单一煤的岩相是多少

分析的方法有两种：

一、宏观分析

用肉眼或放大镜（10X）直接观察研究煤，主要观察：颜 色，光泽，端口，条痕，硬度等外观特征。适于野外勘探、采煤。

按平均光泽强度和煤岩成分不同，将煤划分四种基本宏观煤岩类型。

1、光亮煤：煤层中总体光泽最强的类型，主要由镜、亮煤组成（二者之 和大于 75%） ，只含有少量的暗煤和丝炭，条带结构不明显，具有贝 壳状断口，内生裂隙发育，脆度大，易破碎。

2、半光亮煤: 煤层中总体光泽较强的类型，主要由镜、亮煤组成（二者 之和大于 50-75%） ，其余为暗煤，也夹有丝炭，条带状结构明显，内 生裂隙较发育，常带有棱角状或阶梯状断口。是最常见的宏观煤岩类型。

3、半暗煤： 煤层中总体光泽较弱的类型， 亮煤二者之和仅为 50-75%， 其余为暗煤，也夹有丝炭，硬度、韧度和密度都较大。

4、黯淡煤：煤层中总体光泽最弱的类型，镜、亮煤二者之和 25%以下， 其余多为暗煤，也夹有丝炭。通常呈块状构造，层里不明显，硬度、 韧度和密度都大。

二、微观分析

利用光学仪器来研究煤的岩相组分及其特征，通常采用显微镜。 煤岩的显微研究是指将煤制成煤片以后，在显微镜下观察研究。

在显微镜下观察，按颜色和形态不同，把煤中有机物分成三大显微组分，即镜质组、丝质组和壳质组（稳定组）

1、镜质组（Vitrinite） （凝胶化组分） 煤中主要显微组分。

主要来源：植物中的木、纤组织经凝胶化作用形成，我国多数煤田镜质组含量约为 60%-80%。

颜色：

透光下：透明，橙红， 棕红（低中度） ，随 Vdaf增加颜色加深。反光下：深灰， 浅灰，随 Vdaf颜色逐渐变浅，无突起。

2、丝质组（Inertinite）(惰性组或惰质组) 也是煤中常见显微组分，另叫惰质组或惰性组。

主要来源：植物木、纤组织经丝炭化作用形成。

颜色：透射光下，黑色，不透明 反射光下，白， 亮黄色（黄白色） ，有较高的突起。随 Vdaf 变化不明显。

3、壳质组（Exinite）(稳定组) 来源：植物中的皮壳和分泌物，即生化稳定性高的脂类转来。

颜色：透光下，黄 ， 橙黄，半透明， 反光下，灰黑 ， 黑灰，具有中高突起在同变质程度煤中其反射率最低。

树皮体（木栓体） ：呈叠瓦状和鳞片状。角质体：角质体存在于植物的叶，枝芽的最外层，呈宽度不等的条带 状，外缘光滑，内缘有锯齿状。孢子体：呈封闭的扁环形，内缘光滑。树脂体：由树脂转来，呈圆或椭圆形。

扩展资料

煤层分布标志

①标志层法

有一定特征、厚度小、横向变化不大的岩层，均可作为标志层。当厚度稳定、结构及成分特征明显时，煤层本身亦可作为对比标志。标志层按其稳定程度可分为区域性标志层、全区性标志层及局部性标志层3类。标志层法是煤田地质勘探中常用的对比方法。

②岩相－旋回特征对比法

在对含煤岩系详细研究基础上，选择测绘一个相-旋回标准剖面。在其他有关剖面上，首先找出若干个控制性旋回，进而划分小旋回，逐步与相-旋回标准剖面对比。此种方法多用于海陆交替相含煤岩系。

③古生物法

当含煤岩系剖面富含动植物化石时，可根据一定的种属、具一定特征的动植物化石或一定组合的动植物化石群进行对比。此种方法不能用于哑地层。

④微古生物法

含煤岩系中含有介形类、轮藻、牙形石等微体古生物时使用的对比方法。

⑤孢粉法

根据含煤岩系中的标准类型孢粉、孢粉组合以及具有特殊孢粉成分的标志层进行对比。此种方法适用于岩浆活动破坏轻微、煤层未受构造强烈破坏、煤化程度较低的煤。 [1]

⑥煤岩特征对比法

根据煤岩组分、宏观类型、显微组分含量及其变化，以及煤层结构等煤的宏观和微观特征进行综合分析，某些特殊夹石层，如粘土岩夹石有时也可作为对比依据。此种方法可靠，使用较多。

⑦岩矿特

根据岩石的矿物成分、含量变化以及矿物的标型特征进行对比。有时石灰岩不溶残渣、粘土染色分析结果和不同粘土矿物的百分含量亦可用于对比。此种方法在掩盖煤田地质勘探工作中有重要意义。

⑧微量元素法

对含煤岩系岩层和煤灰中微量元素进行光谱分析，根据微量元素共生组合特征和百分含量进行对比。它是一种辅助方法。但当其他方法达不到预期对比效果时，可作为一种主要方法。 [1]

⑨结核法

结核在含煤建造中的分布有一定规律，其特征和含煤性有一定关系，特别是同生结核在一定程度上可视为聚煤条件的指标。因此，可利用结核的物质成分、大小、结构、构造、表面特征、结核与围岩的分离程度，以及结核系数等特征或统计数据对比岩、煤层。

⑩测井曲线法

煤与其他岩石物性上往往有一定差异，因而可以根据测井曲线类型，寻找物性标志层进行煤层或煤组对比。常用的有电阻率曲线、自然电位曲线、密度测井曲线和天然伽马曲线等。

参考资料：百度百科-煤（词语释义）

参考资料：百度百科-煤层结构

参考资料：百度百科-煤层

参考资料：百度百科-煤炭资源

煤由各种类型的煤岩组成。每种类型的煤岩又由各种煤素质所构成。用肉眼或放大镜观察，可以区分煤中的宏观煤岩成分，一般分为镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。将煤制成薄片或光片，用显微镜在透射光或反射光下观察显微煤岩组分，有机显微煤岩组分（煤素质）可分为: ①镜质组分，或称凝胶化组分，它来源于植物的木质部分，同其他组分相比，它是均质的，是构成煤有机质的主要部分②丝炭化组分，又称惰性组分，是植物埋没过程中木质纤维组织受到氧化和炭化后保留下的部分，对化学作用和热具有惰性③稳定组分，包括植物残存的花粉、孢子、角质层、木栓、树皮、树脂质较多的部分，是化学稳定性较强的组分。煤中还有少量无机显微组分。

利用光学仪器来研究煤的岩相组分及其特征，通常采用显微镜。 煤岩的显微研究是指将煤制成煤片以后，在显微镜下观察研究。

在显微镜下观察，按颜色和形态不同，把煤中有机物分成三大显微组分，即镜质组、丝质组和壳质组（稳定组）。

用肉眼或放大镜（10X）直接观察研究煤，主要观察：颜 色，光泽，端口，条痕，硬度等外观特征。适于野外勘探、采煤。按平均光泽强度和煤岩成分不同，将煤划分四种基本宏观煤岩类型。

各种材料内部结构

随着所用仪器分辨率的不同将有不同的结构类型和名称，因此，岩相分析的顺序首先为肉眼观察描述，其次是显微观察描述以及借助x射线衍射等方法。肉眼观察描述包括构造特征、粒径状况、表面状况、是否存在风化和蚀变的痕迹、是否存在大化石和是否存在铁镁矿物侵蚀的痕迹。微观描述包括微观构造特征、组分、矿物质和颗粒状况。

学科：煤地质学

词目：煤结焦性

英文：coal coking properties

释文：煤干馏时能炼出适合高炉用的有足够强度的冶金焦炭的性能。结焦性好的煤必须具有较好的粘结性，而粘结性好的煤不一定能单独炼出良好的焦炭。这是因为冶金焦炭在块度、抗碎强度等方面有一系列的特殊要求。煤的结焦性与煤的变质程度和煤岩类型有关。光亮型、半亮型的中变质烟煤的结焦性最好，煤中矿物质含量过高或受氧化后，其结焦性变差。

宝鼎盆地晚三叠世含煤岩系属于内陆型含煤建造，具有岩性、岩相变化大，含煤层数多，分岔、合并、变薄尖灭现象较频繁，标志层不明显等特点，煤层对比困难。为此，前人对区内煤层对比做了大量细致的工作，除采用煤层层间距及组合特征，煤层本身特征(包括厚度、结构、煤岩特征等)及煤层的地球物理特征等进行对比外，还充分利用煤层顶、底板及夹矸岩性、结核、古生物的富集情况及特殊种属的赋存层位等特征，寻找总结出全区较稳定的标志层18层(表2.2)进行综合对比(四川煤田地质局，2004)。经生产矿井20年的开发证实，区内主要煤层对比基本可靠。

图2.3 宝鼎盆地地质简图Fig.2.3 Geological sketch map of the Baoding Basin

表 2.2 宝鼎盆地含煤岩系煤岩层对比Table 2.2 Contrast of coal seams in the Baoding Basin

续表

1.煤质等级

在全国第三次煤田预测中，采用煤类、灰分、硫分、发热量、可选性等5项指标作为全国统一的煤质评价标准（袁三畏，1999）。以此为基础，将煤质划分为优等质量煤（优质煤）、中等质量煤（中质煤）、低等质量煤（低质煤）三个等级。

优质煤：煤类不低于长焰煤，灰分在 15%左右，硫分小于1%，发热量应大于22.5 MJ/㎏，可选性为易选，个别为中等可选。

中质煤：煤类可由褐煤至无烟煤，灰分一般为15%～30%，硫分一般小于1.5%，发热量大于18MJ/㎏，可选性为中等可选至难选。

低质煤：煤类可由褐煤至无烟煤，灰分一般大于30%，硫分一般大于1.5%，发热量≤18 MJ/㎏，可选性为难选和极难选。

在我国煤炭资源总量中，优质煤占34.8%，中质煤占58.5%，低质煤占6.7%。优质煤的成煤时代主要为早—中侏罗世，占优质煤总量的90%；其次是北方早二叠世，占优质煤总量的8%。低质煤的成煤时代主要有南方晚二叠世、北方石炭纪—二叠纪、早白垩世和第三纪，占低质煤总量的97.3%。特高硫低质煤主要产于华北的太原组、西南的龙潭组和云南新第三纪一些小型煤盆地中。中质煤的时空分布范围和跨度较大，质量好的可接近于优质煤，质量差的可接近于低质煤。

2.中国煤中硫的含量和分布特征

硫对煤炭利用和环境保护十分有害，因此煤的硫含量是评价煤质的一项重要指标。煤中硫含量与含煤地层沉积环境（聚煤环境）密切相关。一般情况下，陆相沉积煤的全硫含量＜1.5%，如我国北方侏罗纪和白垩纪煤中全硫含量普遍在0.5%左右；海陆交替相沉积煤的全硫含量平均高达2%～5%，如华北南部上古生界太原组煤中全硫含量普遍在2.5%～4%之间；浅海环境沉积的煤中全硫含量高达6%～10%，如广西上二叠统合山组煤中全硫含量平均6.75%，最高达12.35%。

我国各主要聚煤期煤中全硫平均含量以侏罗纪的最低，南方二叠纪的最高；平均值从高到低依次为二叠纪（2.62%），第三纪（1.91%），石炭纪—二叠纪（1.70%），三叠纪（0.99%），白垩纪（0.94%），侏罗纪（0.85%）。据袁三畏（1999）按中国煤中硫分等级划分标准（GB/T1522.2-1994）统计，全国各时代煤炭资源总量中，特低硫煤占20.58%，低硫煤占 24.63%，低中硫煤占 15.75%，中硫煤占 17.03%，中高硫煤占12.41%，特高硫煤占9.60%（表1-1）。同时，各聚煤区中不同硫分等级煤炭资源量的比例也有较大差异（表1-2）。

表1-1 我国各主要聚煤期不同全硫含量（无水基）等级煤炭资源百分含量　（%）

表1-2 我国各主要聚煤区不同硫分等级煤炭资源量　（亿吨）

3.华北晚古生代煤中硫的含量和分布特征

在华北晚古生代聚煤盆地中，以太原组煤中的全硫含量较高，一般大于1%。就整个盆地而言，太原组煤中全硫含量具有自北向南由低变高的规律。大体上在北京、大同一线以北的地区，煤中全硫含量一般都大于1.5%；向南至太原、石家庄一线以北地区，煤中全硫含量在1.5%～2.5%之间；在太原、石家庄一线以南的地区，煤中全硫含量为2.5%～4%，徐州一带太原组煤中全硫含量常大于5%。在南带，煤中全硫含量高的特征主要与成煤时期海水影响有关，北带属于滨海冲积平原环境，煤中硫含量总体上较低。但在盆地西北部，煤中全硫含量常大于3%，如乌达矿区9和10煤层全硫含量分别为3.46%和3.44%。唐跃刚等研究发现，北带煤中硫以有机硫为主，有机硫占全硫的70%左右，这给煤中硫的降低和脱除带来了很大困难。华北盆地中部属于滨海平原环境，地域辽阔而平坦，岩相、岩性稳定，太原组煤中全硫含量受北部的陆源碎屑和南部海水的双重影响。

山西组煤中全硫含量普遍较低，一般小于1%。全硫含量分布具有中带低、南带和北带高的总体趋势。山西组煤层形成时，华北盆地广大地区海水已退却，但在南带仍受海水影响。因此，在南带豫西、两淮煤田，山西组煤中全硫含量高达2%。特别是豫西西部的陕渑、新安、宜洛一带，山西组煤中全硫含量均大于2%，高者可达3%～4%，这种大面积的富硫现象，反映出闭塞海湾环境的聚煤特征。

4.华南晚二叠世煤中硫的含量和分布特征

在华南晚古生代聚煤盆地中，上二叠统龙潭组下部煤层主要分布在桂湘赣地区，聚煤古地理环境以滨海平原、滨海三角洲为主。在衡阳以东到萍乡—郴州一线，煤的全硫含量在1%左右；在衡阳以西地区，煤中全硫含量大于2%，且自东向西逐渐增高。

龙潭组中部的煤层在华南盆地中、西部地区普遍发育，聚煤古地理环境主要是海侵过程中形成的浅水湖泊、大型滨海三角洲、碳酸盐台地等，煤中全硫含量普遍高于2%。从滇东、黔西向东到广西合山，煤中全硫含量逐渐增高，由2%增高到9%。从广西合山向东到云开古陆，煤中全硫含量又逐渐降低，由9%降低到2%。在粤北、赣中南、浙北、苏南等地，煤中全硫含量为2%～4%，向东南华夏古陆方向有逐渐降低的变化趋势。华南晚二叠世煤中全硫含量最高（达9%）的地区在广西合山到湖南辰溪一带。

龙潭组上部的煤层主要分布在滇东、黔西、川南、赣中、浙北、苏南等地，聚煤古地理环境主要是在海退过程中形成的滨海平原。在滇东、黔西、川南地区，煤中全硫含量为0.5%～4%，且自西向东逐渐增高。在赣中地区，煤中全硫含量为5%～7%。在浙北、苏南地区，煤中全硫含量为7%～9%。

1.顶板岩性对煤层气保存的影响

韩城矿区顶、底板岩性分布如表5-2所示，其中3号煤层、11号煤层顶板为泥岩、砂质泥岩和粘土岩，底板为细-粉砂岩、泥岩，均属于低渗透型隔挡层，透气性差，有利于煤层气的保存。该区煤的内、外生裂隙发育，虽然煤层风化深度可达200～250 m，但由于顶板岩石的封盖能力强，韩城一带煤层的含气量在鄂尔多斯盆地属于最高的地段。

表5-2 韩城矿区煤层顶底板岩性统计表

2.沉积作用对封盖层控制

沉积环境在控制含煤建造赋煤规律的同时也控制了封盖层的类型和发育特征。不同的沉积环境形成不同的含煤建造及岩性组合，由于岩性及组成的不同，其封闭能力也各不相同。鄂尔多斯盆地与聚煤相关的主要沉积相类型有冲积相、河流相、三角洲相、湖泊相、滨浅湖、滨海相和浅海相等。各种沉积相岩性特征、相模式及封盖条件不同，湖泊相、下三角洲平原相、滨浅湖及浅海相泥质岩沉积区分布广，分布稳定，易于形成良好的封盖层，而河流相、冲积相、上三角洲平原相及滨浅海相砂岩沉积区及滨浅海相灰岩区封盖能力相对较差。

西北侏罗系聚煤湖泊沉积体系中沉积相带往往呈环带状展布，湖泊三角洲和滨湖三角洲平原是聚煤作用最有利场所，煤层由陆向湖泊方向变薄、分岔尖灭。煤层顶板多为沼泽相或湖相细粒沉积，对煤储层的封盖能力较强。在西北地区小型陆相湖盆中深湖相巨厚油页岩直接覆盖在煤层之上或与煤层过渡，一方面形成封盖能力极强的煤层顶板，另一方面油页岩形成的天然气输入煤层而成为煤层气的气源之一，如西北民和窑街矿区。

在准噶尔早中侏罗世盆地的周缘，冲积扇沿下倾方向过渡为河流区，扇顶区为含砾粗砂岩沉积，扇中区朵体间、废弃扇体间湾地带和扇尾区（冲积扇前缘）为聚煤场所，煤层沿倾向方向连续性好，但分岔十分普遍，在垂向上由细-粗碎屑岩夹煤层组成，具煤层气运移通道，围岩封盖能力总体上较差。

3.封盖层类型与煤层气聚集

根据聚煤规律和沉积环境分析可知，西北地区煤层顶底板岩性发育类型主要有5类：泥质岩、砂岩、砂泥岩互层、灰岩及油页岩。它们的封盖性能有所不同。

（1）泥质岩盖层

泥质岩是最常见的一种盖层，通常具有较低的渗透性和较高的突破压力，封闭性能好。我国气储量大于100亿m3的16个大气田中有81%为泥质岩盖层。对于煤层气田来讲，泥质岩亦为良好的封盖岩类。泥质岩的均质程度越高，封盖性能越好。从沉积环境上看，稳定环境下缓慢沉积形成的泥质岩质纯，封盖性好；而快速混杂堆积区的泥质岩非均质程度严重，封盖性能相对低些。三角洲前缘、滨湖海湾、潮坪、沉降型湖盆等沉积的泥质岩往往质纯，厚度大、分布面积广，易形成良好的封盖层。

在滨海相含煤建造旋回中，泥岩盖层主要发育在滨海泥岩相、滨海-浅海粘土岩相区，如柳林、吴堡等矿区煤层盖层均发育这类泥岩。泥质岩的封盖性能，除了受沉积因素影响外，还受成岩历史的影响，时代较早的泥质岩多具良好的封盖性能。

泥岩的封闭性能还与泥岩的有机质有关（表5-3）。有机质含量高，泥岩吸附量就高，原因是植物残体组织形成的炭屑吸附量大大高于粘土矿物，同时生气条件也好。这样可以形成较低甲烷浓度差，能减缓和阻止煤层气的扩散散失。

表5-3 鄂尔多斯盆地吴试1井煤层底板泥岩封盖性能

（2）砂岩盖层

这种煤层顶板砂岩盖层横向上多不太稳定，其封闭能力差（表5-4）。多是在滨海平原基础上发育起来的，如山西组属于这一类型，以粗中砂岩为主，岩相以冲积相为主，常有冲刷面，煤层稳定，灰分较高，硫较低，煤层顶板多为粉砂岩及砂质泥岩，部分见粗砂岩，封闭能力较差。但致密的粉、细砂岩亦可成为煤层气的盖层。

河东煤田下石盒子组粉、细砂岩渗透率（0.009～0.16）×10-3μm2，平均为0.055×10-3μm2，突破压力0.5～7.0 MPa，平均为3.5 MPa，具较好的封盖性能。

西北地区塔里木、准噶尔、吐哈等盆地，下中侏罗统砂岩往往就是天然气储层，根本不具备封盖能力，常常造成煤层靠近顶底板处含气量明显降低，如乌鲁木齐老君庙，同一煤层的上部含气量往往低于煤层下部。然而，西北地区侏罗系巨厚煤层本身就具有较好的封闭性能，这是该地区巨厚煤层具有较高含气量的原因。

表5-4 西北地区煤储层顶底板砂岩平均孔渗数据

（3）砂泥岩互层

细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩互层是煤储层常见的顶底板组合类型。按泥岩在互层组合中所占比例分为非均质围岩和较均质围岩，前者泥岩含量＜50%，后者泥岩含量50%～75%。泥质含量通过对岩石结构的影响控制互层类围岩的渗透性。较均质围岩的封盖能力要比非均质围岩强。

（4）灰岩盖层

石灰岩出现于煤系中的主要是生物碎屑泥晶灰岩、含生物碎屑泥晶灰岩及泥灰岩，鄂尔多斯盆地东缘石炭—二叠纪煤层之上一般发育4～6层灰岩。柳林-吴堡地区灰岩孔隙度0.27%～0.89%，渗透率小于（0.01～0.21）×10-3μm2，突破压力0.01～15.0 MPa，表现出较好的封闭性能。

（5）油页岩盖层

油页岩致密性好、韧性大、裂隙不发育，含水高，孔隙度和渗透率低，是煤储层理想的封盖层，如西北地区民和窑街矿区。

综上所述，良好的封盖层应具备下述条件：① 平面分布稳定，厚度较大；②具良好的毛细封闭能力，突破压力在2 MPa以上，能够维持吸附气、溶解气和游离3种相态的平衡关系，保持最大的吸附量；③能够有效地阻止地层水的垂向交替作用，减少地层水交替的影响；④封闭性能稳定，不易产生微裂缝，不易溶蚀。

1.1.1 煤系地层与沉积环境

本区出露地层由老至新依次为：太古宇、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系和第四系。其中石炭－二叠系为煤系地层。

1.1.1.1 煤系地层特征

煤系地层自下而上有中石炭统本溪组、上石炭统太原组和下二叠统山西组。其中本溪组一般不含煤，太原组和山西组为本区的主要含煤地层。太原组为海陆交互相沉积，山西组为陆相沉积。现分述如下：

（1）中石炭统本溪组（C2b）

底部为铝质泥岩，常含铁质结核及下伏灰岩碎块。下部为石英砾岩、石英砂岩及含铝质泥岩，侧向变化大。上部以泥岩和砂质泥岩为主，其顶部夹透镜状灰岩或钙质泥岩。组内产 、腕足、瓣鳃、珊瑚等动物化石和羊齿、鳞木等植物化石。

本组厚度0～30.48m，一般厚4～15m，因受沉积基底奥陶系灰岩古侵蚀面地形控制，沉积厚度变化很大，与下伏中奥陶统峰峰组呈假整合接触。

（2）上石炭统太原组（C3t）

是区内主要含煤岩组之一。按其岩性分为三段。

下段：以碎屑岩为主，一般不含煤层。碎屑岩主要为石英砂岩、砂砾岩或砾岩，其间夹有粉砂岩或泥岩，侧向变化较大。

中段：由石英砂岩、石灰岩、泥岩和煤组成。石灰岩2～3层，有分叉、合并及尖灭现象，为黑灰色含浅海相动物化石的生物碎屑泥晶灰岩。石英砂岩1～3层，为深灰色、含炭质、具断续波状层理，碎屑成分以石英为主，硅质胶结。石灰岩与石英砂岩两者呈相变关系。本段下部含11＃煤层。

上段：北区以各种粒度砂岩为主，粉砂岩和砂质泥岩次之。砂岩多为石英砂岩，结构以中粒为主，其特点为含泥质包体较多，常夹薄层粉砂岩及泥岩条带，具斜层理和波状层理。南区则以粉砂岩、砂质泥岩、泥岩为主。顶部在南区为5＃煤层，多与上覆山西组底部河床相砂岩呈冲刷接触；北区多缺失5＃煤层，代之以粉砂岩、砂质泥岩，含较多菱铁矿结核，系典型湖相沉积。

本组含丰富的 、腕足、瓣鳃、珊瑚等动物化石和羊齿、鳞木、楔叶等植物化石。

本组厚度26～86.85m，一般厚50～60m，与下伏地层呈整合接触。

（3）下二叠统山西组（Pls）

为区内另一主要含煤岩组，岩性主要为长石石英杂砂岩及石英杂砂岩，其次为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩和煤层。

石英杂砂岩呈中厚—厚层状，以中细粒结构为主，碎屑成分主要由石英和燧石组成，其次为长石和白云母，并含大量泥质和炭质岩屑，胶结物多为泥质，其次为钙质，该层常具明显的大型板状斜层理并含大量泥质包体和黄铁矿结核，为典型的河床相砂岩，位于本组底部。

长石石英杂砂岩主要成分为石英、长石及石英岩屑，其次含较多的炭质和泥质岩屑，暗色矿物少量，层面含大量白云母，胶结物多为泥质。

粉砂岩成分复杂，由石英、岩屑组成，含炭质，具缓波状及水平层理，沿层面有大量植物碎屑分布。本组含2＃和3＃煤层。

含丰富的羊齿、楔叶、轮叶等植物化石。

本组厚度35～115m，一般厚40～70m，与下伏地层呈整合接触，近期有资料提出将华北石炭纪二分，按其划分原则，本区的本溪组和太原组的中下段属于上石炭统地层，而将太原组上段和整个山西组地层划归下二叠统。为便于利用矿区现有资料，本次研究未采用这种二分方案。

1.1.1.2 煤系沉积环境分析

（1）纵向环境演化序列

区内煤系地层总体上表现出从陆相→海陆交互相→陆相的演化序列，经历了一个完整的海侵—海退过程。在此沉积背景上，形成了八个结构大体一致但又各具特点的沉积旋回。

本溪组和太原组由五个沉积旋回构成（代号为分别C2－0、C2－1、C3－1、C3－2、C3－3）。

C2－0旋回：位于本溪组底部，是在奥陶系灰岩古剥蚀面之上发育的由湖泊相泥岩组成的不完整旋回。区内分布不稳定，常与河床相石英砂砾岩呈相变关系。

C1－1旋回：位于本溪组中上部。自下而上依次为河床砂砾岩相、湖泊泥岩相、潟湖海湾泥岩—碳酸盐岩相和湖泊泥岩相，表现为次一级的海水进退序列。

C3－1旋回：位于太原组下部，旋回的下部和中部为一典型的曲流河沉积模式，即河床相→河漫滩相→漫滩沼泽相与煤层。河流沉积主要由砂质沉积组成，相当于Miall（1985）曲流河模型之三。11＃煤层即发育在河流沉积的顶部。旋回的顶部为潟湖海湾碳酸盐岩、石英砂岩和泥岩相。

C3－2旋回：位于太原组中部，系一套以海相沉积为主的复合旋回，由于海水频繁进退，该旋回从下往上依次含有10＃、9＃、8＃、7＃、6＃五层不可采煤层，也就是说，C3－2旋回是由五个以上次一级沉积韵律构成的复合旋回。

C3－3旋回：位于太原组顶部。主要由一套湖泊相泥岩、粉砂岩和少量菱铁质岩石组成。该旋回上部发育局部可采的5＃煤层。

山西组由三个沉积旋回构成（代号分别为 ）。它们均从河床相开始，向上依次为河漫相、沼泽相、泥炭沼泽相到湖泊相结束，表现出成煤盆地内有三次覆水从局部浅水到全区深水的变化过程，其中 旋回上部发育3＃煤层， 旋回发育2＃煤层， 旋回发育1＃煤层，1＃煤层系不可采煤层。

煤系地层总的环境演化特征见图1.1。

（2）南、北区之间的相变

区内煤系沉积在总体一致的环境背景下，南北区尚存在以下三个方面的显著差别：

1）煤系地层厚度

南北区太原组厚度变化（图1.2和图1.3）：南区太原组厚度变化范围一般为45～85m，以50～65m分布面积最大（占70%以上）。厚度比较均匀，反映基底地形比较平坦。北区太原组厚度一般为45～90m，以大于55m者分布面积最广（占80%以上），厚度变化较大，形成一系列厚薄变化带和孤岛状薄厚区，反映了北区煤系沉积基底凹凸不平的古地形特点，影响了聚煤环境的稳定，故含煤性较南区差。

南北区山西组厚度变化（图1.4和图1.5）：南区山西组厚度较小，两极值为35～80m，一般为40～60m。北区山西组厚度较大，两极值为45～125m，绝大部分地区大于70m。故含煤性北区优于南区。

2）岩石类型及量比

区内煤系地层岩石类型以陆源碎屑岩为主，其次为煤层和碳酸盐岩。碎屑岩中的细碎屑岩与粗碎屑岩比率南北区变化较大（表1.1），由南向北煤系中砂砾岩的厚度及比率逐渐减小，而泥岩与煤层的厚度及比率逐渐增大。

表1.1 韩城矿区煤系岩石类型含量统计

1.1.2 煤层与聚煤作用

1.1.2.1 煤层

韩城矿区含煤层数多达13层，其编号自上而下分别为山西组的1＃上、1＃、2＃、3＃、4＃，太原组的5＃、6＃、7＃、8＃、9＃、10＃、11＃等。其中3＃、11＃煤层分布较普遍，为全矿区主要开采煤层，5＃煤层分布于燎原井田和象山井田，2＃煤层主要分布于北区和马沟渠井田。

图1.1 韩城矿区煤系地层岩性岩相层理柱状图

图1.2 南区太原组厚度等值线图

单位为m，其余为钻孔号

图1.3 北区太原组厚度等值线图

单位为m，余为钻孔号

图1.4 南区山西组厚度等值线图

单位为m，余为钻孔号

图1.5 北区山西组厚度等值线图

单位为m，余为钻孔号

1.1.2.2 聚煤作用

太原组沉积期南区有二次重要的聚煤作用，北区只有一次，分别形成全区可采的11＃煤层与南区可采的5＃煤层。现分述如下：

1）11＃煤层

该煤层形成于太原组C3－2旋回顶部，煤层之下为曲流河沉积，煤层之上为潟湖海湾相泥岩层覆盖。因此，11＃煤层的形成环境为三角洲沉积体系。其后的海侵终止了煤层的发育。

研究认为，曲流河冲积平原岸后沼泽内较厚煤层的形成，首先需要河道填积稳定，长期限于一些固定的地带；其次岸后洪泛盆地内应以细碎屑沉积物为主，并在成岩时差异压实作用下，能保持长时间的不断沉降。区内C3－2旋回发育完整，表明其为稳定曲流河环境的特点。

11＃煤层为较稳定的中厚—厚煤层。其煤厚变化主要受泥炭沼泽基底不平的影响。其次，当11＃煤层直接顶板为石英砂岩时，由于其水下冲蚀作用也可造成11＃煤层变薄。由于11＃煤层之顶板为覆水较深的海相沉积，故11＃煤层为富硫煤，且以有机硫为主。

2）5＃煤层

主要分布于燎原井田南部和象山井田。形成于太原组C3－4，旋回上部的湖泊成煤沉积体系，聚煤场所为滨湖地带。煤层底板岩石为一套10余米厚的砂质泥岩，含数层菱铁质砂岩或石英砂岩，并含较多的黄铁矿结核，系标准的湖沼相沉积。而北区相当层位则发育了一套湖相沉积，没有泥炭沼泽发育。

3）3＃煤层

形成于山西组 旋回上部的曲流河成煤沉积体系，其成煤环境主要为岸后沼泽环境。

3＃煤层在南区厚度比较稳定（1.50m），属较稳定的中厚煤层；在北区厚度则呈有规律的变化；在燎原井田，一般厚1.30m，而在下峪口井田，厚度一般达4m左右，再向北到桑树坪井田，3＃煤层厚度一般为5.00～7.00m。由此可见，3＃煤层沉积期的聚煤作用从南向北依次变强。

4）2＃煤层

位于山西组 旋回上部，该旋回为不完整之河流旋回。其中河床相普遍发育而垂向加积组不发育。说明2＃煤层沉积期区内河道不稳定，侧向迁移强烈，不利于岸后泥炭沼泽发育。故区内2＃煤层在南区基本为不可采煤层，而北区2＃煤层可采，但厚度比较小。

综上所述，山西组沉积期韩城矿区聚煤作用北区优于南区；相反，太原组沉积期聚煤作用南区则好于北区。