兰村矿区龙潭组上段沉积环境与聚煤规律研究

作者:张良平;左文贵;李龙;王小洪;郑振华 刊名:中国科技信息 上传者:刘荣

【摘要】兰村矿区构造复杂程度属中等类型,主要含煤地层为上二叠统龙潭组,共含煤16层。以9号煤层底板砂岩为界,可将其分为上、下两段。本文在总结以往地质资料研究成果的基础上,对龙潭组上段含煤地层的岩性特征、沉积构造等进行了详细分析,并对该区进行沉积体系的划分和沉积相分析。研究表明:龙潭组的沉积体系为滨岸沉积体系,主要发育三角洲、泻湖和潮坪沉积相类型。并对含煤地层沉积旋回及展布特征进行了分析,在此基础上编制了沉积相平面分布图。最后,根据研究区的沉积演化特征,总结出聚煤规律。

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1区域地质概况兰村矿区位于湖南省攸县兰村复式向斜内,自东向西由兰村向斜、羊家坊背斜、燕山向斜组成,平面上呈一倒葫芦型(图1),剖面上呈“W”形。研究区地表出露及钻孔揭露地层从新到老有:第四系、下三叠统大冶组、上二叠统大隆组、上二叠统龙潭组上段及下段。龙潭组上段为本区主要含煤地层,层厚214.85m,共含煤9层,煤层总厚度约6.61m,含煤系数为3.1%,其中1、6、9煤层为大部分可采煤层。该区晚二叠世早期含煤碎屑沉积显示了三角洲层序的特征,至晚二叠世晚期,持续接受海侵,沉积了一套海相泥灰岩和硅质岩。在海侵过程中发生多次海退,因此在龙潭组上段的下部显示出多旋回沉积的特征。2煤系地层岩性特征研究区龙潭组上段岩性主要为由长石石英砂岩、石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成,偶夹灰岩或硅质岩透镜体。为一套含煤碎屑岩系,平均厚214.85m。本段含煤1~9层,其中主要可采煤层为1、6、9煤层,2、张良平(1986-)男,工程师,中南大学在读研究生,主要从事矿产勘查、地质灾害研究。张良平图1湖南省兰村攸县矿区地质图砂岩、粉砂岩(泥质粉砂岩)、砂质泥岩(或泥岩)和煤的互层。每旋回一般含煤三层。各旋回基本特征如下。第一旋回:发育于下部(S3与S2之间),底始层为9煤层底板杂砂岩,本旋回又由3个小旋回组成,每个小旋回岩性自下而上依次为细粒砂岩、砂质泥岩或泥岩与煤的互层,共含煤3层,编号自下而上依次为9、8、7煤层。厚36m~68m,一般厚40m~50m。第二旋回:发育于中部(S2与S1之间),底始层为6煤层底板中(细)粒长石石英砂岩(S2),单层厚度5cm,层面平整,层间夹1mm左右的泥岩为特征。含煤3层,编号为6、5、4煤。厚26m~80m,一般厚50m~60m。第三旋回:发育于顶部,底始层为3煤层底板细粒石英砂岩(S1),2煤层顶、底板发育有波状层理细砂岩,局部相变为粉砂岩或砂质岩泥,1煤层顶板为含指状菱铁质结核泥岩。含煤3层,编号为3、2、1煤层。厚27m~64m,一般厚30m~40m。3煤系地层沉积环境分析本区地形自晚二叠世后期一直处于下降状态,持续接受海侵,至晚二叠世大隆组海平面达到最大,发育一套海相的灰岩、硅质泥岩及钙质泥岩。在海侵过程中出现多期小规模的海退,导致龙潭组上段形成多旋回沉积层。总体上可以划分为以下三个沉积旋回。第一旋回以细粒砂岩(S3)为起点,以长石石英砂岩(S2)为终点,该沉积期物源主要来自于研究区东部。全区主要发育三角洲平原沉积,且大部地区为泛滥平原,仅在峦山镇附近发育三角洲分流河道。在研究区东北角,局部地区发育间湾湖泊沉积(图3)。第一旋回底部沉积了9号煤,9号煤全区大部可采。这一时期构造活动较弱,碎屑沉积体系能量较低、活动性差,因此煤层分布范围与厚度主要受古地貌影响,9号煤就形成于这种低能沉积体系之上,主要成煤环境为泛滥平原泥炭沼泽,成煤中心集中在研究区中东部。在峦山镇附近,由于三角洲分流河道的冲刷,煤层较薄,甚至缺失。图3龙潭组上段第一旋回沉积相平面分布图图2龙潭组上段岩性综合柱状图3、4、5、7煤层为局部可采煤层。根据岩性组合、粒度变化及测井曲线组合特征,选取S1、S2、S3砂岩作为标志层,将含煤段划分为三个较大的岩性旋回(图2)。每段旋回岩性总体上从下至上分别为图4龙潭组上段第二旋回沉积相平面分布图图5龙潭组上段第三旋回沉积相平面分布图第二旋回以长石石英砂岩(S2)为起点,以细粒砂岩(S1)为终点,该沉积期物源主要来自于研究区东部。全区主要为三角洲平原沉积,分流河道较第一旋回沉积期更发育、分布范围更广,在燕山村和兰头村附

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