魏景春,魏 巍
(江西省煤田地質局一九五地質隊,江西 南昌 330200)
位于江西中部的豐城、高安、樟樹及上高等地是江西省主要煤產地之一,曾為江西的煤炭事業作出過重要貢獻。 對該區的研究工作一直被廣大地質工作者所重視。 筆者根據前人的工作及研究成果,以及本人在該區多年的工作經歷,對本區含煤地層沉積特征,談一點粗淺的認識。
本文所敘述的區域為江西中部的一部分地區,其范圍東起豐城市城區,西止上高泗溪至太陽圩一帶,北起錦江,南止樟樹。 東西長約70 km,南北寬約50 km。 所屬范圍大部分在豐城、高安及樟樹境內,部分跨入上高、新余等市縣。
二疊系上統樂平組是本區主要的含煤地層,在已探明儲量中樂平煤系的儲量占81%左右,它在江西省的煤炭資源中占有非常重要的地位。
樂平組地層在本區分布非常廣泛,共有4 個礦區屬樂平煤系:豐城礦區、新華~八景礦區、英崗嶺礦區,黃沙礦區;煤系地層出露遍布豐城、高安及樟樹、上高等縣市。
由于古構造和古地理環境的不同,該區的南部與北部的巖性、含煤性等均有較大的差異。 豐城礦區、新華~八景礦區、英崗嶺礦區屬南帶;而黃沙區屬北帶。 現分別介紹:
1)南帶:以豐城礦區最為標準,樂平組地層厚度570 m,從下而上分為官山段、老山段、獅子山段和王潘里段。
(1)官山段(P3l1):厚約150 m,下部為灰至暗灰色或淺灰綠色粉砂巖、粘土巖、泥巖,夾灰白色中細粒砂巖,可見植物化石碎片;中上部以灰白色中粗粒石英砂巖為主;上部多夾深灰色、暗灰色至微帶灰綠色的粉砂巖及泥巖,產脈羊齒、帶羊齒、蕉羊齒等植物化石。
本段厚度變化很大:豐城礦區厚150 m,峨嵋山礦區沉積缺失, 中林井田有的也只有幾米厚,到太陽圩胡家井田為59~110 m, 山北圩井田可達110~282 m。官山段與茅口組之間大部分地區為連續沉積,但局部地區存在沉積間斷,如峨嵋山礦區有一小古隆起,缺少官山段沉積,可以說明這一點。
官山段在豐城礦區僅為煤線,新華~八景礦區含煤,到山北圩井田含煤3 層,局部有可采煤層存在。 官山段厚度的變化無規律性,但含煤情況卻有從東南至西北,從無煤到有煤,到有可采煤層的規律。
(2)老山段(P3l2):豐城礦區厚240 m,從下至上,可分為三個亞段:老山下亞段、老山中亞段、老山上亞段。
a、老山下亞段(P3l21):厚90 m 左右,為樂平煤系的主要含煤段。 一般又可分為上、中、下三部分:下部從底界至B3煤層,巖性以深灰色粉砂巖,灰色、暗灰色粘土巖、泥巖(含鮞粒),夾薄層細砂巖,產植物化石;中部從B3煤層開始到B4煤層(太陽圩從B4到B6),以炭質泥巖、泥巖為主,B4與B3煤層一般距離8 m;上部由鈣質砂巖(生物碎屑灰巖)或鈣質泥巖、鈣質粉砂巖夾薄層灰巖、細砂巖、粉砂巖及泥巖組成。 鈣質泥巖、鈣質粉砂巖或灰巖為B4煤層以上的重要標志層,但標志層的層數有變化:如豐城礦區五層,峨嵋山、中林為三層,太陽圩、英崗嶺為二層。 產揚子長身貝等動物化石及大羽羊齒植物化石。
老山下亞段的厚度在各礦區都有差別,但從全區看,變化很有規律:由東往西,豐城兩極厚度69~123 m,峨嵋山0~128 m,中林33~111 m,胡家31~108 m。 上述資料說明該段地層厚度上限變化不大,下限除峨嵋山有缺失外,其它變化也不大,在31~84 m 之間。 因此,在大范圍內,南帶的老山下亞段厚度比較穩定。
全區煤層層數一般2~3 層, 少數可達4~5層,但大王山中部井田,主要可采煤層一般為一層,少數可達二層。 全區煤層的厚度變化也不大:豐城2.24 m,峨嵋山0.99 m,中林1.74 m,胡家井2.12 m;下老山亞段含煤系數:豐城3.1%,峨嵋山1.87%,中林2.74%,胡家井2%,變化也不大;但煤層的穩定性卻從東到西, 從南到北逐漸由穩定變到較穩定,直到不穩定;煤層結構以簡單結構為主,以無夾矸或一層夾矸占多數。
b、老山中亞段(P3l22):厚度80 m,巖性為一套深灰色至灰黑色薄層狀泥巖或粉砂質泥巖,以水平層理發育及菊石化石豐富為其顯著特點。
老山中亞段的厚度變化比較大: 由東往西,在豐城礦區比較穩定在80 m左右, 到峨嵋山0~142.42 m,平均48 m,中林10~65 m,平均39 m,而在太陽圩胡家井,其東部有75 m,向西相變成細砂巖、粉砂巖與泥巖,到山北圩井田為12~60 m,平均40 m 左右。
c、老山上亞段(P3l23):以深灰色粉砂巖夾細砂巖條帶為主,水平層理明顯,向西北逐漸以粉砂巖、砂巖為主,產少量菊石和腕足類化石。
老山段的中亞段與上亞段在各礦區厚度均有變化,但是中上亞段的總厚度變化卻不大,如在豐城為140 m,峨嵋山為108 m,中林為206 m,胡家井為142 m,山北圩為190 m。
(3)獅子山段(P3l3):厚36 m,巖性由灰白色石英細砂巖夾薄層粉砂巖為主,致密堅硬,偶見少量腕足類化石或少量植物化石碎片。 全區厚度變化不大,豐城12~48 m,峨嵋山6.6~26 m,中林3.9~30 m,胡家井26.9~40 m,山北圩10~40 m。
(4)王潘里段(P3l4):厚度90 m,巖性為灰至淺灰色,薄至中厚層狀細砂巖、中粒砂巖,深灰色薄層狀粉砂巖、泥巖、炭質泥巖、灰褐色粘土巖組成,含煤層數可達16 層。 頂部與長興灰巖接觸有1~2 層鐵質鈣質,細砂巖。 多含植物化石:如櫛羊齒、帶羊齒、貓眼鱗木,以及腕足類等動物化石。
本段地層厚度變化不大,豐城90 m,峨嵋山80 m,中林68 m,胡家井80 m,山北圩84 m。 但含煤層數、含煤性卻由東南往西北有規律的變化:豐城礦區共有16 層,3 層可采, 平均可采總厚2.07 m;峨嵋山共有7 層,無可采煤層;中林井有7~11 層,局部可采煤層2 層;胡家井共3 層,無可采煤層;山北圩共2 層,無可采煤層。
從東南往西北,煤層層數、可采性逐漸減少,變差。 需要指出的是峨嵋山礦區與上述規律不吻合,這可能是古構造和古地理環境的差異造成的。
2)北帶:
主要分布在黃沙區的蘭坊、黃沙、灰埠、花園等。 北帶的樂平組地層巖性、含煤情況、厚度均不同于南帶,現以黃沙勘探區為代表加以敘述。
黃沙勘探區:樂平組厚度最小12 m,最大438 m,一般168 m。 根據巖性組合從下至上可分為四段:洞子崗段、人山寺段、鐘鼓嶺段和枧溪段。
(1)洞子崗段(P3l1):厚0~120 m,一般60 m。
以淺灰、灰白、深灰略帶灰綠色的細、中粗粒砂巖和灰黑色粉砂巖為主,間夾粘土巖及泥巖,上部和底部有時夾極不穩定透鏡狀深灰色灰巖一至二層,含極不穩定煤層或炭質泥巖8 層。 有巖漿巖脈狀侵入,產羊齒植物化石。
(2)人山寺段(P3l2):厚0~25 m,一般13 m。
以黑色泥巖、深灰色灰巖、褐色粘土巖及黑色粉砂巖為主,夾二層極不穩定的煤層:B9、B10,沿B9有巖漿巖體侵入,產少量動植物化石。
(3)鐘鼓嶺段(P3l2):厚1.8~227 m,一般55 m。
灰至深灰色,細晶、隱晶質灰巖為主,有較多灰黑色粉砂巖薄層,偶夾灰黑色泥巖,下部局部微含炭質。 局部有大量遂石結核,并有少量黃鐵礦結核,產豐富的腕足類化石。
(4)枧溪段(P3l2):厚10~56 m,一般40 m。
以灰黑色粉砂質泥巖及鈣質粉砂質泥巖為主,夾少量薄層狀細砂巖,有較多的黃鐵礦晶體及黃鐵礦結核或透鏡體,產小個體腕足類化石、瓣鰓類、頭足類、菊石等化石。
1)南帶官山段以陸相為主的含煤地層,其下部也出現海相地層,如胡家井田的官山段下部夾透鏡狀灰巖一至二層(有二個鉆孔見到);北帶的洞子崗段也是以陸相為主的海陸交互相地層,也含多層薄煤層。 因此,北帶的洞子崗段相當于南帶的官山段,但地層厚度要薄一些。
2)南帶的老山下亞段為海陸交互含煤地層,北帶的人山寺段也屬海陸交互含煤地層。 因此,北帶的人山寺段相當于南帶的老山下亞段。 但南帶的老山下亞段比較厚,一般在31~128 m,而北帶僅為0.64~35 m,厚度小得多;含煤性南帶一般含煤3層左右,一層普遍可采,比較穩定,而北帶的人山寺段僅有二層極不穩定煤層, 其中一層局部可采,含煤性北帶不如南帶好。
3)南帶的老山中、上亞段為淺海相,中亞段海相泥巖、菊石、腕足類化石特別豐富,上亞段以粉砂巖為主,夾細砂巖條帶和線理,水平層理很清晰;北帶的鐘鼓嶺段、枧溪段也屬淺海相,鐘鼓嶺段的菊石、腕足類化石豐富,枧溪段為粉砂質泥巖夾細砂巖薄層和線理,水平層理清晰。 因此,北帶的鐘鼓嶺段、枧溪段相當于南帶的老山中、上亞段。
4)南帶的獅子山段和王潘里段地層,在北帶由于海侵方向是由西北向南東,因此,當北帶已是淺海環境時,南帶還是濱海、瀉湖、沼澤環境,所以北帶的長興組灰巖的底部應是相當于南帶的獅子山段和王潘里段時期的沉積物。
樂平煤系為江西省主要含煤地層之一,通過對區內樂平煤系的沉積特征和沉積環境進行分析研究,總結區內樂平煤系的分布狀況、賦存特征及變化規律,對后期的煤炭開發利用(煤層氣)有一定的指導意義。