遵义地区晚二叠世含煤岩系特征及聚煤规律探讨

邹啟松 范波 骆红星

摘要：贵州沉积地层发育齐全，自新元古界到第四系均有出露，地层当中含有多种不同类型的生物化石，是我国研究沉积地层与古生物化石的重要区域，尤其在晚二叠世含煤地层分布非常广阔，陆相至海向的沉积相分布非常规律，为聚煤提供出了非常有利的地下沉积环境，同时也慢慢发展成为我国西南地区非常重要的成煤地区。本文针对遵义地区晚二叠世含煤岩系的具体特征以及聚煤规律进行了深入分析和探索，结合当地区域的地质条件构造情况，对煤矿资源的整体分布状态进行研究，为后续煤矿资源开发工作打下良好的基础。

关键词：含煤地层；沉积环境；聚煤规律；晚二叠世

遵义地区煤炭资源的储存量非常丰富，素有“西南煤海”之称，该地区的年煤炭开发总量位于世界前列。相关工作人员对遵义地区煤炭和煤层气资源开发，以及相关的地质条件进行了大量工作分析研究，并且获取了很多丰富的研究工作成果。现阶段，遵义地区作为贵州省煤炭资源比较丰富的地区之一，在实际的勘查工作以及相关研究工作上却相对较小，对此在新一轮的遵义地区煤炭资源潜力预测和评价工作过程中，针对遵义地区晚二叠世还没延续的地层特征进行了深入分析和研究，并且对地表以下的沉积环境，以及聚煤规律等进行深入研究，为后续的煤炭资源全面开发提供必要的参考和借鉴，推动我国煤矿开发产业不断朝着世界领先行列上发展。

1.研究区大地构造背景

遵义地区处于扬子陆块区一级构造单元和上扬子陆块二级构造单元，三级大地构造单元主要分为一盆三带，即：川中中生代前陆盆地（Ⅲ2）、鄂渝湘黔前陆褶断带（Ⅲ3）、江南加里东造山带（Ⅲ4）和南盘江—右江印支造山带（Ⅲ5）。四级构造单元及其构造變形区的划分详见表1

2.研究区晚二叠世含煤地层特征

遵义地区含煤地层主要为遵义煤田东部上二叠统龙潭组（P3l）和铜仁煤田西部吴家坪组（P3w），为海相沉积，其中以龙潭组（P3l）含煤最好，吴家坪组（P3w）次之。遵义地区含煤地层厚度变化较大，由西北至东南逐渐变厚（图1）。

2.1研究区上二叠统龙潭组（P3l）

龙潭组含煤地层分布范围东起于狮溪、太白、旺草、虾子、团溪，西和南以遵义地区行政区划边界为界。厚100m～ 178m，南西厚，北东薄（图1），习水南西部木担坝较薄，沉积厚度不足100m，总体上呈北西向展布，主要由灰、黄灰褐灰色粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩和泥岩组成，夹灰岩1层～7层，含煤1层～21层，可采以及局部可采煤层1层～5层；自西向东碎屑岩粒度逐渐变细，海相砂泥岩或灰岩夹层增多和变厚，煤厚减少，由典型海陆交互相和近海相沉积过渡。整体上，含煤总厚2.07m～10.14m，含煤系数为1.7%～5.4%，由中南部向西北、东北、东部方向逐渐变薄。煤层多为薄煤层，少数为中至厚层，以中等结构为主，局部结构简单。可采以及局部可采煤层1～5层（图2）。

2.2研究区上二叠统吴家坪组（P3w）

遵义地区上二叠统吴家坪组（P3w）地层东至铜仁地区与遵义地区行政区划界限，西至龙潭组地层分布边界。厚70m～285m，东南厚，北西薄，变化较大（图1）。岩性主要为浅灰色、灰色及深灰色中厚状灰岩、燧石灰岩、硅质灰岩、泥质灰岩组成，底部一般为泥岩、泥质粉砂岩、粘土岩夹煤层。自西向东灰岩含量增多，泥岩逐渐减少。与下伏茅口组呈平行不整合接触，与上覆长兴组地层连续沉积，皆为灰岩、燧石灰岩、具体分层界限难于划分。

煤层主要产于吴家坪组下段，吴家坪组上段几乎不含煤，仅在茶林堡、绥阳一带含少量薄煤线。含煤1层～8层，一般1层～4层，以遵义县朝阳煤矿含煤层最多达8层。煤层总厚0.10m～3.06m，含煤系数为0.26%～1.33%（遵义县朝阳煤矿）。主要可采煤层一般有1层，遵义县朝阳煤矿、正安县茶林堡煤矿有2层，一般编号为C1、M1，产于吴家坪组底部，层位较稳定，下距茅口组灰岩1m～5m，煤层厚0.05m～ 2.5m、平均厚0.91m，为薄煤层，煤层结构简单，偶夹0.05m～ 0.10m厚的炭质泥岩夹矸。

3.研究区上二叠统聚煤区构造特征及其演化

3.1构造特征

遵义地区上二叠统位于陆块四川中生代前陆盆地东南部，占据了贵州省大部分的地表面积，是贵州省煤炭资源分布的主要区域。该聚煤区是最早通过前寒武纪地质条件所构成的刚性基底，该部分作为新元古生代地层结构，主要表现特征为：上元古界主要是以碎屑岩体条件为主，晚三叠世早期地质条件当中包含大量的碳酸盐地层结构。燕山期造山影响程度相对较大，在构造在变形发展过程中最大的历史条件表现特点为发育地带为侏罗山式褶皱。该褶皱带地层条件从新元古代至中生界，各区域地层发育条件有着明显的差异性。贵州省的北半区域最早古生代以延续条件为主，南部和西部结构主要以上古生界和三叠系为主[1]。

3.2构造演化

遵义地区地质条件处于路内挤压凹陷发展背景，白垩纪晚期处于生长发育状态在地壳结构相互挤压作用背景下，晚三叠世晚期遵义地区地质结构全面上升为陆地结构，以此结束了遵义地区陆相夹层和地层段含煤的发展历史，并且慢慢演变成为陆相沉积发展到新阶段。新生代时期由于受到喜马拉雅以及新构造地壳运动所产生的影响，遵义地区地质板块活动处于隆起上升阶段，垂直运动特征反应更加明显，主要形成有山间内陆盆地除了赤水习水地区白垩纪作为大型的内陆盆地，其他基本是以山间小盆地分布条件为主，在整个地质条件分布范围上相对比较有限[4]。早古生代末期加里东路路碰撞造山作用形成了统一的华南板块结构，贵州即位于该板块的上扬子陆块结构区域。自晚古生代开始，该板块进入到了党内发展和演变时期，根据地质条件演变发展过程，可以将其分为裂前隆起、地壳拉伸变薄以及断裂呈现等几个重要的发展阶段，如表3所示：

4.研究区晚二叠世聚煤规律探讨

4.1控煤因素分析

4.1.1古地理因素

研究区晚二叠世聚煤环境以三角洲平原环境聚煤最好，其次为泻湖—潮坪环境，碳酸盐台地最差。研究区在龙潭早期基本为海侵期，以潮坪—泻湖沉积体系为主，三角洲体系和碳酸盐台地体系基本不发育；龙潭晚期基本处于海退期，三角洲沉积体系在研究区广大地区发育，泻湖—潮坪体系相应的向东迁移，仅研究区东部局部地区发育碳酸盐台地，三角洲向陆收缩，相应碳酸盐台地亦向陆延伸（刘志臣等，2018）。

总体上，研究区晚二叠世聚煤作用整体以由东向西超覆式海进成煤为主，海退型成煤次之，富煤带的纵横迁移，受控于海水进退下的古地理环境的时空变化，海平面升降致使泥炭堆集的可容空间变化是煤层在垂向层序地层格架中的聚集规律的主控因素。

4.1.2古构造因素

研究区含煤地层受到多期构造的影响，如先后经历了印支、燕山和喜马拉雅三次构造运动，其中，印支运动使右江盆地形成复杂的褶皱，北部主要为NE向展布的等势式褶皱，轴线均呈“S”形延伸，组合后构成一个向南东凸出的弧状整体，南部主要为短轴式褶皱，走向NE或NNE，东部为南北向隔槽式褶皱，破坏了该区域的煤层。在喜马拉雅运动的作用下，区内的构造运动形式主要为断裂，同样会影响控煤情况。在这些构造运动中，燕山运动的作用最强，致使研究区含煤地层普遍发育褶皱构造，其方向和形态对煤层的保存程度和赋存状态进行了较好的控制，背斜常被走向断层所破坏，向背斜内的煤矿资源也会受到一定破坏。

4.1.3古气候和古植物

自早二叠世晚期起，全球气候普遍变暖，并且持续到中生代，导致我国气候区域分界线出现变化并迁移。在二叠纪期间，华南地区的气候变得越来越潮湿，这种潮湿气候促使陆生高等植物群落迅速生长和繁殖，能够为优质煤层的构成奠定较好的物质来源基础。

4.2研究区聚煤规律分析

针对遵义地区的聚煤规律分析，主要聚煤因素为二叠纪龙潭组（吴家坪组）处在温暖潮湿气候区（扬子台地南缘）、沉积环境为泻湖、潮坪、台地相沉积。这种环境为煤层提供较好的物质来源基础。龙潭期煤系在华南各地均有存在，其中扬子台地南缘植物大量发育，煤层发育良好。区域构造地处扬子准地台黔北台隆位置，在遵义断拱毕节北北东向地区，位于构造变形位置东面的宽展长轴状雁形，具体排列为褶皱构造和与之相伴的张性及压扭性断裂构造。贵州省内的构造运动中，燕山断裂构造的发育最强，所以二叠系含煤地层普遍发育褶皱构造，为后期控煤构造的轮廓发展，奠定了良好的基础，并在方向和形态上对煤层的保存程度和赋存状态进行了较好的控制。背斜常被走向断层所破坏，向背斜内的煤矿资源也会受到一定破坏。

5.结论

5.1遵义地区位于贵州省北部扬子陆块南部被动边缘褶冲带上的毕节弧形构造区、织金宽缓褶皱区和凤冈南北向褶断区（Ⅳ级），含煤地层主要有上二叠统龙潭组和吴家坪组。龙潭组地层厚100m～178m，南西厚，北东薄，总体上呈北西向展布。含煤1层～21层，可采以及局部可采煤层1层～5层；自西向东碎屑岩粒度逐渐变细，海相砂泥岩或灰岩夹层增多和变厚，煤厚减少，由海陆交互相和近海相沉积过渡。整体上，含煤总厚2.07m～10.14m，含煤系数为1.7%～5.4%，由中南部向西北、东北、东部方向逐渐变薄。煤层多为薄煤层，少数为中至厚层，以中等结构为主，局部结构简单。吴家坪组地层厚70m～285m，东南厚，北西薄，变化较大。煤层主要产于吴家坪组下部，一般含煤1层～4层，煤层总厚0.10m～3.06m，含煤系数为0.26%～1.33%。主要可采煤层一般有1层，产于吴家坪组底部，层位较稳定，下距茅口组灰岩1m～5m，煤层厚0.05m～2.5m、平均厚0.91m，为薄煤层，煤层结构简单，偶夹0.05m～0.10m厚的炭质泥岩夹矸。

5.2遵义地区晚二叠世含煤地层主要位于海陆交互相过渡区和海相区，受沉积环境控制，澙湖—潮坪环境聚煤作用最好，碳酸盐台地最差。聚煤作用整体以由东向西超覆式海进成煤为主，海退型成煤次之。

参考文献：

[1]张文斌，何碧，陶刚，等；黔北新仁地区上二叠统龙潭组煤质地球化学特征及聚煤规律[J].西北地质， 2020， 53（04）： 51-65.

[2]文俊，任光明，庞维华，等；滇黔北威信凹陷晚二叠世沉积环境与层序地层格架下的聚煤规律浅析[J].矿物岩石， 2019， 39（03）： 85-94.

[3]孙昌花，许浩，汤达祯，等；黔西北龙潭组煤系地层层序-沉积特征及聚煤规律研究[J].科学技术与工程， 2018， 18（09）： 46-55.

[4]刘志臣，汪洋，李隆富，等；贵州仁怀吴家寨地区晚二叠世龙潭组层序地层与聚煤作用分析[J].中国煤炭， 2018， 44（03）： 39-45+69.

[5]金军，徐宏杰，桑树勋，等； 2015.贵州省黔北煤田含煤地层特征分析.中国煤炭地质， 27（6）： 1-7.

[6]张廷山，何映颉，等；筠连地区上二叠统宣威组沉積相及聚煤控制因素[J].岩性油气藏， 2017， 29（01）： 1-10.