贵州水城发耳井田龙潭组沉积特征及聚煤规律

作者:王双美;秦云虎 刊名:中国煤炭地质 上传者:邹建光

【摘要】基于贵州水城发耳井田晚二叠世含煤地层钻井岩心及样品分析测试结果,在龙潭组识别出障壁砂坝-潟湖相及三角洲相2种沉积类型,沉积环境对煤层的展布及煤质特征具显著的控制作用,三角洲平原到前缘的过渡区域是成煤的有利部位,即相对厚煤区呈北东-南西向展布于研究区的中部,单层厚度一般为1.5~2.0m;煤中硫分变化与成煤期的沉积相带展布相吻合,自西北隅三角洲相区至东南隅的潟湖-潮坪相区硫分由0.5%~1.0%增至大于3.0%,主要以黄铁矿硫为主,为成煤环境海水中的硫酸根被还原形成硫铁矿进入煤层所致,而灰分变化趋势则反映了陆源碎屑物质由北西向南东的注入方向。

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贵州是我国的煤炭资源大省,但成煤环境复杂。前人对贵州省晚二叠世含煤地层沉积环境已取得诸多研究成果,指出晚二叠世以盘县-水城-毕节、兴仁-安顺-桐梓两线为分界,由东往西发育海相-过渡相-陆相的复杂类型沉积环境,属克拉通稳定型建造系列[1-6],且认为至少在晚二叠世晚期,贵州西部三角洲相与潮坪相同时存在[7-8]。邵龙义等从整个上扬子地区考虑,探讨了晚二叠世沉积体系的空间配置[9]。对小区域精细沉积相划分研究主要集中在黔西织金地区[5,10-12]、贵州盘县和云南富源一带[13-14]。本次工作基于水城发耳井田勘查钻孔资料,对含煤地层沉积相、煤层及煤质等特征进分析,探讨了发耳井田聚煤规律及煤质变化的控制因素。1地质背景研究区位于贵州西部(图1),地处扬子地台黔北隆起六盘水断陷内的格目底向斜和土城向斜之间的杨梅树向斜的南东翼[6,15-16]。钻孔揭露勘查区地层自老而新依次为:中二叠统茅口组、上二叠统峨眉山玄武岩组、龙潭组、下三叠统飞仙关组、永宁镇组和第四系。其中龙潭组含煤地层厚度为410~430m,平均418.68m,含煤47~78层,煤层总厚28.80~64.61m,平均47.06m。受构造沉降、海平面变化、沉积物供给影响,龙潭组沉积体系、沉积相及组合类型多样化。研究表明,黔西地区晚二叠世中-晚期本区为碳酸盐潮坪-障壁-潟湖-三角洲沉积,三角洲以河控浅水三角洲为主,形成陆源碎屑岩夹碳酸盐岩的含煤混合沉积。图1贵州省构造单元划分及研究区位置图(据文献[6])Figure1GuizhouProvincetectonicunitdivisionandlocationofstudyarea(afterXuBinbinetal,2003)2龙潭组沉积特征2.1沉积相类型及特征研究区龙潭组主要由碎屑岩和煤层组成,基于钻井资料岩性组合、沉积构造、古生物组合等综合研究,结合前人研究成果,在研究区龙潭组中识别出障壁砂坝-潟湖、三角洲2种沉积相、5种亚相类型(图2)。2.1.1三角洲相三角洲沉积主要见于龙潭组中上段,总体属于浅水三角洲,其特征是分流河道沉积极为发育,前三角洲相对不发育,三角洲前缘也以水下分流河道沉积为主。分流河道、水下分流河道常对下伏沉积物强烈冲刷,切割先期的沉积物。包括三角洲平原亚相、三角洲前缘亚相。2.1.1.1三角洲平原亚相该相带以河流控制作用为主,同时受到潮汐作用的影响,表现为发育一些向上变细的河流沉积旋回,富含植物化石,同时见有少量的腕足、头足类、腹足类和瓣腮类化石,以及薄层菱铁矿层。分流河道微相。构成该亚相的沉积主体主要由灰色薄-中厚层状细粒钙质岩屑砂岩和钙质长石岩屑砂岩组成,常与下伏岩层呈侵蚀冲刷接触。下部发育平行层理、小型交错层理,中上部过渡为脉状层理和波状层理,呈现向上变细的层序特征,体现了河流和潮汐作用的双重作用结果。概率曲线一般为两段式,由跳跃、悬浮总体组成,常缺乏滚动总体,跳跃总体与悬浮总体之间多发育过渡组分。分流间洼地微相。岩性以灰色、深灰色粉砂质泥岩为主,镜下观察,粉砂质泥岩中除泥质外,含有石英、菱铁矿、方解石、绿泥石、炭质碎屑、黄铁矿及少量的长石。岩心中可见大量菱铁矿结核和蠕虫状黄铁矿,具水平层理、波状层理及生物扰动构造,说明水动力条件较弱,含植物化石碎片和腕足、腹足类图21109钻孔龙潭组沉积相分析柱状图Figure2LongtanformationsedimentaryfaciescolumninboreholeNo.1109动物化石。泥炭沼泽微相。在三角洲平原亚相中较为发育,煤层层数多且较厚,多发育于三角洲平原分流河

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