泛出露于口泉山脉南麓一带。(4)石炭系1)中统本溪组:厚25-45m,一般厚34m。以灰白、灰褐色粉砂岩、细砂岩互层为主。底部含山西式鸡窝状铁矿和G层铝土泥岩。有时含1-2层薄层状灰岩和不稳定薄煤层或煤线。与下伏奥陶系为平行不整合接触。2)上统太原组:一般厚80m。由灰、灰黑色或少量灰白色中、细粒砂岩、砂质泥岩、煤层等组成。本组是大同煤田主要含煤地层之一,含煤层数有十多层,其中3、5、8号煤层为主要可采煤层。与下伏本溪组整合接触,二者连续沉积。(5)二叠系下统山西组:一般厚60m,两极厚度45-90m。由灰、深灰色砂质泥岩、粉砂岩与灰白色中粒砂岩等组成。含煤四层,即山1、山2、山3、山4,其中以山4号煤层发育最好,局部可采。本组与下伏太原组整合接触。(6)侏罗系1)下统永定庄组:一般厚度111.69m,由灰紫、灰黄等杂色粉砂岩、砂岩、砂砾岩组成。底部砂砾岩(K8)厚度为0.72-18.15m,平均8.19m。与下伏地层为角度不整合接触。2)中统大同组:厚54.0-236.78m,一般厚202.64m。由灰、灰白、深灰色砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、中、细粒砂岩及煤层组成。含煤20余层,在本井田内以11-2、12-1、14-3号煤层为主要可采煤层,全井田发育,厚度稳定。其次7-3、8、9、15-1、15-2号煤层为次要可采煤层。上部2、3号煤层厚度稳定,已为大斗沟矿开采。底界灰白色砂砾岩(K11)与下伏永定庄组为平行不整合接触。3)中统云岗组:厚0-203.22m,一般厚110.72m,分上、下两段。下段:青磁窑段,一般70m。以灰白、灰黄色中粗砂岩、砂砾岩为主。砂岩磨圆度差,交错层理发育。底部砂砾岩(K21)厚0-18.64m,与下伏大同组呈平行不整合接触。上段:石窟段,一般厚50m,由灰紫、紫红色砂砾岩、砂岩、粉砂岩组成。下部岩性变化大,透镜体发育,上部砂岩常含断续球状结核。
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