牛場(chǎng)-以古勘探區(qū)成煤環(huán)境對(duì)聚煤規(guī)律的影響

■蘇金祿

（云南省煤炭地質(zhì)勘查院 云南昆明650218）

牛場(chǎng)-以古勘探區(qū)成煤環(huán)境對(duì)聚煤規(guī)律的影響

■蘇金祿

（云南省煤炭地質(zhì)勘查院 云南昆明650218）

牛場(chǎng)-以古勘探區(qū)位于國(guó)家大型煤炭基地"鎮(zhèn)威煤田"東部，本文結(jié)合成煤古地理、成煤環(huán)境、聚煤規(guī)律三個(gè)方面分析牛場(chǎng)-以古勘探區(qū)成煤環(huán)境對(duì)聚煤規(guī)律的影響。

牛場(chǎng)-以古勘探區(qū)成煤古地理成煤環(huán)境聚煤規(guī)律

1　成煤古地理

滇東晚二疊世聚煤區(qū)位于康滇古陸東側(cè)，在早二疊世陽(yáng)新期海侵之后，地殼熱隆上升，海水向東大面積退縮。古陸東緣的甘洛-小江古斷裂再次活動(dòng)，發(fā)生了以小江斷裂帶為主要通道的大規(guī)模玄武巖漿噴溢，形成自西向東變薄的玄武巖斜坡。經(jīng)短暫剝蝕之后，小江斷裂持續(xù)張裂活動(dòng)，其東盤(pán)地殼緩慢沉降，在玄武巖剝蝕面基底上逐漸形成寬廣的晚二疊世聚煤盆地。自康滇古陸剝蝕區(qū)以東，依次形成山麓沖積扇帶、河流沖積平原帶、三角洲平原及海濱平原帶。牛場(chǎng)-以古勘查區(qū)正處于沖積平原與濱海平原下三角洲的交替帶。

2　成煤環(huán)境

據(jù)牛場(chǎng)-以古勘查區(qū)含煤地層巖性、沉積構(gòu)造、層理類型、礦物結(jié)核及生物化石等成因標(biāo)志，本區(qū)含煤巖系的沉積環(huán)境主要發(fā)育有：決口扇和洪泛盆地相、瀉湖相、潮坪相、泥炭沼澤相、沼澤相、河流相等。在垂直層序上有明顯的二元結(jié)構(gòu)：下部為透鏡狀正粒序砂巖體，常含泥質(zhì)包裹體和巖屑，以粒序?qū)永頌橹?，沖刷充填構(gòu)造少見(jiàn)；上部為泥質(zhì)巖沉積，顯水平及波狀層理。在砂巖體中心部位的底部常見(jiàn)滯留沉積亞相。砂巖體的主體部分是側(cè)向加積的邊灘亞相，天然堤相發(fā)育。在泥質(zhì)巖部分，下部含大量的球狀菱鐵礦，上部含大量的植物根化石，為岸后湖沼亞相或岸后沼澤亞相（即泛濫盆地相），有時(shí)夾一層或數(shù)層的層狀正粒序砂巖體，應(yīng)屬洪泛片流沉積。頂部有時(shí)有薄而不穩(wěn)定的煤層出現(xiàn)，是岸后沼澤泥炭化的反映。

3　聚煤規(guī)律

晚古生代中期的海西構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，使康滇古陸東側(cè)滇東北-黔西北烏蒙山的以古向斜一帶地殼上升成陸。早二疊世，該區(qū)地殼開(kāi)始沉降，隨著海水的不斷涌入，形成了廣闊的陽(yáng)新海，并沉積了厚度大于500m的碳酸鹽巖棲霞組與茅口組地層。受東吳運(yùn)動(dòng)影響，在茅口期演技去地殼逐漸隆起，海水退出，茅口組地層上部灰?guī)r曝露地表，遭受不同程度的剝蝕與溶蝕。與此同時(shí)，在上楊子地臺(tái)的西南緣，康滇地裂帶發(fā)生了峨眉山玄武巖的噴發(fā)，噴出巖漿遍及川、滇、黔地區(qū)，覆蓋面積約30萬(wàn)km2。玄武巖噴發(fā)后，使該區(qū)形成了西高東低的古地理環(huán)境，形成陸地沉積區(qū)，發(fā)育沖積平原，大量的火山灰及火山碎屑物質(zhì)通過(guò)由西向東的河流搬運(yùn)，沉積在深灰綠色拉斑、杏仁狀鐵質(zhì)玄武巖頂面上，形成一層區(qū)內(nèi)平均厚達(dá)9.08m的淺紫、紫灰色的含星粒狀黃鐵礦的凝灰?guī)r。進(jìn)入晚二疊世后，研究區(qū)整體開(kāi)始沉降，但不同地區(qū)沉降速度不一，且受河流及小范圍海侵作用的影響，不同主采煤層富集規(guī)律略有不同（圖1、圖2）。此后，沉積了龍?zhí)督M下段（P2l1）的厚層狀泥巖及粘土巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，并逐漸開(kāi)始有成煤作用的發(fā)生。由于各煤層沉積范圍及沉積時(shí)間不同，在此僅以C1、C5(C5c)、C6三層大范圍可采的主力煤層進(jìn)行敘述。

圖1　牛場(chǎng)-以古勘探區(qū)C6煤層埋深等值線圖

圖2　牛場(chǎng)-以古勘探區(qū)?煤層埋深等值線圖

鎮(zhèn)雄含煤區(qū)屬于滇東-黔西-滇東北-川東南聚煤盆地一部分，成煤盆地西靠康滇古陸，東臨大海，地勢(shì)西高東低，沉積物質(zhì)主要由西部古陸供給，含煤沉積的縱橫變化直接受古陸和大?？刂啤ｆ?zhèn)雄含煤區(qū)在成煤期間，處于近海-濱海地區(qū)，由于準(zhǔn)平原化后，地勢(shì)平坦，濕度高，海水時(shí)有入侵，沉積的煤系地層是一套以陸相為主的海陸交替相。晚二疊世晚期，隨著盆地沉降速度減慢，剝蝕區(qū)地形高差減小，僅在勘查區(qū)中部的官房、紅巖勘查分區(qū)的部分地區(qū)形成洼地，不斷地接受外源物質(zhì)的補(bǔ)充。海岸后退使研究區(qū)暫時(shí)出現(xiàn)了沉積補(bǔ)償性海退，由陸相沉積相變?yōu)楹ｊ懡换ハ啵捎诤ＫM(jìn)、退，地殼緩慢下降，形成沖積平原和三角洲平原沉積體系，主要為河流、泛濫盆地、決口扇、天然堤等環(huán)境的砂巖及泥質(zhì)巖沉積，沼澤、泥炭沼澤發(fā)育，同時(shí)沉積了C6等多層煤層，局部可采煤層。在C6煤層沉積過(guò)程中，勘查區(qū)各地并未明顯出現(xiàn)地形高度差異，整個(gè)研究區(qū)普遍接受來(lái)自西部地區(qū)的外來(lái)物質(zhì)，受地形控制，C6煤層在空間呈NE向展布，而在研究區(qū)中部的紅巖、官房勘查分區(qū)煤層則呈近似EW展布。C6成煤時(shí)期，地形差異較小，研究區(qū)能夠較為穩(wěn)定地接受外來(lái)碎屑物的補(bǔ)充。整個(gè)研究區(qū)煤層灰分產(chǎn)率與煤層展布呈近似相似規(guī)律，而在較物源區(qū)相對(duì)較近的牛場(chǎng)、坪上勘察分區(qū)，其灰分產(chǎn)率較其它地區(qū)略高。

C6煤層沉積后，研究區(qū)沉積環(huán)境開(kāi)始向沖積平原過(guò)渡，在其上的泛濫盆地沉積物上發(fā)育沼澤相，隨著植物的生長(zhǎng)堆積，形成泥炭沼澤相，沉積了薄至厚層的C5（局部分叉為C5c、C5b、C5a）煤層，其厚度較穩(wěn)定，在區(qū)內(nèi)全區(qū)可采。此時(shí)，相對(duì)緩慢的沉積環(huán)境及短暫的海侵作用的停止，為C5煤層的沉積提供了良好的場(chǎng)所。外源碎屑物的充分供給為煤儲(chǔ)層的沉積奠定良好物質(zhì)基礎(chǔ)的同時(shí)，也導(dǎo)致了煤儲(chǔ)層中灰分產(chǎn)率的增高。C5煤層的沉積受沉積環(huán)境控制明顯，古構(gòu)造對(duì)煤儲(chǔ)層的分布控制作用較弱，其灰分產(chǎn)率在空間的展布受儲(chǔ)層分布控制較為明顯。

C5煤層沉積之后，海侵作用開(kāi)始繼續(xù)向西推進(jìn)，沉積環(huán)境主要為潮坪相，沉積物含少量動(dòng)物化石及碎片化石，具蟲(chóng)跡。潮下為泥巖、砂質(zhì)泥巖，潮間為砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，潮上為沼澤相粘土巖、泥炭沼澤相炭質(zhì)泥巖及煤層，沉積了C4-C1煤層。由于海侵作用的持續(xù)發(fā)生，導(dǎo)致晚二疊世上部成煤環(huán)境普遍較差，多形成薄煤層，僅在晚二疊世晚期形成大部可采煤層的C1煤層。受海侵作用和陸源碎屑物的持續(xù)補(bǔ)充共同作用，C1煤層灰分產(chǎn)率較C5煤層有所降低，與C6煤層相當(dāng)。

4　結(jié)論

綜上所述，勘查區(qū)晚二疊世早期是一個(gè)曲流河沖積形成的三角洲潮下環(huán)境（陸源碎屑泥砂坪），由于河流來(lái)回游蕩，不利于煤層的沉積，故龍?zhí)督M下段（P2l1）僅有炭質(zhì)泥巖及煤線的沉積。晚二疊世晚期，本區(qū)發(fā)生海侵沉積體系由東南向西北方向逐漸遷移，產(chǎn)生對(duì)成煤有利的濱岸潮坪環(huán)境，沉積了C5、C6等可采煤層，煤層層位逐步抬高，直到晚二疊世長(zhǎng)興組頂部C1煤層后，成煤的沉積環(huán)境才終止。

成煤環(huán)境對(duì)煤層的控制一方面影響了煤儲(chǔ)層在空間的展布規(guī)律，另一方面則控制了煤儲(chǔ)層的厚度。在晚二疊世初期，海水的逐漸退去為成煤創(chuàng)造了良好的條件，但受限于較小的沉降速度，煤層厚度普遍較薄，多發(fā)于極薄的不可采煤層和局部可采的薄煤層，厚煤層普遍不發(fā)育。C5煤層沉積時(shí)期，沉積環(huán)境以海陸過(guò)渡相為主，且具有穩(wěn)定的外源碎屑物的補(bǔ)充，為成煤奠定了極好的物質(zhì)和環(huán)境基礎(chǔ)，此時(shí)形成的煤層普遍較厚，具有較高的開(kāi)采價(jià)值。C5煤層沉積之后，由于地層的緩慢穩(wěn)定下降，海水開(kāi)始不斷地由東南方向向西北方向入侵，外來(lái)碎屑物質(zhì)被分散。河流作用頻繁更替，始終無(wú)法形成穩(wěn)定的成煤環(huán)境，導(dǎo)致晚二疊世上部煤儲(chǔ)層厚度普遍較薄，且可采范圍小，直至晚二疊世末期海侵作用的停止才形成了具有一定開(kāi)采價(jià)值的薄-中厚煤層。

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P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-392-2