徐 波，毛曉冬，張 亮，涂首業(yè)

（成都理工大學地球科學學院，成都 610059）

西藏自治區(qū)銅鉛鋅等金屬礦種含量豐富，但是煤炭資源卻是極度的稀缺，每年從區(qū)外調(diào)入煤炭10萬噸左右[1]，大大地增加了煤炭利用的成本，嚴重制約著西藏煤炭消費市場的擴大以及能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整等，因此，尋找更多的煤炭資源是西藏經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，也是本論文選題最重要的立足點。前人對馬查拉煤田開展地質(zhì)工作的面積僅占馬查拉煤系面積中很小一部分，提交的報告也具有較大的局限性，地質(zhì)調(diào)查成果不能概括整個馬查拉煤田的煤炭資源狀況，所以對馬查拉煤田進行新的地質(zhì)調(diào)查，摸清馬查拉煤系的展布情況及煤層厚度等基本情況，對重新估算馬查拉煤炭資源量有很重要的作用。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

馬查拉煤礦行政區(qū)劃屬西藏自治區(qū)類烏齊縣，礦區(qū)位于羌塘-三江斷褶帶東段的安多-昌都印支期斷褶亞帶內(nèi)[2]，區(qū)內(nèi)主要分布下、中石炭統(tǒng)和三疊系、侏羅系[3]；構(gòu)造較復雜，對煤系的后期破壞作用非常明顯；礦區(qū)內(nèi)沒有巖漿巖出露。煤礦區(qū)內(nèi)含煤地層為早石炭世沉積的馬查拉煤系，煤系地層之下為黑灰色泥巖、頁巖夾灰?guī)r、砂巖。不含煤，厚＞30 m（圖 1）。

圖1 西藏自治區(qū)類烏齊縣馬查拉煤田地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of Machala Coalfield in Leiwuqi County of Tibet

區(qū)域資料表明本套地層整合或假整合于上泥盆統(tǒng)之上。煤系由灰-深灰色泥巖夾細粒石英砂巖、粉砂巖組成，下部砂巖含量較多，煤層主要分布在煤系地層的下部。煤系上覆地層為早石炭世砂巖、灰?guī)r、泥灰?guī)r等，厚524 m。早-中三疊世為礫巖、砂巖，在礦區(qū)東南部不整合于早石炭世沉積之上。

馬查拉煤礦區(qū)內(nèi)，煤系出露走向長約10 km，寬1.6 km,面積16 km2；含煤地層厚495 m，在馬查拉煤礦區(qū)內(nèi)見煤系地層厚873.4 m，含煤層和煤線82層，其中可采或局部可采煤23層，可采總厚2.97～23.48 m,可采單層厚0.40～2.55 m,可采煤層平均累厚12.82 m，可采單層煤平均厚度為0.40～1.29 m，主要含煤段可采含煤系數(shù)達2.45%；煤層結(jié)構(gòu)為簡單-較簡單，少數(shù)復雜，形態(tài)多為似層狀或?qū)訝?，較穩(wěn)定-不穩(wěn)定。

2 沉積體系和沉積環(huán)境

馬查拉煤系主要由灰-深灰色、紫紅色、灰紫色夾褐色中薄層狀粉砂質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖及煤層、灰?guī)r組成，巖石以細粒為特征，夾有少量粗礫巖石，自下而上粒度由粗變細，屬海侵沉積序列（退積型沉積），單層厚度為中厚層狀，見有沖刷波痕，水平層理、交錯層理，橫向上相變不大，在圖西邊煤系巖石顏色由紫色逐漸變?yōu)殡s色，巖石粒度由粗變細。

馬查拉煤系的基本層序是由中粗粒長石石英砂巖、石英砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖的自旋回沉積韻律層構(gòu)成，水平層理及正粒序發(fā)育（圖2），它代表了沉積作用過程中不同階段沉積物的特征，沉積韻律由不同成分、不同粒級的碎屑礦物構(gòu)成，自下而上由粗變細的自旋回對稱性層序疊覆成高一級對稱或不對稱的旋回性層序。

圖2 馬查拉煤系基本層序示意圖Fig.2 Basic sequence of Machala coal series

馬查拉煤系的碎屑巖組粉砂巖的粒度分析結(jié)果說明，粒度分布范圍比較狹窄，多集中于3.5～6.5μm之間，其中粉砂為50%～90%，多為粗粉砂，極細砂為10%～50%，平均粒度3.5%～5%，粗截點多在4%左右，細截點在4.5%，推移組分含量低于20%，躍移組分約占40%～50%，平均組分為30%～50%，由于三總體的斜率均陡（60%～70%），所以三線段曲線在圖上近于一條直線，反映沉積時水動力不強，僅有微弱的、強度變化不大的底流活動，說明馬查拉煤系碎屑巖組沉積環(huán)境屬淺海-海陸交互相[3]。

馬查拉煤系在青海境內(nèi)（靠近西藏邊界）主要巖性由灰-深灰色夾有褐色中薄層狀粉砂質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖及煤層、灰?guī)r等；灰紫色、灰色中厚層狀巖屑長石砂巖、粉砂巖夾紫紅色長石砂巖、灰?guī)r兩套巖石組成，該帶中發(fā)育煤層及煤線。該巖石以細粒為特征，夾有少量粗礫巖石，顏色以灰—深灰色、灰紫色、褐色為特征，縱向上自下而上巖石粒度由粗變細，同樣屬海進沉積，層理清楚，層位穩(wěn)定，單層厚度為中厚層狀，見有沖刷波痕，水平層理、交錯層理，橫向上相變不大，僅在圖西邊巖石顏色由紫色逐漸變?yōu)殡s色，巖石粒度由粗變細。反映出海陸交互相沉積環(huán)境[4]。

在西藏境內(nèi)木曲一帶，有4次火山噴發(fā)，凝灰?guī)r應分布很廣。該煤系相變?yōu)楹穸却笥?00 m的褐色中薄層狀粉砂質(zhì)板巖與灰綠色英安質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r的韻律層。

根據(jù)上述巖石組合，剖面描述，基本層序及微量元素特征綜合分析，上覆地層的碳酸鹽巖組表現(xiàn)為淺海—陸棚碳酸鹽相特征，其沉積物主要由生物碎屑灰?guī)r、亮晶生物碎屑灰?guī)r及含砂粒屑、鮞?；?guī)r、團?；?guī)r、泥灰?guī)r及細粒石英砂巖和泥巖堆積而成。其中在砂屑灰?guī)r、石英砂巖中發(fā)育水平層理、交錯層理。生物灰?guī)r中含有大量腕足類、珊瑚類及苔蘚蟲及其生物碎屑或生物碎片，整體生物面貌反映了它們具淺海底棲生活特性，尤其多苔蘚蟲化石說明它們是生活在水深100 m左右的熱帶或亞熱帶平靜正常淺海中[5]，而其灰?guī)r中含有大量礫屑、砂屑，其磨圓度及分選性較好，同時混入較多石英砂巖，沉積物質(zhì)也較純，表明沖刷侵蝕作用較明顯，水動力環(huán)境較強[6]，剖面層序及基本層序則反映了由粗變細的退積—加積型沉積，屬潮下淺水高能環(huán)境—較深水低能環(huán)境，具淺海—陸棚碳酸鹽相（碳酸鹽臺地前緣斜坡相—盆地邊緣相）特征。

3 巖相古地理

西藏馬查拉煤系沉積時期的早石炭世古地理格局（圖3），是在晚泥盆世古地理分布基礎(chǔ)上的繼承性演化。西藏全區(qū)早石炭世古地理格局，是在泥盆紀末海侵基礎(chǔ)上進一步大規(guī)模海侵[7-8]、海水由南東向北西方向海侵的繼承性演化發(fā)展的結(jié)果[9]。

早石炭世馬查拉煤系沉積時西藏的古地理格局，中北部以班公湖-怒江洋盆（包括了雙湖-托和平錯-查多崗日洋盆）為古特提斯大洋主洋盆系統(tǒng)和南部雅魯藏布江洋的存在為顯著特點，發(fā)育了從半深海-深海的粉砂、泥質(zhì)沉積、碳酸鹽及海底火山硅泥質(zhì)沉積物；在主大洋洋盆的南、北兩側(cè)，則分別發(fā)育了由陸緣碎屑沉積、碳酸鹽臺地沉積所構(gòu)成的陸緣沉積體系；而在喜馬拉雅山以北至岡底斯山之間，雅魯藏布江洋盆則沉積了深海相硅泥質(zhì)遠洋物質(zhì)；靠近印度古大陸一側(cè)聶拉木一帶發(fā)育了三角洲沉積。

在馬查拉一帶，煤系常在背斜核部斷續(xù)出露，背斜兩翼及樞紐鞍部為上三疊世地層；該背斜在南南東端被他念他翁-瀾滄江逆斷層所切斷。由于煤田地質(zhì)工作程度低，這些斷層對煤系的改造和影響的程度，并不十分清楚。應該指出的是他念他翁～瀾滄江斷層，不僅對煤系地層的后期改造起到控制作用，而且該斷層在早石炭世前已經(jīng)存在，該深大斷裂的發(fā)生及其強烈活動，和西部他念他翁島弧帶的形成密切相關(guān)；同時，控制了東側(cè)海陸交互相的沉積分布，也為其東側(cè)沉積盆地創(chuàng)造了成煤的物質(zhì)條件。

4 控煤構(gòu)造分析

馬查拉煤系主要分布于羌塘-三江斷褶帶東段安多-昌都印支期斷褶亞帶內(nèi)，明顯受NW-SE向的他念他翁-瀾滄江逆斷層控制[10]，煤系連續(xù)分布在該斷層東側(cè)。該斷層走向南東109°，略向北東凸出呈弧形，在西藏順走向延長約450 km，北西、南東兩端分別延入青海省、云南省境內(nèi)；斷層屬壓扭性斷層，斷面向南西傾，傾角60～70°，使馬查拉一帶上三疊統(tǒng)及中侏羅統(tǒng)逆掩于煤系地層之下，破壞了煤系地層的完整性，對煤層的賦存、開采帶來十分不利的影響[11]。在該斷層南段的察雅-曲登一帶沿斷層還見有大規(guī)模燕山期酸性巖漿侵入，使煤層受熱動力變質(zhì)，這也可能是早石炭世的煤變質(zhì)程度高（多為無煙煤、貧煤）的重要原因之一[12]。曲登-察雅段煤系東側(cè)的逆斷層，斷層面傾向東，傾角75°，走向長約100 km。斷層東側(cè)為上三疊世流紋質(zhì)火山巖。該斷層及上三疊世火山巖對煤系煤層影響不大。

圖3 類烏齊及其鄰區(qū)巖相古地理簡圖Fig.3 The lithofacies paleogeographic map of Liwuqi County and adjacent areas

5 聚煤規(guī)律

馬查拉煤系沉積時，所處的大地構(gòu)造位置，位于早石炭世古特提斯大洋弧盆系東北側(cè)的昌都-蘭坪地塊中，其南側(cè)則是早石炭世已經(jīng)存在的古特提斯大洋弧盆系中的班公湖-怒江大洋盆地。

煤系沉積則完全發(fā)育在南昆侖-巴顏喀拉洋盆和金沙江-哀牢山洋盆南側(cè)的地塊構(gòu)造相邊緣的海陸過渡環(huán)境的碎屑潮坪或濱岸三角洲沉積體系之中；聚煤盆地應當屬于大陸邊緣坳陷型聚煤盆地；聚煤沉積環(huán)境為碎屑潮上帶之泥炭沼澤。

早石炭世馬查拉煤系含煤層位主要在下石炭統(tǒng)中-下部馬查拉組，在時空上可見由南東向北西，煤層層位由下部逐漸上升到中部及上部，顯示成煤期聚煤中心從南東向北西遷移的特點，可采或局部可采煤層所屬含煤段也有此特點，而且厚度有波浪式增厚的特征（圖4）。

馬查拉煤系煤層層數(shù)多、厚度小、結(jié)構(gòu)復雜和穩(wěn)定性差。一般說來，雖各地含煤層層數(shù)不同，但總的層數(shù)較多可達4～40層（包括厚0.1 m的薄煤層）。煤層結(jié)構(gòu)各地不一，變化較大，總的說來結(jié)構(gòu)較簡單，少數(shù)較復雜。較復雜煤層含夾矸1～2層，夾矸主要為炭質(zhì)頁巖、泥巖，厚度較小。煤層頂?shù)装宥酁槟鄮r、炭質(zhì)泥巖，少數(shù)為砂巖、粉砂巖。煤層穩(wěn)定-不穩(wěn)定，少數(shù)地區(qū)煤層向深部有增厚的的趨勢，個別煤點（如拉龍貢第1煤層）向深部驟然變薄，由地表0.7 m向深部1 m左右變?yōu)?.03 m。煤層沿走向變化較大，多呈似層狀及層狀，少數(shù)為透鏡狀。

馬查拉煤系在空間分布上表現(xiàn)出由北西向南東厚度逐漸變薄的特點。北西在青海雜多一帶厚達2300～3100 m，向南在曲登以南驟減，直到奪依納卡尖滅，使上泥盆統(tǒng)直接與煤系地層上部灰?guī)r（以前所稱的東風嶺組）接觸。

6 結(jié)論

圖4 早石炭世馬查拉煤系含煤層位變化Fig.4 Horizon change of Machala coal series of Early Carboniferous

馬查拉煤田的含煤地層為早石炭世的馬查拉組，早石炭世晚期、三江地區(qū)出現(xiàn)海水由南東向北西退卻，復而又出現(xiàn)海水由北西向南東侵犯，在海退—海侵交替沉積中，沉積了西藏早石炭世的馬查拉煤系。在時空上可見由南東向北西，煤層層位由下部逐漸上升到中部及上部，顯示成煤期聚煤中心從南東向北西遷移的特點。屬于大陸邊緣坳陷型聚煤盆地；聚煤沉積環(huán)境為碎屑潮上帶之泥炭沼澤。馬查拉煤系后期受NW-SE向的他念他翁-瀾滄江逆斷層控制，破壞了煤系地層的完整性，對煤層的賦存、開采帶來十分不利的影響。而在馬查拉煤礦區(qū)內(nèi)，煤系常在背斜核部斷續(xù)出露，背斜兩翼及樞紐鞍部為上三疊統(tǒng)地層；該背斜在南南東端被他念他翁-瀾滄江逆斷層所切斷。

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