云南省煤炭地质勘查院云南昆明市650218
摘要:通过对云南晚三叠聚煤期的沉积环境及聚煤规律的研究分析,结合湾河煤矿区的含煤地层岩性、岩相的组合特征,进一步分析湾河煤矿区的沉积环境及聚煤规律。
关键词:宁蒗县湾河煤矿区;沉积环境;聚煤规律;浅析
1区域地质背景
湾河煤矿区位于云南省宁蒗县战河乡境内,区域大地构造位于滨太平洋系与古特提斯构造系北北东构造的交接复合带。地处华坪复背斜西缘的次级褶皱构造——李子河背斜的北西翼,地处区域性推覆构造箐河断裂北西侧。区内自震旦纪以来,在漫长的地质年代里,经历了多次构造变动,褶皱断裂分布广泛,在不同时期形成不同方向、性质的构造形迹。
2区域沉积环境及聚煤规律
云南晚三叠系聚煤期处于古特提斯洋闭合、冈瓦纳古陆与欧亚古陆碰撞阶段,也正是板块构造活动的重大变革期,所以导致各构造单元控煤构造活动、岩相古地理格局以及沉积建造时空上的多样性和复杂性,但仍有一定的规律可寻。
2.1含煤岩系的岩石特征
晚三叠系早期沉积,在永仁、华坪、渡口及一平浪(局部)一带等分别出现有滨海山麓及内陆山间盆地沉积的紫红色粗碎屑岩。
中期沉积范围较早期有所扩大,其中在永仁、元谋、一平浪及峨山塔甸以陆相沉积为主,岩性为长石、石英粗~细碎屑岩及泥质岩,含煤。岩层沉积韵律清晰,从下往上粒度由粗变细,由河床相~河漫滩相~湖泊沼泽相或泥炭沼泽相,小旋回可达数十次之多。
晚期沉积几乎遍布于全省。滇中主要为陆相沉积的粗~细碎屑岩、泥质岩含煤建造,岩性由灰白色砾岩、砂砾岩、长石石英砂岩及灰~灰黑色泥页岩、煤层或炭质泥岩组成。其中华坪煤田以扇三角洲平原沉积为主,呈两个大的沉积旋回。其中下旋回为干海子组,上旋迥为舍资组。
2.2沉积环境
晚三叠系云南境内的古地理景观仍保持晚二叠系已形成的沟弧盆谷体系的面貌,总体为一海进~海退大旋回。进入晚三叠系早期,云南发生了广泛海侵,海水基本上沿着退出路线进侵,主要有两路,一路由滇西北向南或南东,另一路由滇南及滇东南开始向北海侵,致使云南晚三叠系早期形成一片广阔的海洋。由于各地古构造、古地理环境演化进程不同,致使相应地区的岩性岩相及聚煤作用亦有显著差异,可划分为6个地层区,其中与本区有关的康滇地区(裂谷带)地层区特点为:早期沿古陆周边以浅海相碳酸盐岩及砂页岩沉积,祥云一带伴有中基性火山碎屑岩。中期转化为滨海~海湾、泻湖环境,晚期均为陆相的河湖沼泽环境。永仁、禄丰~一平浪一带处于绿汁江断裂带上的近海山间盆地,故早期为山麓相沉积体系,中期主要为河流沉积体系,到晚期为河湖沉积体系,伴有较多的沼泽环境。
2.3聚煤规律
晚三叠系聚煤过程可归纳为:晚三叠系早期,云南再次发生自西向东海侵,金沙江—哀牢山裂陷槽以西沉积了浅海碳酸盐岩、泥岩,不含煤;以东为巨厚的山前滨海紫红色粗碎屑岩建造仅局部夹煤线。随着弧后盆地进一步扩张,海侵继续发展,最终使滇西北与滇东南海域连为一体。在康滇古陆区,沿南北向一些断裂带开始发育形成早期裂谷沉积(如永仁一带)。进入晚三叠系中-晚期,海侵进一步扩大,大部份地区的气候己由干燥转为炎热湿润,聚煤作用也随之增强,总体上晚三叠系成煤作用由弱-强-弱而终止,而以中期的成煤作用最强,成煤古地理环境,则由近海逐渐向陆地发展。成煤作用集中沿康滇古陆的周边及其裂谷带分布。晚三叠系大致可划分为四个成煤期,而以第二、第三两个成煤期最重要,第四个成煤期次之,第一个成煤期末出现有工业价值的煤层。
3勘查区沉积环境及聚煤规律
3.1含煤地层岩性、岩相特征
本区含煤建造为晚三叠系松桂组,所含可采煤层主要赋存于中下部松桂组第二段地层中,地层厚度>2800m,含煤10~15层,含煤总厚2.14~10.72m,所含可采煤层主要赋存于中下部松桂组第二段地层中,含大部可采煤层3层,总体含煤性差。受区域断裂活动的影响,地层及煤层有一定的规律性变化。
从早三叠系开始,古特提斯海水进入本区,受箐河断裂影响,断裂以南继续上升,遭受风化剥蚀作用;断裂以北早三叠系在氧化环境下沉积形成了一套厚约600m以上滨海相含紫红色碎屑岩;至中三叠系海水逐渐加深,沉积形成一套厚度超过600m的浅海相——泻湖相镁质、泥质碳酸盐沉积;至晚三叠系,印支运动的上下震荡,水逐渐退出,接受了厚800m左右的海陆交互相含煤碎屑沉积,形成了较为广泛的海陆交互相晚三叠系含煤建造。由于晚三叠系沉积环境动荡,沉积时间长,受构造运动箐河断裂、金棉断裂等影响,使得沉积复杂,地层厚度变化大,聚煤带变化大,煤层不稳定。
3.2沉积环境分析
矿区自早二叠系以后所处的扬子板块西部已处于活动带边缘,引起阳新海退,逐渐上升成陆,并伴随区域性大规模火山活动,峨眉山玄武岩在较大范围内广泛分布。随后即进入剥蚀期,而缺失P3、T1-2及T31-2沉积,峨眉山玄武岩则遭受长期剥蚀而厚度不全,或局部剥蚀,并构成本区含煤沉积的基底。
直至晚三叠系晚期,本区随滇中晚三叠系地堑型聚煤盆地下沉而开始接受沉积,形成松桂组的含煤岩系。
松桂组沉积早期:沉积范围仅限于矿区东南部边缘地带及勘查区外围以东古剥蚀区的低凹地带。开始在古剥蚀面上普遍形成玄武岩、凝灰岩的风化残积层(或凝灰质泥岩),随即发展为扇三角洲沉积体系,其中发育少量的泥炭沼泽沉积,形成少数几层极薄煤层。但早期成煤环境较差,地形起伏较大,地壳动荡频繁,成煤物质供应不充分,且聚煤范围狭窄,致使松桂组上超覆缺失部分地层沉积,故煤层极不稳定,结构复杂,含夹矸层数较多。
松桂组沉积中期:开始由于地下岩浆活动剧烈,地壳因热隆而微弱上升,致使早期的湖泊沉积演化为河道及河泛沼泽砂泥质与煤线交互沉积。随后因地壳活动不均使古河道出口不畅,区内演变为深湖、浅湖泥质岩及滨湖砂泥岩沉积,沉积范围扩大到全矿区,并在滨湖泥炭沼泽带形成全区广泛分布且稳定性较好的C1~C4下煤组煤层及C5~C7上煤组煤层。
松桂组沉积晚期:地下岩浆活动结束后,区内处于宁静期,局部发育沼泽及泥炭沼泽沉积,形成了C8局部可采煤层。C8煤层沉积后,区内主要为活水沼泽盆地沉积,粉砂岩、泥质粉砂岩与煤线交互沉积。岩石中植物根化石丰富,含菱铁质结核,直至松桂组三、四段下部的粗碎屑河流沉积开始为止。
4结论
湾河煤矿区晚三叠系含煤建造超覆沉积于晚古生界晚二叠系上统峨眉山玄武岩之上。早期沉积范围自矿区北部开始逐渐向南部扩大,沉积环境主要有河流环境向湖泊环境过渡的扇三角洲沉积体系。至中期开始演变为深湖、浅湖泥质岩及滨湖砂泥岩沉积环境。晚期仍以河流环境开始并过渡为活水沼泽沉积环境而结束。可采煤层形成于河泛盆地沉积的上部及滨湖泥炭沼泽带,以滨湖泥岩沼泽成煤最好(如C6煤层),以活水沼泽盆地成煤最差,主要以众多煤线沉积为主。据此认为矿区晚三叠系应属扇三角洲沉积体系的陆相河、湖沼泽聚煤环境。
参考文献:
[1]谭玉锋,云南省宁蒗县湾河煤矿区煤炭普查报告,2014。
[2]李桥贵,云南省华坪县煤矿区总体地质报告,2012
[3]杨松,云南省祥云~鄂嘉地区生态煤资源调查评价,2005。