Greater Sakoa煤田含煤區域分布特征及成因分析

李 娜，張麗維，李小娟

(1.海南省交通規劃勘察設計研究院，海南 海口 570206；2.陜西煤田地質勘查研究院有限公司，陜西 西安 710054)

0 引言

Greater Sakoa煤田位于馬達加斯加西南部的Morondava盆地中，是該國目前工作程度較高、規模最大的煤田[1-3]。其中Sakoa煤礦位于Tulara省Toliara市南190 km，距國家7號公路120 km。勘查權由泰國PAMM公司擁有。2012年由PAMM公司委托香港卓通礦業有限公司和西安地質礦產勘查開發院進行勘查。

1 區域地質及含煤區域分布

1.1 區域地質

馬達加斯加是白堊紀時期由Gondwanaland古陸裂解而成，屬非洲克拉通的一部分[4]。島內東部2/3面積主要出露前寒武紀結晶基底，由前寒武紀構造—巖漿—變質雜巖組成，西部1/3面積則被顯生宙巖漿巖和沉積巖所覆蓋，主要由晚古生代—中生代泥砂質碎屑巖—碳酸鹽巖和中新生代火山—沉積巖系組成。

Morondava盆地位于馬達加斯加西南部印度洋沿岸，為二疊紀時期，在前寒武紀結晶基底的地壘和地塹上沉積，且由南部的Befandriana-Andrianopasy和北部的Ranotsana基底斷裂分隔，形成的南北延伸約400 km的區域。盆地中沉積了馬達加斯加Karoo超群，有短期海侵，沉積厚度9 000～11 000 m。

該盆地以海陸交互—陸相泥砂質碎屑巖—碳酸鹽巖沉積建造為主，主要出露晚石炭世—早白堊世Karoo超群，由下至上包括晚石炭—晚二疊世Sakoa組、晚二疊—中三疊世Sakamena組和晚三疊—早白堊世Isalo組，如圖1所示。

圖1 馬達加斯加區域地質圖

上石炭統—中二疊統Sakoa組：冰川沉積之上的一套陸相硅質碎屑巖含煤沉積。上部由混積巖、礫巖、砂巖、砂泥巖互層、泥巖及煤層的含煤巖系組成，底部為石灰巖，是馬達加斯加重要的煤系地層。

上二疊統—中三疊統Sakamena組：陸相—海陸交互相碎屑巖沉積。Sakamena組覆蓋在Sakoa組之上，二者呈不整合接觸。Sakamena組代表著稍晚的裂谷階段，其下部主要為陸相砂巖、泥巖，其上由于海侵作用，覆蓋了一套礫巖單元。

上三疊統—中侏羅統Isalo組：陸相—海陸交互相碎屑巖沉積。下部及中部主要為陸相白色或灰色長石砂巖、紅層礫巖和砂巖，下部常有交錯紋理及雜色頁巖透鏡體，中部含硅化木化石，上部為海陸交互相砂巖、頁巖及灰巖。

盆地內未發現火成巖出露。

1.2 含煤區域分布特征

含煤區塊：Greater Sakoa煤田位于Morondava盆地的西南部，區內地質情況較為復雜，斷層分布廣泛，地層傾角較大，煤層變化明顯。全區分為5個區塊，由北向南依次為：Vohibory區塊(VOHIBORY WEST-BLOCK A)、Adembly區塊(ANDEMBY-BLOCK B)、Sakoa區塊(BLOCK C-NORTH SAKOA-BLOCK D-SAKOA-SOUTH SAKOA)、Sakamena區塊(BLOCK E-SAKAMENA NORTH-BLOCK F-SAKAMENA CENTRAL-SAKAMENA SOUTH)、Beroy區塊(BLOCK I)。其中Vohibory、Adembly、Sakoa連片，具有類似的煤層特征。但Vohibory區塊與Adembly區塊之間由一條斷層隔開，Adembly區塊與Sakoa區塊之間亦由一條斷層隔開。西南部的Sakamena與南部的Beroy都獨立成塊，具有各自的煤層特征。全區煤層呈條帶狀分布，延伸約90 km，走向為北北東到南南西，傾向為北西西，傾角為20°～30°。而另外一區域BEOMBY(BLOCK G)-VOHIPOTSY NORTH EAST-BLOCK H-VOHIPOTSY NORTH WEST則由于含煤性較差，不具備商業價值如圖2所示。

圖2 煤田地質與位置圖

煤層對比與編號：本區含煤地層為二疊紀Sakoa組，共賦存煤層13層，平均10層，具有對比意義的為8層，按照《煤、泥炭地質勘查規范》DZ/T0215—2002，對馬達加斯加Greater Sakoa煤田各階段的勘查地質資料進行整理、分析后重新對比編號。對本區所有鉆孔與煤質資料逐一比對，按照測試成果，把灰分>50%的層位剔除，視為夾矸。3煤組(只有3#煤層)見煤鉆孔較少，全區僅2個可采點，為不可采煤層，故煤層編號不變。4煤組與5煤組具有相同情況，故合并對比編號原則一致。以5煤組為例，合并原則為：在同一煤組內，若夾矸厚度≤0.8 m，則將上下煤層合并成一層煤。合并后進行煤層對比與編號：按照煤層自身特征法，利用煤層賦存的層位、厚度及結構等自身特征逐孔追索進行煤層對比。5煤組含有一層全區可采煤層，煤層分布穩定，結構較簡單，一般厚度2 m以上，故視為對比的基礎煤層，即原始資料中的區塊Vohibory、Adembly、Sakoa、Sakamena中的5B或者5#煤層或者5B與5C合并后的煤層，Beroy區塊中的S5UA或者S5UB與S5UA合并后的煤層，本次統一編號為5#煤層；5#煤層上部有一層局部可采煤層，厚度一般2m左右，即原始資料中的區塊Vohibory、Adembly、Sakoa、Sakamena中的5C煤層，Beroy區塊中的S5UB，本次沿用編號5C，為5C煤層；5#煤層下部伴隨一層薄煤層，即原始資料中的區塊Vohibory、Adembly、Sakoa、Sakamena中的5A煤層，Beroy區塊中缺失此層，故本次命名保持不變，為5A煤層；5煤組頂部含有一層薄煤層，即原始資料中的區塊Vohibory、Adembly、Sakoa、Sakamena中的5D煤層，Beroy區塊中缺失此層，故本次命名保持不變，為5D煤層。6煤組由于復雜程度較大，為了保持全區對比的可靠性，煤層不合并(個別鉆孔出現6E煤層，合并到6D煤層)，煤層編號沿用原始資料編號，即6A、6B、6C、6D。煤層對比結果詳見表1。

表1 煤層對比表

煤層平面展布特征：以主采煤層4、煤層5為例，論述其平面展布特征。4#煤層：位于二疊紀Sakoa組底部，基本全區可采，煤層結構簡單，一般不含夾矸，少數鉆孔含夾矸1～2層，煤層厚度0.10～7.46 m，一般厚度為2 m左右。Vohibory區塊：整體趨勢為北部薄，且在斷層附近出現大面積剝蝕，南部略厚，南部中間最厚，個別地方有小面積剝蝕。Adembly區塊：整體為中部厚，往南逐漸變薄至大面積不可采，且出現大面積剝蝕。Sakoa區塊：整體為北部薄，從中部至南部逐漸變厚。但在本區塊中部，少數鉆孔由于灰分大于50%而呈現無煤狀態，故認為此區域非剝蝕區，而是煤層尖滅區。

Sakamena區塊：可采范圍主要集中在中部，被一條不可采區分割，從中間向南北邊部變薄，煤層厚度變化明顯。

Beroy區塊：煤層較厚，但連片性較差，被無煤帶和剝蝕帶分割，區內斷層分布廣泛，使煤層厚度變化明顯。

5#煤層：位于二疊紀Sakoa組中部，基本全區可采，煤層結構較簡單，一般含夾矸2～4層，煤層厚度0.10～11.87 m，一般厚度為5 m左右。

Vohibory區塊：整體趨勢由北向南逐漸變厚，在北邊緣，出現大面積的剝蝕區，南部個別鉆孔出現剝蝕，煤層連續性好。Adembly區塊與Sakoa區塊連成一片。Adembly區塊北邊緣，由于剝蝕導致出現無煤孔，而在Adembly區塊內部和Sakoa區塊內部，則出現因灰分大于50%的無煤孔，故認為此區域非剝蝕區，而是煤層尖滅區。Sakamena區塊：可采范圍主要集中在中部，從中間向南北邊部變薄。

Beroy區塊：煤層分布面積較大，但可采范圍較小，且連片性較差，區內斷層分布廣泛，使煤層厚度變化明顯。而最下面的3煤屬于薄煤層，零星可見；最上面的6煤大都分岔，且在某些區域被侵蝕，其上含有一層炭質泥巖，故6煤不好辨識。

2 成因分析

2.1 沉積環境

Greater Sakoa煤田的煤層與非洲南部的煤層相似，同屬于二疊紀的Karoo超群，是在早二疊紀冰川侵蝕火成巖和變質巖基底上沉積發育的，故基底的構造形態決定了煤系地層的沉積環境。

因Gondwanaland古陸的分裂造成了晚中生代裂谷構造，產生了大量與裂谷方向平行的斷層，走向為北北東到南南西，在基底起伏的沉積環境下，Greater Sakoa煤田主要區域發育了多個獨立的成煤沼澤，它們各自沉積，形成了不同條帶區域的煤層，各煤層存在一定規模的透鏡體[5-6]。如Sakamena區域，Sakoa及其以東區域，兩片含煤區域的煤層結構差異較大，分屬2個不同的成煤沼澤，其間的無煤帶廣泛發育。

2.2 構造運動

Morondava盆地東部邊界有一斷層帶，活躍于Sakoa組沉積期間及沉積之后，在二疊紀時期因受擠壓形成的斷層在白堊紀時代發生了抬升。

構造運動對煤層的影響主要為：①基底抬高導致無煤層沉積—Sakamena區塊南部、Beroy區塊及Vohibory區塊東部和大部分地區，由于基底抬高，紅土層直接覆蓋在基底上，主要含煤段在此未能沉積[7-9]；②斷層處，基底抬高，煤層被剝蝕變薄—沿著Sakamena地區長斷裂的走向，基底抬高，導致含煤地層沉積序列上較低的地層被剝蝕。煤層一般為若干薄煤層，幾乎未達到可采厚度，不可采。而在Sakamena的南部，也是由于含煤地層上部被剝蝕，使該地層與上覆地層呈不整合接觸；③走滑斷層使含煤區被割裂—在Greater Sakoa煤田東南部，含煤地層地下露頭南北延伸大約100 km，橫切的走滑斷層造成煤田區塊水平位移，其中最大的Beroy-Vohipotsy-Beomby就是從Sakamena和Sakoa塊段中分割出來的。

2.3 古侵蝕作用

Sakamena組覆蓋在Sakoa組之上，沉積時受構造運動影響，兩組之間呈不整合接觸。在Sakamena南部和Beroy區域，由于受post-Sakoa組的古侵蝕作用，Sakoa組上部煤層被侵蝕，甚至出現在Sakamena組的沉積過程中，使原來的煤層變薄變差。

3 結語

通過對以往各階段的地質資料的研究，按照《煤、泥炭地質勘查規范》DZ/T0215—2002，重新對比煤層。再以主采煤層4、煤層5為例，分別闡述了5個區塊煤層展布特征，而這一特征主要受沉積環境、構造運動及古侵蝕作用的影響，即由于基底斷裂帶的影響，該煤田形成了多個獨立的成煤沼澤，使含煤區不連續分布；構造運動使基底抬高，造成煤層未能沉積及后期的剝蝕，同時在煤層沉積時期和沉積以后，受走滑斷層影響，含煤區域被割裂，亦形成了煤層不連續分布；古侵蝕作用使有些煤層被沖刷而變薄變差。綜上，Greater Sakoa煤田的煤層展布特征及成因分析，可為本區進一步勘探和生產提供一定的參考。