筠連礦區(qū)大雪山礦段宣威組沉積環(huán)境及煤層特征分析

何逢陽(yáng)，張小洪

（四川省煤田地質(zhì)局一四一隊(duì)，四川德陽(yáng)618000）

筠連礦區(qū)大雪山礦段宣威組沉積環(huán)境及煤層特征分析

何逢陽(yáng)，張小洪

（四川省煤田地質(zhì)局一四一隊(duì)，四川德陽(yáng)618000）

通過(guò)對(duì)大雪山礦段宣威組沉積特征和成煤環(huán)境分析研究，結(jié)果表明，宣威組巖性主要以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，夾煤層、灰?guī)r等；成煤環(huán)境和聚煤模式以潮坪-潟湖相和充水沼澤相及短暫的泥炭沼澤相為主；主要可采煤層C2、C8形成于以潮坪-潟湖相為基礎(chǔ)的半咸水沼澤及泥炭沼澤，成煤環(huán)境較好，煤層厚度大且較穩(wěn)定，但硫分含量較高。

筠連礦區(qū)；宣威組；沉積環(huán)境；煤層特征

晚二疊世是西南地區(qū)最重要的成煤時(shí)期之一，云南、貴州、四川三省鄰接地區(qū)是我國(guó)南方最重要的聚煤盆地，是四川煤炭資源勘查開(kāi)發(fā)重點(diǎn)地區(qū)，長(zhǎng)期以來(lái)為沉積學(xué)者及煤田地質(zhì)學(xué)者所關(guān)注。新中國(guó)成立以來(lái)，在此進(jìn)行了大量勘探工作和專(zhuān)項(xiàng)研究，積累了豐富的資料［1-3］，為本次研究工作奠定了良好基礎(chǔ)。筠連礦區(qū)為該聚煤盆地的腹地，自古以來(lái)有川南“煤都”“煤?！敝Q(chēng)。研究區(qū)位于珙縣、筠連縣南部與云南省接壤地帶，地處珙縣縣城正南約56 km處（圖1）。

1　地質(zhì)概況

1.1構(gòu)造

筠連礦區(qū)位于四川盆地南緣、川南煤田西段，屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)滇、黔褶斷區(qū)之婁山拗陷褶斷帶西北隅。東西兩側(cè)分別與川黔、川滇南北構(gòu)造帶相鄰，北接川中拗陷區(qū)之川東南褶皺束，西為雷波隆起，屬鹽津—威信東西構(gòu)造帶的組成部分。這一構(gòu)造體系對(duì)本區(qū)產(chǎn)生較大影響，構(gòu)成東西、北東、北西、南北各方向構(gòu)造成分俱存的較復(fù)雜形態(tài)（圖1）。研究區(qū)位于落木柔背斜南翼、大雪山向斜之北翼，總體呈一傾向向南的單斜構(gòu)造（圖1）。從西向東，地層傾角由陡（83°）變緩（75°），其走向幾乎為正東西方向，傾向向南。區(qū)內(nèi)褶曲、斷層不發(fā)育，地表僅在研究區(qū)西部發(fā)現(xiàn)一平移斷層，走向長(zhǎng)度約500 m，影響飛仙關(guān)組一、二段及宣威組，深部鉆孔僅在局部揭露一些小的斷層，對(duì)煤層的影響很小。

1.2地層

本區(qū)地層區(qū)劃屬于揚(yáng)子地層區(qū)之黔北川南分區(qū)的筠連-鎮(zhèn)雄小區(qū)。區(qū)內(nèi)地層發(fā)育較齊全，除峨嵋山玄武組為火成巖外，其余均為沉積巖。區(qū)內(nèi)寒武系至白堊系間均有出露，平壩河谷地帶尚有第四系零星分布，其中白堊系因后期剝蝕作用在區(qū)內(nèi)殘缺不全，零星出露于羅場(chǎng)向斜、符江向斜的核部；侏羅系、三疊系、二疊系廣泛出露，約占全區(qū)出露面積80%以上；泥盆系、奧陶系、志留系、石炭系、寒武系僅出露于米灘子、珙長(zhǎng)、中和場(chǎng)、落木柔等大背斜的核部，其中鉆孔揭露的地層主要有二疊系峨眉山玄武巖組、二疊系宣威組、三疊系飛仙關(guān)組（圖2）。

圖1　區(qū)域構(gòu)造及研究區(qū)構(gòu)造示意圖Figure1 A schematic diagram of regional tectonic setting and study area location

1.3含煤地層

研究區(qū)內(nèi)含煤地層為三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj）、二疊系上統(tǒng)宣威組及二疊系下統(tǒng)梁山組（P1l），其中僅宣威組（P2x）賦存具工業(yè)價(jià)值的煤炭資源，本次研究也僅針對(duì)二疊系宣威組。

宣威組（P2x）平均厚146.93 m。含煤二十余層，其中有一定分布范圍可對(duì)比的有9層，筠連礦區(qū)統(tǒng)一編號(hào)：C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C15煤層。純煤平均總厚7.87 m，含煤系數(shù)5.4%。宣威組分為上、下兩段，其中宣威組上段含煤性較好，下段一般不含可采煤層：

宣威組上段以三疊系飛仙關(guān)組一段（T1f1）底部的生物碎屑灰?guī)r（Ⅰ號(hào)標(biāo)志層）之底為頂界，以Ⅳ號(hào)標(biāo)志層灰白色含鮞狀菱鐵礦泥巖之頂為底界。地層一般厚35.22～53.46 m，平均厚44.72 m。一般含煤7～9層，純煤總厚平均7.34 m，含煤系數(shù)16.4%。巖性多為深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、煤、炭質(zhì)泥巖及少量的粉砂巖。根據(jù)研究工作成果，區(qū)內(nèi)含煤地層宣威組上段含可采煤層5層，至上而下分別為C2、C3、C6、C7、C8煤層，其中C2、C7、C8煤層為全區(qū)可采煤層，C3、C6號(hào)為局部可采煤層、且厚度也極不穩(wěn)定。

宣威組下段以Ⅳ號(hào)標(biāo)志層灰白色含鮞狀菱鐵礦泥巖之頂與上段分界，下段一般厚87.47～118.56 m，平均厚102.21 m，一般不含可采煤層，僅在局部發(fā)現(xiàn)C15煤層可采點(diǎn)。普查區(qū)內(nèi)底部約10 m范圍內(nèi)含2～5層不可采薄煤線，含煤系數(shù)約為1%。

圖2　研究區(qū)宣威組綜合柱狀圖Figure2　Study area Xuanwei Formation comprehensive column

2　宣威組聚煤環(huán)境

2.1古地理背景

早二疊世末期，康滇古陸受東吳運(yùn)動(dòng)影響而抬升成陸，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)期的剝蝕夷平之后，使川南地區(qū)總的古地形成為微向東傾斜的準(zhǔn)平原，西接康滇古陸，東鄰川黔海盆，在這向東傾斜的平緩斜坡上依次發(fā)育著沖積平原，潟湖-潮坪和碳酸鹽臺(tái)地三大地貌單元，隨著晚二疊世晚期海侵范圍的不斷擴(kuò)大，海岸線逐向西移，上述地貌單元的平面位置及范圍也隨之變更。

晚二疊世晚期（長(zhǎng)興期），整個(gè)川南地區(qū)表現(xiàn)為一個(gè)海侵過(guò)程，隨著海侵范圍的不斷擴(kuò)大，海岸線不斷西移，使早期的過(guò)渡相區(qū)（潟湖-潮坪相區(qū)，即古敘礦區(qū)）變成了淺海碳酸鹽臺(tái)地相區(qū)（長(zhǎng)興期），一般不含煤，而筠連、大雪山一帶的沖積平原相區(qū)則變成了過(guò)渡相區(qū)（潟湖-潮坪相區(qū)），沉積了一套海陸交替相含煤巖系（宣威組上段），含煤性變好，煤層層位較東區(qū)抬高（圖3）［1，4］。

圖3　川南地區(qū)C8煤層成煤前巖相古地理圖（據(jù)張玉成等，1994）Figure3　Lithofacies-paleogeographical map of southern Sichuan before coal C8forming（after Zhang Yucheng et al，1994）

本區(qū)為一含煤建造形成于潮坪-潟湖沉積體系，由湖泊相、潟湖相、潮坪相、泥炭沼澤相組成，可劃分為十個(gè)沉積旋回，三種沉積序列。區(qū)內(nèi)穩(wěn)定可采的主要煤層形成于潮坪-潟湖演變成的泥炭沼澤，厚度大，延伸廣。而發(fā)育在潮坪中稍高地勢(shì)的泥炭沼澤，形成了區(qū)內(nèi)C5、C6、C7上等厚度不穩(wěn)定、分叉合并顯著，灰分、硫分編號(hào)大的煤層。影響區(qū)內(nèi)各煤層厚度和煤質(zhì)變化的沉積因數(shù)主要有地勢(shì)、蓄水盆地水位，海相頂板等［3］。

2.2沉積環(huán)境分析

研究區(qū)為海陸過(guò)度沉積，是二疊世最主要的聚煤地區(qū)。海陸過(guò)度沉積包含三角洲體系和潟湖-海灣體系。在這些沉積系中，砂質(zhì)沉積的分布和形態(tài)構(gòu)成了各種沉積環(huán)境的骨架。研究區(qū)長(zhǎng)興階早期是沉積過(guò)補(bǔ)償性的海退階段，砂質(zhì)沉積物較為發(fā)育。

根據(jù)含煤巖系各種成因標(biāo)志和古生物化石群等方面的綜合特征，大致可將宣威組劃分為如下幾種沉積類(lèi)型。

（1）河流相。主要分布在宣威組下段，為沖積平原上的曲流河特征，沉積物主要為細(xì)粒砂巖，其次為河漫或洪泛盆地環(huán)境的粉砂巖，泥質(zhì)砂巖等，所形成的砂體多為正粒序透鏡狀砂體。

（2）湖泊相。主要分布于宣威組下段，沉積物為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，具水平或波狀層理。

（3）潟湖相。主要發(fā)育在宣威組上段，為深灰色鈣質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖，含黃鐵礦結(jié)核及黃鐵礦化的動(dòng)物化石。

（4）潮坪相。發(fā)育在宣威組上段，主要為粉砂巖，常與潟湖相過(guò)渡接觸，含多種海相動(dòng)物化石。

（5）碳酸鹽臺(tái)地相。發(fā)育在宣威組上段，巖性為成層較薄的生物碎屑灰?guī)r，應(yīng)屬短暫海侵的產(chǎn)物。

（6）沼澤及泥炭沼澤相。宣威組下段多為充水沼澤相及短暫的泥炭沼澤相，巖性主要為淺灰色粘土質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖及薄的炭質(zhì)泥巖、煤線，含植物根部化石及團(tuán)塊狀菱鐵礦。

宣威組上段多是在潮湖-潟湖基礎(chǔ)上發(fā)育起來(lái)的半咸水沼澤及泥炭沼澤，往往形成較厚的煤層或炭質(zhì)泥巖，硫分含量一般較高。

3　宣威組聚煤特征分析

3.1可采煤層

研究區(qū)內(nèi)主要含可采煤層三層，分別為C2、C7、C8（表1、圖4）。

C2煤層。位于宣威組上段（P2x2）近頂部，煤層頂板巖性一般為粉砂巖，有一層泥巖偽頂；底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖；夾矸為炭質(zhì)泥巖或泥巖。

表1　可采煤層特征一覽表Table1　Data sheet of mineable coal seam features

圖4　煤層對(duì)比圖Figure4　Coal seams correlation

C7煤層。賦存于宣威組上段（P3x2）中下部，煤層頂板巖性一般為粉砂巖、細(xì)粒砂巖，偶見(jiàn)泥巖；底板一般為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖。研究區(qū)內(nèi)所有鉆孔均可采。C7煤層底部常含成層狀的硫鐵礦，是鑒別該煤層的直接標(biāo)志。該煤層為全區(qū)可采煤層。

C8煤層。賦存于宣威組上段（P3x2）底部，全區(qū)分布；頂板巖性為粉砂巖、細(xì)粒砂巖及泥巖；底板巖性為淺灰色泥巖，含鮞狀菱鐵礦。

3.2可采煤層煤質(zhì)特征

研究區(qū)內(nèi)C2煤層宏觀煤巖組分以暗煤為主，次為亮煤，可見(jiàn)少量鏡煤透鏡體，宏觀煤巖類(lèi)型為半暗型煤。C8煤層宏觀煤巖組分以亮煤為主，暗煤次之，可見(jiàn)少量絲炭細(xì)條帶，宏觀煤巖類(lèi)型為半亮型煤。各煤巖顯微組分中鏡質(zhì)組多以基質(zhì)鏡質(zhì)體為主，均質(zhì)鏡質(zhì)體、碎屑鏡質(zhì)體次之。煤巖顯微組分中惰質(zhì)組多以絲質(zhì)體、半絲質(zhì)體為主，粗粒體、真菌體少量；煤巖顯微組分中見(jiàn)微量殼質(zhì)組（表2）。煤巖中礦物組分中多以粘土類(lèi)為主，含量占無(wú)機(jī)總量的70.1%～80.0%（表2），硫化物類(lèi)多以黃鐵礦呈微粒聚集態(tài)、脈狀、莓粒狀或片狀充填裂隙；碳酸鹽類(lèi)多以方解石呈脈狀充填裂隙。

桌面虛擬化平臺(tái)采用云桌面技術(shù),集中建設(shè)云桌面集群,在后臺(tái)集群為每個(gè)用戶(hù)開(kāi)辟一個(gè)獨(dú)立的虛擬機(jī),用戶(hù)終端接入設(shè)備不留存任何信息,只有顯示和輸入輸出功能。虛擬云桌面技術(shù)采用后臺(tái)集中管理模式,可減少桌面運(yùn)維工作量,節(jié)省總體應(yīng)用成本,實(shí)現(xiàn)更安全的桌面辦公,經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明可以滿(mǎn)足氣象部門(mén)的工作需要[5]。本次共配置4臺(tái)桌面云一體服務(wù)器,業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)和政務(wù)外網(wǎng)端各2臺(tái)組建集群,搭配桌面虛擬化軟件和云管平臺(tái)對(duì)外提供桌面虛擬化服務(wù),如圖2所示,用戶(hù)端配置瘦客戶(hù)機(jī)和一套外設(shè),內(nèi)外網(wǎng)瘦客戶(hù)機(jī)分別訪問(wèn)內(nèi)外網(wǎng)桌面,通過(guò)KVM切換,兩套桌面系統(tǒng)物理隔離,提供了較高的安全性。

根據(jù)研究區(qū)大量鉆孔揭露各煤層水分、發(fā)熱量（表3）、元素分析（碳元素、氫元素）、揮發(fā)分、煤巖類(lèi)型、煤巖顯微硬度、鏡質(zhì)體最大發(fā)射率（表2）等數(shù)據(jù)分析可知普查區(qū)各煤層屬煤高變質(zhì)階段。區(qū)內(nèi)各主要可采煤層浮煤干燥無(wú)灰基揮發(fā)分（Vdaf）產(chǎn)率為5.28%～11.25%，平均7.40%～8.47%；浮煤元素分析中干燥無(wú)灰基氫含量（Hdaf）為3.17%～4.02%，平均3.45%～3.59%，據(jù)此區(qū)內(nèi)C2、C7、C8煤層的煤類(lèi)確定為無(wú)煙煤三號(hào)（WY3）。

3.3聚煤特征

川南地區(qū)筠連礦區(qū)二疊世末期為為熱帶—亞熱帶半落葉季雨林氣候區(qū)［5］，有利于高等植物的大量繁殖，為成煤作用提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。二疊世晚期大雪山地區(qū)位于筠連-珙長(zhǎng)潮坪潟湖相區(qū)，構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)較弱，氣候濕潤(rùn)、地勢(shì)平坦、覆水較淺，構(gòu)造沉降速率與泥炭堆積速度基本平衡，為該地區(qū)C2及C8煤層的發(fā)育提供有利場(chǎng)地條件。

表2　鉆孔樣品煤巖鑒定成果表Table2　Coal core samples lithotype identified results %

表3　鉆孔樣品煤質(zhì)分析匯總成果表Table3　Summary statement of core samples coal quality tested results%

（1）沉積環(huán)境對(duì)煤層聚集的控制。由于泥炭沼澤發(fā)育的古地形起伏不平，使泥炭層的堆積存在一個(gè)“填平補(bǔ)齊”的過(guò)程，因此煤層厚度隨著基底地形的高低而有所變化［6］。二疊世末期大雪山地區(qū)為潮坪-潟湖相沉積環(huán)境，在該環(huán)境下沉積的煤層數(shù)較多，厚度及穩(wěn)定性均較好，但該環(huán)境下的煤層灰分變化大，且硫分含量一般也較高。

（2）后期沖刷對(duì)煤層厚度的影響。潮流的沖刷對(duì)已堆積的泥炭及煤層的后期作用，造成部分煤層的厚度、灰分、硫分變化大，研究區(qū)內(nèi)的C3、C6、C7煤層均形成于這種環(huán)境。

（3）構(gòu)造作用的影響。研究區(qū)位于大雪山向斜北翼，構(gòu)造作用不強(qiáng)烈，對(duì)煤層的厚度影響不大，C2、C8煤層整體上由中部至東、西方向逐漸變薄（圖5）。

圖5　研究區(qū)C2及C8煤層等厚圖Figure5　Isopach map of coal seams C2and C8in study area

4　結(jié)論

（1）筠連礦區(qū)大雪山礦段宣威組由河流相、湖泊相、潟湖相、潮坪相、碳酸鹽臺(tái)地相、沼澤及泥炭沼澤相構(gòu)成。

（2）大雪山礦段可采煤層主要富集在二疊系宣威組上段，主要原因?yàn)槎B世末期大雪山地區(qū)為潮坪-潟湖沉積環(huán)境，較為穩(wěn)定的構(gòu)造和濕潤(rùn)的氣候，對(duì)于泥炭的堆積十分有利。宣威組下段只含不可采的煤線，僅在局部地區(qū)見(jiàn)孤立的可采見(jiàn)煤點(diǎn)。

（3）大雪山礦段宣威組上段主要可采煤層C2、C8煤層發(fā)育較穩(wěn)定，整體上表現(xiàn)為中部厚度較大，向東西兩側(cè)逐漸變薄。經(jīng)研究宣威組上段C2煤層屬中高-高灰、中-中高硫、中-中低發(fā)熱量無(wú)煙煤，C8煤層原煤屬中高-高灰、中高-高硫、中-中高發(fā)熱量無(wú)煙煤。

［1］張玉成，李長(zhǎng)林，洪志奮，等.四川南部晚二疊世含煤地層沉積環(huán)境與聚煤規(guī)律［M］.貴陽(yáng)：貴州科技出版社，1993.

［2］徐錫惠，陳忠恕，梁萬(wàn)林，等.四川省煤炭賦存規(guī)律與資源預(yù)測(cè)［M］.北京.科學(xué)出版社，2015.

［3］李之利.筠連礦區(qū)蒿壩礦段沉積環(huán)境及聚煤規(guī)律淺析［J］.中國(guó)煤炭地質(zhì)（原中國(guó)煤田地質(zhì)），1995，7（1）：40-51.

［4］田雨，張興陽(yáng)，何幼斌.四川盆地晚二疊世巖相古地理特征及演化［J］.長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)（自科版），2014，11（31）：77-82.

［5］郭英廷.貴州西部晚二疊世古氣候［J］.中國(guó)煤炭地質(zhì)（原中國(guó)煤田地質(zhì)），1990，2（3）：18-20.

［6］李建松，劉沖，韓建光.煤層厚度變化的地質(zhì)成因分析［J］.煤礦現(xiàn)代化，2009，（89）：27-28.

Xuanwei Formation Sedimentary Environment and Coal Seam Features Analysis in Daxueshan Mine Sector，Junlian Mining Area

He Fengyang，Zhang Xiaohong
（No.141 Exploration Team，Sichuan Bureau of Coal Geological Exploration，Deyang，Sichuan 618000）

Through the Xuanwei Formation sedimentary features and coal-forming environment analysis in the Daxueshan mine sector has shown that the lithology in the formation is mainly siltstone，pelitic siltstone，mudstone and silty mudstone intercalated with coal seams and limestone etc.Coal-forming environment and coal accumulation mode are dominated by tidal flat-lagoon facies and waterfilled swamp facies as well as ephemeral peat bog facies.Main mineable coal seams C2and C8have formed in tidal flat-lagoon facies based brackish swamp and peat bog with better coal-forming environment.Coal seams have large thickness and steady，but higher sul?fur content.

Junlian mining area；Xuanwei Formation；sedimentary environment；coal seam features

P618.110.1

A

10.3969/j.issn.1674-1803.2016.10.03

1674-1803（2016）10-0009-05

何逢陽(yáng)（1981—），男，四川蓬溪縣人，碩士，工程師，長(zhǎng)期從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與地質(zhì)技術(shù)管理工作。

2016-05-30

責(zé)任編輯：宋博輦