遵義地區(qū)晚二疊世含煤巖系特征及聚煤規(guī)律探討

鄒啟松 范波 駱紅星

摘要：貴州沉積地層發(fā)育齊全，自新元古界到第四系均有出露，地層當(dāng)中含有多種不同類型的生物化石，是我國研究沉積地層與古生物化石的重要區(qū)域，尤其在晚二疊世含煤地層分布非常廣闊，陸相至海向的沉積相分布非常規(guī)律，為聚煤提供出了非常有利的地下沉積環(huán)境，同時也慢慢發(fā)展成為我國西南地區(qū)非常重要的成煤地區(qū)。本文針對遵義地區(qū)晚二疊世含煤巖系的具體特征以及聚煤規(guī)律進行了深入分析和探索，結(jié)合當(dāng)?shù)貐^(qū)域的地質(zhì)條件構(gòu)造情況，對煤礦資源的整體分布狀態(tài)進行研究，為后續(xù)煤礦資源開發(fā)工作打下良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：含煤地層；沉積環(huán)境；聚煤規(guī)律；晚二疊世

遵義地區(qū)煤炭資源的儲存量非常豐富，素有“西南煤海”之稱，該地區(qū)的年煤炭開發(fā)總量位于世界前列。相關(guān)工作人員對遵義地區(qū)煤炭和煤層氣資源開發(fā)，以及相關(guān)的地質(zhì)條件進行了大量工作分析研究，并且獲取了很多豐富的研究工作成果。現(xiàn)階段，遵義地區(qū)作為貴州省煤炭資源比較豐富的地區(qū)之一，在實際的勘查工作以及相關(guān)研究工作上卻相對較小，對此在新一輪的遵義地區(qū)煤炭資源潛力預(yù)測和評價工作過程中，針對遵義地區(qū)晚二疊世還沒延續(xù)的地層特征進行了深入分析和研究，并且對地表以下的沉積環(huán)境，以及聚煤規(guī)律等進行深入研究，為后續(xù)的煤炭資源全面開發(fā)提供必要的參考和借鑒，推動我國煤礦開發(fā)產(chǎn)業(yè)不斷朝著世界領(lǐng)先行列上發(fā)展。

1.研究區(qū)大地構(gòu)造背景

遵義地區(qū)處于揚子陸塊區(qū)一級構(gòu)造單元和上揚子陸塊二級構(gòu)造單元，三級大地構(gòu)造單元主要分為一盆三帶，即：川中中生代前陸盆地（Ⅲ2）、鄂渝湘黔前陸褶斷帶（Ⅲ3）、江南加里東造山帶（Ⅲ4）和南盤江—右江印支造山帶（Ⅲ5）。四級構(gòu)造單元及其構(gòu)造變形區(qū)的劃分詳見表1

2.研究區(qū)晚二疊世含煤地層特征

遵義地區(qū)含煤地層主要為遵義煤田東部上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）和銅仁煤田西部吳家坪組（P3w），為海相沉積，其中以龍?zhí)督M（P3l）含煤最好，吳家坪組（P3w）次之。遵義地區(qū)含煤地層厚度變化較大，由西北至東南逐漸變厚（圖1）。

2.1研究區(qū)上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）

龍?zhí)督M含煤地層分布范圍東起于獅溪、太白、旺草、蝦子、團溪，西和南以遵義地區(qū)行政區(qū)劃邊界為界。厚100m～ 178m，南西厚，北東薄（圖1），習(xí)水南西部木擔(dān)壩較薄，沉積厚度不足100m，總體上呈北西向展布，主要由灰、黃灰褐灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖組成，夾灰?guī)r1層～7層，含煤1層～21層，可采以及局部可采煤層1層～5層；自西向東碎屑巖粒度逐漸變細(xì)，海相砂泥巖或灰?guī)r夾層增多和變厚，煤厚減少，由典型海陸交互相和近海相沉積過渡。整體上，含煤總厚2.07m～10.14m，含煤系數(shù)為1.7%～5.4%，由中南部向西北、東北、東部方向逐漸變薄。煤層多為薄煤層，少數(shù)為中至厚層，以中等結(jié)構(gòu)為主，局部結(jié)構(gòu)簡單。可采以及局部可采煤層1～5層（圖2）。

2.2研究區(qū)上二疊統(tǒng)吳家坪組（P3w）

遵義地區(qū)上二疊統(tǒng)吳家坪組（P3w）地層?xùn)|至銅仁地區(qū)與遵義地區(qū)行政區(qū)劃界限，西至龍?zhí)督M地層分布邊界。厚70m～285m，東南厚，北西薄，變化較大（圖1）。巖性主要為淺灰色、灰色及深灰色中厚狀灰?guī)r、燧石灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r組成，底部一般為泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粘土巖夾煤層。自西向東灰?guī)r含量增多，泥巖逐漸減少。與下伏茅口組呈平行不整合接觸，與上覆長興組地層連續(xù)沉積，皆為灰?guī)r、燧石灰?guī)r、具體分層界限難于劃分。

煤層主要產(chǎn)于吳家坪組下段，吳家坪組上段幾乎不含煤，僅在茶林堡、綏陽一帶含少量薄煤線。含煤1層～8層，一般1層～4層，以遵義縣朝陽煤礦含煤層最多達(dá)8層。煤層總厚0.10m～3.06m，含煤系數(shù)為0.26%～1.33%（遵義縣朝陽煤礦）。主要可采煤層一般有1層，遵義縣朝陽煤礦、正安縣茶林堡煤礦有2層，一般編號為C1、M1，產(chǎn)于吳家坪組底部，層位較穩(wěn)定，下距茅口組灰?guī)r1m～5m，煤層厚0.05m～ 2.5m、平均厚0.91m，為薄煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡單，偶夾0.05m～ 0.10m厚的炭質(zhì)泥巖夾矸。

3.研究區(qū)上二疊統(tǒng)聚煤區(qū)構(gòu)造特征及其演化

3.1構(gòu)造特征

遵義地區(qū)上二疊統(tǒng)位于陸塊四川中生代前陸盆地東南部，占據(jù)了貴州省大部分的地表面積，是貴州省煤炭資源分布的主要區(qū)域。該聚煤區(qū)是最早通過前寒武紀(jì)地質(zhì)條件所構(gòu)成的剛性基底，該部分作為新元古生代地層結(jié)構(gòu)，主要表現(xiàn)特征為：上元古界主要是以碎屑巖體條件為主，晚三疊世早期地質(zhì)條件當(dāng)中包含大量的碳酸鹽地層結(jié)構(gòu)。燕山期造山影響程度相對較大，在構(gòu)造在變形發(fā)展過程中最大的歷史條件表現(xiàn)特點為發(fā)育地帶為侏羅山式褶皺。該褶皺帶地層條件從新元古代至中生界，各區(qū)域地層發(fā)育條件有著明顯的差異性。貴州省的北半?yún)^(qū)域最早古生代以延續(xù)條件為主，南部和西部結(jié)構(gòu)主要以上古生界和三疊系為主[1]。

3.2構(gòu)造演化

遵義地區(qū)地質(zhì)條件處于路內(nèi)擠壓凹陷發(fā)展背景，白堊紀(jì)晚期處于生長發(fā)育狀態(tài)在地殼結(jié)構(gòu)相互擠壓作用背景下，晚三疊世晚期遵義地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)全面上升為陸地結(jié)構(gòu)，以此結(jié)束了遵義地區(qū)陸相夾層和地層段含煤的發(fā)展歷史，并且慢慢演變成為陸相沉積發(fā)展到新階段。新生代時期由于受到喜馬拉雅以及新構(gòu)造地殼運動所產(chǎn)生的影響，遵義地區(qū)地質(zhì)板塊活動處于隆起上升階段，垂直運動特征反應(yīng)更加明顯，主要形成有山間內(nèi)陸盆地除了赤水習(xí)水地區(qū)白堊紀(jì)作為大型的內(nèi)陸盆地，其他基本是以山間小盆地分布條件為主，在整個地質(zhì)條件分布范圍上相對比較有限[4]。早古生代末期加里東路路碰撞造山作用形成了統(tǒng)一的華南板塊結(jié)構(gòu)，貴州即位于該板塊的上揚子陸塊結(jié)構(gòu)區(qū)域。自晚古生代開始，該板塊進入到了黨內(nèi)發(fā)展和演變時期，根據(jù)地質(zhì)條件演變發(fā)展過程，可以將其分為裂前隆起、地殼拉伸變薄以及斷裂呈現(xiàn)等幾個重要的發(fā)展階段，如表3所示：

4.研究區(qū)晚二疊世聚煤規(guī)律探討

4.1控煤因素分析

4.1.1古地理因素

研究區(qū)晚二疊世聚煤環(huán)境以三角洲平原環(huán)境聚煤最好，其次為瀉湖—潮坪環(huán)境，碳酸鹽臺地最差。研究區(qū)在龍?zhí)对缙诨緸楹Ｇ制冢猿逼骸獮a湖沉積體系為主，三角洲體系和碳酸鹽臺地體系基本不發(fā)育；龍?zhí)锻砥诨咎幱诤Ｍ似冢侵蕹练e體系在研究區(qū)廣大地區(qū)發(fā)育，瀉湖—潮坪體系相應(yīng)的向東遷移，僅研究區(qū)東部局部地區(qū)發(fā)育碳酸鹽臺地，三角洲向陸收縮，相應(yīng)碳酸鹽臺地亦向陸延伸（劉志臣等，2018）。

總體上，研究區(qū)晚二疊世聚煤作用整體以由東向西超覆式海進成煤為主，海退型成煤次之，富煤帶的縱橫遷移，受控于海水進退下的古地理環(huán)境的時空變化，海平面升降致使泥炭堆集的可容空間變化是煤層在垂向?qū)有虻貙痈窦苤械木奂?guī)律的主控因素。

4.1.2古構(gòu)造因素

研究區(qū)含煤地層受到多期構(gòu)造的影響，如先后經(jīng)歷了印支、燕山和喜馬拉雅三次構(gòu)造運動，其中，印支運動使右江盆地形成復(fù)雜的褶皺，北部主要為NE向展布的等勢式褶皺，軸線均呈“S”形延伸，組合后構(gòu)成一個向南東凸出的弧狀整體，南部主要為短軸式褶皺，走向NE或NNE，東部為南北向隔槽式褶皺，破壞了該區(qū)域的煤層。在喜馬拉雅運動的作用下，區(qū)內(nèi)的構(gòu)造運動形式主要為斷裂，同樣會影響控煤情況。在這些構(gòu)造運動中，燕山運動的作用最強，致使研究區(qū)含煤地層普遍發(fā)育褶皺構(gòu)造，其方向和形態(tài)對煤層的保存程度和賦存狀態(tài)進行了較好的控制，背斜常被走向斷層所破壞，向背斜內(nèi)的煤礦資源也會受到一定破壞。

4.1.3古氣候和古植物

自早二疊世晚期起，全球氣候普遍變暖，并且持續(xù)到中生代，導(dǎo)致我國氣候區(qū)域分界線出現(xiàn)變化并遷移。在二疊紀(jì)期間，華南地區(qū)的氣候變得越來越潮濕，這種潮濕氣候促使陸生高等植物群落迅速生長和繁殖，能夠為優(yōu)質(zhì)煤層的構(gòu)成奠定較好的物質(zhì)來源基礎(chǔ)。

4.2研究區(qū)聚煤規(guī)律分析

針對遵義地區(qū)的聚煤規(guī)律分析，主要聚煤因素為二疊紀(jì)龍?zhí)督M（吳家坪組）處在溫暖潮濕氣候區(qū)（揚子臺地南緣）、沉積環(huán)境為瀉湖、潮坪、臺地相沉積。這種環(huán)境為煤層提供較好的物質(zhì)來源基礎(chǔ)。龍?zhí)镀诿合翟谌A南各地均有存在，其中揚子臺地南緣植物大量發(fā)育，煤層發(fā)育良好。區(qū)域構(gòu)造地處揚子準(zhǔn)地臺黔北臺隆位置，在遵義斷拱畢節(jié)北北東向地區(qū)，位于構(gòu)造變形位置東面的寬展長軸狀雁形，具體排列為褶皺構(gòu)造和與之相伴的張性及壓扭性斷裂構(gòu)造。貴州省內(nèi)的構(gòu)造運動中，燕山斷裂構(gòu)造的發(fā)育最強，所以二疊系含煤地層普遍發(fā)育褶皺構(gòu)造，為后期控煤構(gòu)造的輪廓發(fā)展，奠定了良好的基礎(chǔ)，并在方向和形態(tài)上對煤層的保存程度和賦存狀態(tài)進行了較好的控制。背斜常被走向斷層所破壞，向背斜內(nèi)的煤礦資源也會受到一定破壞。

5.結(jié)論

5.1遵義地區(qū)位于貴州省北部揚子陸塊南部被動邊緣褶沖帶上的畢節(jié)弧形構(gòu)造區(qū)、織金寬緩褶皺區(qū)和鳳岡南北向褶斷區(qū)（Ⅳ級），含煤地層主要有上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M和吳家坪組。龍?zhí)督M地層厚100m～178m，南西厚，北東薄，總體上呈北西向展布。含煤1層～21層，可采以及局部可采煤層1層～5層；自西向東碎屑巖粒度逐漸變細(xì)，海相砂泥巖或灰?guī)r夾層增多和變厚，煤厚減少，由海陸交互相和近海相沉積過渡。整體上，含煤總厚2.07m～10.14m，含煤系數(shù)為1.7%～5.4%，由中南部向西北、東北、東部方向逐漸變薄。煤層多為薄煤層，少數(shù)為中至厚層，以中等結(jié)構(gòu)為主，局部結(jié)構(gòu)簡單。吳家坪組地層厚70m～285m，東南厚，北西薄，變化較大。煤層主要產(chǎn)于吳家坪組下部，一般含煤1層～4層，煤層總厚0.10m～3.06m，含煤系數(shù)為0.26%～1.33%。主要可采煤層一般有1層，產(chǎn)于吳家坪組底部，層位較穩(wěn)定，下距茅口組灰?guī)r1m～5m，煤層厚0.05m～2.5m、平均厚0.91m，為薄煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡單，偶夾0.05m～0.10m厚的炭質(zhì)泥巖夾矸。

5.2遵義地區(qū)晚二疊世含煤地層主要位于海陸交互相過渡區(qū)和海相區(qū)，受沉積環(huán)境控制，澙湖—潮坪環(huán)境聚煤作用最好，碳酸鹽臺地最差。聚煤作用整體以由東向西超覆式海進成煤為主，海退型成煤次之。

參考文獻(xiàn)：

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