广东省二叠纪含煤岩系层序地层特征

作者:董大啸;刘特辉;吴雷;邵龙义 刊名:中国煤炭地质 上传者:杨勇

【摘要】根据野外剖面实测、室内岩矿鉴定及综合作图等,对广东省二叠纪含煤岩系层序地层特征进行分析,识别出区域不整合面、下切谷冲刷面、古土壤层、事件界面、沉积相转换面5个类型、共6个三级层序界面,划分为5个三级层序。S1~S5各层序底界面的代表界面分别为广花地区K1砂岩底面、广花地区K2砂岩底面、连阳地区灰岩不整合面、连阳地区白灰岩段底面和广花地区圣堂组大套砂岩底面;S5的顶界面为二叠系与三叠系之间的构造事件面。对比不同地区后发现,广花和兴梅两个地区的层序发育特征较为类似,连阳地区5个层序的变化呈现了海侵(S1、S2)-快速海退-海侵(S3)-缓慢海退(S4、S5)的旋回过程,而曲仁地区的5个层序特征类似、变化较小。与20世纪90年代层序地层划分方案对比,有2个层序界面与本次划分的层序界面相同。

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广东省的二叠系是华南聚煤区的组成部分,二叠纪的煤炭资源储量占总储量的78%,由于地质构造复杂,虽然国内外专家和国内高等院校、科研所等单位都曾在广东做过工作,提交了一系列科研报告,其成果仍有一定局限性[1-5]。近年来,层序地层学应用于含煤岩系的研究,并获得了大量的研究成果,证明层序地层学是煤炭资源预测的有效理论工具[10-12]。本文试图通过对广东省二叠纪含煤岩系的层序地层学分析进行探讨,总结地质规律,丰富华南板块的整体研究成果,为广东地区深部煤炭资源预测提供理论依据。1区域地质背景广东的下古生界(广义之“龙山系”)和湖南、赣南、闽西沉积完全一致,均为复理式建造之槽相沉积。包括广东(至少是粤北、粤东)在内的我国东南地区在早古生代为一活动性海盆,至加里东期结束,此即黄汲清先生指出之“南华加里东褶皱带”。加里东期之后,与西侧之扬子地台拼合构成统一的华南板块,二者间尚残留有钦州海槽[13-17],这便是广东二叠纪含煤层系沉积的主要大地构造背景,亦即其控制因素。责任编辑:唐锦秀图1广东省二叠纪地层划分方案[21-23]Figure1GuangdongProvincePermianstratadivisionscheme地层系统I型型型广花地区兴煤地区曲仁-连平地区连阳地区二叠系上统长兴阶圣堂组大隆组长兴组长兴组合山组上含煤段吴家坪阶沙湖组龙潭组东煤组海相层段余煤段下含煤段K4K4K4中统茅口组童子岩组第二段童子岩组第三段茅口组K3K3第一段第二段K2K2云煤段第一段K1K1K1文笔山组文笔山组不含煤段当冲组栖霞组栖霞组栖霞组栖霞组栖霞组灰岩段球灰岩亚段白灰岩段生物灰岩段在漫长的地球演变过程中,广东自新元古代至第四纪,地层发育较全,均有出露。二叠系是广东最重要的含煤地层,除云开古陆和华夏古陆区没有沉积外,其他地区地层发育良好,分布较为广泛,岩性、岩相复杂多变,化石丰富,并赋存锰、磷、耐火粘土及石灰岩等矿产。依据其岩性、岩相、主要煤层发育时代、地层接触关系、生物群组合特征以及在华南板块中所处的位置,划分为三大地层区:兴梅-广花区(I型)、曲仁-连平区(II型)和连阳区(III型)[18-20]。兴梅-广花区含煤岩系为童子岩组,以碎屑岩沉积为主,少见灰岩,下伏地层以浅海碎屑岩沉积为主的文笔山组,含煤岩系与上、下地层均为整合接触,主要煤层发育时代是茅口期;曲仁-连平区含煤地层龙潭组,以含煤碎屑沉积岩为主,中间夹有海相层段,有34层灰岩,下伏地层为当冲组的硅质岩和硅质泥岩,上覆地层是以碳酸盐台地相沉积为主的长兴灰岩和泥灰岩、钙质泥岩等,龙潭组与上、下地层均为整合接触,主要煤层既有茅口期形成的,也有吴家坪期的;连阳区含煤岩系为合山组,以浅海相的灰岩和泥岩为主,与下伏地层茅口组灰岩为平行不整合接触,与上覆地层长兴组灰岩整合接触,主要煤层发育时代为吴家坪期,其次为长兴期(图1)。2层序界面识别研究区二叠纪含煤岩系三级层序边界主要有区域不整合面、河流下切冲刷面、事件界面、沉积相突变面,这些界面不仅是三级层序的边界,同时也是岩石地层的边界。2.1区域性不整合面构造运动形成的区域性不整合面是层序划分的重要界面之一。由于二叠系在不同地区的侵蚀程度不同,因而该界面可能为不同层序或四级层序的顶界面,甚至具有穿时性。茅口阶与吴家坪阶之间的界面是由于钦州运动引起的[24],因此,是一构造不整合面。2.2河流下切冲刷面一些区域性分布的砂岩代表低位域的河流下切充填沉积,其底面是侵蚀不整合的层序界面。这些砂岩底界面常为河道强烈下切形成的区域性冲刷面,其上、下沉积环境、古生物组合、陆源碎屑成分

参考文献

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