貴州某煤礦地質(zhì)特征及沉積相分析

董卓鋒

摘要：煤礦位于揚(yáng)子陸塊西南部內(nèi)的黔北臺(tái)隆畢節(jié)北東向構(gòu)造變形區(qū)的北東部次級(jí)構(gòu)造單元。區(qū)域出露地層自老至新為南華系-志留系及二疊系-侏羅系和第四系。區(qū)域主體構(gòu)造呈北西向展布，主要為仁懷背斜、長崗向斜及婁山背斜。煤礦含煤層位為二疊系龍?zhí)督M，煤層大部可采、局部可采并能在區(qū)內(nèi)進(jìn)行對(duì)比的煤層有5層，區(qū)域從中二疊世至早侏羅沉積演化表現(xiàn)為一個(gè)海侵逐漸擴(kuò)大的發(fā)展趨勢(shì)，至早二疊世海侵范圍最大。在整個(gè)海侵過程中，曾出現(xiàn)多次的海侵、海退的交替。表現(xiàn)為沉積間斷及凝縮層的多次出現(xiàn)及陸源碎屑沉積與碳酸鹽沉積的多次交替。沉積演化與黔中隆起的發(fā)展密切相關(guān)。

關(guān)鍵詞：向斜褶皺；煤礦；龍?zhí)督M；沉積環(huán)境；仁懷地區(qū)；貴州省

煤礦區(qū)位于貴州省北部遵義縣、仁懷市境內(nèi)，地處云貴高原偏東北斜坡地段，北與四川盆地南緣斜坡毗鄰。區(qū)內(nèi)總體地勢(shì)北部高，南部低，一般標(biāo)高為900m～1200m，最大標(biāo)高1561.7m，最低標(biāo)高510m左右，最大高差1051.7m，一般高差在200m～300m。屬中中山切割碳酸鹽巖巖溶地貌及碎屑巖侵蝕地貌。

目前在該區(qū)內(nèi)礦業(yè)開發(fā)主要以煤炭為主，其次為硫鐵礦，煤礦生產(chǎn)規(guī)模以小型為主，個(gè)別為中型。區(qū)內(nèi)分布有14個(gè)煤礦采礦權(quán)，1個(gè)硫鐵礦采礦權(quán)。通過野外地質(zhì)考察和區(qū)域資料總結(jié)，對(duì)該煤礦進(jìn)行較為系統(tǒng)的地質(zhì)及含煤巖系特征及沉積相研究，旨在深入了解貴州含煤巖系時(shí)空分布及巖相古地理變遷，對(duì)于區(qū)域的煤資源遠(yuǎn)景規(guī)劃具有重要意義。

1.區(qū)域地質(zhì)背景

除黔東南以外，貴州大部屬揚(yáng)子淮地臺(tái)。面積約15×104km²，分布廣泛，礦區(qū)位于貴州省北部遵義縣、仁懷市境內(nèi)，大地構(gòu)造位置屬于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆遵義斷拱畢節(jié)北東向構(gòu)造帶。

礦區(qū)周邊區(qū)域內(nèi)出露地層自老至新為南華系、震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、二疊系、三疊系、侏羅系和第四系。其中，缺失泥盆系及石炭系，以二疊系、三疊系分布較廣，奧陶系、志留系次之，南華系、震旦系、寒武系僅見于背斜的核部地帶。二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M為區(qū)域含煤巖系，煤系中含較穩(wěn)定可采、局部可采煤層3層～4層。

區(qū)域內(nèi)主體構(gòu)造線呈北西向展布，主要構(gòu)造為仁懷背斜、長崗向斜及婁山背斜。背、向斜褶皺構(gòu)造中均發(fā)育有次級(jí)的背、向斜褶皺而構(gòu)成復(fù)式褶皺構(gòu)造，且總體上具有較明顯的旋扭特征。次為在褶皺軸部地帶發(fā)育與褶皺軸向同組向的高角度正、逆斷層。

區(qū)內(nèi)除煤礦外，尚有黃鐵礦、磷礦、石灰?guī)r、白云巖等礦產(chǎn)的產(chǎn)出。其中，具有工業(yè)價(jià)值的礦種主要為煤、硫鐵礦。煤礦主要分布于下石炭統(tǒng)九架爐組、上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M、下侏羅統(tǒng)香溪組地層中，以龍?zhí)督M為主。龍?zhí)督M煤類均為無煙煤，在縣西部山盆、芝麻、平正、楓香、泮水等鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內(nèi)。

2.礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)出露地層從老至新為中二疊統(tǒng)茅口組（P：m），上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M（P₃l）、長興組（P₂c）；下三疊統(tǒng)夜郎組（T₁v）、茅草鋪組（T₁m），中三疊統(tǒng)松子坎組（T₂s），中三疊統(tǒng)獅子山組（T₂sh），上三疊統(tǒng)沙鎮(zhèn)溪組（T₃s）；下侏羅統(tǒng)香溪組（J₁x）及第四系（Q）。

斷裂構(gòu)造發(fā)育于勘查區(qū)南部，總體走向北東，傾向北西，傾角70°左右，主要切錯(cuò)地層為茅草鋪組。據(jù)兩盤層地分析，為正斷層，地層斷距20m～100m左右（總體從北東往南西減?。?。

礦區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造為長崗向斜褶皺構(gòu)造，次為沿向斜軸部附近地帶發(fā)育的F1、F2斷層構(gòu)造。

3.含煤層特征

礦區(qū)內(nèi)含煤地層上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M，為灰色、深灰色、黑色薄層、中厚層狀粉沙巖、沙巖、泥質(zhì)粉沙巖、泥質(zhì)沙巖、鈣質(zhì)沙巖、黏土巖及碳質(zhì)黏土巖、煤層及煤線等組成，含腕足類化石及植物根莖化石。根據(jù)工程揭露，勘查區(qū)內(nèi)有可采煤層、局部可采煤層5層。根據(jù)以往地質(zhì)成果資料，礦區(qū)內(nèi)共（伴）生礦產(chǎn)主要為硫鐵礦、煤層氣。

4.沉積環(huán)境

從中元古宙至今的地史時(shí)期，貴州地殼經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，造成了較為復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造景觀（格局）。貴州跨越揚(yáng)子地塊和華南早古生代褶皺帶兩個(gè)一級(jí)大地構(gòu)造單元。揚(yáng)子地塊內(nèi)，可按蓋層性質(zhì)的不同，分為三個(gè)二級(jí)單元。對(duì)蓋層在某些地質(zhì)時(shí)期分化較清楚的黔北臺(tái)隆，尚可分為兩個(gè)三級(jí)單元。

揚(yáng)子地塊依其形變特征的不同又分為畢節(jié)北東向構(gòu)造、鳳岡北北東向構(gòu)造、威寧北西向構(gòu)造、貴定南北向構(gòu)造、望謨北西向構(gòu)造等五個(gè)變形區(qū)。卷入華南早古生代褶皺帶的主要是貴州的東南部。古環(huán)境由海洋轉(zhuǎn)化為陸地，沉積物由海相深水碎屑巖演化為陸相紅色碎屑，沉積類型由海相活動(dòng)性組合演化為陸相活動(dòng)性組合。

沉積相分析目前主要依據(jù)沉積學(xué)、古生物化石、地球物理和地球化學(xué)四大類標(biāo)志進(jìn)行。不同的沉積相標(biāo)志具有相應(yīng)的沉積環(huán)境意義，結(jié)合地層特征，依據(jù)沉積學(xué)標(biāo)志、古生物學(xué)標(biāo)志，判斷和劃分沉積相類型，進(jìn)行沉積體系劃分。

礦區(qū)內(nèi)出露巖性以碳酸鹽巖和砂巖為主，根據(jù)礦區(qū)出露地層巖相特征，初步推測(cè)區(qū)內(nèi)出露地層沉積環(huán)境主要為海陸過渡相沉積。

茅口組（P₂m）內(nèi)主要出露灰色白云巖、白云化亮-泥晶生物屑灰?guī)r、生物（藻、蜓）灰?guī)r，推斷是在還原一強(qiáng)還原環(huán)境下沉積，灰?guī)r屬碳酸鹽，推測(cè)該期沉積環(huán)境為海相沉積。

龍?zhí)督M（P₂l）主要由灰、黃灰、褐灰色粉沙巖、細(xì)沙巖、粉沙質(zhì)泥巖和泥巖組成，夾灰?guī)r0層～7層，含煤1層～23層，其中可采5層。區(qū)內(nèi)總的變化趨勢(shì)是：由西向南東，碎屑粒度逐漸變細(xì)，海相砂泥巖層或灰?guī)r夾層增多和變厚，含煤性逐漸變差，由近陸相向典型海陸交互相和近海沉積相過渡，發(fā)育波痕構(gòu)造。區(qū)內(nèi)龍?zhí)督M富含植物和動(dòng)物化石，在采集的龍?zhí)督M地層巖石標(biāo)本中，蜓類最為多見。龍?zhí)督M地層沉積環(huán)境為海陸過渡相。

長興組（P₂e）發(fā)育于本區(qū)東部，向西與汪家寨組呈逐漸過渡關(guān)系，兩者分界大致在黔西一清池一線。以灰、深灰色中厚層一厚層狀灰?guī)r、燧石灰?guī)r為主，下部夾泥巖、砂質(zhì)泥巖和粉砂巖；含煤0層～3層，多為薄煤或煤線，無可采煤層；頂部時(shí)夾鈣質(zhì)泥巖。為一套純海相沉積，化石以蜓、腕足類為主。

夜郎組（T₁v）主要由灰色薄層黏土巖、灰色薄至中厚層泥晶灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r，就形成機(jī)理而言，黏土巖屬于陸源碎屑沉積巖，組內(nèi)灰?guī)r具明顯的海相沉積特征，本組屬海陸過渡相沉積，沉積環(huán)境為濱岸瀉湖、潮坪沉積。

茅草鋪組（T₁m）主要巖性由局限海臺(tái)地蒸發(fā)相灰?guī)r及白云巖、角礫白云巖組成兩大海退旋回層。生物稀少，以雙殼類為主。屬局限臺(tái)地海相沉積環(huán)境。

松子坎組（T2s）、獅子山組（T3sh）地層出露巖性大致相同，均為灰色中厚層白云巖夾黏土巖，與茅口組（P2m）類似，同為海相沉積。

上三疊統(tǒng)沙鎮(zhèn)溪組（T3s）主要巖性由灰黃色中至細(xì)粒巖屑石英沙巖，夾泥質(zhì)粉沙巖，頂部為灰色黏土巖夾煤線。交錯(cuò)層理發(fā)育，多見植物化石，推測(cè)沉積環(huán)境為海陸過渡相上三角洲平原沉積。

香溪組（J₁x）主要巖性為紫紅色薄-中厚層黏土巖、砂巖、石英砂巖，層內(nèi)以砂巖為主，出露較多，為海相深水盆地沉積環(huán)境。

總體上看，從中二疊世至早侏羅，仁懷長岡地區(qū)沉積演化表現(xiàn)為一個(gè)海侵逐漸擴(kuò)大的發(fā)展趨勢(shì)，至早二疊世海侵范圍最大。在整個(gè)海侵過程中，曾出現(xiàn)多次的海侵、海退的交替。表現(xiàn)為沉積間斷及凝縮層的多次出現(xiàn)及陸源碎屑沉積與碳酸鹽沉積的多次交替。