魏景春,魏 巍
(江西省煤田地质局一九五地质队,江西 南昌 330200)
位于江西中部的丰城、高安、樟树及上高等地是江西省主要煤产地之一,曾为江西的煤炭事业作出过重要贡献。 对该区的研究工作一直被广大地质工作者所重视。 笔者根据前人的工作及研究成果,以及本人在该区多年的工作经历,对本区含煤地层沉积特征,谈一点粗浅的认识。
本文所叙述的区域为江西中部的一部分地区,其范围东起丰城市城区,西止上高泗溪至太阳圩一带,北起锦江,南止樟树。 东西长约70 km,南北宽约50 km。 所属范围大部分在丰城、高安及樟树境内,部分跨入上高、新余等市县。
二叠系上统乐平组是本区主要的含煤地层,在已探明储量中乐平煤系的储量占81%左右,它在江西省的煤炭资源中占有非常重要的地位。
乐平组地层在本区分布非常广泛,共有4 个矿区属乐平煤系:丰城矿区、新华~八景矿区、英岗岭矿区,黄沙矿区;煤系地层出露遍布丰城、高安及樟树、上高等县市。
由于古构造和古地理环境的不同,该区的南部与北部的岩性、含煤性等均有较大的差异。 丰城矿区、新华~八景矿区、英岗岭矿区属南带;而黄沙区属北带。 现分别介绍:
1)南带:以丰城矿区最为标准,乐平组地层厚度570 m,从下而上分为官山段、老山段、狮子山段和王潘里段。
(1)官山段(P3l1):厚约150 m,下部为灰至暗灰色或浅灰绿色粉砂岩、粘土岩、泥岩,夹灰白色中细粒砂岩,可见植物化石碎片;中上部以灰白色中粗粒石英砂岩为主;上部多夹深灰色、暗灰色至微带灰绿色的粉砂岩及泥岩,产脉羊齿、带羊齿、蕉羊齿等植物化石。
本段厚度变化很大:丰城矿区厚150 m,峨嵋山矿区沉积缺失, 中林井田有的也只有几米厚,到太阳圩胡家井田为59~110 m, 山北圩井田可达110~282 m。官山段与茅口组之间大部分地区为连续沉积,但局部地区存在沉积间断,如峨嵋山矿区有一小古隆起,缺少官山段沉积,可以说明这一点。
官山段在丰城矿区仅为煤线,新华~八景矿区含煤,到山北圩井田含煤3 层,局部有可采煤层存在。 官山段厚度的变化无规律性,但含煤情况却有从东南至西北,从无煤到有煤,到有可采煤层的规律。
(2)老山段(P3l2):丰城矿区厚240 m,从下至上,可分为三个亚段:老山下亚段、老山中亚段、老山上亚段。
a、老山下亚段(P3l21):厚90 m 左右,为乐平煤系的主要含煤段。 一般又可分为上、中、下三部分:下部从底界至B3煤层,岩性以深灰色粉砂岩,灰色、暗灰色粘土岩、泥岩(含鲕粒),夹薄层细砂岩,产植物化石;中部从B3煤层开始到B4煤层(太阳圩从B4到B6),以炭质泥岩、泥岩为主,B4与B3煤层一般距离8 m;上部由钙质砂岩(生物碎屑灰岩)或钙质泥岩、钙质粉砂岩夹薄层灰岩、细砂岩、粉砂岩及泥岩组成。 钙质泥岩、钙质粉砂岩或灰岩为B4煤层以上的重要标志层,但标志层的层数有变化:如丰城矿区五层,峨嵋山、中林为三层,太阳圩、英岗岭为二层。 产扬子长身贝等动物化石及大羽羊齿植物化石。
老山下亚段的厚度在各矿区都有差别,但从全区看,变化很有规律:由东往西,丰城两极厚度69~123 m,峨嵋山0~128 m,中林33~111 m,胡家31~108 m。 上述资料说明该段地层厚度上限变化不大,下限除峨嵋山有缺失外,其它变化也不大,在31~84 m 之间。 因此,在大范围内,南带的老山下亚段厚度比较稳定。
全区煤层层数一般2~3 层, 少数可达4~5层,但大王山中部井田,主要可采煤层一般为一层,少数可达二层。 全区煤层的厚度变化也不大:丰城2.24 m,峨嵋山0.99 m,中林1.74 m,胡家井2.12 m;下老山亚段含煤系数:丰城3.1%,峨嵋山1.87%,中林2.74%,胡家井2%,变化也不大;但煤层的稳定性却从东到西, 从南到北逐渐由稳定变到较稳定,直到不稳定;煤层结构以简单结构为主,以无夹矸或一层夹矸占多数。
b、老山中亚段(P3l22):厚度80 m,岩性为一套深灰色至灰黑色薄层状泥岩或粉砂质泥岩,以水平层理发育及菊石化石丰富为其显著特点。
老山中亚段的厚度变化比较大: 由东往西,在丰城矿区比较稳定在80 m左右, 到峨嵋山0~142.42 m,平均48 m,中林10~65 m,平均39 m,而在太阳圩胡家井,其东部有75 m,向西相变成细砂岩、粉砂岩与泥岩,到山北圩井田为12~60 m,平均40 m 左右。
c、老山上亚段(P3l23):以深灰色粉砂岩夹细砂岩条带为主,水平层理明显,向西北逐渐以粉砂岩、砂岩为主,产少量菊石和腕足类化石。
老山段的中亚段与上亚段在各矿区厚度均有变化,但是中上亚段的总厚度变化却不大,如在丰城为140 m,峨嵋山为108 m,中林为206 m,胡家井为142 m,山北圩为190 m。
(3)狮子山段(P3l3):厚36 m,岩性由灰白色石英细砂岩夹薄层粉砂岩为主,致密坚硬,偶见少量腕足类化石或少量植物化石碎片。 全区厚度变化不大,丰城12~48 m,峨嵋山6.6~26 m,中林3.9~30 m,胡家井26.9~40 m,山北圩10~40 m。
(4)王潘里段(P3l4):厚度90 m,岩性为灰至浅灰色,薄至中厚层状细砂岩、中粒砂岩,深灰色薄层状粉砂岩、泥岩、炭质泥岩、灰褐色粘土岩组成,含煤层数可达16 层。 顶部与长兴灰岩接触有1~2 层铁质钙质,细砂岩。 多含植物化石:如栉羊齿、带羊齿、猫眼鳞木,以及腕足类等动物化石。
本段地层厚度变化不大,丰城90 m,峨嵋山80 m,中林68 m,胡家井80 m,山北圩84 m。 但含煤层数、含煤性却由东南往西北有规律的变化:丰城矿区共有16 层,3 层可采, 平均可采总厚2.07 m;峨嵋山共有7 层,无可采煤层;中林井有7~11 层,局部可采煤层2 层;胡家井共3 层,无可采煤层;山北圩共2 层,无可采煤层。
从东南往西北,煤层层数、可采性逐渐减少,变差。 需要指出的是峨嵋山矿区与上述规律不吻合,这可能是古构造和古地理环境的差异造成的。
2)北带:
主要分布在黄沙区的兰坊、黄沙、灰埠、花园等。 北带的乐平组地层岩性、含煤情况、厚度均不同于南带,现以黄沙勘探区为代表加以叙述。
黄沙勘探区:乐平组厚度最小12 m,最大438 m,一般168 m。 根据岩性组合从下至上可分为四段:洞子岗段、人山寺段、钟鼓岭段和枧溪段。
(1)洞子岗段(P3l1):厚0~120 m,一般60 m。
以浅灰、灰白、深灰略带灰绿色的细、中粗粒砂岩和灰黑色粉砂岩为主,间夹粘土岩及泥岩,上部和底部有时夹极不稳定透镜状深灰色灰岩一至二层,含极不稳定煤层或炭质泥岩8 层。 有岩浆岩脉状侵入,产羊齿植物化石。
(2)人山寺段(P3l2):厚0~25 m,一般13 m。
以黑色泥岩、深灰色灰岩、褐色粘土岩及黑色粉砂岩为主,夹二层极不稳定的煤层:B9、B10,沿B9有岩浆岩体侵入,产少量动植物化石。
(3)钟鼓岭段(P3l2):厚1.8~227 m,一般55 m。
灰至深灰色,细晶、隐晶质灰岩为主,有较多灰黑色粉砂岩薄层,偶夹灰黑色泥岩,下部局部微含炭质。 局部有大量遂石结核,并有少量黄铁矿结核,产丰富的腕足类化石。
(4)枧溪段(P3l2):厚10~56 m,一般40 m。
以灰黑色粉砂质泥岩及钙质粉砂质泥岩为主,夹少量薄层状细砂岩,有较多的黄铁矿晶体及黄铁矿结核或透镜体,产小个体腕足类化石、瓣鳃类、头足类、菊石等化石。
1)南带官山段以陆相为主的含煤地层,其下部也出现海相地层,如胡家井田的官山段下部夹透镜状灰岩一至二层(有二个钻孔见到);北带的洞子岗段也是以陆相为主的海陆交互相地层,也含多层薄煤层。 因此,北带的洞子岗段相当于南带的官山段,但地层厚度要薄一些。
2)南带的老山下亚段为海陆交互含煤地层,北带的人山寺段也属海陆交互含煤地层。 因此,北带的人山寺段相当于南带的老山下亚段。 但南带的老山下亚段比较厚,一般在31~128 m,而北带仅为0.64~35 m,厚度小得多;含煤性南带一般含煤3层左右,一层普遍可采,比较稳定,而北带的人山寺段仅有二层极不稳定煤层, 其中一层局部可采,含煤性北带不如南带好。
3)南带的老山中、上亚段为浅海相,中亚段海相泥岩、菊石、腕足类化石特别丰富,上亚段以粉砂岩为主,夹细砂岩条带和线理,水平层理很清晰;北带的钟鼓岭段、枧溪段也属浅海相,钟鼓岭段的菊石、腕足类化石丰富,枧溪段为粉砂质泥岩夹细砂岩薄层和线理,水平层理清晰。 因此,北带的钟鼓岭段、枧溪段相当于南带的老山中、上亚段。
4)南带的狮子山段和王潘里段地层,在北带由于海侵方向是由西北向南东,因此,当北带已是浅海环境时,南带还是滨海、泻湖、沼泽环境,所以北带的长兴组灰岩的底部应是相当于南带的狮子山段和王潘里段时期的沉积物。
乐平煤系为江西省主要含煤地层之一,通过对区内乐平煤系的沉积特征和沉积环境进行分析研究,总结区内乐平煤系的分布状况、赋存特征及变化规律,对后期的煤炭开发利用(煤层气)有一定的指导意义。