滇东北晚二叠世沉积体系与层序地层格架下的聚煤特征

作者:康高峰;王辉;王巨民;刘池洋 刊名:地质通报 上传者:李利新

【摘要】利用地层剖面岩相组合、沉积构造序列、生物化石标志等分析了研究区晚二叠世沉积体系与其空间配置格局及演化。在此基础上,通过对不同古地理背景下层序界面及体系域界面的识别,建立了研究区晚二叠世的层序地层格架。总结了煤层层位的空间叠置关系及其形成机制,初步分析了煤中硫的分布规律,讨论了研究区厚煤层(C5)在层序格架下的聚煤特征和位置。结合最新的勘探资料,预测出研究区中西部盐津—彝良一带蕴藏着资源潜力巨大的优质煤。建议今后在保持东部威信—镇雄一带勘探开发力度的同时,注意加大对预测靶区煤田的地质勘探投入。

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20世纪80年代层序地层学的诞生给煤地质学研究与勘探提供了新的思路和方法。近100年以来,煤和含煤岩系沉积学的研究大体经历了旋回层、沉积模式及现今的层序地层学3个阶段。近年来,众多煤地质学家致力于将这一新的沉积学方法引用到含煤岩系的地层学和沉积学研究中,为古老的煤地质图1研究区大地构造位置图Fig.1Geotectoniclocationofstudyarea1古板块或古地块;2古陆;3海西期岩浆岩;4俯冲带;5研究区学注入了崭新的血液。在中国,海平面变化与聚煤作用的关系早就为人们所注意,尤其是近十余年来含煤岩系层序地层学发展很迅速。中国煤地质学家进行了大量的实例研究[1-6],并提出了幕式聚煤作用、海侵过程成煤[7]、海侵事件成煤[8]等理论,Shao等[9]还提出了海相层滞后时段聚煤的思想,使传统的海(水)退成煤或经典的“陆相成煤”理论和模式面临挑战。含煤岩系层序地层学理论正趋于成熟与完善,近期运用这一全新的理论开展全国煤炭资源潜力评价,寻找可供下一步勘探与开发的资源靶区,标志着这一新思路和方法由基础理论研究阶段逐步过渡到勘探与开发的实践阶段。然而,与层序地层学在石油地质研究、勘探、开发方面的结合及应用程度相比,含煤岩系层序地层学目前仍然处于成煤机理、成煤模式等煤地质基础理论研究阶段。基于层序地层学的更强预测能力的聚煤模式,直接指导煤炭资源的勘探和优质厚煤层靶区的预测亟待提高。滇东北地区及其周缘邻区晚二叠世处于中国华南板块西南部被动大陆边缘,这就为运用起源于被动大陆边缘的经典层序地层学进行剖析研究提供了方便。独特的构造-沉积背景和丰富的煤炭资源愈来愈受到众多煤地质学家的重视[9-14]。以往的资料显示,研究区富煤带主要集中于东部威信镇雄一带,而研究区中西部煤炭资源潜力不足。本文在前人研究的基础上,根据近年来最新的勘探资料,恢复研究区的古地理背景,建立含煤岩系的层序地层格架,总结煤质横向变化规律,讨论研究区层序地层聚煤特征,分析成煤带的迁移规律,预测有利的优质煤赋存靶区。1区域地质背景和地层概况华南板块由扬子地台、赣湘桂裂陷带和华夏陆块构成。研究区位于扬子地台西南侧(图1)。就整个华南岩石圈块体而言,岩石圈呈三层结构,总体上具西厚东薄之规律。扬子地台西部岩石圈是既冷又厚的刚性块体,具有壳薄幔厚和轻壳重幔的结构特征[15],属较为稳定的大陆板块。良好的基底稳定性为研究区晚二叠世大面积聚煤作用的发生提供了不可或缺的前提条件。晚二叠世成煤期前因扬子大陆沿金沙江哀牢山一线向西侧古特提斯洋壳“蛇吞蛙式”的下俯上冲,陆壳边缘哀牢山逐渐隆起并向西推覆,导致板缘及板内川滇古陆的古断裂复活张裂、地幔物质上涌、地壳热隆上升,大规模玄武岩喷发。玄武岩由西向东逐渐减薄,形成向东缓倾的古斜坡,构成研究区晚二叠世含煤岩系的沉积基底。晚二叠世成煤期,康滇古陆上升处于剥蚀状态。研究区处于川、滇、黔坳陷沉积区的西缘,持续缓慢下沉,由西向东依次为陆相、海陆过渡相和浅海相沉积。形成以陆相为主的含煤碎屑岩建造。陆相区分布于东经10445的镇雄雨河芒部一线以西的地区,地层为宣威组;以东的地区为龙潭组和长兴组,以陆相为主,局部夹滨海过渡相及浅海台地相。与下伏的峨眉山玄武岩组、上覆的下三叠统均呈假整合接触。西部宣威组主要由砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩及煤组成,底部由玄武质砾岩、砂砾岩或铝土质岩组成,部分地带为凝灰质泥岩,厚42270m。化石以植物为主,产Gigantopterisnicotianaefolia(烟叶大羽羊齿)、Pecopteris(Asterotheca)ori

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