河南省境内石炭、二叠系界线问题探讨

2010年第9期中州煤炭总第177期河南省境内石炭、二叠系界线问题探讨吕振华',张智勇(1.新密市煤炭管理局,河南新密452370;2.河南理工大学,河南 焦作454000) .摘要:河南省境内黄河以北的豫北区下二叠统太原组下部灰岩段层位稳定,分布广泛。作为标志层,这段灰岩在野外工作中易于识别,进行区域地层对比方便实用。下部灰岩段下伏地层中植物以Lepldodendron szeia-num-L. posthumi--Neuropteris ovata组合为特征,上覆地层中以Emplectopteris triangulris- Eumplectoperidi-um alatum-Cathaysiopteris whitei为主,下部灰岩段中首次出现蜒类化石Sphaeroschwagrina。笔者认为,石炭、二叠系界线应划在Sphaeroschwagerina首次出现的位置,即下部灰岩段的底部比较合理,生物证据充分。关键词:石炭系;二叠系;界线划定中團分类号:P534.4文献标识码:B文章编号:1003 - 0506 (2010)09 -0037 -02炭、二叠系是一套连续沉积的地层,不整合覆于上寒1问题提出武统或奥陶系侵蚀面之上。在以往的地层划分河南省境内的石炭、二叠系分布在华北地台南中,将底部的铁铝层划归为中石炭统本溪组,铁铝层部,秦岭褶皱带以北,属稳定地台型沉积类型。早在之上的下部灰岩段、中部砂页岩段和上部灰岩段放20世纪30年代，许多地质学家就开始对豫北区石在上石炭统太原组,上部灰岩段之上的碎屑岩对比炭、二叠系进行了研究。孙健初先生(1934)根据岩.为下二叠统山西组。随着大量生物化石的发现和研性的差异,将河南禹县、密县一带奥陶系侵蚀面以上究工作的深人,一些学者对河南省本溪组和太原组的地层自下而上分别划分为朱屯层、神堂层.大风口时代归属的观点有了改变。由于河南境内本溪组、层和三峰山层。朱屯层包括侵蚀面以上到顶部一层.太原组和山西组均引用辽宁省和山西省的地层单元灰岩,时代为石炭纪。顶部灰岩上覆碎屑岩为神厘名字,但是岩石地层的内容与真正的本溪组、太原组层,时代为石炭至二叠纪。1955 年，张文堂在豫西和山西组存在明显的差异。因此,这3个岩石地层一带工作时,以灰岩为界,把灰岩以下的层位称为太单元名字的使用,尤其是与山西等地同期地层的对原系,灰岩以上到大占砂岩之底称为山西系,时代统.比方面存在较多问题,甚至有些混乱。本文依据3归晚石炭世。嗣后,他将山西系改称为山西组,时代个组所含化石的特征,用生物地层的观点和方法对定为早二叠世。1975 年华北地区二叠系专题会议河南省境内石炭二叠系界线进行界定和讨论。后,太原群改称为太原组。这些学者的研究无疑为2.1蜒类化石河南境内石炭、二叠系界线的确定奠定了坚实的基地层中首次出现Pseudoschwagerina或Sphaeros-础,使这条界线的研究有了较大进展。chwagerina之底为石炭、二叠系界线的观点已经为通过近几年来的野外调查和对山西组古生物化国内外学者接受和使用。王德有等(1987)比较详石的发现和研究,笔者认为,河南省境内围绕石炭、细报道了蜓类化石Pseudoschwagerina在河南省境内二叠系界线一些问题需要重新认识。现从地层、岩产出的情况。报道指出,Pseudoschwagerina在宝丰相及古生物化石特征对上述问题进行讨论。边庄陕县龙潭沟.登封君召、安阳南善应和汝州市炉沟等地均有发现,产出地层为太原组中部砂页岩2问题分析段的灰岩夹层中(相当Ls或L%灰岩); Sphaeros-河南省内华北地层区内豫北和豫中分区的石chwagerina出现的层位低,在前述的修武县艾曲产于原中国煤化工方山滴水潭产于收稿日期: 2010-08-17L,灰|YHCNMHGh中,只有在豫北作者简介:吕振华(1977-).男.河南新密人.助理工程师,996年.的博爱乔沟首次发现于L,灰岩中。同时,王德有等毕业f焦作煤炭T.业学校,现从事煤矿技术管理I.作。(1987)认为,被大多数地质学者公认的属于晚石炭●37●2010年第9期.中州煤炭总第177期世的Fusulina-Fusulnella 带的二属,主要出现在豫合分子Lepidodendron huixianense, L. aolungpy-北鶴壁娄家沟的本溪组灰岩中,黄河以南的各剖面lubense, L. ef. canobianum , L. ophiurus , Archaeosigil-中尚未发现2。laria sp. , Linopleris neuropleroides, L.. brongnarti等,在山西省的晋东南地区的陵川县附城黄水沟剖多出现在黄河以北的辉县常村、沁阳云台山、博爱黄面中,Pseudoschwagerina产于毛古掌灰岩中;在晋南岭、乔沟等地的铁铝层中,在黄河以南的铁铝层中极乡宁县下善剖面中产于太原组甘一。灰岩中;在阳少见及。Conchophyllum parrifolium 见于博爱乔沟的泉市葫营剖面中产于四尺煤之上的灰岩层中。太原相同层位,此种分子在河南出现的比较靠南的地区西山柳子沟吴家峪剖面中产于东大窑灰岩中。河南是渑池县南坻坞七峰峪。植物群组合中这些特殊的各地产出P'seudoschw agerina的层位均可与其进行对分子也见于华北区的晋东南,山东淄博，陕西澄城、比，上述毛古掌灰岩、甘一。灰岩和四尺煤以上灰岩韩城,河北开平等地的本溪组中。大致相当于西欧分别相当于河南禹州的L和L灰岩层。的维斯发期。2.2牙形石禹州市方山滴水潭剖面中属于华夏系植物群的由于牙形石演化迅速，对石炭二叠系界线的确分子Empletopteridium alatum 分别出现在原划分为定起着十分重要和主导作用。因此,国际上通常以太原组中部砂页岩和山西组的大占砂岩之上的粉砂Streplognathodus wabaunsensis首次出现的位置作为质泥岩中, 说明两个组的沉积有明显的连续性'。石炭、二叠系的界线。在河南,由于地层出露不好、值得一提的是,河南境内被划为下二叠统山西组的连续性差等原因,石炭、二叠系牙形石的系统研究程植物组合Emplectopteris triangularis- -Emplectopterid-度较低。但是,牙形石在地层划分和对比、尤其是在ium alatum- -Cathaysiopteris whitei, 出现在山西省太确定石炭、二叠系界线方面仍有其特殊意义。根据原西山骆驼脖子沟剖面的山西组，最丰富的层位是王德有等(1987)的报道,洛阳龙门附近s. wabaun-下石盒子组,说明山西组自北向南是穿时的6]。sensis非常繁盛,与Sphaeroschwagerina 间层产出,首上述分析可以得知,河南境内原来划归石炭系次出现的层位是L灰岩;博爱乔沟剖面此种首次出的本溪组和太原组以及下二叠统的山西组是不能与现的层位与Sphaeroschwagerina一致,即Ls灰岩;禹.山西省同名的地层进行对比的。在河南,大体以黄州市磨街龙画山剖面,此种首次出现在L灰岩中。河为界,黄河以南基本上不存在石炭系(图1)。黄在禹州市磨街大涧剂面，S.wabaunsensis出现的最河以北的本溪组只能与山西省太原组下部层位对低层位是L灰岩”。在邻省的山西省太原西山柳比，太原组大致相当于山西省山西组的下部层位;山子沟Streptognathodus wabaunensis 出现的最低层位西组与山西省山西组的上部和下石盒子组的下部进是庙沟灰岩;在陵川附城黄水沟剖面中出现的最低行对比。王德有等(1987)提出，黄河以北石炭二叠层位是太原组的松窑沟灰岩(相当于庙沟灰岩;同系界线,应划在相当于鹤壁娄家沟剖面的第14层,时相当于河南禹州的L,灰岩)4。即绿灰、黄灰色水云母泥岩之顶、修武县艾曲剂面等2.3植物化石6层灰黄色黏土岩夹煤线与第7层灰黑色厚层生屑据王德有等(1987)研究,属于欧美植物群的组质泥晶灰岩之间。陳北分区像西分区F年代地区五石地厅4物组合年代地层名石地尼系工统二用段标总层系统阶标息只孙家沟组孙家沟细上坑上统平风山段上:石盘f组天一八煤段底席川家沟砂料 Hrmp opri吴家坤阶上石金了明人一八政 张那田家的万统|下石盒f组 -五煤段大装泥容、砂锅窑纱1统下死教阶F石盒子绑一h煤段大紫混出。妙锅窑砂劣二疊系山西组.“煤段香埃砂岩、 大占砂岩中新规价山组二煤段 再实砂岩， 大砂岩上段1 Lx系萨克马尔阶J上锦灰岩段二 L-Lo下统太塬组_中混的的所L一L 胡石炒岩太原组下段L-L中国煤化工-石次系上烧本溪组铁铝岩段la. Ln .hYHCNMHG_圈1河南省石炭、二叠纪地 层划分对比(下转第40页)●38.2010年第9期中州煤炭总第177期低混凝土的耐久性能。因此混凝土用水量越小强度程度不一致,导致混凝土的硬度.强度发展内外不能越高的观点是不全面的，也是不正确的。这是由于协调一致,从而降低了混凝土中水分子的润滑、蒸发一方面混凝上拌合物中水泥水化时所需的理论结合散热效应,还会使井壁混凝土表层和中间层之间的水,一般占水泥质量的23%左右"。因此混凝土拌水化热进一步增大。当温差大于25 C时,将产生温合物用水量有一个最低的限度,否则水泥的水化反差拉应力,致使混凝土井壁出现裂纹、裂缝,缺陷增应就不能充分进行。另一方面混凝土拌合物在水泥多,导致井壁的质量严重下降。但在施工中可以主用量一定的情况下,用水量越小,水灰比也就越小。动采取控制混凝土裂纹和裂缝的措施,如水灰比要当水灰比过小时,水泥浆干稠,混凝土拌合物的坍落适当、降低水化热加强振捣和养护等,尽量减少井度太小会使施T困难,不能保证混凝土的密实性和壁混凝土干缩裂纹和裂缝的数量和程度。耐久性。当增大水灰比时,会使坍落度增大,会使混5结语凝土拌合物产生流浆、离析现象,造成多余水分残留在水泥石中形成一定数量的毛细孔，降低了混凝土综上所述,混凝土的水灰比与其坍落度不呈线的强度等质量指标。所以,水灰比不宜过大,也不宜.性关系,但两者却有着较高的相关性。一般来说,混过小。应根据混凝土的强度和耐久性的要求合理选凝土的水灰比不宜过大,也不宜过小,应根据混凝土用水灰比,而不是片面强调减少水灰比对提高混凝的强度和耐久性要求,并兼顾到混凝土和易性的要土强度的作用。求,通过配比试验合理选用水灰比和坍落度。只有4水灰比和坍落度对井壁质量的影响这样才能保证混凝土井壁的施工质量,才能保证合理的滑模施工速度。若未重新进行混凝土配合比试验而盲目大幅度参考文献:地减小混凝土拌合物中的用水量,混凝土水灰比将会变小,但水泥用量从理论上讲则是相对增加的。1] 王春阳.建筑材料(第2版)[M].北京:高等教育出版社:若如此,会使混凝土井壁外表层与内层水泷的水化(责任编辑:秦爱新)(上接第38页)whitei为主。而且,下部灰岩段之上层位中首次出上述现象的存在,可能被解释为:晚寒武世后，现了蜓类化石Sphaeroschwagerina。植物群的特征中朝古陆河南境内自南而北上升,海水由南向北退及蜓类化石Sphaeroschwagerina 的出现,为石炭.二缩,形成长期遭受风化刺蚀的古地理环境。这一过叠系界线划在下灰岩段底部提供了可靠的生物依程持续到晚石炭世,华北陆块自北而南发生沉降,同居。方向的海侵直到晚石炭世晚期才到达河南黄河以北地区,使这一地区沉积了晚石炭世晚期地层。而黄河以南海侵至早二叠世早期才开始”。因此,黄河[1] 中国地层典编委.中国的石炎系[M].北京:地质出版社,以南发育早二叠世早期的地层和生物组合,基本上2] 王德有,阁国顺,姜媛.等河南石炭纪和早二叠世早期地层与2000.不存在石炭系。古生物[M].北京:中国展望出版社,1987.3结语3] 河南省地质矿产局.河南省区域地质志[M].北京:地质出版社,1989.(1)河南省境内黄河以北的豫北区下二叠统太4]夏国英,丁蕴杰，赵松银.河南石炭二叠纪含蜓地层划分及生原组下部发育一段灰岩,层位稳定,分布广泛。这段物群[A]//地层古生物论文集[C].北京:地质出版社, 1986.灰岩野外易于识别,作为区域间岩石地层对比的依5]杨起。 河南省禹县晚古生代煤系沉积环境与聚煤物证[ M].北京:地质出版社,1987.据十分方便和实用。6]中国煤化工律[J].中国区域地质，(2)太原组下部灰岩段下伏地层中植物以Leptdodendron szeianum- -L. posthumii- Neuropteris7]MHCNMHG层若干特征概述[J].ovata组合为特征,上覆地层中以Emplectopteris tri-河南地质.1987(2) :27-38.angularis- Eumplectoperidium alatum- -Cathaysiopteris(责任编辑:粱郁鑫)40●