重庆地区晚二叠世煤系层序地层与聚煤作用

作者:高彩霞;向晓军;李长林;邵龙义 刊名:煤田地质与勘探 上传者:吴艳青

【摘要】重庆地区上二叠统包括龙潭组/吴家坪组和长兴组,主要发育海陆过渡相(海湾-泻湖-潮坪)及浅海碳酸盐沉积,其中龙潭组和吴家坪组为同期异相沉积。通过对区内钻井剖面及露头剖面的分析,在本区上二叠统中识别出区域性构造不整合面和沉积相转换面等地层界面,并将上二叠统划分为2个三级层序。基于近海煤盆地的背景,研究区厚煤层常靠近初始海泛面发育。总体来看,近海含煤盆地三级层序以海侵体系域聚煤最好。

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层序地层学是近20a来发展起来的一门新方法学科,在聚煤作用研究方面得到了广泛应用。对于近海型含煤盆地层序格架下的煤层分布规律,前人做过许多研究[1-5]。层序地层格架的建立为研究聚煤中心的迁移规律、幕式聚煤作用[6]以及在聚煤盆地中进一步寻找富煤带等提供了科学依据。本文运用露头、钻井层序地层学的有关理论方法,在沉积学研究和地层划分对比基础上,从层序界面及体系域界面识别入手,进行层序的划分与对比,以期建立重庆地区晚二叠世含煤岩系层序地层格架。1区域地质背景扬子陆块大体上经晋宁运动基本定型,在其周边地区主要分布着康滇、龙门山、汉南、大巴山、江南和越北等古陆或古隆起,它们历经澄江期印支期,至晚二叠世均表现为较稳定的构造单元。研究区在上扬子陆块的东北部,主要位于华蓥山断裂与松桃独山断裂两断裂之间(图1)。中二叠世后期发生了东吴运动,结束了栖霞茅口期陆表海环境,整个上扬子地区几乎全部抬升成陆,遭受了不同程图1上扬子盆地晚二叠世构造简图[7]Fig.1StructuraloutlineofSichuanbasin安顺场丽江断裂;安宁河断裂;甘洛小江断裂;青川茂汶断裂;广元灌县断裂;箐河程海断裂;城口房县断裂;华蓥山断裂;师宗贵阳断裂;松桃独山断裂;安康断裂;红河断裂;水城紫云断裂;1康滇古陆;2龙门山岛屿;3汉南古陆;4江南古陆;5越北古陆;6马尔康古陆;7大巴山古陆度的风化剥蚀和淋滤残积作用,造就了广阔的残积平原[7],为含煤建造的沉积准备了地形条件。西部康滇古陆为本区晚二叠世聚煤期唯一的陆源供给区,决定了由西向东、由陆到海的古地理格局,并控制着沉积体系的总体配置关系。研究区上二叠统包括龙潭组/吴家坪组和长兴组,主要发育海陆过渡相(海湾(泻湖)潮坪)及浅海碳酸盐沉积。其中,龙潭组和吴家坪组为同期异相沉积。龙潭组分为5段(图2):龙潭一、三、五段为碎屑岩段,以砂泥岩为主,夹石灰岩,是主要含煤段;二、四段为灰岩段,以石灰岩为主,夹泥岩。吴家坪组分为2段,第1段为含煤地层。长兴组几乎全部为石灰岩。2关键层序和体系域界面在对重庆地区晚二叠世层序地层研究中,层序及体系域的划分采用EXXON公司“Vail”学派的观点,各关键界面划分标志如下(图2)。2.1层序界面的识别a.区域性构造不整合面在研究区广泛存在,表现为龙潭组/吴家坪组底部的不整合面,界面之下为中二叠统茅口组灰岩,其次在巫溪、巫山、奉节部分地区是中二叠统孤峰组碳质硅质岩、碳质硅质泥岩、钙质泥岩。图2研究区上二叠统地层划分及层序划分简图Fig.2StratigraphyandsequenceoftheUpperPermianinthestudyareab.沉积相转换面(C16煤层底板)一般为从海水体变浅再变深过程的转换面。研究区龙潭组中上部C16煤层,其底板的根土岩代表了龙潭中期向东最大海退位置。并且向东继续以潮下海湾相过度,直到被碳酸盐台地相灰岩完全取代。该煤层在四川、重庆、云南及贵州4省大区域的对比研究中作为层序边界具有可靠意义。c.上二叠统与下三叠统之间界面此界面在本区是一个整合面。但是,此界面无论从岩石地层、生物地层或事件地层方面研究划分,界限均很清楚、一致[8]。2.2初始海泛面该区三级层序中,C25煤层为首次大规模的海侵滞后时代沉积产物,其底板为初始海泛面。该煤层之下为广大低地残积平原上凝灰质残积相高岭石泥岩经进一步成壤作用沼泽化形成的根土岩层。层序中,初始海泛面与层序边界重合,该层序为一个型层序。2.3最大海泛面本区两个三级层序中最大海泛面分别为C23煤层底板以及C11煤层顶界面或长兴组灰岩底界

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