浅析云南省华坪县温泉煤矿区成煤环境及聚煤规律

浅析云南省华坪县温泉煤矿区成煤环境及聚煤规律

云南省炭地质勘查院云南昆明650218

摘要:矿区位于扬子板块西南活动边缘康滇古陆西侧,该区经历了多次构造变动,地壳缓慢上升引起灯影期海退,遭受长期的剥蚀后,基底凸凹不平及后期地质改造的影响,使得温泉矿区沉积地层不全,含煤地层白土田组(T3ba)在不同的基底剥蚀地段,直接覆于下伏灯影组(Zbd),并在接触面上形成风化壳或泥砾。沉积环境主要为陆相、海陆交替相多个旋回的含煤沉积,总体上沉积环境变化大,岩石粒度较粗,聚煤带变化大,煤层总体不稳定仅赋存于沉积环境相对稳定的白土田组一段(T3ba1)底部地层中。导致成煤环境较差,可采煤层相对较少而薄特点。

关键词:华坪温泉煤矿区;成煤环境;聚煤规律

一、成煤古地理演化背景

矿区位于扬子板块西南活动边缘康滇古陆西侧,自震旦系(Z)以来,在漫长的地质年代里,经历了多次构造变动,首先地壳缓慢上升引起灯影期海退,逐渐成为康滇古陆雏形,形成以海陆交互相砂泥岩夹碳酸盐沉积的寒武系下统(∈1)地层。康滇古陆后来持续上升进入长期的剥蚀,缺失大量的寒武系中、上统(∈2-3),奥陶系(O),志留系(S),泥盆系下、中(D1-2)地层,直到中泥盆世初期,古陆进入短暂的海进,沉积了不稳定的碳酸盐中泥盆统(D2)地层。之后,古陆继续持续上升,而缺失石炭系(C),二叠系(P),三叠系下、中统(T1-2)地层。至此,康滇古陆遭受长期的剥蚀后,原有基底老地层起到填平补齐的作用或局部剥蚀夷尽,自身又经过短暂的风化剥蚀。之后,箐河断裂又作张性活动,其东侧持续缓慢沉降发生海侵,至晚三叠世中晚期,在滇西广大地区形成扇三角洲相,接受晚三叠系白土田组含煤沉积,形成广阔的滇西晚三叠世聚煤区。

受上述区域基底凸凹不平及后期地质改造的影响,使得区内沉积地层不全,含煤地层白土田组在不同的基底剥蚀地段,直接覆于下伏灯影组,并在接触面上形成风化壳或泥砾。

二、含煤地层沉积特征

三叠系上统白土田组为温泉矿区含煤地层,地层总厚度平均1117.76m。岩性为砂岩、砂质泥岩、粉砂岩、泥岩及煤层。与下伏地层灯影组呈假整合接触。可划分为四段。

第一段(T3ba1):地层厚度平均厚度211.21m。以灰白色细砂岩、粉砂岩,深灰~黑灰色泥质粉砂岩、泥岩为主,含丰富植物化石,夹细砾岩及煤层。含3~5层薄煤层,煤层厚度0~1.05m;可对比编号煤层3层,其中M2为全区大部可采煤层,一般煤厚0.15~1.25m;其余煤层为零星可采煤层。该段以其含煤层及可采煤层较多为特征,上部为厚层状细~粗粒岩屑石英砂岩。

第二、三段(T3ba2+3):地层厚平均厚度473.69m。以灰白、灰黄色厚层状~块状细粒~粗粒石英砂岩、长石石英砂岩、杂砂岩为主,夹细砾岩。岩性较粗,含丰富植物化石,底部夹数层薄煤及煤线。该段岩石粒度有从下往上逐渐变粗的趋势,粗、中粒砂岩中含零星黄铁矿晶体或颗粒、云母片及泥岩包体。

第四段(T3ba4):地层厚平均厚度432.86m。以灰色、浅灰色薄~厚层状粉砂岩、泥质粉砂岩为主,夹细砂岩、泥岩,岩性较一至三段岩性细、颜色较深并夹紫色成分,不含煤。与上覆冯家河组(J1f)整合接触。

三、成煤环境及聚煤规律浅析

1、沉积环境:至晚三叠世中晚期,区域持续缓慢沉降,由康滇古陆周边向古陆内,特别是南北向的裂谷区开始上超式沉积,在本区形成扇三角洲相短暂发育的半地堑型聚煤盆地,总体上由西向东、由南向北开绐沉积了晚三叠系白土田组含煤地层,由于晚三叠世沉积环境动荡,主要为陆相、海陆交替相(本区外围)多个旋回的含煤沉积,沉积时间长,岩石粒度较粗,聚煤带变化大,煤层总体不稳定,地层厚度变化大,含煤沉积建造底部一般以底砾岩或粗砂岩与下伏不同层位的老地层呈超覆接触,在上部层位出现有斑块状或条带状紫红色泥岩夹层,愈往上夹层愈厚,白土田组经过漫长的沉积,并逐渐地向侏罗纪红层过渡为冯家河组地层而告终。

2、聚煤特征简析:滇西海陆过渡相区的基本聚煤环境是靠陆狭长的滨海冲积平原,因处于当时扬子板块的边缘地带,构造活动差异性大,古地理面貌也是复杂多样、地形起伏较大,导致聚煤环境的多样性和振荡不稳定,沉积相的多旋回和多样性。据本区白土田组含煤岩系自下而上的各种沉积特征,温泉矿区具体位于永胜—楚雄古陆的北侧,与本勘查区有关的冲积平原聚煤地带是在河流的下游与滨海潮坪接近处。冲积平原是河流体系的沉积产物,其聚煤环境是由河流型式的变化形成的沼泽性质和发育程度所决定。

冲积平原上发育完全的河流,从上游至下游,河型由高能量的辫状河—中能量的曲流河—低能量的网状河的顺序变化。辨状河处在河流上游,沉积粒度粗反映水动能大而不成煤或极差;曲流河处在河流中游,成煤环境不连续,成煤环境局部相对较好;网状河处在河流的下游,地形十分平缓,扇三角洲大面积发育,常形成较稳定、分布很广的煤层。

在滇西聚煤区,不同河型的沼泽与滨海潮坪沼泽相连,控制着聚煤沼泽的规模和煤层的好坏。网状河沼泽与潮坪沼泽相接处,在平均高潮线两侧的广阔区域形成高程相近、大致等时、聚煤条件相对较好的煤层(如M2等煤层)。

3、聚煤规律:本区总体属靠陆相一侧为主的河、湖交替的聚煤环境,可采煤层形成于河泛平原沉积的上部及滨湖扇三角洲带,以滨湖扇三角洲成煤最好(如M2煤层),沉积环境相对稳定,可采煤层主要沉积于白土田组一段底部地层中,以活水沼泽盆地成煤最差,主要以众多薄煤或煤线沉积为主。根据煤盆地充填序列关系,从垂向上可明显看出,区内较稳定的可采煤层位于分流河道泛滥盆地沉积旋迴上部,且单个旋迴沉积发育愈充分、愈完整、厚度愈大,则煤层相对愈厚愈稳定,而在间湾区段由于湖沼水动荡,时进时退,沉积环境不稳定,故形成煤层薄,且稳定性较差。

综上所述,区内可采煤层赋存于沉积环境相对稳定的白土田组一段底部地层中,西部成煤差于东部,总体成煤环境较差,可采煤层相对较少而薄。

参考文献

[1]2010年《云南省煤炭潜力评价》罗俊等;

[2]2015年《云南省华坪县温泉煤矿区普查地质报告》高超等。

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