂巖中還含12～25%魚骨屑。膠結物或填隙物為鈣、鐵，泥質和細碎屑。具（微細）水平層理。

重礦分折結果：不透明礦物有赤 褐鐵礦、銳鈦鐵礦，合計計86.1%，以赤褐鐵礦為主。透明礦物中穩定組分為主，鋯石占6.7%，電氣石2.8%，石榴石占2.5%，金紅石占0。9%，組合形式為鋯石一電氣石一石榴石一金紅石。少量角閃石、綠簾石等不穩定組分。自生礦物以黃鐵礦（占23，996），重晶石(3.7%)為主。

2 結構和沉積構造

本區碳酸鹽的結構主要為化學、生物化學作用形成的晶粒結構，微晶為主，粉晶次之。顆粒<10%，顆基比<1/9,，屬低能淺湖環境的產物。其次為含砂屑微晶結構和生物骨架（螺殼）結構，前者顆粒占17～30%，顆基比1/2，反映有一定的波浪和流水作用， 后者系原地生長的生物構成的，均屬淺湖環境產物。

區內砂巖很少，僅采集三個粒度分析樣。黑水寺剖面的二個樣品分析結果是，概率曲線為直線型，斜率71°～72°，Mz為2.33 、3.97 、a1為0.5，0.55，分選性中等。SKl為—0.2、—0.11，屬負偏態。KG為1.06，1，07，中等尖銳。頻率曲線單峰。在SKl- ai離散圖中落入湖區。綜合判別式結果為湖相。

養馬峪剖面一個樣。概率曲線為似直線型。下段含量58.3%，斜率75°，上段含量41.7%，斜率65°，兩截點為2.4 。 Mz = 2.62 。αi =0.54，分選性中等。Sk1=O，09，近對樹稱。KG =1.18，尖銳。頻率曲線單峰。綜合判別式結果亦為湖相。

區內安定組地層發育水平，緩波狀層理。敘述如下：

（斷續）水平層理：在暗紫色粘土巖中發育微細水平層理，細層厚1～3mm，易剝離，風化易碎呈紙片狀。在灰巖，云巖中發育斷續水平層理，細層厚I～數cm。

此外在剖面下部深灰、灰黑色粘巖中可見到季節紋理，以顏色深淺 I顯示，細層厚度小于1 mm。

緩波狀層理：多出現在灰巖、云巖中，波長5 -.8cm，細層厚度小于lcm。

安定組地層中普遍含有鐵質結核，此外尚行鈣質結核和燧石結核。鈣結核形狀往往呈不規則狀。燧石結核多分布在紫色泥巖和泥灰巖中，呈扁圓或圓球狀，直徑一般為0.1米左右，最大可大0.7米。

3 沉積相及其變化規律

安定組沉積時，繼續為半干旱氣候。由于地殼下沉在陜甘寧盆地中南部形成一內流湖，本煤田位于湖的南端，以店頭沮水河為界，北部接受了沉積，南部為剝蝕區，黑水寺剖面處于淺湖地帶。從該地區早期沉積黑、灰黑色頁、泥巖及菱鐵礦、FeS2結核（或自生礦物）來看，表明水體較深、靜止而閉塞，屬還原環境。到中，晚期湖盆相對穩定，生物昌盛，形成了紫雜色灰巖、泥灰巖、生物灰巖。由于氣候炎熱干旱，湖水幾度礦化形成多層白云（灰）巖。

3.1 沉積相劃分原則

根據巖性、結構、沉積構造、地球化學等持征將其分為較深湖亞相和（碳酸鹽巖）淺湖亞相。特征如下：

3.1.1 較深湖亞相

顏色以黑、灰黑色為主，灰綠色次之，少量灰紫、桃紅色。巖性較細，以水云母粘土巖為主，地化性質表明屬陸相湖泊沉積。少量粉、細砂巖，砂巖粒度概率圖呈（似）直線型，懸載搬運，離散圖中落入湖區。水平層理、季節紋理發育，少量波狀層理。含黃鐵礦，菱鐵礦、燧石結核和介形蟲、魚骨碎屑化石。

3.1.2 （碳酸鹽巖）淺湖亞相

顏色以灰綠、黃綠、紫紅的雜色為主，夾灰、灰白色。巖性有含灰水云母粘土巖、微（泥）晶灰巖、微（粉）晶云巖、磷塊巖和螺殼灰巖。灰巖結構表明為低能淺湖環境， 但有一定波浪和流水作用。水平層理為主，有少量不規則水平層理，波狀和洪水層理，更進一步證實有弱流動性。含豐富動物化石，有介形蟲，魚鱗、魚骨屑、魚糞、螺、瓣鰓等化石和少量輪藻化石，表明為溫暖淺水，充氧，清潔透光環境。含鐵質、鈣質和燧石結核。溶溝、溶孔干裂較發育。

3.2 沉積相垂向變化及對比

黑水寺剖面地層出露最全。底部灰綠色粉砂巖，灰褐色微、泥晶灰巖，代表一般淺湖和碳酸鹽巖淺湖相沉積。下部灰黑、灰綠色粘土巖、黑色頁巖、紫雜色粘土巖，代表較深湖相沉積。上部紫紅，灰綠，灰白，灰色微泥晶灰巖、云巖，生物灰巖和泥巖，代表碳酸鹽淺湖相沉積。本區由北向南，由黑水寺，藥阜頭，養馬峪剖面至店頭沮水，安定組地層逐漸剝蝕變薄， 至沮水以南已全部遭受剝蝕。

3.3 沉積特征

（1）安定組沉積過程中氣候干旱程度漸增，湖水愈來愈淺，數次礦化。湖底多次暴露水面，層面發育溶溝，溶孔和干裂。

（2）巖性以碳酸鹽巖為主，泥巖次之，少量碎屑巖。分別占全組的61.6%，30%，7.24%。且碎屑巖多居下部。

（3）巖性、巖相、厚度均較穩定，易對比。水平層理發育，波狀，洪水層理較少，為靜水或弱流動水環境。

（4）生物化石豐富。多半巖層不同程度的含有生物化石，以魚類，介形蟲，軟體動物為多，少數生屑可占巖石組分的20%，甚至高達66～85%。