北票盆地沉积特征

1含煤岩系岩石特征

北票盆地为内陆坳陷型盆地，经印支期褶皱形成了盆地基底凹凸不平的古地貌。在古构造格架下，古基底显示出低级别呈北东东向的隆起（如冠山隆起）和凹陷，这些低级别的构造控制着侏罗系下统北票组的形成、发育及其分布。

根据煤系化石组合特征，属温湿气候环境，为一套河～湖相沉积体系，按其岩性组合特征及含煤程度可分为上、下两个含煤段。

1）下含煤段

下含煤段厚度为250～485m，可分为底部砾岩段和含煤段。

①底部砾岩段：厚度0～120m，为灰白色砾岩、砂砾岩、砂岩夹薄层泥岩及薄煤线，砾石成分主要以石英岩、矽化灰岩为主，另有极少量花岗片麻岩砾，砾径为1～40cm，而东马路以东（三宝区）缺失底部砾岩沉积。属河道滞留沉积物。

②下部含煤段：为北票组主要含煤段，岩性为灰白色、黄绿色中～细粒砂岩，夹灰色、灰黑色泥岩、页岩、煤层及少量砾岩、砂砾岩组成，共含煤10组。北票附近煤层最大厚度为21.54m，最大可采厚度为18.36m，累计平均可采厚度为8.63m（冠山区），而三宝区则薄些。

下部含煤段地层横向变化较大，矿区东北部的三宝区岩性相对较细，往西经东马路、冠山、台吉、兴隆沟逐渐变粗。根据岩石沉积结构、构造、动植物化石、结核及包裹体特征有河道亚相、河漫滩亚相、泥炭沼泽相、浅水湖泊亚相及部分三角洲相沉积。

2）上含煤段

上含煤段厚度大于700m，根据岩性组合特征又分为上部泥岩段，中部含煤段，下部过渡段。

①下部过渡段：厚130～190m，为一套灰白色砂砾岩（河道滞留沉积厚层）与灰绿色～灰色粉砂岩（泛滥平原沉积）交互沉积体系，最多可达五个旋回，为地壳上升回返期产物。

②中部含煤段：中部厚90～150m，主要岩性为灰黑色、深灰色泥岩、粉砂岩与灰色中～细粒砂岩交互组成，含薄煤四组，最多可达九个薄煤层，根据泥岩层理类型为浅湖相沉积，根据煤的灰分指标很低，低灰煤层属伏水泥炭沼泽相沉积。

③上部泥巖段：厚度大于350m，其下部为黑色泥岩、粉砂岩，块状层理，参差状断口，属湖沼相沉积，上部为黑色泥岩夹薄层砂岩，具清晰水平层理，具深褐色菱铁质泥岩结核，属于静水还原环境沉积，泥岩有机质含量较丰富，含瓣鳃类动物化石，属半深水湖相沉积。

上、下段煤系属连续沉积，根据地层沉积特点，其盆地经历了缓慢下降的补偿期，沉积河流、冲积相底砾岩；泥炭沼泽化期沉积下含煤段；急速沉降的补偿，沉积上、下煤系间过渡段河流、冲积相砂砾岩层；伏水期沼泽沉积上含煤段；半深水湖相沉积上部泥岩段。

北票煤田含煤岩系北票组各矿区岩性百分含量见“表1-1”

2沉积体系及沉积环境

研究区根据岩石组合特征、动植物化石特征、地球化学特征等及地层层序分析和空间配置分析结果，认为北票组为陆相河流—湖泊沉积体系。所包含的沉积相主要有河流相、湖泊相、三角洲相、泥炭沼泽相。

北票煤田含煤岩系沉积主要为河流-湖泊相沉积环境，如表4-2。

1） 河流体系

该沉积体系由河道亚相、堤岸亚相和泛滥盆地亚相组成。垂向上变化为由下向上变细的正粒序，可见楔形交错层理。

① 河道亚相

位于河流沉积的底部，可分为河道滞留微相，边滩微相和心滩微相。

河道滞留微相位于河流沉积的最底部，底部常有明显的冲刷面，岩性特征为砾岩、粗砂岩和含砾粗砂岩，分选性和磨圆度差，成分成熟度低，厚度小，横向上多呈透镜体状，垂向上过度为边滩微相。

其沉积特点主要由灰白色、灰色中、细粒砂岩，少以粗砂岩组成，往上逐渐变细。在其底部常见有大小不一，呈不规则的灰黑色粘土岩、粉砂岩块。层理较为复杂，有水流波痕层理，缓波痕层理，有时也能见到透镜状层理、平行层理、不甚明显的斜层理与均匀层理。该沉积物对其下部的岩层有冲刷剥蚀作用，常见于煤层顶板。

边滩微相在河流沉积体系中占据重要地位，岩性特征主要为粗—细粒石英砂岩等，成分成熟度和结构成熟度差—中等，杂基含量较高，具大型板状、槽状和楔形交错层理，反映多为单向式水流条件。常与河道滞留相，天然堤相和泛滥盆地相共生。

心滩微相其岩石类型由粗粒长石岩屑砂岩，巨粗粒石英砂岩和中粗粒石英杂砂岩等组成。沉积物比边滩沉积粗，岩石的成分成熟度和结构成熟度低—中等，层理具槽状交错层理。

② 堤岸亚相

包括天然堤微相和决口扇微相

天然堤微相的岩性特征以粉砂岩和细砂岩为主，常呈互层状，反映其生长过程是间歇性的，见有水平层理，小型交错层理和沙纹层理，含少量的植物碎片和根茎。

冲口扇微相是洪水期河水冲决天然堤，部分水流由决口处流向河漫，砂质物质在决口外堆积的扇形沉积体，岩石类型主要为中细砂岩，厚度小，在垂向上呈透镜体，具小型交错层理，常与天然堤微相和泛滥盆地相共生。

③ 泛滥盆地亚相

是河流体系细粒物质的主要沉积相，且面积分布最广，进一步分为泛滥平原微相和泥炭沼泽微相。

泛滥平原微相是天然堤以外，与河流有关的广大沉积区，其中包括河漫湖泊，沼泽等，岩性主要由粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩组成，发育有水平层理和波状层理，含有植物化石和碎片。

泥炭沼泽相为河流体系中的成煤环境，发育有大量的高等植物。

沼泽相：该沉积相是湖泊进一步萎缩的沉积物，于洼地积水演变形成沼泽的堆积物；或在分流河道平原演化为沼泽的堆积物。岩石主要为灰褐色粘土岩、灰黑色粉砂岩。有时呈鲕状结构。含有近于垂直，或略为倾斜的植物根化石。一般具均匀层理，或具不明显缓波痕—水平纹理。岩石中亦见有黄铁矿、菱铁矿扁豆体。该沉积层常构成煤层的底板，少有煤层的顶板。

泥炭沼泽相：泥炭沼泽相最主要的特点是有煤层、炭质粘土岩。具不清晰缓波痕—水平纹理，含黄铁矿扁豆体，或以星散状浸染体出现。它是沼泽环境演变来的。当气候适宜，植物丛生，并向四周蔓延时，形成沼泽植物群，泥炭沼泽化，并聚积了煤层，故它常与沼泽相伴生出现。

2） 湖泊体系

为水面封闭较严的还原环境。常为粘土质沉积，少为粉砂质与细砂质沉积。岩层具不清晰水平层理，或换波状—水平纹理，均匀层理。在其底部常见有保存完整的植物化石。岩石中含有黄铁矿扁豆体，或其浸染体。浅水湖泊相在在三宝井田上部地层较发育，常构成煤层的直接顶板。

湖泊体系主要分为滨湖相、浅湖相和深湖相。

① 滨湖相

岩性为砂岩和粉砂岩，发育有小型交错层理，可见到少量植物根茎和碎片，该相在本区内不很发育，厚度小。

② 浅湖相

沉积物以泥质岩和粉砂岩为主，常夹有薄层的细中砂岩，层理有水平层理、波状层理等。

③ 深湖相

岩性主要为黑色、暗色的泥岩，有机质含量高，见有水平层理。

作者简介：

姓名：刘悦 出生年月：1994年4月30 性别：女 民族：汉族 籍贯：黑龙江省双鸭山市 当前职务：技术员 当前职称：技术员 学历：大专