貴州水城縣蟠龍鄉長銀煤礦礦床地質及成因分析

謝曉勇 魏聲鵬 李定文

（貴州省有色金屬和核工業地質勘查局五總隊）

貴州素有“江南煤海”之稱，貴州西部的水城地區又是煤海中的煤海［1］。長銀煤礦位于貴州省水城縣東南部的蟠龍鄉。自1965年以來，多家單位在該區開展了大量的地質勘探工作，目前已圈定煤的保有資源儲量共6 234萬t，煤層氣潛在資源儲量為

3.643億m3。該礦床在區域上具有典型的代表性。煤層出露于二疊系龍潭組地層中，地層可分為3段，每段地層中的層厚、煤層發育情況均不一樣。這對其形成環境及形成過程具有重要的指示意義。據此，本研究通過對長銀煤礦的地質特征進行總結分析，初步探究該礦床的成因。

1 區域地質背景

自中晚元古代以來，貴州地區可劃分為揚子陸塊和華南褶皺系2個一級構造單元。黔北隆起、黔南坳陷、川南盆緣坳陷、雪峰褶皺帶、右江褶皺帶等5個二級構造單元［2］（圖1（a））。礦區處于揚子準地臺黔北臺隆六盤水斷陷威寧北西向構造變形區內，區域褶皺和斷裂發育（圖1（b））。主要褶皺有三丈水背斜、盤龍向斜、小河邊向斜、土地埡向斜、大河邊向斜以及中營向斜。斷裂主要有水城斷裂帶。礦區范圍所在區域構造位置處于三丈水背斜北段西翼，地層倒轉，產狀陡立。區域出露地層主要為石炭系、二疊系，其巖石組合以碳酸鹽巖為主，其次為碎屑巖沉積建造，中二疊統峨眉山玄武巖組則為一套大陸溢流拉斑玄武巖，上部為淺灰綠色黏土質凝灰巖，其下以深灰、灰黑色塊狀玄武巖為主。

晚二疊世是水城地區重要的成煤時期，期間，揚子地塊呈西高東低、西陸東海的格局［3］。此外，西部地區斷裂構造活動廣泛，大量玄武巖漿發生噴溢，聚煤盆地基底得到顯著的填平補齊［4］。聚煤沉積盆地基底通常存在著古斷裂，這恰好對聚煤盆地有著較為明顯的控制作用。因此，由于區內紫云—班都、師宗—貴陽斷裂影響，水城地區的含煤地層主要為海陸交互相沉積［5］。龍潭早期玄武巖漿停止噴溢，西部地區開始接受沉積。龍潭晚期，區內構造活動逐步趨于平穩，聚煤盆地性質漸變為坳陷型。而且雨水較多，河流搬運顯著增強。從而，三角洲廣泛發育，物源（碎屑）供應充足，是十分理想的聚煤場所［6］。

2 礦區地質特征

2.1 地層巖性

礦區內主要出露二疊系、三疊系地層（圖1（c）），局部有第四系覆蓋。自東向西地層由老到新分布，因受地質構造活動影響，礦區內F6斷層以東地層均發生倒轉。第四系不整合覆于以上各地層上。

（1）二疊系中統茅口組（P2m）為灰、淺灰色灰巖、白云質灰巖，質地較純，堅硬，厚至中厚層狀，含塊狀燧石，中、下部夾有厚層狀、層理不清的結晶質灰巖，產蜓科化石。地層主要出露于區內東部至邊界外，呈帶狀，近南北向展布。

（2）二疊系上統峨嵋山玄武巖組（P3β）上部主要為灰綠色、深灰色拉斑玄武巖，隱晶質結構玄武巖，下部主要為深灰黑色塊狀拉斑玄武巖及少量玄武質熔巖集塊巖，玄武質凝灰熔巖。地層于區內中部大面積出露，呈帶狀，近南北向展布，與下伏茅口組（P2m）地層為平行不整合接觸關系。

（3）二疊系上統龍潭組（P3l）為含煤地層，由灰—深灰色泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、粉砂巖、泥巖、泥質灰巖、灰巖和煤層組成。產蕨類植物化石及少量腕足類動物化石。地層于區內中部大面積出露，呈帶狀，近南北向展布。

（4）二疊系上統長興組（P3c）主要出露于區內北部，F4斷層至礦區南部，地表第四系覆蓋較深，未出露，為灰色、深灰色中厚層狀至厚層狀細晶至中晶石灰巖，塊狀構造。

（5）三疊系下統飛仙關組（T1f）主要出露于區內礦界西部。巖性為灰褐、黃褐、灰綠、灰、紫灰、灰紫色薄—中厚層粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖夾薄層灰巖、泥灰巖。具波狀層理、交錯層理，含瓣鰓類及腕足類化石。

（6）三疊系下統永寧鎮組（T1yn）出露于測區西部，主要為淺灰薄至中厚層狀泥晶灰巖，淡綠、淺色中厚層狀白云巖、白云質灰巖、泥質灰巖、夾薄層灰綠色粉砂巖及泥巖。

（7）第四系（Q）為殘坡積層，由灰巖、泥頁巖、砂巖、玄武巖的風化產物組成，其中混雜有上述巖石碎塊，另有大范圍的灰巖、玄武巖崩塌、滑坡堆積物，主要分布在龍潭組地層的緩坡處。

2.2 構造

礦區位于三丈水背斜北段西翼，F6斷層為界以東，為一向東傾斜的單斜構造，由T1y～P2m地層構成，地層走向北北東，傾向為東偏北，傾角為75°～85°，平均為80°，礦區范圍內地層均發生倒轉；F6斷層為界以西為一向西傾斜的單斜構造，由T2g～T1f地層構成，地層走向北北東，傾向西偏南。礦區范圍內及附近主要有南北向斷層1條，北西向斷層1條，東西向斷層2條（表1）。其次礦區內還發育有斷距小于5 m的多條斷裂，可采煤層主要賦存于P3l中，總體上保存較好。

2.3 巖相古地理

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聚煤作用通常發生于沖積平原、三角洲平原、潮坪、瀉湖和碳酸鹽巖臺地等沉積環境［7-8］。但不同的沉積環境，其聚煤作用強度有所不同，由上三角洲平原到下三角洲平原、潮坪、瀉湖、障壁壩，再到碳酸鹽巖臺地具有減弱趨勢［9］。水城長銀煤礦位于揚子地塊西緣，二疊紀龍潭期，水城地區處于三角洲的沉積環境（圖2），利于煤礦形成。

3 含煤巖系地質特征

礦區含煤地層為二疊系龍潭組，一套海陸交互相含煤沉積地層。巖性由灰色、黃灰色、紫灰色或淺灰色薄層狀至中層狀細砂至粉砂巖、泥砂質巖石、炭質泥巖以及煤層組成，局部夾有薄層高嶺石泥巖。各巖性粒度在剖面上具有明顯的旋回特征。而在橫向上相變明顯，由北向南逐漸變厚；垂向上正粒序層理或逆粒序層理。地層厚289.60 m。產束羊齒、櫛羊齒等植物化石及似瓦崗貝等動物化石。主要出露于礦區中部，與下伏地層呈假整合接觸。含煤層11～43層，一般為25層，煤層平均總厚為21.50 m，含煤系數為8.00%，含可采煤層7層（C14、C15、C16、C17、C18、C19、C29），可采煤層總厚為15.58 m，可采煤率為5.80%。根據巖性，由下至上分為3段，具體分述如下：

第一段（P3l1）煤系底部至B3標志層頂，巖性以灰、淺灰色砂巖、鋁土巖為主，粉砂質泥巖及煤層。厚44.75～88.95 m，平均為67.58 m，含煤3～12層，一般為5層，含可采煤層1層。

第二段（P3l2）為B3標志層頂至B1標志層頂，由灰、淺灰色砂巖、細砂巖、粉砂巖，粉砂質泥巖及煤層組成。厚111.07～160.22 m，平均為139.07 m，為礦區主要含煤段。含煤8～15層，一般為10層，含可采煤層5層（C15、C16、C17、C18、C19）。

第三段（P3l3）為B1標志層頂至煤系頂部，巖性為局部含鐵質或泥質的粉砂巖、鈣質泥巖以及薄煤層（或煤線），夾薄層泥灰巖。厚39.75～115.69 m，平均為82.95 m。含煤2～7層，一般為3層，含零星可采點（C14）。該段煤層層位、厚度較穩定。動、植物化石種類多，有大羽羊齒、扇葉、蕉羊齒等。

4 礦床成因淺析

綜上所述，含煤巖系龍潭組地層的巖石組成、巖性粒度等均指示有多個旋回的沉積特征。據鉆孔資料顯示，礦區內的巖相在橫向上變化不大，垂向上交錯層理清晰，呈現出明顯的海進海退沉積旋回。對應的巖性旋回表現為由灰巖、砂巖、泥巖再到煤沉積多個旋回。整體上可分為3個旋回，第一旋回地層平均厚度為67.58 m，第二旋回地層平均厚度為139.07 m，第三旋回為82.95 m。指示為一個先海侵，然后海退的過程。龍潭期的地層主要呈瀉湖相、泥炭沼澤相、前三角洲相、三角洲前緣相及沼澤相等，而當時的水城屬于三角洲沉積地區［10］。此外，水城地區西臨康滇古陸，即離物源區較近，利于沉積。在這樣的背景下，有豐富的陸源碎屑補給。海侵時，海平面上升速率較大，且與泥炭堆積速率保持平衡，利于泥炭層堆積的可容納空間持續很長時間，從而形成較厚的煤層［1］。

5 結論與建議

綜上所述，長銀煤礦是形成于二疊紀龍潭期，三角洲相的先海侵再海退的沉積環境中，來自于康滇古陸的植物碎屑充足、穩定供應，泥炭持續堆積的結果。此外，本井田含煤地層厚，可采煤層多達7層以上，沿走向往南可采煤層厚度增厚，且厚度較穩定，煤炭資源儲量較豐富。據此建議，礦界以南5 km范圍內增強勘查。

致謝鐵永洪、魏聲鵬、楊林等項目組成員參與了本次野外調研工作，在此表示真誠感謝！