張良平 左文貴 李龍 王小洪 鄭振華

1.中南大學(xué)地球科學(xué)與物理信息學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083

2.湖南省煤炭地質(zhì)勘查院，湖南 長(zhǎng)沙 410014

圖1 湖南省蘭村攸縣礦區(qū)地質(zhì)圖

1 區(qū)域地質(zhì)概況

蘭村礦區(qū)位于湖南省攸縣蘭村復(fù)式向斜內(nèi)，自東向西由蘭村向斜、羊家坊背斜、燕山向斜組成，平面上呈一倒葫蘆型（圖1），剖面上呈“W”形。研究區(qū)地表出露及鉆孔揭露地層從新到老有：第四系、下三疊統(tǒng)大冶組、上二疊統(tǒng)大隆組、上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M上段及下段。龍?zhí)督M上段為本區(qū)主要含煤地層，層厚214.85m，共含煤9層，煤層總厚度約6.61m，含煤系數(shù)為3.1%，其中1、6、9煤層為大部分可采煤層。

該區(qū)晚二疊世早期含煤碎屑沉積顯示了三角洲層序的特征，至晚二疊世晚期，持續(xù)接受海侵，沉積了一套海相泥灰?guī)r和硅質(zhì)巖。在海侵過(guò)程中發(fā)生多次海退，因此在龍?zhí)督M上段的下部顯示出多旋回沉積的特征。

2 煤系地層巖性特征

研究區(qū)龍?zhí)督M上段巖性主要為由長(zhǎng)石石英砂巖、石英砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層組成，偶夾灰?guī)r或硅質(zhì)巖透鏡體。為一套含煤碎屑巖系，平均厚214.85m。本段含煤1～9層，其中主要可采煤層為1、6、9煤層,2、3、4、5、7煤層為局部可采煤層。

根據(jù)巖性組合、粒度變化及測(cè)井曲線組合特征，選取S1、S2、S3砂巖作為標(biāo)志層，將含煤段劃分為三個(gè)較大的巖性旋回（圖2）。每段旋回巖性總體上從下至上分別為砂巖、粉砂巖（泥質(zhì)粉砂巖）、砂質(zhì)泥巖（或泥巖）和煤的互層。每旋回一般含煤三層。各旋回基本特征如下。

第一旋回：發(fā)育于下部（S3與S2之間），底始層為9煤層底板雜砂巖，本旋回又由3個(gè)小旋回組成，每個(gè)小旋回巖性自下而上依次為細(xì)粒砂巖、砂質(zhì)泥巖或泥巖與煤的互層，共含煤3層，編號(hào)自下而上依次為9、8、7煤層。厚36m～68m，一般厚40m～50m。

第二旋回：發(fā)育于中部（S2與S1之間），底始層為6煤層底板中（細(xì)）粒長(zhǎng)石石英砂巖（S2），單層厚度5cm，層面平整，層間夾1mm左右的泥巖為特征。含煤3層，編號(hào)為6、5、4煤。厚26m～80m，一般厚50m～60m。

第三旋回：發(fā)育于頂部，底始層為3煤層底板細(xì)粒石英砂巖（S1），2煤層頂、底板發(fā)育有波狀層理細(xì)砂巖，局部相變?yōu)榉凵皫r或砂質(zhì)巖泥，1煤層頂板為含指狀菱鐵質(zhì)結(jié)核泥巖。含煤3層，編號(hào)為3、2、1煤層。厚27m～64m，一般厚30m～40m。

3 煤系地層沉積環(huán)境分析

本區(qū)地形自晚二疊世后期一直處于下降狀態(tài)，持續(xù)接受海侵，至晚二疊世大隆組海平面達(dá)到最大，發(fā)育一套海相的灰?guī)r、硅質(zhì)泥巖及鈣質(zhì)泥巖。在海侵過(guò)程中出現(xiàn)多期小規(guī)模的海退，導(dǎo)致龍?zhí)督M上段形成多旋回沉積層?？傮w上可以劃分為以下三個(gè)沉積旋回。

第一旋回

以細(xì)粒砂巖（S3）為起點(diǎn)，以長(zhǎng)石石英砂巖（S2）為終點(diǎn)，該沉積期物源主要來(lái)自于研究區(qū)東部。全區(qū)主要發(fā)育三角洲平原沉積，且大部地區(qū)為泛濫平原，僅在巒山鎮(zhèn)附近發(fā)育三角洲分流河道。在研究區(qū)東北角，局部地區(qū)發(fā)育間灣湖泊沉積（圖3）。第一旋回底部沉積了9號(hào)煤，9號(hào)煤全區(qū)大部可采。

這一時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)較弱，碎屑沉積體系能量較低、活動(dòng)性差，因此煤層分布范圍與厚度主要受古地貌影響，9號(hào)煤就形成于這種低能沉積體系之上，主要成煤環(huán)境為泛濫平原泥炭沼澤，成煤中心集中在研究區(qū)中東部。在巒山鎮(zhèn)附近，由于三角洲分流河道的沖刷，煤層較薄，甚至缺失。

圖4 龍?zhí)督M上段第二旋回沉積相平面分布圖

圖5 龍?zhí)督M上段第三旋回沉積相平面分布圖

第二旋回

以長(zhǎng)石石英砂巖（S2）為起點(diǎn)，以細(xì)粒砂巖（S1）為終點(diǎn)，該沉積期物源主要來(lái)自于研究區(qū)東部。全區(qū)主要為三角洲平原沉積，分流河道較第一旋回沉積期更發(fā)育、分布范圍更廣，在燕山村和蘭頭村附近均可見，且間灣湖泊沉積范圍縮?。▓D4）。第二旋回中下部沉積了6號(hào)煤，6號(hào)煤全區(qū)大部可采。

6號(hào)煤同9號(hào)煤一樣，均形成于低能碎屑沉積體系之上，因此分布范圍主要受古地貌的影響。

第三旋回

以細(xì)粒砂巖（S1）為起點(diǎn)，往上變?yōu)榧?xì)砂巖、粉砂巖，最后逐步過(guò)渡為砂質(zhì)泥巖、泥巖，反映出從三角洲平原環(huán)境向?yàn)a湖、潮坪環(huán)境的過(guò)渡，最后沉積全區(qū)大部可采的1號(hào)煤。

該時(shí)期研究區(qū)南部和蘭村附近主要發(fā)育瀉湖相沉積，除研究區(qū)東南部沉積濱海砂體外，其余大部為潮坪相沉積環(huán)境（圖5）。1號(hào)煤就形成于這種濱海沉積體系之上，由于海進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)小規(guī)模的海退，濱岸沉積體系向海推進(jìn)，泥炭沼澤范圍向海擴(kuò)大，使得瀉湖或局限淺海最終淤積，形成較厚的煤層。

4 沉積體系對(duì)聚煤規(guī)律的影響

（1）龍?zhí)督M上段的1號(hào)煤是在小規(guī)模海退的過(guò)程中，由瀉湖和潮坪淤積而成。此時(shí)地殼相對(duì)平穩(wěn)，氣候潮濕利于成煤植物的生長(zhǎng)，形成了厚度較大且較穩(wěn)定的1號(hào)煤。在研究區(qū)東部沉積的濱岸帶，主要為細(xì)粒砂巖，不利于煤層沉積，出現(xiàn)無(wú)煤區(qū)。

（2）龍?zhí)督M上段的6號(hào)和9號(hào)煤主要是由三角洲平原沉積體系的泛濫平原之上淤積泥炭沼澤形成，部分地區(qū)由于河道的沖刷作用，使得煤層變薄、煤質(zhì)變差。從第三旋回到第二旋回的沉積過(guò)程中，由于河道發(fā)生遷移，6號(hào)煤層的分布范圍及厚度明顯不同于9號(hào)煤。

結(jié)語(yǔ)

湖南省攸縣蘭村礦區(qū)龍?zhí)督M上段煤系主要發(fā)育于海岸線附近的濱海沉積體系及近海的三角洲平原沉積體系，其中瀉湖相和泛濫平原相，最有利于成煤。且由于分流河道的遷移改道和沖刷作用，出現(xiàn)薄煤帶甚至無(wú)煤帶。

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