川南地區(qū)晚二疊世含煤建造及玄武巖漿活動與裂谷發(fā)育階段耦合

陳忠恕，劉 旭，陳良浩

(1.四川省煤田地質(zhì)局，成都 610072；2.成都興蜀勘察基礎(chǔ)工程公司，成都 610072)

依據(jù)四川省大地構(gòu)造分區(qū)本文所指川南地區(qū)屬于三級構(gòu)造單元涼山-威寧-昭通碳酸鹽臺地范圍(圖1)，西以小江斷裂與康滇基底斷隆帶相鄰[1-2]。晚二疊世是揚(yáng)子地臺西部邊緣裂谷發(fā)育的重要階段，受攀西、六盤水裂谷等作用影響，區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育晚二疊世大陸噴溢拉斑玄武巖(即峨眉山玄武巖，下同)，同時該區(qū)也是云貴川重要的聚煤區(qū)域[3-6]。

1 含煤區(qū)地質(zhì)特征

1.1 含煤地層

1.1.1 地層

晚二疊世含煤地層為龍?zhí)督M/宣威組下亞組和長興組/興文組/宣威組上亞組，底部與茅口組灰?guī)r/玄武巖呈假整合接觸，頂部與三疊系飛仙關(guān)組/東川組整合接觸，含煤地層系海陸交互相/陸相含煤地層，覆蓋全區(qū)，地層厚度2～160m，東部古藺一帶厚度不足130m，向西至河壩、洛表一帶厚度增大，為150～160m，繼續(xù)向西，在景陽、船頭山一帶厚度減小，為135m，再向西青山一帶厚度增大，為149m，厚度變化呈波狀起伏，沐川110m，峨邊、雷波一帶60～80m，漢源、美姑一帶僅2～10m，總體有東厚西薄的趨勢。以珙縣硐底—洛表一線為界，其東為龍?zhí)督M，其西為宣威組下亞組；以古敘大納公路為界，其東為長興組，其西至川云交界的塘壩—馬鞍山一線廣大地區(qū)為興文組，越過此線為宣威組上亞組[7-13]。

1.1.2 上二疊統(tǒng)頂?shù)捉?/p>

1)上二疊統(tǒng)(含煤巖系)底界。龍?zhí)督M(吳家坪組)，分布較廣假整合于茅口組之上，茅口組頂部遭受不同程度的風(fēng)化侵蝕，普遍存在一古喀斯特風(fēng)化殼，上二疊統(tǒng)覆蓋于茅口組的不同層位上。上統(tǒng)底部普遍發(fā)育有一層凝灰質(zhì)或鐵鋁質(zhì)泥巖，泥巖中有時夾有茅口灰?guī)r礫石，其上多有煤層發(fā)育。與下伏茅口灰?guī)r的界線十分明顯，易于識別。

2)上二疊統(tǒng)(含煤巖系)頂界。上二疊統(tǒng)(含煤巖系)頂界含煤地層長興組/興文組/宣威組上亞組與上覆地層飛仙關(guān)組均為整合接觸，僅在區(qū)內(nèi)小江斷裂帶古陸附近玄武巖之上為東川組，兩者之間為假整合。

由此可見，含煤巖系在不同地段覆于不同地層之上，而玄武巖漿噴溢活動時限是整個晚二疊世[15-19]。

1.1.3 巖石

含煤地層由玄武碎屑巖、生物化學(xué)巖及煤層組成，具有沉積韻律旋回明顯、標(biāo)志層較發(fā)育、動植物化石較豐富等特征。碎屑巖由細(xì)、粉砂巖及泥質(zhì)巖組成，從東向西含量增加，占整個煤系的60%～95%；灰?guī)r集中分布于煤系的上部，從東向西厚度變小，直至尖滅，占整個煤系的0～35%；可采煤層在剖面上自東向西由下向上遷移，占整個煤系的2%～9%。

1.峨眉山玄武巖；2.玄武巖邊界；3.玄武巖等厚線；4.古陸邊界；5.斷裂(FB3：小江斷裂，F(xiàn)B10：紫云-埡都斷裂)；6.川南地區(qū)邊界(本文)；7.剖面線圖1 四川東部地區(qū)峨眉山玄武巖分布(據(jù)參考文獻(xiàn)[14],略改)Figure 1 Emeishan basalt distributions in southeastern Sichuan (modified from reference 14)

1)碎屑巖。碎屑巖主要為玄武巖屑，在剖面中均有分布，主要集中在龍?zhí)督M/宣威組，含砂率42%～58%，構(gòu)成三角洲、潮道、砂坪及砂壩沉積。碎屑巖以粉砂巖、砂巖為主，普遍含菱鐵質(zhì)及鈣質(zhì)組分，表現(xiàn)了近源海陸交互相沉積的特征；砂巖在中西部地區(qū)略為發(fā)育，為細(xì)—中粒砂巖，與下伏地層呈輕微沖刷；巖石一般為灰色、淺灰色，薄—厚層狀，層理發(fā)育(砂泥互層，脈狀層理、透鏡狀層理、楔狀層理、槽狀層理等)，隨著與物源區(qū)的距離由近到遠(yuǎn)，巖石中碎屑的磨園度由棱角狀到次圓，分選性由差到較好。

2)泥質(zhì)巖。泥質(zhì)巖在剖面中分布廣泛，約占25%～45%；其中凝灰質(zhì)泥巖占有一定比例，特別是筠連及以西地區(qū)占比更高。礦物成分主要為黏土礦物，有伊利石，次為伊利石-蒙脫石混合礦物，少量高嶺石和蒙脫石，其次為碎屑物質(zhì)。含植物化石及碎片，鈣質(zhì)泥巖中常含動物化石及碎屑。

3)碳酸鹽巖。在剖面中廣泛分布于長興期，以厚層狀灰?guī)r和含礈?zhǔn)規(guī)r為主，在東部較發(fā)育，層位穩(wěn)定，是良好的煤巖層對比標(biāo)志。

1.1.4 古生物

1)動物化石。在碳酸鹽巖(長興期)中含有豐富的動物化石，常見有有孔蟲、、腕足類、藻類等，在鈣質(zhì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖(吳家坪期)中常見有腕足類、瓣鰓類、腹足類等，有時密集于某些煤層頂板。

2)植物化石。除碳酸鹽巖外，植物化石在其他巖層中均有產(chǎn)出，有時與動物化石共生，多以碎片或碎屑形式存在。常見的植物化石有大羽羊齒、蕉羊齒、櫛羊齒、斜方鱗木、貓眼鱗木等，在煤層底板泥巖中常見臍根座等化石。

1.1.5 地層分述

按照層序地層學(xué)原理，根據(jù)巖性、巖相、古生物等特征，結(jié)合相關(guān)資料，將含煤地層劃分為3個三級層序(Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ3)，28個四級層序(Ⅳ1、Ⅳ2…Ⅳ28)，四級層序有的還包括數(shù)量不等的次級層序。層序Ⅲ1：從含黃鐵礦高嶺石黏土巖底界起到C23-1煤層底板黏土巖底止，包括四級層序5個(Ⅳ1～Ⅳ5)，即龍一段；層序Ⅲ2：從C23-1煤層底板黏土巖底界/玄武巖第一旋回頂界起到C7-10煤層底板黏土巖底界止，包括四級層序13個(Ⅳ6～Ⅳ18)，即龍二—三段/宣下一—二段；層序Ⅲ3：從C7-10煤層底板黏土巖底界/玄武巖第二旋回頂界起到煤系頂界止，包括四級層序10個(Ⅳ19～Ⅳ28)，即龍四+長興組/宣下三+興文組/宣下三+宣威組上亞組/宣威組上亞組；與下伏茅口組/玄武巖頂界為假整合接觸，上與飛仙關(guān)組、東川組為整合接觸(表1)。

表1 川南地區(qū)晚二疊世含煤建造及玄武巖漿活動與裂谷發(fā)育階段耦合Table 1 Coupling of Late Permian coal-bearing formation,basalt magmatic activities and rift development stage in southern Sichuan area

續(xù)表

1)三級層序1(Ⅲ1)。龍?zhí)督M底界(茅口組頂界)至C23-1煤層底板黏土巖底界，層序由低水位體系域(Ⅳ1)、海侵體系域(Ⅳ2～Ⅳ3)、和高水位體系域(Ⅳ4～Ⅳ5)組成，包括5個四級層序，分布在珙縣硐底—洛表一線以外，無玄武巖分布區(qū)域。厚度一般為16～34m，大村16m，含煤性最好，向西厚度逐漸增大至箭竹坪—落葉壩20余米，含煤性變差，至玄武巖臺地前洛亥一帶厚度最大34m，含煤性差，東薄西厚趨勢明顯。四級層序(Ⅳ)通常由含黃鐵礦高嶺石黏土巖/淺灰色塊狀黏土質(zhì)泥巖(LST)→煤、深灰色泥巖/硅質(zhì)泥巖(TST)→灰、灰黃色粉砂巖、細(xì)砂巖，常含黃鐵礦細(xì)晶/泥質(zhì)粉砂巖(HST)組成。在東部大村—習(xí)水一帶，緣于層序疊置效應(yīng)，僅見2個“層序”(Ⅳ1～Ⅳ3、Ⅳ4～Ⅳ5)，聚煤條件最好，有厚達(dá)2m的C25中厚煤層，大面積分布，成為富煤帶；向西經(jīng)石屏到箭竹坪也常見層序疊置，發(fā)育4～5個“層序”，煤層變薄，含煤性變差；到洛亥一帶沉積厚度最大，下部發(fā)育較厚的硅質(zhì)泥巖，中下部“魚鱗泥巖”偶見小個體瓣鰓類及魚鱗碎片，含煤性差。

本層序，含煤2～5層，煤層總厚0～4.77m，C25煤層為主要可采煤層，其中見植物化石及碎片。

2)三級層序2(Ⅲ2)。C23-1煤層底板黏土巖底界/玄武巖第一旋回頂至C7-10煤層底板含球粒狀菱鐵礦黏土巖底界，層序由低水位體系域(Ⅳ6～Ⅳ7)、海侵體系域(Ⅳ8～Ⅳ13)和高水位體系域(Ⅳ14～Ⅳ18)組成，包括13個四級層序，分布范圍遠(yuǎn)大于層序Ⅲ1的范圍，向西已擴(kuò)大到馬邊—雷波一線，厚度一般為30～127.2m。東部石屏、大村一帶厚度不足50m，含煤性最好，向西厚度逐漸增大至洛亥仍小于90m，含煤性變差，洛表—筠連一般大于100m，最厚135m，含煤性很差，屏山—鹽津一線以西因超覆于玄武巖之上只發(fā)育高水位體系域，厚度由70m減到30m，東薄西厚趨勢明顯。四級層序(Ⅳ)通常由淺灰色塊狀黏土質(zhì)泥巖(LST)→煤、深灰色泥巖、含動物化石泥巖(TST)→灰、灰黃色粉砂巖、細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖(HST)組成。在石屏—瓦窯坪一帶，6個四級層序(Ⅳ7～Ⅳ12)層序疊置形成了厚達(dá)5.27m的C17-23厚煤層，成為富煤帶；此帶以東的上部C16、C14、C12-13煤層主要可采段則向東遷移至大村礦段；向西各層序明顯，煤層變薄，C19煤層大部可采；再向西過珙縣硐底—洛表一線，只有C12-13、C11等煤層較穩(wěn)定外，其余偶見煤線。

本層序，含煤8～19層，煤層總厚0.16～9.26m，C17～20煤層為主要可采煤層，以低硫優(yōu)質(zhì)無煙煤著稱；結(jié)合三級層序1聚煤條件最好地帶發(fā)生在古藺地區(qū)稱古藺聚煤中心。

含動物化石和植物化石，動物化石有兩個層段：一是發(fā)生在海侵體系域初期分布于本區(qū)石屏(石寶—鐵索橋一線)前緣隆起最高部位以東，相當(dāng)于“大鐵板”(此處分叉為溫水灰?guī)r和良村灰?guī)r)層位的泥質(zhì)巖，二是發(fā)生在高水位體系域晚期分布于大村礦段東部，相當(dāng)于“梨園壩灰?guī)r”“張獅壩灰?guī)r”和“仙源灰?guī)r”層位的泥質(zhì)巖；植物化石廣泛分布。以潮坪(濱海、濱湖)、三角洲和沼澤沉積為主。

3)三級層序3(Ⅲ3)。從C7-10煤層底板含球粒狀菱鐵礦黏土巖底界/玄武巖第二旋回頂至長興組/興文組/宣威組上亞組頂界，層序由低水位體系域(Ⅳ19～Ⅳ21)、海侵體系域(Ⅳ22～Ⅳ23)和高水位體系域(Ⅳ24～Ⅳ28)組成，包括10個四級層序，分布范圍略大于層序Ⅲ2的范圍，晚期超覆向西擴(kuò)大到漢源-美姑一線，到達(dá)古陸邊緣，接近小江斷裂帶，厚度一般為42.6～69.6m 。在洛亥—筠連一帶厚38～42.6m，向東增大到52～69.6m，厚度波狀變化，向西到海灜略有增大46.4m，到雷波以西超覆于玄武巖之上，厚0～42.6m。在筠連四級層序(Ⅳ)清晰易劃分，通常由淺灰色塊狀黏土質(zhì)泥巖(LST)→煤、深灰色泥巖/含鈣質(zhì)泥巖或灰?guī)r，產(chǎn)動物化石(TST)→灰、灰黃色粉砂巖/細(xì)砂巖/泥質(zhì)粉砂巖(HST)組成。C7-10煤層區(qū)域上分布很廣，巡司—珙縣一帶C7～10(局部地段為C6-10)煤層稱高炭，以東則以C7和C8～10煤層的組合形式出現(xiàn)，以西C7、C8、C9和C10各煤層獨立發(fā)育，煤層間距向西增大。

最大海侵到來開啟了長興階沉積，本區(qū)長興階沉積巖相分區(qū)明顯，大致以大納公路為界，其東為灰、深灰色中厚層至塊狀生物屑灰?guī)r，含燧石結(jié)核，夾鈣質(zhì)泥巖薄層，底部為石寶灰?guī)r，不含煤層，稱灰?guī)r相區(qū)，四級層序界面追蹤有一定難度，即長興組。其西至川云交界的塘壩—馬鞍山一線廣大地區(qū)，碎屑巖大增并向西逐漸增多，含煤性變好，稱海陸交互相區(qū)，即興文組。在此相區(qū)內(nèi)又以鎮(zhèn)州—上羅為界，以東灰?guī)r發(fā)育，含煤性不太好，稱灰?guī)r亞相區(qū)；以西灰?guī)r尖滅代之為含鈣細(xì)碎屑巖，含煤性好，稱泥巖亞相區(qū)。川云交界的塘壩—馬鞍山一線以西地區(qū)，已無海相地層，而含煤性自東向西漸次變差，稱陸相區(qū)，即宣威組上亞組。

本層序，筠連聚煤中心，含煤6～11層，煤層厚度3.96～7.37m，可采煤層1～4層，C7-10煤層為主要可采煤層，C3-4、C1-2煤層為次要可采煤層。本組富含動物化石和植物化石，為開闊海碳酸鹽臺地、潮坪、三角洲、沼澤相沉積。

1.2 峨眉山玄武巖

本文所指的峨眉山玄武巖(下面簡稱“玄武巖”)是云貴川交界處大面積分布在小江深大斷裂帶以東的陸相拉斑玄武巖，呈向東凸的舌狀體，川南地區(qū)位于其北側(cè)(圖1)。

1.2.1 玄武巖

以灰、綠等色致密、斑狀、杏仁狀鈣堿性玄武巖為主，夾少量苦橄巖、凝灰質(zhì)砂巖、泥巖、煤線及硅質(zhì)巖，偶見植物化石。與下伏茅口組/陽新組不整合接觸，洛表—雷波、雷波—古陸、古陸以西地段分別與上覆宣威組下亞組、宣威組上亞組、東川組不整合接觸。殘留厚度23.3m(洛表)至900余米(美姑以西古陸)，韻律性明顯?？蓳?jù)其與含煤地層層序關(guān)系劃分出3個旋回，28個韻律(表1)。

1.2.2 韻律特征

經(jīng)對煤田地質(zhì)勘查和有關(guān)資料綜合研究分析，發(fā)現(xiàn)本區(qū)玄武巖韻律性旋回性明顯，每個韻律(對應(yīng)一個“四級層序”)自下至上由凝灰?guī)r(噴發(fā)相)→火山角礫巖(爆發(fā)相)→氣孔狀杏仁狀及致密狀熔巖(溢流相)構(gòu)成，殘留厚3.6(洛表)～174.0m(樂山沙灣)；在韻律頂部能見到蝕變現(xiàn)象，下部凝灰?guī)r及火山角礫巖常常缺失，但有時能見到沉積碎屑巖，甚至可見薄煤層。

每期次玄武巖漿的噴溢過程是短暫的，其間歇期是很長的，間歇期即是玄武巖山地接受風(fēng)化剝蝕為含煤盆地提供碎屑物質(zhì)的重要時期。典型實例是在貴州西部玄武巖分布地區(qū)，第一旋回第一韻律間歇期間普遍發(fā)育的河床礫巖。礫石成分90%以上為玄武巖，少量為灰?guī)r和硅質(zhì)巖，膠結(jié)物系與礫石成分相同的砂、粉砂和黏土以及玄武質(zhì)熔巖，河床礫巖厚8～40m，分布廣泛；由于古河床下切深度不一，各地所見礫巖的下伏地層不同，在缺失第一韻律玄武巖的關(guān)嶺丙壩和鎮(zhèn)寧仙人腳，則見此河床礫巖直接覆于茅口組灰?guī)r之上，在晴隆大廠地區(qū)還下切到茅口灰?guī)r之中。

通過對含煤地層碎屑巖體積測算，推測得出現(xiàn)殘留的玄武巖厚度不及噴溢玄武巖厚度的50%，特別是第二旋回及第三旋回玄武巖殘留厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于噴溢玄武巖的厚度，一個韻律可遭受不同程度的剝蝕，殘留不同程度的厚度，甚至整個韻律剝蝕殆盡。

1.2.3 旋回

依據(jù)玄武巖與上覆地層(含煤巖系)的關(guān)系，玄武巖韻律組合，玄武巖的分布等特征，將玄武巖劃分為三個旋回，從下而上：

1)第一旋回。以中二疊世陽新組/茅口組頂為底界，宣威組下亞組底為頂界，出露在硐底—洛表一線以西，馬邊-雷波一線以東地區(qū)(玄武巖厚度等高線在500m以下，圖1)，以西伏于第二旋回之下，殘留厚度23.3～564.6m(永善雙旋)，據(jù)測算約占噴溢總厚度的50%，保留了一半的玄武巖，由5個韻律(表1)構(gòu)成向東傾斜的玄武巖臺地。玄武巖漿噴溢活動強(qiáng)烈，規(guī)模宏大，自西向東鋪展170km。

從實測剖面可分辨出韻律，看到噴溢期的凝灰?guī)r、火山角礫巖、氣孔狀杏仁狀及致密狀熔巖的玄武巖，往往也能見到間歇期間的沉積碎屑巖、硅質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖，甚至薄煤層以及剝蝕面。

2)第二旋回。以玄武巖第一旋回頂為界，到玄武巖第三旋回底止，出露在馬邊—雷波—永善雙旋—威寧三道河高地一線以西(玄武巖厚度等高線在500～900m，圖1)，殘留厚度82.3～170m，據(jù)測算占噴溢總厚度的15%，僅保留少部分溢流相玄武巖，分析由13個韻律構(gòu)成向東傾斜的玄武巖臺地。玄武巖漿噴溢活動已有減弱，自西向東75km。

3)第三旋回。以玄武巖第二旋回頂為界，到東川組/宣威組上亞組底，出露在小江深大斷裂帶以東古陸—美姑—金陽—會澤一線，以及威寧三道河高地等地，(玄武巖厚度等高線多在900m以上，圖1)，殘留厚度90～130m，據(jù)測算占噴溢總厚度的18%，僅保留少部分溢流相玄武巖，分析由10個韻律構(gòu)成向東傾斜的玄武巖臺地。玄武巖漿噴溢活動進(jìn)一步減弱，向西縮至26km。

經(jīng)對比和追蹤，在云貴川三地西部第一旋回和第二旋回的頂部常見紅色之凝灰?guī)r，因顏色鮮艷為紅色紫紅色，云南稱“紅頂”。究其原因是第二旋回和第三旋回之初噴發(fā)相凝灰?guī)r(高氧化)發(fā)生之后，被又一次較大規(guī)模海侵將其履蓋而保存起來的結(jié)果，是旋回劃分的重要標(biāo)志層。

玄武巖漿周期性階段性噴溢活動鑄就了不同時期的玄武巖山地，為含煤建造提供陸源物質(zhì)，同時也造就了不同階段含煤盆地的微地貌，為聚煤作用提供了良好場所。

1.3 裂谷發(fā)育階段

從本區(qū)煤巖層對比獲得的信息(表1、圖2)結(jié)合云貴川有關(guān)資料分析得之，晚二疊世云貴川交界地區(qū)正是裂谷發(fā)育(擴(kuò)張-沉陷-消亡)的重要階段，西部南北向的攀西裂谷以及西南部北西向的六盤水裂谷正處在擴(kuò)張時期，小江深大斷裂帶、紫云-埡都深大斷裂帶等延伸至地幔，導(dǎo)生出玄武巖及輝綠巖；同時巖石圈沉陷，形成海進(jìn)序列沉積。晚二疊世吳家坪期早期玄武巖漿活動強(qiáng)烈噴溢形成了鋪天蓋地的玄武巖巖被，形成第一旋回；與此同時，海水向玄武巖分布區(qū)漫進(jìn)，止步于玄武巖臺地前緣，自遠(yuǎn)到近沉積了一套海相、海陸交互相和陸相含煤沉積物，即三級層序Ⅲ1。吳家坪期中—中晚期玄武巖漿活動走向衰弱噴溢強(qiáng)度中等，形成第二旋回；海水則大舉向西漫進(jìn)到屏山-鹽津逐步到達(dá)馬邊—雷波—威寧羊場一線等地，并沉積了一套海相、海陸交互相和陸相含煤沉積物，即三級層序Ⅲ2。吳家坪期晚期—長興期玄武巖漿活動進(jìn)一步減弱噴溢至溢流相終止，即第三旋回，標(biāo)志裂谷進(jìn)入消亡階段；這時，海侵逐步擴(kuò)大到漢源—美姑一線古陸、威寧三道河高地等地，沉積了一套海相、海陸交互相和陸相含煤沉積物，即三級層序Ⅲ3。

2 耦合

2.1 區(qū)域巖相古地理的基本格局

東吳運動改變了云貴川交界地區(qū)地殼晚二疊世的古地理格局，海水全線退縮至紫云、望謨、羅甸一帶的深水盆地中，廣大地區(qū)上升成陸，遭受風(fēng)化剝蝕；攀西裂谷及六盤水裂谷則開啟了大面積玄武質(zhì)巖漿噴溢，造成了西部沿小江深大斷裂帶及中部威寧三道河高地，并有向東向南向北漸次變低的古地形特征；與此同時，發(fā)生環(huán)玄武巖的海侵，西部發(fā)育幾條古河流，流向南東、北東、北，傾注入海。除西部古陸、威寧三道河高地?zé)o沉積外，其余廣大地區(qū)，均有晚二疊世沉積，形成了由古陸向外環(huán)狀展布，由陸相→過渡相→海相的巖相古地理格局。

沉積相帶的寬窄受古地形的坡度控制。川南—黔北一帶因古地形坡度平緩，故沉積相帶展布較寬；富源—望謨一帶，古地形坡度較陡，沉積相帶較窄；畢節(jié)—織金一帶處于兩者之間。晚二疊世期間紫云-埡都深大斷裂帶處于重要發(fā)育階段，其南西盤下降，北東盤相對上升，兩盤在巖相、沉積厚度、含煤性等方面都有較大差異。

2.2 玄武巖漿活動與含煤建造

2.2.1 玄武巖漿活動與撓曲盆地和前緣隆起

經(jīng)煤巖層精細(xì)對比分析得知，在規(guī)模巨大的熔巖被作用下形成撓曲盆地和前緣隆起。其特點：①在熔巖流主流動方向上其沖擊力和重力的共同作用下?lián)锨璧睾颓熬壜∑鹱冃畏仁亲畲蟮?；②玄武巖臺地往往由數(shù)個玄武巖巖被疊置組成(即一個旋回)，撓曲盆地和前緣隆起具有繼承性。隨著玄武巖臺地向西遷移，撓曲盆地和前緣隆起也隨之向西遷移；③玄武巖漿噴溢旋回與三級層序呈一一對應(yīng)關(guān)系，詳見圖2。

1.小江斷裂帶；2.玄武第一旋回；3.玄武巖第二旋回；4.玄武巖第三旋回；5.含煤地層三級層序1；6.含煤地層三級層序2；7.含煤地層三級層序3圖2 川南地區(qū)晚二疊世含煤建造及玄武巖漿活動與裂谷發(fā)育階段耦合示意圖Figure 2 Schematic diagram of Late Permian coal-bearing formation,basalt magmatic activities and rift development stage coupling in southern Sichuan area

1)微地形。據(jù)煤巖層對比資料分析，從圖2b得知，吳家坪期早期玄武巖漿噴溢活動造成玄武巖高地，形成西高東低的古地形。硐底—洛表一線以西為玄武巖山地，并為含煤盆地提供豐富的陸源物質(zhì)，其東為撓曲盆地和前緣隆起。前緣隆起在古藺—桐梓一帶，最高部位在大村—良村一帶，過最高部位則是向東傾斜的古地形，此部位以西直到玄武巖臺地前緣撓曲盆地最低處則是向西傾斜的古地形，這種微地形是這種機(jī)制的必然。從圖2c得知，吳家坪期中期—中晚期前緣隆起在敘永—習(xí)水一帶，最高部位在瓦窯坪—大村一帶，撓曲盆地最低處應(yīng)在馬邊—雷波—永善雙旋—威寧羊街一線玄武巖臺地前緣以東；從圖2d得知，吳家坪期晚期—長興期前緣隆起在筠連—珙縣一帶，最高部位在巡司—珙縣一帶，撓曲盆地最低處應(yīng)在小江深大斷裂帶以東美姑—金陽—會澤一線，以及威寧三道河高地羊場等地。

2)Ⅳ級層序。經(jīng)分析，以溢流相玄武質(zhì)熔巖“瞬間”鋪天蓋地到來，巨大的熔巖被超大的體重對基底發(fā)生壓陷作用，致使基底開始迅速下降，隨著玄武巖漿噴溢活動階段停止，玄武巖巖體進(jìn)入消減階段，長期的風(fēng)化剝蝕作用，河流雨水“帶走”剝蝕的碎屑物到聚煤盆地，由于巖體的“卸載”重量減輕對基底壓陷作用逐漸消減，加之盆地充填物逐漸增加，沉積物質(zhì)量逐漸增大產(chǎn)生平衡作用也增強(qiáng)，最終壓陷作用與平衡作用達(dá)到一個平衡狀態(tài)，盆地下降停止；盆地的可容空間完成了由最小→最大→最小的閉環(huán)，也就是完成了煤層底板根土巖(LST)→煤層、深灰色泥巖/砂質(zhì)泥巖(TST)→粉砂巖/細(xì)砂巖/泥質(zhì)粉砂巖(HST)的聚煤韻律。這就是一次裂谷引張脈動與玄武巖漿噴溢活動和含煤建造耦合的體現(xiàn)。這就是一個韻律，數(shù)個韻律構(gòu)成一個旋回；是一個Ⅳ級層序，若干個Ⅳ級層序構(gòu)成一個Ⅲ級層序。

川南晚二疊世煤系地層完整記錄了這一時期裂谷發(fā)育階段巖漿活動含煤建造這一耦合過程。

2.2.2 玄武巖漿活動與富煤帶和聚煤中心

川南地區(qū)是我省晚二疊世最重要的聚煤區(qū)，含煤地層三級層序第一層序聚煤區(qū)分布于珙縣硐底—洛表一線以東無玄武巖分布區(qū)，主要煤層分布于前緣隆起之上的古藺—桐梓一帶，大村-桐梓前緣隆起最高部位形成了厚達(dá)2.00m的C25中厚煤層，成為富煤帶；第二層序聚煤區(qū)向西已擴(kuò)大到馬邊—雷波一線，主要煤層分布于前緣隆起之上的敘永—習(xí)水一帶，瓦窯坪—大村一帶是前緣隆起最高部位，石屏形成了厚達(dá)5.27m的C17-23厚煤層，成為富煤帶；第三層序聚煤區(qū)向西超覆擴(kuò)大到漢源—美姑一線，到達(dá)古陸邊緣，接近小江斷裂帶，主要煤層分布于前緣隆起之上的筠連—珙縣一帶，巡司—珙縣是前緣隆起最高部位，形成了厚達(dá)3.05m的C6-10中厚煤層，成為富煤帶。

本區(qū)晚二疊世聚煤屬潮坪環(huán)境，由海侵、基底升降和聚煤速率共同造就聚煤可容空間，成為聚煤中心；反之，三者共同作用造就某區(qū)不利的聚煤可容空間，則某區(qū)聚煤作用就不強(qiáng)，含煤性就差。經(jīng)分析，“大村-桐梓前緣隆起最高部位”“瓦窯坪-大村前緣隆起最高部位”“巡司-珙縣前緣隆起最高部位”能很好的協(xié)調(diào)三者間的共同作用，成為最佳的聚煤可容空間地帶，也是層序“疊置”最佳的地帶，形成中厚—厚層煤層成為富煤帶；“古藺-桐梓前緣隆起”、“敘永-習(xí)水前緣隆起”“筠連-珙縣前緣隆起”，能較好的協(xié)調(diào)三者間的共同作用，為聚煤奠定了有利的地形條件，發(fā)育了多層可采煤層，成為有名的古藺、筠連聚煤中心。

“前緣隆起”的形成受制于玄武巖臺地，隨著玄武巖臺地向西遷移，“前緣隆起”也隨之向西遷移，富煤帶和聚煤中心相伴西遷，這就是川南晚二疊世含煤地層主要煤層自東向西逐步抬升的原因。

2.2.3 玄武巖漿活動與濱岸湖泊及煤巖煤質(zhì)

“濱岸湖泊”其西部是玄武巖高地物源區(qū)，南部是寧南—三道河—黔西—甕安一線玄武巖高地分水嶺，東部以前緣隆起最高部位為前緣，北面地形平緩坡度小，盆地基地是向西傾斜最低處在玄武巖臺地前緣的古地形，顯然這是個未封閉的向北敞開的“濱岸湖泊”，或“海漫湖泊”。從古生物和煤質(zhì)資料分析可知，不同時期濱岸湖泊受到海水的入侵程度或方向是有所不同的。

C17-20、C16、C15、C14時期，本區(qū)主要處于前緣隆起最高部位的西側(cè)，濱岸湖泊基本不受海水影響，C17-20、C16、C15、C14煤層含硫低，屬低硫煤，僅C17-20煤在本區(qū)東部略受海水影響出現(xiàn)中高硫煤；C12-13時期，主要可采段處于前緣隆起最高部位的東側(cè)，C12-13在習(xí)水圖書一帶分叉為C12、C13-1、C13-2，屬海陸交互相聚煤環(huán)境受海水影響大，C12-13、C12、C13、C13-1、C13-2諸煤層含硫都較高，而在筠連以西局部出現(xiàn)可采段，包括其上的C11煤層，形成于濱岸湖泊環(huán)境沒受海水影響，煤層含硫低，屬低硫煤。

C7-10時期，前緣隆起最高部位已不能阻擋強(qiáng)勁的海進(jìn)勢頭，受海水影響，煤層含硫高，多屬高硫分煤。但在筠連一帶，C9煤層(俗稱小漢炭)形成于低水位域期，未受海水的影響，含硫低，屬低硫煤；C8煤層(俗稱中盤炭)形成于低水位域末期，受海水一定影響，含硫稍高，屬中—中高硫煤；C7煤層(俗稱臭炭)形成于海侵域期，受海水的影響大，含硫高，屬高硫分煤。

C1-2時期，本區(qū)主要處于前緣隆起最高部位的西側(cè)，東側(cè)是碳酸鹽臺地，西側(cè)濱岸湖泊受海水影響甚微，C2煤層(三型炭)基本未受海水影響，含硫低，屬低硫煤。

馬邊—雷波以西處于撓曲盆地區(qū)域，主要為淡水湖泊，覆水較深，為紫色砂頁巖夾劣煤、菱鐵礦及河流相礫巖層。

值得重視的是，筠連礦區(qū)諸多煤層夾有多層碎塊狀絲炭薄層(一般單層厚1～3mm)，煤層灰分高，煤巖韌性強(qiáng)是其特點。究其原因，這與該區(qū)域距離小江深大斷裂帶和三道河高地近，這兩個地方是玄武巖漿噴溢活動的主要通道，是玄武巖漿噴溢活動多次引燃區(qū)內(nèi)泥炭田森林大火和火山灰降落的緣故。

2.2.4 玄武巖漿活動與煤變質(zhì)

川南地區(qū)晚二疊世煤主要屬高煤階的低階無煙煤，即三號無煙煤(WY3)。本區(qū)玄武巖漿噴溢活動有3個旋回，28個韻律，每次噴溢活動的熔巖被規(guī)模寵大而熱容量巨大，再說從西到東玄武巖巖被是連續(xù)的，只是有厚薄之別，它既是高溫熔巖熱能傳導(dǎo)者，也是承接儲蓄熱能成為高溫異常區(qū)，這是本區(qū)晚二疊世煤化程度高，形成高階煤的主要原因。

3 結(jié)語

把裂谷發(fā)育階段作為背景條件，玄武巖漿活動和含煤建造關(guān)系就清晰可辯，如玄武巖漿活動熔巖被與撓曲盆地和前緣隆起的勾聯(lián)，建立起了玄武巖漿活動韻律旋回與含煤建造四級三級層序的對應(yīng)關(guān)系；由玄武熔巖被打造的“古藺-桐梓前緣隆起”“敘永-習(xí)水前緣隆起”“筠連-珙縣前緣隆起”，在聚煤過程中起到一個協(xié)調(diào)“海侵、基底升降和聚煤速率”的作用；與前緣隆起相伴的“濱岸湖泊”或“海漫湖泊”與煤質(zhì)關(guān)系；玄武巖漿活動把熔巖被“高溫?zé)嵩础彼偷骄勖簠^(qū)域等。