小牛煤礦晚二疊世含煤地層沉積環境與聚煤規律

李磊，王盼盼，謝興友

(1.山東省煤田地質局泰山地質勘查公司，山東 泰安　271000；2.山東省煤田地質局第三勘探隊，山東 泰安　271000；3.山東省煤田地質局第一勘探隊，山東 滕州　277500)

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小牛煤礦晚二疊世含煤地層沉積環境與聚煤規律

李磊1,2，王盼盼1,2，謝興友1,3

(1.山東省煤田地質局泰山地質勘查公司，山東 泰安271000；2.山東省煤田地質局第三勘探隊，山東 泰安271000；3.山東省煤田地質局第一勘探隊，山東 滕州277500)

小牛煤礦位于貴州省內水城礦區的格目底向斜東段北翼，含煤地層為晚二疊世龍潭組，含煤性好。通過對小牛煤礦含煤地層及其含煤性的研究，確定了研究區的沉積環境是海陸過渡相中的三角洲沉積類型，并初步建立了沉積模式，龍潭早期和晚期均有較好的聚煤作用發生并疊加，是聚煤的最佳場所，含煤性最好。

含煤地層；沉積環境；聚煤規律；小牛煤礦；貴州永城

引文格式：李磊，王盼盼，謝興友.小牛煤礦晚二疊世含煤地層沉積環境與聚煤規律[J].山東國土資源，2015，31(9)：18-21.LI Lei， WANG Panpan，XIE Xingyou.Sedimentary Environment and Coal Accumulation Pattern of Late Permian Coal-bearing Strata in Xiaoniu Coal Mine[J].Shandong Land and Resources,2015，31(9)：18-21.

貴州地區煤炭資源豐富，主要的成煤時期為晚二疊世，且成煤環境復雜[1-3]。前人通過對晚二疊世沉積環境與聚煤規律等進行研究，認為晚二疊世由北西向東南發育陸相—過渡相—海相的沉積環境，且晚二疊世時期貴州西部的沉積環境既非單一的三角洲沉積也非單一的潮坪環境，而是三角洲相與潮坪相同時存在[4-6]。通過對古地理環境和聚煤控制因素的研究，指出富煤帶在盤縣、水城、六枝、織金、納雍、大方、金沙、仁懷和習水一帶，總體上呈NE向展布，其中以盤縣、水城一帶最為富集，向北東漸差[7]。含煤地層沉積環境對煤層的聚煤規律有著重要的控制作用[8]。

1　煤系地層及其含煤性

小牛煤礦位于水城縣東南阿戛鄉仲河村境內，行政區劃隸屬水城縣阿戛鄉管轄。井田位于揚子準地臺(Ⅰ級)黔北臺隆(Ⅱ級)六盤水斷陷(Ⅲ級)威寧NW向構造變形區，區內多發育隔檔式褶皺，由緊陡復背斜與寬緩富向斜組成，屬格目底向斜東段北翼，主要構造線方向為NW—SE向(圖1)。

圖1　小牛煤礦區域構造圖

1.1含煤地層

小牛煤礦的含煤地層為晚二疊世龍潭組，巖性主要為淺灰色至灰綠色細砂巖、粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖、粘土巖及煤層組成，夾炭質泥巖及少量鈣質泥巖、泥灰巖、灰巖。礦區內揭露厚度362～394m，平均厚度370m。與上覆飛仙關組、下伏峨眉山玄武巖組均呈平行不整合接觸。根據巖性、含煤性及標志層等特征，可以將小牛煤礦龍潭組分為4段。

第一段：自52煤層底板至69煤層之下的玄武巖頂，巖性以深灰色細粉砂巖、泥巖為主，夾少量薄層灰巖、鈣質砂巖及煤層。產細羊齒、大羽羊齒、格拉多羊齒、鱗木等植物化石及瓣鰓類動物化石。可采層有61，64，67，68，69共5層。平均厚74m。

第二段：自26煤層底板至52煤層底板，巖性由深灰色粉砂巖、泥巖、細砂巖、夾煤層組成，含較多的菱鐵質結核。產細羊齒、大羽羊齒、烏爾曼杉蘇鐵、星葉等大量植物化石。本段多薄煤，僅有28，34，39，40，43，52煤層共6層可采煤層。平均厚119m。

第三段：上界為12煤層頂板，下界至26煤層底板，巖性由灰色細砂巖、粉砂巖、及薄層菱鐵巖層、泥巖夾煤層組成，含瓣輪葉、細羊齒、大羽羊齒、翅羊齒、苛達木等大量植物化石。可采及局部可采煤層8層，分別為12，13，14，15-1，16，18，20，26煤層。平均厚76m。

第四段：上界為1煤層之上含動物化石的灰黑色灰巖頂界，下界至12煤層頂板灰黑色含動物化石泥巖，巖性由灰色薄層灰巖、鈣質砂巖、粉砂巖及粘土巖夾煤層組成。產瓣鰓類、腕足類動物化石及大羽羊齒、細羊齒、鱗木等植物化石。煤層集中在上部，可采煤層5層，分別為1，5，8，9，10煤層。平均厚83m。

1.2含煤地層的含煤性

貴州地區晚二疊世龍潭組的含煤性及其變化規律，明顯受控于沉積古地理環境，變化規律為，從北西向東南，即從陸相—過渡相—海相，砂巖豐度降低，灰巖升高，而含煤性則以過渡區最高。水城礦區的沉積環境為典型的海陸過渡相，晚二疊世龍潭組的含煤性繼承了這一特性，總體而言，由北西向南東逐漸變好(圖2)。北西端香爐山一帶，僅含煤9層，2層可采；向南東至結里一帶含煤增至14層，可采煤層6層；至二塘一帶含煤25層，可采煤層9層；至大河邊一帶，含煤30余層，可采煤層11～13層；至小河邊向斜、格目底向斜東段，含煤30～84層，可采煤層14～26層，可采厚度20m以上(表1)。

表1　水城礦區各構造單元上二疊統含煤性

圖2　水城礦區龍潭組可采煤層總厚度和層數分布圖

小牛煤礦處于格目底向斜東段北翼，煤層總數為69層左右，總厚度一般64.61m，含煤系數17.46%。區內可采及局部可采煤層24層左右，總厚度28.46m，可采含煤系數7.69%。根據聚煤強度劃分，小牛煤礦屬于富煤地帶，含煤性好。

2　小牛煤礦沉積類型及沉積模式

2.1沉積類型

前人通過研究貴州省內晚二疊世含煤地層的巖石學特征、垂向層序、砂體形態及粒度分析、古生物特征、巖石地球物理、地球化學等方面的綜合分析研究，劃分出陸相、海陸過渡相和海相3類沉積環境類型，其中過渡相可分為濱岸泄湖扇三角洲、三角洲、泄湖-潮坪和碎屑泥質潮下4種沉積環境[7]。

晚二疊世時期水城礦區沉積環境為典型的海陸過渡相。過渡環境受河流和海洋潮汐的雙重影響，沉積物既有河流攜帶的陸源碎屑，也有海侵期沉積的灰巖和泥巖；原生沉積構造，既有河流作用形成的各種交錯層理，又有潮汐波浪作用形成的潮汐層理；植物化石和海相動物化石混生，在時間和空間上，都表現為河流沉積和海洋沉積彼此過渡，犬牙交錯。

格目底向斜位于水城縣東南，沉積環境為過渡相中的三角洲沉積類型，屬于水城-納雍三角洲的一部分。水城-納雍三角洲屬于長形三角洲，主體部分在水城、納雍、織金一帶，前緣抵達郎岱、關嶺、普定一線。規模較大，水體較深，分流河道間距較遠，形成鳥足狀砂體。發育歷史長(龍潭早期—長興晚期)，河道穩定，泥沙輸入量大，沉積厚度大(300～500m)，建設速度快(龍潭早期—晚期，向海推進約40余千米)，屬河控三角洲。碎屑物通過河道可被搬運到離岸很遠的淺海區，一部分進入深水槽谷中。其三角洲前緣砂體發育，呈NW—SE向，垂直或近于垂直岸線分布，明顯受埡都-紫云同沉積斷裂控制。其廣闊的三角洲間灣，發育了較好的泥炭沼澤，形成較厚且穩定性好的煤層。

2.2沉積模式

通過對小牛煤礦含煤地層特征及沉積環境類型的分析研究，可以初步建立該區的沉積模式。

(1)龍潭早期屬脈動式海進期，貴州西部地區斷裂活動強烈，導致玄武巖漿大面積噴溢，形成玄武巖高地，對聚煤盆地基底起了填平補齊的作用，之后與黔北地區先后開始接受沉積。聚煤盆地為斷坳型性質。水城地區發育有長形三角洲，處于成長階段，主體面積窄小，在此之前，深水盆地已發育了巨厚陸源碎屑及碳酸鹽巖堆積。

(2)龍潭晚期屬脈動式海退期，氣候潮濕，雨量充沛，河流作用明顯增強，碎屑供應充足，加上構造活動趨于平穩，聚煤盆地性質漸變為坳陷型，是三角洲發育的鼎盛時間，規模快速壯大，漸占主導地位，水城三角洲大幅度向南東推進，發展更為完全，為聚煤提供了十分理想的場所。

(3)長興期是貴州地區晚二疊世最大的海侵超覆期，雨量減少，河流作用減弱，海平面上升，平均海岸線大幅度向西推移，導致三角洲向西退縮，聚煤范圍明顯縮小，并向西遷移。水城三角洲已向西退縮至赫章—納雍一帶，因此，格目底向斜未發育長興組地層。

3　結論

(1)水城礦區的沉積環境為典型的海陸過渡相，晚二疊世龍潭組的含煤性繼承了由北西向南東逐漸變好的特性。格目底向斜屬河控三角洲的一部分，其廣闊的三角洲間灣，發育了較好的泥炭沼澤，形成較厚且穩定性好的煤層。小牛煤礦位于格目底向斜東段北翼，根據聚煤強度，煤層總數為69層左右，區內可采及局部可采煤層24層左右，總厚度28.46m，屬于貴州地區富煤區。

(2)小牛煤礦的沉積環境為海陸過渡相中的三角洲類型，并初步建立了其沉積模式。由于該區處在特定的古地理位置，在龍潭早期和晚期均有較好的聚煤作用發生并疊加，是聚煤的最佳場所，含煤性最好。

[1]邵龍義,劉紅梅,田寶霖,張鵬飛.上揚子地區晚二疊世沉積演化及聚煤[J].沉積學報，1998，(2)：55-60.

[2]楊瑞東,付錕,梁福涼,等.貴州晚二疊世成煤環境及聚煤模式[J].貴州工學院學報,1990,(4)：51-55.

[3]趙福平.貴州省晚二疊世煤中硫的分布特征及成因[J].煤炭轉化,2007,(3)：20-24.

[4]邵龍義,張鵬飛,陳代釗,羅忠.滇東黔西晚二疊世早期辮狀河三角洲沉積體系及其聚煤特征[J].沉積學報,1994,(4)：132-139.

[5]陳代釗.河流沉積占優勢地層中高頻層序地層──以貴州盤縣西部龍潭組為例[J].地質科學,1997，(4)：432-444.

[6]桑惕,王立亭,葉念曾.貴州晚二疊世巖相古地理特征[J].貴州地質，1986，(2)：3-49.

[7]徐彬彬,何明德.貴州煤田地質[M].徐州:中國礦業大學出版社，2003.

[8]黃建國.黔西南二疊系龍潭組含金建造的初步研究[D].貴州大學，2007.

Sedimentary Environment and Coal Accumulation Pattern of Late Permian Coal-bearing Strata in Xiaoniu Coal Mine

LI Lei1,2， WANG Panpan1,2，XIE Xingyou1,3

(1.Shandong Taishan Geological Surveying Company of Shandong Bureau of Coal Geology, Shandong Tai'an 271000, China；2. No.3 Exploration Team of Shandong Coalfield Geology Bureau, Shandong Tai'an 271000, China；3. No.1 Exploration Team of Shandong Coalfield Geology Bureau, Shandong Tengzhou 277500, China)

Xiaoniu coal mine is located in the north of eastern Gemudi syncline in Shuicheng mining area of Guizhou province. The coal-bearing strata are late Permian and coal-bearing property is good. Through study on coal-bearing strata and coal-bearing property of Xiaoniu coal mine, sedimentary environment of the mine is determined to be transitional facies deltaic sedimentary type. Sedimentary model is established preliminarily as well. Good coal accumulation and superposition happened in early and late period. The deltaic deposit is the best coal accumulation place and the coal-bearing property is best.

Coal-bearing strata; sedimentary environment; coal accumulation rule

2015-03-10；

2015-04-01；編輯：曹麗麗

李磊(1985—)，男，山東鄒城人，助理工程師，主要從事煤田、煤層氣勘查方面的工作；E-mail：lilei3278@163.com

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