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[摘 要]依据近年来陕北侏罗纪煤田榆横矿区相关地质报告，运用沉积岩石学，结合钻孔岩心资料、地球物理测井资料等对陕北侏罗纪煤田榆横矿区延安组煤层的划分进行了分析研究，提出了统一方案。
[关键词]陕北；侏罗纪煤田；地层；延安组；划分方案
中图分类号：TP339 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）38-0317-01
陕北侏罗纪煤田煤层赋存条件好，是中国的优质工业气化煤和动力煤储藏区。早在20世纪六十年代初，不同地勘单位就在区内进行过不同比例尺的煤田地质、水文地质等工作，取得了丰富的地质资料。但不同勘查单位在地勘资料认识上缺乏系统梳理与对比研究，造成煤岩层对比划分各成体系。
为了使本区含煤地层特征及煤层的划分对比方案更加合理清晰，本文主要对陕北侏罗纪煤田榆横矿区含煤地层的划分进行研究。
1区域地质概况
榆横矿区划属华北地层区鄂尔多斯盆地分区东胜-环县小区，全区沟壑纵横，为典型的黄土高原地貌，地表除局部零星出露白垩系洛河组外，其余为第四系松散沉积物覆盖。钻孔揭露的地层有侏罗系中统安定组（J2a）、直罗组（J2z）、延安组及下统富县组（J1f）、三叠系上统瓦窑堡组（T3w）。
该区处于鄂尔多斯盆地中部次级构造单元陕北斜坡中南部。陕北斜坡为一单斜构造，岩层北西西向微倾，局部发育有宽缓的短軸状向斜、背斜及鼻状隆起等次级构造，未发现规模较大的褶皱、断裂，亦无岩浆活动痕迹。
2地层特征
延安组为本区含煤地层，根据岩石组合、含煤特征、旋回结构等，对延安组重新进行了“段”的划分，自下而上依次为第一、二、三、四、五段，各岩性段特征如下：
第一段：层位较稳定，厚度较大。1-2号煤层顶部砂岩分布范围广，厚度较稳定，一般约10m。
第二段：属于延安组第一段的继承与发展，沉积环境较为稳定，以浅湖相沉积为主，次为河流相。2-3号煤层上部多呈现中～细粒砂岩与粉砂岩、泥质粉砂岩不等厚互层，反映出沉积环境与2-3号煤层沉积之前发生了巨大变化，进入了下一沉积时期。
第三段：下部岩性以砂岩、粉砂岩为主，表现为中～细粒砂岩与粉砂岩、泥质粉砂岩不等厚互层；上部多为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，次为泥岩、碳质泥岩、煤层。反映出沉积环境变化比较快，深湖、湖泊三角洲和河流三种体系并存。部分地段沉积了3-1、3-2号煤层。
第四段：本段时期河流洪积平原及湖泊三角洲环境的广泛出现，为煤层的形成与发育提供了良好条件，属于聚煤作用最为强烈的阶段。形成了陕北侏罗纪煤田分布面积最大、主要的4-1号煤层。该段底部灰、灰白色砂岩厚度巨大，一般在10～40之间，呈厚层状、块状，层位稳定、分布广，与下层多为冲刷接触。
第五段：延安组晚期，此时由于地壳不断上升，沉煤盆地已进入萎缩的后期，河流冲积体系得到空前发展，深水湖区已经消失。与此同时，在沉煤盆地区内还保存了一些小的浅湖区。这种局面与延安组第一段时基本相似，聚煤作用只在局部进行。本区内形成了5-1、5-2号煤层。5-2号煤层在本研究区厚度较大，但其在无定河以南基本未赋存；5-1号煤层则仅在白河渠东北局部赋存。
根据现代沉积学中沉积体系的演化和聚煤周期性，将延安组划分为五个段，第一段有编号为2-1、2-2号的2层煤层赋存层位；第二段有编号为3-1、3-2、3-3号的3层煤层赋存层位；第三段有编号为3-1、3-2号的2层煤层赋存层位；第四段有编号为4-1号的煤层赋存层；第五段有编号为5-1、5-2号的2层煤层赋存层位。
3煤层物性及其对比
3.1煤层特征
区内各煤层均呈简单的层状产出，局部有宽缓的波状起伏，无明显的膨缩突变现象。各煤层层位稳定，结构简单，受后期构造作用影响较小，产状基本一致，倾向北西西，倾角<1°。具有对比意义的煤层共有10层，自下而上编号依次为1-1、1-2、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、4-1、5-1、5-2号煤层。
煤层的厚度按规范的有关标准划分，5-2为中厚煤层，但可采范围非常有限，属于区内不可采煤层；1-1、1-2、2-2、2-3、3-1均为中厚-厚煤层，2-1、3-2为厚-特厚煤层，4-1、5-1为区内主要煤层，煤层厚度0～8.54m。
各煤层结构均较简单，其中2-2号煤层含1层夹矸，夹矸厚度0.14～0.66m，夹矸岩性一般表现为碳质泥岩、泥岩；2-3号、3-1号、3-2号、4-1号、5-1号煤层含1～2层夹矸，夹矸厚度0.04～0.79m，夹矸岩性一般为泥岩、粉砂质泥岩、碳质泥岩、细粒砂岩。
3.2煤层对比
本次对研究区含煤地层（延安组）进行了较为详细的综合分析与对比，主要采用了沉积旋回法、标志层法等综合手段进行。
3.2.1沉积旋回法
延安组为一套河湖交替相含煤沉积，由下至上可划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个大的沉积旋回，每个大旋回又可进一步划分为数个次级旋回。
根据现代沉积学中沉积体系的演化和聚煤周期性，可将延安组划分为五个段。由于各段主要为河流及滨湖三角洲沉积，采用由下向上从粗碎屑沉积到细碎屑夹碳质泥岩、煤层沉积结束的模式，将第一段进一步划分为2个次级旋回，第二段划分为3个次级旋回，第三段划分为2个次级旋回，第四段划分为1个次级旋回，第五段划分为2个次级旋回。研究区内各编号煤层均赋存于各沉积旋回的顶部或上部，据此可较好地确定各煤层的产出部位。
3.2.2标志层法
区内地层层位稳定，分布范围广，可作为地层、煤层对比标志的有直罗组底部砂岩（K4）、延安组第五段底部砂岩（K3）、4-1号主采煤层（K2）、延安组第一段底部砂岩（K1）等。
1、直罗组底部砂岩（K4）
位于直罗组底部，相当于区域上的“七里镇砂岩”，为浅灰、灰白色块状～厚层状中（粗）粒长石砂岩。从颜色、粒度、成分上，特别是碎屑填充物中含较多干旱气候条件下形成的蛋白石、白云石，易与延安组砂岩区分，以含较多煤屑、泥砾、石英细砾而区别于上覆砂岩，故它是划分延安组和直罗组界线的重要标志层。
2、延安组第五段底部砂岩（K3）
相当于区域上的“真武洞砂岩”，为一套浅灰、灰白色厚层-块状中粗粒长石砂岩。以夹泥岩条带、含较多植物化石碎片、底部含大量煤条带区别于上覆砂岩，以厚度大，长石含量高且泥化程度强、具凸镜状形态、多阶性、发育大型交错层理的河流砂体特征，明显不同于下伏三、二段含大量云母的细粒席状砂岩。该砂体位于延安组第五段底部，是4-1号煤层的顶板，故是对比4-1号煤层及划分延安组第五段底界的重要标志。
3、4-1号主采煤层（K2）
赋存于延安组第三段顶部，以层位稳定，分布范围广，厚度大，结构简单为特征。尤其是厚度上与其它煤层差别很大。因此仅从煤层厚度上就可以将4-1号煤层与其它煤层分开。4-1号煤层以其独有的特征易于识别，是本区煤层对比的重要标志层。
4、延安组第一段底砂岩（K1）
位于延安组第一段底部，相当于区域上的“宝塔山砂岩”。岩性为浅灰、灰白色厚层-块状中粗粒长石砂岩、长石石英砂岩。其分布广，层位较稳定，厚度较大，与富县组粉砂～细粒砂岩在粒度、结构上明显不同，与其上延安组砂岩不同点是粒度粗、含细砾，矿物成熟度较高（长石含量一般小于25%）。因此，它是延安组与富县组的分界标志。
4结论
侏罗系中统延安组为本区含煤地层，赋存完整，各层段沉积韵律清楚，标志层特征明显，煤层纵横向变化规律有序，结构较为简单，采用沉积旋回法、标志层法等综合手段对区内煤层进行对比划分，方法有效得当，结果较准确可靠。对于陕北能源化工基地建设及经济发展具有重要的战略作用。
[关键词]陕北；侏罗纪煤田；地层；延安组；划分方案
中图分类号：TP339 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）38-0317-01
陕北侏罗纪煤田煤层赋存条件好，是中国的优质工业气化煤和动力煤储藏区。早在20世纪六十年代初，不同地勘单位就在区内进行过不同比例尺的煤田地质、水文地质等工作，取得了丰富的地质资料。但不同勘查单位在地勘资料认识上缺乏系统梳理与对比研究，造成煤岩层对比划分各成体系。
为了使本区含煤地层特征及煤层的划分对比方案更加合理清晰，本文主要对陕北侏罗纪煤田榆横矿区含煤地层的划分进行研究。
1区域地质概况
榆横矿区划属华北地层区鄂尔多斯盆地分区东胜-环县小区，全区沟壑纵横，为典型的黄土高原地貌，地表除局部零星出露白垩系洛河组外，其余为第四系松散沉积物覆盖。钻孔揭露的地层有侏罗系中统安定组（J2a）、直罗组（J2z）、延安组及下统富县组（J1f）、三叠系上统瓦窑堡组（T3w）。
该区处于鄂尔多斯盆地中部次级构造单元陕北斜坡中南部。陕北斜坡为一单斜构造，岩层北西西向微倾，局部发育有宽缓的短軸状向斜、背斜及鼻状隆起等次级构造，未发现规模较大的褶皱、断裂，亦无岩浆活动痕迹。
2地层特征
延安组为本区含煤地层，根据岩石组合、含煤特征、旋回结构等，对延安组重新进行了“段”的划分，自下而上依次为第一、二、三、四、五段，各岩性段特征如下：
第一段：层位较稳定，厚度较大。1-2号煤层顶部砂岩分布范围广，厚度较稳定，一般约10m。
第二段：属于延安组第一段的继承与发展，沉积环境较为稳定，以浅湖相沉积为主，次为河流相。2-3号煤层上部多呈现中～细粒砂岩与粉砂岩、泥质粉砂岩不等厚互层，反映出沉积环境与2-3号煤层沉积之前发生了巨大变化，进入了下一沉积时期。
第三段：下部岩性以砂岩、粉砂岩为主，表现为中～细粒砂岩与粉砂岩、泥质粉砂岩不等厚互层；上部多为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，次为泥岩、碳质泥岩、煤层。反映出沉积环境变化比较快，深湖、湖泊三角洲和河流三种体系并存。部分地段沉积了3-1、3-2号煤层。
第四段：本段时期河流洪积平原及湖泊三角洲环境的广泛出现，为煤层的形成与发育提供了良好条件，属于聚煤作用最为强烈的阶段。形成了陕北侏罗纪煤田分布面积最大、主要的4-1号煤层。该段底部灰、灰白色砂岩厚度巨大，一般在10～40之间，呈厚层状、块状，层位稳定、分布广，与下层多为冲刷接触。
第五段：延安组晚期，此时由于地壳不断上升，沉煤盆地已进入萎缩的后期，河流冲积体系得到空前发展，深水湖区已经消失。与此同时，在沉煤盆地区内还保存了一些小的浅湖区。这种局面与延安组第一段时基本相似，聚煤作用只在局部进行。本区内形成了5-1、5-2号煤层。5-2号煤层在本研究区厚度较大，但其在无定河以南基本未赋存；5-1号煤层则仅在白河渠东北局部赋存。
根据现代沉积学中沉积体系的演化和聚煤周期性，将延安组划分为五个段，第一段有编号为2-1、2-2号的2层煤层赋存层位；第二段有编号为3-1、3-2、3-3号的3层煤层赋存层位；第三段有编号为3-1、3-2号的2层煤层赋存层位；第四段有编号为4-1号的煤层赋存层；第五段有编号为5-1、5-2号的2层煤层赋存层位。
3煤层物性及其对比
3.1煤层特征
区内各煤层均呈简单的层状产出，局部有宽缓的波状起伏，无明显的膨缩突变现象。各煤层层位稳定，结构简单，受后期构造作用影响较小，产状基本一致，倾向北西西，倾角<1°。具有对比意义的煤层共有10层，自下而上编号依次为1-1、1-2、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、4-1、5-1、5-2号煤层。
煤层的厚度按规范的有关标准划分，5-2为中厚煤层，但可采范围非常有限，属于区内不可采煤层；1-1、1-2、2-2、2-3、3-1均为中厚-厚煤层，2-1、3-2为厚-特厚煤层，4-1、5-1为区内主要煤层，煤层厚度0～8.54m。
各煤层结构均较简单，其中2-2号煤层含1层夹矸，夹矸厚度0.14～0.66m，夹矸岩性一般表现为碳质泥岩、泥岩；2-3号、3-1号、3-2号、4-1号、5-1号煤层含1～2层夹矸，夹矸厚度0.04～0.79m，夹矸岩性一般为泥岩、粉砂质泥岩、碳质泥岩、细粒砂岩。
3.2煤层对比
本次对研究区含煤地层（延安组）进行了较为详细的综合分析与对比，主要采用了沉积旋回法、标志层法等综合手段进行。
3.2.1沉积旋回法
延安组为一套河湖交替相含煤沉积，由下至上可划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个大的沉积旋回，每个大旋回又可进一步划分为数个次级旋回。
根据现代沉积学中沉积体系的演化和聚煤周期性，可将延安组划分为五个段。由于各段主要为河流及滨湖三角洲沉积，采用由下向上从粗碎屑沉积到细碎屑夹碳质泥岩、煤层沉积结束的模式，将第一段进一步划分为2个次级旋回，第二段划分为3个次级旋回，第三段划分为2个次级旋回，第四段划分为1个次级旋回，第五段划分为2个次级旋回。研究区内各编号煤层均赋存于各沉积旋回的顶部或上部，据此可较好地确定各煤层的产出部位。
3.2.2标志层法
区内地层层位稳定，分布范围广，可作为地层、煤层对比标志的有直罗组底部砂岩（K4）、延安组第五段底部砂岩（K3）、4-1号主采煤层（K2）、延安组第一段底部砂岩（K1）等。
1、直罗组底部砂岩（K4）
位于直罗组底部，相当于区域上的“七里镇砂岩”，为浅灰、灰白色块状～厚层状中（粗）粒长石砂岩。从颜色、粒度、成分上，特别是碎屑填充物中含较多干旱气候条件下形成的蛋白石、白云石，易与延安组砂岩区分，以含较多煤屑、泥砾、石英细砾而区别于上覆砂岩，故它是划分延安组和直罗组界线的重要标志层。
2、延安组第五段底部砂岩（K3）
相当于区域上的“真武洞砂岩”，为一套浅灰、灰白色厚层-块状中粗粒长石砂岩。以夹泥岩条带、含较多植物化石碎片、底部含大量煤条带区别于上覆砂岩，以厚度大，长石含量高且泥化程度强、具凸镜状形态、多阶性、发育大型交错层理的河流砂体特征，明显不同于下伏三、二段含大量云母的细粒席状砂岩。该砂体位于延安组第五段底部，是4-1号煤层的顶板，故是对比4-1号煤层及划分延安组第五段底界的重要标志。
3、4-1号主采煤层（K2）
赋存于延安组第三段顶部，以层位稳定，分布范围广，厚度大，结构简单为特征。尤其是厚度上与其它煤层差别很大。因此仅从煤层厚度上就可以将4-1号煤层与其它煤层分开。4-1号煤层以其独有的特征易于识别，是本区煤层对比的重要标志层。
4、延安组第一段底砂岩（K1）
位于延安组第一段底部，相当于区域上的“宝塔山砂岩”。岩性为浅灰、灰白色厚层-块状中粗粒长石砂岩、长石石英砂岩。其分布广，层位较稳定，厚度较大，与富县组粉砂～细粒砂岩在粒度、结构上明显不同，与其上延安组砂岩不同点是粒度粗、含细砾，矿物成熟度较高（长石含量一般小于25%）。因此，它是延安组与富县组的分界标志。
4结论
侏罗系中统延安组为本区含煤地层，赋存完整，各层段沉积韵律清楚，标志层特征明显，煤层纵横向变化规律有序，结构较为简单，采用沉积旋回法、标志层法等综合手段对区内煤层进行对比划分，方法有效得当，结果较准确可靠。对于陕北能源化工基地建设及经济发展具有重要的战略作用。