一、淮北煤田南部区
淮北煤田南部区是指宿北断层以南、板桥断层以北的含煤地层分布区。含煤地层为石炭、二叠系的太原组、山西组和上下石盒子组。本溪组厚度2.8m左右，主要为灰白色、紫红色铝质泥岩，富含铝和少量菱铁质鲕粒。太原组厚130m左右，为深灰色泥岩、粉砂岩、9～12层石灰岩和薄层煤层的互层，夹少量砂岩，石灰岩总厚占太原组总厚的53%，含煤6层，薄而不可采。灰岩中常见有孔虫、双壳类、介形虫、腕足类等，以泥晶生物碎屑灰岩、泥晶灰岩为主。山西组厚度100余米，主要由砂岩、砂泥岩互层、粉砂岩、泥岩和煤层组成，含煤10层，且多为煤组，含煤性较好，为本区主要含煤地层。下石盒子组平均厚250m左右，主要由砂岩、粉砂岩、泥岩、铝质泥岩及煤层组成，含4、5、6、7、8等5个煤层组，为本区主要含煤地层。上石盒子组厚630余米，由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成，自下而上砂岩中石英含量减少，泥岩、粉砂岩颜色逐渐变为杂色。总体上，向上紫色、绿色增加。
本区含煤地层总体沉积特征是（图12-1）：
（1）太原组为陆表海海陆交替相沉积，含多层海相灰岩，煤层薄不可采；
（2）山西组以10煤层顶为界可划分为两段，下段，主要为10～11煤组，底部为深灰色、灰黑色泥岩或粉砂质泥岩，向上过渡为粉砂岩、砂岩，发育波状层理、透镜状层理、生物扰动构造，具底栖动物通道，含菱铁质和黄铁矿晶体；上段以碎屑岩为主，尤其砂岩增多，砂岩中含较多泥质包体（多为同生冲刷泥砾），中部发育一层长石石英杂砂岩，胶结疏松；
（3）上下石盒子组以所含煤层（组）的出现规律显示出清晰的旋回结构，形成以煤层组有规律交替出现为特点的沉积组合序列，向上部杂色泥岩增加，鲕状构造和铝质泥岩含量增加。因此，可以利用含煤层（组）发育的旋回性特点进行沉积序列和旋回划分和对比。
二、淮南煤田
淮南煤田处于（华北型）中朝地台石炭二叠纪聚煤盆地的东南缘。地层发育基本上与华北地区相同，地层区划属华北地层大区。石炭二叠纪含煤地层厚度约1200m，假整合于中奥陶统古剥蚀面上，总体上为一由浅海相沉积、滨岸及三角洲过渡相沉积、上部为陆相沉积的沉积组合序列。地层层序完整，厚度稳定，太原组、山西组和上下石盒子组为一套含煤地层，其中主要含煤地层为山西组和上下石盒子组，共有七个含煤段（图12-2左侧）。
图12-1 淮北南部煤田海孜井田石炭、二叠系沉积序列
山西组为一套黑色泥岩、灰黑色砂岩、砂泥岩互层和煤层组成的碎屑岩，主要煤层发育于下部，底部的砂泥互层中常具生物扰动构造和遗迹化石。下石盒子组主要由砂岩、粉砂岩、泥岩和铝土质泥岩及碳质泥岩、煤层组成；含煤9～12层，多数稳定或较稳定，含丰富的植物化石，以早期华夏植物群为特征。上石盒子组主要为砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成，在中上部含有极薄的海绵骨针硅质岩或硅质泥岩，上部为一套不含煤的杂色泥岩。
就整个华北聚煤盆地而言，聚煤作用以晚石炭世本溪组开始，至太原组和山西组达到高潮，聚煤作用的总趋势是由北而南随时间推移而向南迁移，层位升高。淮南煤田处于华北大型聚煤盆地的东南缘，晚石炭世聚煤作用较弱，海相沉积为主。而淮南地区早二叠世和晚二叠世早期聚煤作用最强。
淮南煤田二叠系山西组、上下石盒子组主要以三角洲沉积为主，发育以下典型沉积组合：
（1）下三角洲平原沉积组合，以发育水下分流河道为特征。该组合的特点是粒序向上变细，底部具明显侵蚀。分流河道充填沉积主要为粗～中粗粒砂岩，具槽状或板状交错层理。上石盒子组沉积时，淮南地区仍然受到潮汐流作用的影响，海侵可能影响到相当大的范围。据王仁农（1983）、蓝昌益（1985）等人的研究，在上石盒子组第六含煤段发育1～2层硅质海绵岩和硅质泥岩，并含有大量海绵骨针，且有舌形贝（Lingula.sp）和瓣鳃类化石碎片，少量海绿石。其层位在黑色炭质泥岩和薄层煤附近。
（2）上三角洲平原组合，由多个向上变细序列组成，每一个序列底部常为厚层状浅灰—灰白色中—细粒岩屑长石石英砂岩，局部为含砾砂岩。该组合的主体为分流河道沉积，并常与决口沉积、分流间洼地沉积、沼泽沉积共生在一起。其特点是旋回厚度小、更叠快，上部旋回的分流河道砂体常直接覆于下部旋回的煤层之上，或冲蚀部分煤层。
（3）三角洲前缘沉积组合，主要在第四含煤段，其中河口坝沉积比较典型，主要为灰白色中粒长石石英砂岩，分选磨圆均较好，成分成熟度和结构成熟度均较高，钙质胶结。
（4）碎屑滨岸沉积组合，主要在山西组发育，其中海滩－障壁岛沉积、潮坪、潮道沉积最为特征。潮坪沉积组合也见于上石盒子组第6含煤段中。
三、沉积体系
1.陆表海盆地沉积体系
有关两淮煤田含煤岩系沉积相、成煤环境分析等方面的研究开展较早，提出了不少研究成果。笔者认为，研究区本溪组、太原组和山西组下部（至10煤顶）为陆表海盆地充填沉积，具有海陆交替相沉积特点，与华北盆地北部区可对比，但以台地－潮坪沉积为主，海相沉积所占比例较高。主要沉积体系有：浅海台地－潮坪沉积体系、潮坪沉积体系、台地－障壁沉积体系。其中台地－障壁沉积体系在本区最具特点，在沉积序列上表现为海相灰岩与障壁砂坝交互出现的组合关系。由于海平面的频繁变化，海侵、海退沉积旋回结构比较清楚，因此，在陆表海充填序列中，至少可以识别出12个海侵－海退旋回，以煤层－海相灰岩、障壁砂坝－海相灰岩旋回结构最具代表性。由于海平面变化的频繁性和本区位于华北聚煤盆地南缘，距海洋盆地较近，又是当时海水进退的通道，因此，潮坪或障壁岛后泥炭沼泽的发育持续时间较短，因此煤层较薄，但具有等时对比意义。海相灰岩可以与邻区如豫南、鲁西南对比。
2.复合三角洲沉积体系
图12-2 淮南煤田石炭－二叠系沉积体系及高分辨率层序划分
1—基准面下降；2—基准面上升；3—煤层编号；
LST—低水位体系域；TST—水进体系域；HST—高水位体系域
自山西组上段至上、下石盒子组为近海盆地沉积，以过渡相沉积为主体，陆表海盆地充填沉积已结束，海平面变化实际上已不是盆地沉积的直接控制因素。虽然整个华北盆地自山西组上段至上石盒子组，海相沉积已不发育，但两淮地区距海洋盆地较近，海平面升降变化仍然深刻地影响着沉积体系的发育及其演化。可以认为自二叠纪山西期开始，两淮地区基本处于滨岸平原环境，三角洲沉积体系发育，有利于煤聚积。
研究区三角洲沉积体系主要发育三角洲平原相，三角洲前缘和前三角洲相不甚发育。主要沉积相有：分流河道、分流间洼地、泥炭沼泽、废弃分流河道、泛滥盆地或泛滥平原，以及河口坝沉积（较少见）等。分流河道在三角洲平原上广泛发育，构成树枝状、网状体系，构成一种复合的三角洲沉积体系。研究区最主要的沉积相为分流河道充填沉积和分流间洼地沉积。三角洲演化具有多阶段性，废弃阶段是煤聚积的重要时期，形成全区分布且具工业价值的煤层，如3煤组、8煤组和10煤组。
分流河道充填沉积：以细粒砂岩为主，底部可见冲刷面，具有向上变细序列，在横剖面上呈透镜状，砂体宽度不大，说明分流河道侧向迁移不大，砂分散体系呈分枝状。河道砂体横向上与薄层分流间洼地砂泥互层，或越岸泛滥平原、泛滥盆地粉砂质及砂泥质沉积或沼泽沉积共生。
分流间洼地及沼泽沉积：分流间洼地沉积为本区的最重要的三角洲平原沉积类型之一，与分流河道沉积共同构成研究区三角洲沉积的骨架。分流间洼地沉积主要为粉砂岩和泥岩，含菱铁质鲕粒和植物碎片、碎屑。随着越岸流作用和决口作用的进行，分流间洼地不断地被充填，洼地进一步演化为沼泽及泥炭沼泽，其沉积物特征主要为：富含植物根茎或碳质的细粒沉积；进积期沉积形成的薄层不稳定、透镜状煤层；废弃三角洲体系在废弃期形成的稳定分布的煤层，最终形成可采煤层。区内三角洲沉积体系以进积型为主。总体上复合三角洲体系是进积型的，在三角洲体系演化过程中出现多次加积沉积过程，即构造上相对稳定、水域体制相对一致的条件下，三角洲平原上分流河道以充填沉积为主，进积作用微弱，因此分流河道不断废弃。分流河道透镜砂体呈现上平下凸特征，上覆沼泽及泥炭沼泽沉积。
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