云南省富源县富煤一矿后备区及其区域上煤系地层沉积特征及沉积环境分析

摘要：富煤一矿后备区煤系地层自下而上为龙潭组第一段（P2l1）、龙潭组第二段（P2l2）及长兴组（P2c）地层，与区域上煤系地层沉积特征及沉积环境具有相似性。因此综合分析区内及其区域上煤系地层沉积特征及其沉积环境，对研究区内煤层对比及构造分析提供理论指导，也为今后矿山开发提供理论依据。

关键词：富煤一矿后备区煤系地层沉积特征沉积环境煤层对比

中图分类号：P618.11文献标识码： A 文章编号：

0引言

富煤一矿后备区位于富源县城以南，距富源县城平距20km，矿区面积13.42km2。总体构造形态为一宽缓向斜构造（详见富煤一矿后备区及构造纲要图）；区内主采煤层M2+1、M7、M9、M11、M13、M14、M15、M16、M17、M19、M20、M21、M22、M23、M24等15层；初步提交了《云南省富源县大河煤矿区富煤一矿后备区勘探报告》，获得总资源量（331+332+333）26800万吨。

1.区域煤层沉积与迁移规律

晚二叠世川南、黔西、滇东聚煤区，为以康滇古陆东缘小江断裂为边界，地壳持续沉降，煤系连续沉积的海侵式成煤序列，属近海型煤田。其沉积古地理单元自西向东为：川滇古陆剥蚀区陆相沉积区海陆过渡相区海相区的顺序变化。

在滇东陆相区含煤地层包含龙潭期和长兴期的同期异相含煤沉积。长兴组（期）与龙潭组（期）的界线，以滇东统一编号的M7煤层顶板为界，M7煤层中部含有上细下粗的两层火山灰蚀变粘土岩夹矸，具有明显的结构特征和等时性。

1.1构造背景

西南晚二叠世聚煤区的沉积构造背景是：早晚二叠世末发生华力西期第二幕东吴运动，使康滇古陆及其两侧地幔物质上涌，地壳隆升，在川滇古陆东侧，原阳新海退到黔西南及桂西北地区，阳新灰岩面遭受短暂剥蚀。地壳隆升伴随沿古断裂形成川滇陆内张裂带，导致沿小江断裂带等为主要通道，发生大面积的玄武岩喷溢，在茅口灰岩上形成西厚东薄的玄武岩楔形斜坡，之后，由于深部热衰减及冷缩，导致古陆边缘地壳沉降，在川滇古陆东缘，大致以小江断裂为界，持续沉降，形成黔西川南滇东广阔的晚二叠世聚煤区。

康滇古陆东缘，有几个固定的大型古陆山口，不断向沉积区输送大量陆源物质（几乎全为玄武岩屑），形成几个古河流区，冲积物前方扩大，侧向相连，形成宣威—富源冲积平原陆

富煤一矿后备区及构造纲要图图1

相沉积。这些由古陆山口控制的河流，多为北西～南东向，其最靠南的古河为寻甸河，其源头在今寻甸功山附近的支锅山，发现晚二叠世聚煤期砾岩厚达200多米，一直延续到下三叠统下部。该河流砾石带，经过罗木矿区，北缘到达庆云矿区南侧石关，南缘到达大河—云山一带，并延伸到大坪矿区。南部因受北东向的牛首山古陆屏障，故富煤一矿后备区及恩洪矿区十井田以西，基本不受河流影响，冲积平原不发育，多属潮坪环境。

1.2煤层沉积迁移规律

西南晚二叠世的聚煤作用，总体表现为海进成煤的特征，滇东沉积区海侵方向是由东向西、由南向北推进，其合成方向是由南东向北西推进，表现为煤层层位及其沉积范围，自下而上由南东向北西方向超覆迁移，层位逐渐提高，呈叠瓦式分布，即煤系下部煤层，首先在东部滨海地区沉积，向西首先尖灭而不含煤（如沾益罗木、宣威羊场矿区西部以西下段已不含煤）；煤系上段的可采煤层在沉积区偏西部开始向西部延伸最远，成为沉积区边缘的卡居、来宾、倘塘唯一的可采煤层段；煤系中段的沉积过剩补偿性海退段，泥炭沼泽同时向陆和向海的方向双向扩大，使龙潭组晚期含煤性最好，煤层范围最大（如滇东的M7、M9和滇东北的C5煤层）。富源大河、云山及滇东恩洪矿区、富煤一矿后备区处在煤系三段均含可采煤层的叠加区，是滇东的富煤区，与贵州盘县一带的富煤区相连。以下、中段含煤为主，下段煤层结构较复杂，厚度变化较大，含硫较高；中段煤层结构较简单，稳定性较好，为低硫和特低硫煤，其中富煤一矿后备区靠近格宗向斜轴线以西受河流砂体影响，煤层层数较稀少，一些主要煤层见有变薄或沉积缺失，含煤性较差；以东受河流影响小，与恩洪矿区相似，煤层多、含煤性较好。

2.成煤环境及聚煤规律分析

2.1成煤环境

滇东黔西过渡相区的基本成煤环境是潮坪泥炭沼泽。冲积平原（包括上三角洲和下三角洲）是河流体系的沉积产物，其成煤环境是由河流型式的变化形成的沼泽发育程度所决定。冲积平原上发育完全的河流，流向为西部边缘向东部近海方向，即从上游到下游，河流类型变化的模式是：古陆山口冲积扇高能量辫状河中能量的曲流河低能量的网状河。

辫状河：上游与冲积扇相接，河床坡度大，水流能量高，沉积粒度粗，不成煤。

曲流河：上游以辫状河平直河道发生蛇曲摆动开始至发生分流河道终止，地形较平缓，下游更平。上段河曲发育，河床常因淤积而高出两岸，发生决口而不断迁移，并形成泛滥平原、废弃河道及沼泽化成煤。河道砂层呈之字形上升，煤层层位交替上升，成煤环境不连续、不同期，很难对比，成煤条件差。下游段多为分流河道，河道间区沼泽成煤，煤层在平面上常被河流砂体分隔，但尚能对比清楚，是较好的成煤环境。

网状河：发育在曲流河的下游，地形十分平坦，从曲流河分流河道开始，不断分流扩大，并出现多源头网状河并网，联结成巨大的体系,流水高度分散，通过细小水沟及渗透缓慢流动，全面沼泽化，前方与潮坪沼泽连接，在最大海岸线（高潮线）两侧发育高度相近，面积广阔的泥炭沼泽所形成的M7、M9煤层走向长几百公里、宽几十公里，是西南三省聚煤区最好的成煤沼泽类型。在富煤一矿后备区范围内M7、M9煤层层位稳定，特征明显，可采均达100%。

2.2聚煤规律分析

2.2.1冲积平原上各河流在时间上和空间上，河流型的发育程度与河流入海前的长度有关。因此，一层次的聚煤作用，取决于何种河流沼泽类型与潮坪沼泽相接，从而控制着聚煤沼泽的大小和含煤性的好坏。辫状河直接入海（过渡区）与潮坪沼泽相接,陆相区不含煤。多见于滇东煤系下段。曲流河沼泽与潮坪沼泽相接，陆相区含煤较好，整体成煤也较好。网状河沼泽与潮坪沼泽相接，在高潮线两侧广大地区聚煤，成煤条件较好。

2.2.2滇东含煤地层的三个阶段，大致相当于一个大旋回，在垂向上各煤层的成煤环境由曲流河沼泽开始，以网状河沼泽告终，而且网状河超覆曲流河，出现一次大的聚煤机会，以中段的M7、M9最明显，中间还包含一些小旋回出现M11等较稳定煤层。

2.2.3网状河沼泽聚煤的特点：一是它能形成大区域稳定的煤层；二是切实解释了滇东含煤地层沉积的一个重大地质问题，古陆山口控制的河流，源源不断地向盆地注入泥砂，河流区位置较固定。如：在主要煤层(如M9)沉积时，网状河对河水的高度分散作用和广阔平坦的沼泽植被对泥砂的阻挡作用，在煤层中几乎看不到河流影响的痕迹。

通过仔细的观察研究，发现在古寻甸河流区的后所矿区，M9煤层的灰分为30～35%，比其南北两侧的庆云、徐家庄矿区M9煤层灰分高出10～15%，这是河流沼泽水带入更多微细矿物质所致。另在徐家庄矿区发现有一条很窄的彩砂夹泥砾的河道占据或冲刷M9煤层,使M9煤层呈带状缺失，这些是古河流局部影响的证据；在恩洪矿区的矿井中，见M9煤层在极小的范围内突变为0.10～0.15m的薄煤，而在富煤一矿后备区内，这种现象几乎不会发生，在ZK4507钻孔也偶见M9煤层变薄点，但达可采，这是在广阔网状河泥炭沼泽中局部汇水成小水沟造成，并不影响煤层整体完整性。