湖南省晚二叠世层序古地理及聚煤特征

作者:吉丛伟;邵龙义;彭正奇;黎光明;龚玉红;张超 刊名:中国矿业大学学报 上传者:马爱桥

【摘要】基于湖南晚二叠世含煤岩系层序地层分析,研究了聚煤期古地理及其与聚煤作用的关系.结果表明:层序Ⅰ(龙潭组上段下部)受同沉积断裂的控制,主要分布于龙山隆起以南的龙潭组南型"沉积区,煤层形成于三角洲、潮坪古地理单元,并在衡阳-郴州一带形成南北向展布的富煤带;层序Ⅱ(龙潭组上段中上部)分布在江南隆起两侧的湘中南及湘西北地区,煤层主要形成于潮坪、泻湖和三角洲古地理单元,在湘中南的龙潭组"北型"沉积区形成北东向展布的邵阳—长沙—浏阳富煤带;层序Ⅲ(龙潭组上段顶部和长兴组)在整个湖南省广泛分布,但是仅在海侵体系域初期发育一层薄且不稳定的煤层.从层序Ⅰ到层序Ⅲ,聚煤中心在湘中南有从东南向西北迁移现象,聚煤作用有从弱(层序Ⅰ)到强(层序Ⅱ)再到弱(层序Ⅲ)的变化规律.

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上二叠统是华南地区主要的含煤地层,它以构造背景复杂、沉积类型多样、煤类齐全、煤炭资源分布不均匀而著称,华南二叠纪的大地构造环境为一个大型的坳陷盆地,其上发育有北东向的微型裂陷带"[1-2].很多学者对华南二叠纪含煤盆地特征及聚煤规律进行过研究[3-10],对晚二叠世的沉积环境,层序地层及聚煤规律提出许多认识,认为吴家坪期华南主要处于海陆交互相的沉积环境之中,并受到地壳振荡运动的影响形成了海水进退的多个旋回[11],提出了许多的层序划分方案[12-13],但对处于华南盆地中的湖南地区,还缺少系统的层序-古地理研究,该区地处扬子地台与华南加里东褶皱带的交接处,构造运动频繁,由于区域构造及聚煤作用的复杂性,对晚二叠世沉积层序和聚煤规律一直没有一个清晰认识.本文在前人研究的基础上,通过对湖南晚二叠世露头剖面及钻孔资料的研究,分析该区含煤岩系层序地层格架及古地理特征,并在此基础上探讨湖南聚煤作用控制因素及层序格架下的聚煤模式,为煤田勘探预测提供依据.1区域地质背景研究区大地构造位置属于华南古板块中的加里东褶皱带,构造活动频繁.发生在志留纪末期的加里东运动,使地槽褶皱回返,形成一系列东西向、北东向的构造线(见图1).研究区地层划分对比如表1所示.图1研究区构造背景Fig.1Schematicdiagramoftectonicbackgroundinresearcharea表1湖南晚二叠世地层及层序划分对比Table1SubdivisionandsubcorrelationofLatePermianstratigraphyandsequencesinHunanprovince研究区为一个典型的多旋回的造山地区,上元古界板溪群仅零星出露,和震旦系之间的不整合面不明显,自寒武纪后转变为地槽,志留纪之后经加里东运动褶皱回返,形成加里东褶皱带[14-15].龙潭煤系沉积前及形成过程中,古隆起有沿江南断隆分布的江南古陆、沿资汝断隆分布的罗霄古陆以及位于研究区南部双牌江华一带的九嶷古陆[16],龙潭煤系沉积时海侵来自西南方向,物源主要来自江南古陆和罗霄古陆.研究区二叠系发育栖霞组、茅口组(当冲组)、龙潭组及长兴组(大隆组).在湘中南地区,龙潭组分上、下段,龙潭组下段时代属于茅口阶,龙潭组上段时代属于吴家坪阶[17],上段是区内主要含煤地层.龙潭组在研究区属于海陆过渡相沉积,受同沉积断裂的影响,在平面上以龙山古隆起为界,分为北型"和南型"沉积区,在南型"沉积区,发育以深水重力流沉积为主的龙潭组下段[18],及以含煤碎屑岩为主的龙潭组上段,在北型"沉积区,缺失龙潭组下段及上段底部地层,仅发育以含煤碎屑岩为主的龙潭组上段中上部地层.在湘中南区大隆组底部为灰色、灰黄色薄层钙质泥岩、黑色泥岩,夹数层薄中厚层泥晶灰岩,生物泥晶灰岩,该层位中牙形刺建带为Clarkinapostbittri带,并将其时限至吴家坪阶[17-18],因此把大隆组底部钙质泥岩段时代定为吴家坪阶.在湘西北地区,吴家坪组底部缺失,与茅口组不整合接触,时代属于吴家坪阶的中晚期,其上发育的长兴组,时代属于长兴阶.2晚二叠世层序地层格架及岩相古地理特征通过对盆地测井资料的分析和对露头的深入考察,对晚二叠世含煤岩系进行了沉积环境和层序地层学研究,参考文献[19-21]对该盆地层序的划分方案,本次工作共识别出3个三级层序,并进一步将每个层序划分为低位体系域、海侵体系域及高位体系域,其中层序相当于吴家坪阶早期,层序相当于吴家坪阶中晚期,层序相当于吴家坪阶末期和长兴阶(见图2).下面介绍各层序及其岩相古地理特征.图2湖南省晚二

参考文献

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