魏景春,魏 巍
(江西省煤田地質(zhì)局一九五地質(zhì)隊(duì),江西 南昌 330200)
位于江西中部的豐城、高安、樟樹及上高等地是江西省主要煤產(chǎn)地之一,曾為江西的煤炭事業(yè)作出過重要貢獻(xiàn)。 對(duì)該區(qū)的研究工作一直被廣大地質(zhì)工作者所重視。 筆者根據(jù)前人的工作及研究成果,以及本人在該區(qū)多年的工作經(jīng)歷,對(duì)本區(qū)含煤地層沉積特征,談一點(diǎn)粗淺的認(rèn)識(shí)。
本文所敘述的區(qū)域?yàn)榻髦胁康囊徊糠值貐^(qū),其范圍東起豐城市城區(qū),西止上高泗溪至太陽圩一帶,北起錦江,南止樟樹。 東西長約70 km,南北寬約50 km。 所屬范圍大部分在豐城、高安及樟樹境內(nèi),部分跨入上高、新余等市縣。
二疊系上統(tǒng)樂平組是本區(qū)主要的含煤地層,在已探明儲(chǔ)量中樂平煤系的儲(chǔ)量占81%左右,它在江西省的煤炭資源中占有非常重要的地位。
樂平組地層在本區(qū)分布非常廣泛,共有4 個(gè)礦區(qū)屬樂平煤系:豐城礦區(qū)、新華~八景礦區(qū)、英崗嶺礦區(qū),黃沙礦區(qū);煤系地層出露遍布豐城、高安及樟樹、上高等縣市。
由于古構(gòu)造和古地理環(huán)境的不同,該區(qū)的南部與北部的巖性、含煤性等均有較大的差異。 豐城礦區(qū)、新華~八景礦區(qū)、英崗嶺礦區(qū)屬南帶;而黃沙區(qū)屬北帶。 現(xiàn)分別介紹:
1)南帶:以豐城礦區(qū)最為標(biāo)準(zhǔn),樂平組地層厚度570 m,從下而上分為官山段、老山段、獅子山段和王潘里段。
(1)官山段(P3l1):厚約150 m,下部為灰至暗灰色或淺灰綠色粉砂巖、粘土巖、泥巖,夾灰白色中細(xì)粒砂巖,可見植物化石碎片;中上部以灰白色中粗粒石英砂巖為主;上部多夾深灰色、暗灰色至微帶灰綠色的粉砂巖及泥巖,產(chǎn)脈羊齒、帶羊齒、蕉羊齒等植物化石。
本段厚度變化很大:豐城礦區(qū)厚150 m,峨嵋山礦區(qū)沉積缺失, 中林井田有的也只有幾米厚,到太陽圩胡家井田為59~110 m, 山北圩井田可達(dá)110~282 m。官山段與茅口組之間大部分地區(qū)為連續(xù)沉積,但局部地區(qū)存在沉積間斷,如峨嵋山礦區(qū)有一小古隆起,缺少官山段沉積,可以說明這一點(diǎn)。
官山段在豐城礦區(qū)僅為煤線,新華~八景礦區(qū)含煤,到山北圩井田含煤3 層,局部有可采煤層存在。 官山段厚度的變化無規(guī)律性,但含煤情況卻有從東南至西北,從無煤到有煤,到有可采煤層的規(guī)律。
(2)老山段(P3l2):豐城礦區(qū)厚240 m,從下至上,可分為三個(gè)亞段:老山下亞段、老山中亞段、老山上亞段。
a、老山下亞段(P3l21):厚90 m 左右,為樂平煤系的主要含煤段。 一般又可分為上、中、下三部分:下部從底界至B3煤層,巖性以深灰色粉砂巖,灰色、暗灰色粘土巖、泥巖(含鮞粒),夾薄層細(xì)砂巖,產(chǎn)植物化石;中部從B3煤層開始到B4煤層(太陽圩從B4到B6),以炭質(zhì)泥巖、泥巖為主,B4與B3煤層一般距離8 m;上部由鈣質(zhì)砂巖(生物碎屑灰?guī)r)或鈣質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)粉砂巖夾薄層灰?guī)r、細(xì)砂巖、粉砂巖及泥巖組成。 鈣質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)粉砂巖或灰?guī)r為B4煤層以上的重要標(biāo)志層,但標(biāo)志層的層數(shù)有變化:如豐城礦區(qū)五層,峨嵋山、中林為三層,太陽圩、英崗嶺為二層。 產(chǎn)揚(yáng)子長身貝等動(dòng)物化石及大羽羊齒植物化石。
老山下亞段的厚度在各礦區(qū)都有差別,但從全區(qū)看,變化很有規(guī)律:由東往西,豐城兩極厚度69~123 m,峨嵋山0~128 m,中林33~111 m,胡家31~108 m。 上述資料說明該段地層厚度上限變化不大,下限除峨嵋山有缺失外,其它變化也不大,在31~84 m 之間。 因此,在大范圍內(nèi),南帶的老山下亞段厚度比較穩(wěn)定。
全區(qū)煤層層數(shù)一般2~3 層, 少數(shù)可達(dá)4~5層,但大王山中部井田,主要可采煤層一般為一層,少數(shù)可達(dá)二層。 全區(qū)煤層的厚度變化也不大:豐城2.24 m,峨嵋山0.99 m,中林1.74 m,胡家井2.12 m;下老山亞段含煤系數(shù):豐城3.1%,峨嵋山1.87%,中林2.74%,胡家井2%,變化也不大;但煤層的穩(wěn)定性卻從東到西, 從南到北逐漸由穩(wěn)定變到較穩(wěn)定,直到不穩(wěn)定;煤層結(jié)構(gòu)以簡單結(jié)構(gòu)為主,以無夾矸或一層夾矸占多數(shù)。
b、老山中亞段(P3l22):厚度80 m,巖性為一套深灰色至灰黑色薄層狀泥巖或粉砂質(zhì)泥巖,以水平層理發(fā)育及菊石化石豐富為其顯著特點(diǎn)。
老山中亞段的厚度變化比較大: 由東往西,在豐城礦區(qū)比較穩(wěn)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,而在太陽圩胡家井,其東部有75 m,向西相變成細(xì)砂巖、粉砂巖與泥巖,到山北圩井田為12~60 m,平均40 m 左右。
c、老山上亞段(P3l23):以深灰色粉砂巖夾細(xì)砂巖條帶為主,水平層理明顯,向西北逐漸以粉砂巖、砂巖為主,產(chǎn)少量菊石和腕足類化石。
老山段的中亞段與上亞段在各礦區(qū)厚度均有變化,但是中上亞段的總厚度變化卻不大,如在豐城為140 m,峨嵋山為108 m,中林為206 m,胡家井為142 m,山北圩為190 m。
(3)獅子山段(P3l3):厚36 m,巖性由灰白色石英細(xì)砂巖夾薄層粉砂巖為主,致密堅(jiān)硬,偶見少量腕足類化石或少量植物化石碎片。 全區(qū)厚度變化不大,豐城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,巖性為灰至淺灰色,薄至中厚層狀細(xì)砂巖、中粒砂巖,深灰色薄層狀粉砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖、灰褐色粘土巖組成,含煤層數(shù)可達(dá)16 層。 頂部與長興灰?guī)r接觸有1~2 層鐵質(zhì)鈣質(zhì),細(xì)砂巖。 多含植物化石:如櫛羊齒、帶羊齒、貓眼鱗木,以及腕足類等動(dòng)物化石。
本段地層厚度變化不大,豐城90 m,峨嵋山80 m,中林68 m,胡家井80 m,山北圩84 m。 但含煤層數(shù)、含煤性卻由東南往西北有規(guī)律的變化:豐城礦區(qū)共有16 層,3 層可采, 平均可采總厚2.07 m;峨嵋山共有7 層,無可采煤層;中林井有7~11 層,局部可采煤層2 層;胡家井共3 層,無可采煤層;山北圩共2 層,無可采煤層。
從東南往西北,煤層層數(shù)、可采性逐漸減少,變差。 需要指出的是峨嵋山礦區(qū)與上述規(guī)律不吻合,這可能是古構(gòu)造和古地理環(huán)境的差異造成的。
2)北帶:
主要分布在黃沙區(qū)的蘭坊、黃沙、灰埠、花園等。 北帶的樂平組地層巖性、含煤情況、厚度均不同于南帶,現(xiàn)以黃沙勘探區(qū)為代表加以敘述。
黃沙勘探區(qū):樂平組厚度最小12 m,最大438 m,一般168 m。 根據(jù)巖性組合從下至上可分為四段:洞子崗段、人山寺段、鐘鼓嶺段和枧溪段。
(1)洞子崗段(P3l1):厚0~120 m,一般60 m。
以淺灰、灰白、深灰略帶灰綠色的細(xì)、中粗粒砂巖和灰黑色粉砂巖為主,間夾粘土巖及泥巖,上部和底部有時(shí)夾極不穩(wěn)定透鏡狀深灰色灰?guī)r一至二層,含極不穩(wěn)定煤層或炭質(zhì)泥巖8 層。 有巖漿巖脈狀侵入,產(chǎn)羊齒植物化石。
(2)人山寺段(P3l2):厚0~25 m,一般13 m。
以黑色泥巖、深灰色灰?guī)r、褐色粘土巖及黑色粉砂巖為主,夾二層極不穩(wěn)定的煤層:B9、B10,沿B9有巖漿巖體侵入,產(chǎn)少量動(dòng)植物化石。
(3)鐘鼓嶺段(P3l2):厚1.8~227 m,一般55 m。
灰至深灰色,細(xì)晶、隱晶質(zhì)灰?guī)r為主,有較多灰黑色粉砂巖薄層,偶夾灰黑色泥巖,下部局部微含炭質(zhì)。 局部有大量遂石結(jié)核,并有少量黃鐵礦結(jié)核,產(chǎn)豐富的腕足類化石。
(4)枧溪段(P3l2):厚10~56 m,一般40 m。
以灰黑色粉砂質(zhì)泥巖及鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖為主,夾少量薄層狀細(xì)砂巖,有較多的黃鐵礦晶體及黃鐵礦結(jié)核或透鏡體,產(chǎn)小個(gè)體腕足類化石、瓣鰓類、頭足類、菊石等化石。
1)南帶官山段以陸相為主的含煤地層,其下部也出現(xiàn)海相地層,如胡家井田的官山段下部夾透鏡狀灰?guī)r一至二層(有二個(gè)鉆孔見到);北帶的洞子崗段也是以陸相為主的海陸交互相地層,也含多層薄煤層。 因此,北帶的洞子崗段相當(dāng)于南帶的官山段,但地層厚度要薄一些。
2)南帶的老山下亞段為海陸交互含煤地層,北帶的人山寺段也屬海陸交互含煤地層。 因此,北帶的人山寺段相當(dāng)于南帶的老山下亞段。 但南帶的老山下亞段比較厚,一般在31~128 m,而北帶僅為0.64~35 m,厚度小得多;含煤性南帶一般含煤3層左右,一層普遍可采,比較穩(wěn)定,而北帶的人山寺段僅有二層極不穩(wěn)定煤層, 其中一層局部可采,含煤性北帶不如南帶好。
3)南帶的老山中、上亞段為淺海相,中亞段海相泥巖、菊石、腕足類化石特別豐富,上亞段以粉砂巖為主,夾細(xì)砂巖條帶和線理,水平層理很清晰;北帶的鐘鼓嶺段、枧溪段也屬淺海相,鐘鼓嶺段的菊石、腕足類化石豐富,枧溪段為粉砂質(zhì)泥巖夾細(xì)砂巖薄層和線理,水平層理清晰。 因此,北帶的鐘鼓嶺段、枧溪段相當(dāng)于南帶的老山中、上亞段。
4)南帶的獅子山段和王潘里段地層,在北帶由于海侵方向是由西北向南東,因此,當(dāng)北帶已是淺海環(huán)境時(shí),南帶還是濱海、瀉湖、沼澤環(huán)境,所以北帶的長興組灰?guī)r的底部應(yīng)是相當(dāng)于南帶的獅子山段和王潘里段時(shí)期的沉積物。
樂平煤系為江西省主要含煤地層之一,通過對(duì)區(qū)內(nèi)樂平煤系的沉積特征和沉積環(huán)境進(jìn)行分析研究,總結(jié)區(qū)內(nèi)樂平煤系的分布狀況、賦存特征及變化規(guī)律,對(duì)后期的煤炭開發(fā)利用(煤層氣)有一定的指導(dǎo)意義。