謝曉勇 魏聲鵬 李定文

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局五總隊(duì)）

貴州素有“江南煤?！敝Q(chēng)，貴州西部的水城地區(qū)又是煤海中的煤海［1］。長(zhǎng)銀煤礦位于貴州省水城縣東南部的蟠龍鄉(xiāng)。自1965年以來(lái)，多家單位在該區(qū)開(kāi)展了大量的地質(zhì)勘探工作，目前已圈定煤的保有資源儲(chǔ)量共6 234萬(wàn)t，煤層氣潛在資源儲(chǔ)量為

3.643億m3。該礦床在區(qū)域上具有典型的代表性。煤層出露于二疊系龍?zhí)督M地層中，地層可分為3段，每段地層中的層厚、煤層發(fā)育情況均不一樣。這對(duì)其形成環(huán)境及形成過(guò)程具有重要的指示意義。據(jù)此，本研究通過(guò)對(duì)長(zhǎng)銀煤礦的地質(zhì)特征進(jìn)行總結(jié)分析，初步探究該礦床的成因。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

自中晚元古代以來(lái)，貴州地區(qū)可劃分為揚(yáng)子陸塊和華南褶皺系2個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元。黔北隆起、黔南坳陷、川南盆緣坳陷、雪峰褶皺帶、右江褶皺帶等5個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元［2］（圖1（a））。礦區(qū)處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆六盤(pán)水?dāng)嘞萃幈蔽飨驑?gòu)造變形區(qū)內(nèi)，區(qū)域褶皺和斷裂發(fā)育（圖1（b））。主要褶皺有三丈水背斜、盤(pán)龍向斜、小河邊向斜、土地埡向斜、大河邊向斜以及中營(yíng)向斜。斷裂主要有水城斷裂帶。礦區(qū)范圍所在區(qū)域構(gòu)造位置處于三丈水背斜北段西翼，地層倒轉(zhuǎn)，產(chǎn)狀陡立。區(qū)域出露地層主要為石炭系、二疊系，其巖石組合以碳酸鹽巖為主，其次為碎屑巖沉積建造，中二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖組則為一套大陸溢流拉斑玄武巖，上部為淺灰綠色黏土質(zhì)凝灰?guī)r，其下以深灰、灰黑色塊狀玄武巖為主。

晚二疊世是水城地區(qū)重要的成煤時(shí)期，期間，揚(yáng)子地塊呈西高東低、西陸東海的格局［3］。此外，西部地區(qū)斷裂構(gòu)造活動(dòng)廣泛，大量玄武巖漿發(fā)生噴溢，聚煤盆地基底得到顯著的填平補(bǔ)齊［4］。聚煤沉積盆地基底通常存在著古斷裂，這恰好對(duì)聚煤盆地有著較為明顯的控制作用。因此，由于區(qū)內(nèi)紫云—班都、師宗—貴陽(yáng)斷裂影響，水城地區(qū)的含煤地層主要為海陸交互相沉積［5］。龍?zhí)对缙谛鋷r漿停止噴溢，西部地區(qū)開(kāi)始接受沉積。龍?zhí)锻砥冢瑓^(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)逐步趨于平穩(wěn)，聚煤盆地性質(zhì)漸變?yōu)檑晗菪汀６矣晁^多，河流搬運(yùn)顯著增強(qiáng)。從而，三角洲廣泛發(fā)育，物源（碎屑）供應(yīng)充足，是十分理想的聚煤場(chǎng)所［6］。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層巖性

礦區(qū)內(nèi)主要出露二疊系、三疊系地層（圖1（c）），局部有第四系覆蓋。自東向西地層由老到新分布，因受地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)影響，礦區(qū)內(nèi)F6斷層以東地層均發(fā)生倒轉(zhuǎn)。第四系不整合覆于以上各地層上。

（1）二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m）為灰、淺灰色灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，質(zhì)地較純，堅(jiān)硬，厚至中厚層狀，含塊狀燧石，中、下部夾有厚層狀、層理不清的結(jié)晶質(zhì)灰?guī)r，產(chǎn)蜓科化石。地層主要出露于區(qū)內(nèi)東部至邊界外，呈帶狀，近南北向展布。

（2）二疊系上統(tǒng)峨嵋山玄武巖組（P3β）上部主要為灰綠色、深灰色拉斑玄武巖，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)玄武巖，下部主要為深灰黑色塊狀拉斑玄武巖及少量玄武質(zhì)熔巖集塊巖，玄武質(zhì)凝灰熔巖。地層于區(qū)內(nèi)中部大面積出露，呈帶狀，近南北向展布，與下伏茅口組（P2m）地層為平行不整合接觸關(guān)系。

（3）二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）為含煤地層，由灰—深灰色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r和煤層組成。產(chǎn)蕨類(lèi)植物化石及少量腕足類(lèi)動(dòng)物化石。地層于區(qū)內(nèi)中部大面積出露，呈帶狀，近南北向展布。

（4）二疊系上統(tǒng)長(zhǎng)興組（P3c）主要出露于區(qū)內(nèi)北部，F(xiàn)4斷層至礦區(qū)南部，地表第四系覆蓋較深，未出露，為灰色、深灰色中厚層狀至厚層狀細(xì)晶至中晶石灰?guī)r，塊狀構(gòu)造。

（5）三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組（T1f）主要出露于區(qū)內(nèi)礦界西部。巖性為灰褐、黃褐、灰綠、灰、紫灰、灰紫色薄—中厚層粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖夾薄層灰?guī)r、泥灰?guī)r。具波狀層理、交錯(cuò)層理，含瓣鰓類(lèi)及腕足類(lèi)化石。

（6）三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組（T1yn）出露于測(cè)區(qū)西部，主要為淺灰薄至中厚層狀泥晶灰?guī)r，淡綠、淺色中厚層狀白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、夾薄層灰綠色粉砂巖及泥巖。

（7）第四系（Q）為殘坡積層，由灰?guī)r、泥頁(yè)巖、砂巖、玄武巖的風(fēng)化產(chǎn)物組成，其中混雜有上述巖石碎塊，另有大范圍的灰?guī)r、玄武巖崩塌、滑坡堆積物，主要分布在龍?zhí)督M地層的緩坡處。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于三丈水背斜北段西翼，F(xiàn)6斷層為界以東，為一向東傾斜的單斜構(gòu)造，由T1y～P2m地層構(gòu)成，地層走向北北東，傾向?yàn)闁|偏北，傾角為75°～85°，平均為80°，礦區(qū)范圍內(nèi)地層均發(fā)生倒轉(zhuǎn)；F6斷層為界以西為一向西傾斜的單斜構(gòu)造，由T2g～T1f地層構(gòu)成，地層走向北北東，傾向西偏南。礦區(qū)范圍內(nèi)及附近主要有南北向斷層1條，北西向斷層1條，東西向斷層2條（表1）。其次礦區(qū)內(nèi)還發(fā)育有斷距小于5 m的多條斷裂，可采煤層主要賦存于P3l中，總體上保存較好。

2.3 巖相古地理

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聚煤作用通常發(fā)生于沖積平原、三角洲平原、潮坪、瀉湖和碳酸鹽巖臺(tái)地等沉積環(huán)境［7-8］。但不同的沉積環(huán)境，其聚煤作用強(qiáng)度有所不同，由上三角洲平原到下三角洲平原、潮坪、瀉湖、障壁壩，再到碳酸鹽巖臺(tái)地具有減弱趨勢(shì)［9］。水城長(zhǎng)銀煤礦位于揚(yáng)子地塊西緣，二疊紀(jì)龍?zhí)镀冢堑貐^(qū)處于三角洲的沉積環(huán)境（圖2），利于煤礦形成。

3 含煤巖系地質(zhì)特征

礦區(qū)含煤地層為二疊系龍?zhí)督M，一套海陸交互相含煤沉積地層。巖性由灰色、黃灰色、紫灰色或淺灰色薄層狀至中層狀細(xì)砂至粉砂巖、泥砂質(zhì)巖石、炭質(zhì)泥巖以及煤層組成，局部夾有薄層高嶺石泥巖。各巖性粒度在剖面上具有明顯的旋回特征。而在橫向上相變明顯，由北向南逐漸變厚；垂向上正粒序?qū)永砘蚰媪Ｐ驅(qū)永怼５貙雍?89.60 m。產(chǎn)束羊齒、櫛羊齒等植物化石及似瓦崗貝等動(dòng)物化石。主要出露于礦區(qū)中部，與下伏地層呈假整合接觸。含煤層11～43層，一般為25層，煤層平均總厚為21.50 m，含煤系數(shù)為8.00%，含可采煤層7層（C14、C15、C16、C17、C18、C19、C29），可采煤層總厚為15.58 m，可采煤率為5.80%。根據(jù)巖性，由下至上分為3段，具體分述如下：

第一段（P3l1）煤系底部至B3標(biāo)志層頂，巖性以灰、淺灰色砂巖、鋁土巖為主，粉砂質(zhì)泥巖及煤層。厚44.75～88.95 m，平均為67.58 m，含煤3～12層，一般為5層，含可采煤層1層。

第二段（P3l2）為B3標(biāo)志層頂至B1標(biāo)志層頂，由灰、淺灰色砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖，粉砂質(zhì)泥巖及煤層組成。厚111.07～160.22 m，平均為139.07 m，為礦區(qū)主要含煤段。含煤8～15層，一般為10層，含可采煤層5層（C15、C16、C17、C18、C19）。

第三段（P3l3）為B1標(biāo)志層頂至煤系頂部，巖性為局部含鐵質(zhì)或泥質(zhì)的粉砂巖、鈣質(zhì)泥巖以及薄煤層（或煤線），夾薄層泥灰?guī)r。厚39.75～115.69 m，平均為82.95 m。含煤2～7層，一般為3層，含零星可采點(diǎn)（C14）。該段煤層層位、厚度較穩(wěn)定。動(dòng)、植物化石種類(lèi)多，有大羽羊齒、扇葉、蕉羊齒等。

4 礦床成因淺析

綜上所述，含煤巖系龍?zhí)督M地層的巖石組成、巖性粒度等均指示有多個(gè)旋回的沉積特征。據(jù)鉆孔資料顯示，礦區(qū)內(nèi)的巖相在橫向上變化不大，垂向上交錯(cuò)層理清晰，呈現(xiàn)出明顯的海進(jìn)海退沉積旋回。對(duì)應(yīng)的巖性旋回表現(xiàn)為由灰?guī)r、砂巖、泥巖再到煤沉積多個(gè)旋回。整體上可分為3個(gè)旋回，第一旋回地層平均厚度為67.58 m，第二旋回地層平均厚度為139.07 m，第三旋回為82.95 m。指示為一個(gè)先海侵，然后海退的過(guò)程。龍?zhí)镀诘牡貙又饕蕿a湖相、泥炭沼澤相、前三角洲相、三角洲前緣相及沼澤相等，而當(dāng)時(shí)的水城屬于三角洲沉積地區(qū)［10］。此外，水城地區(qū)西臨康滇古陸，即離物源區(qū)較近，利于沉積。在這樣的背景下，有豐富的陸源碎屑補(bǔ)給。海侵時(shí)，海平面上升速率較大，且與泥炭堆積速率保持平衡，利于泥炭層堆積的可容納空間持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，從而形成較厚的煤層［1］。

5 結(jié)論與建議

綜上所述，長(zhǎng)銀煤礦是形成于二疊紀(jì)龍?zhí)镀?，三角洲相的先海侵再海退的沉積環(huán)境中，來(lái)自于康滇古陸的植物碎屑充足、穩(wěn)定供應(yīng)，泥炭持續(xù)堆積的結(jié)果。此外，本井田含煤地層厚，可采煤層多達(dá)7層以上，沿走向往南可采煤層厚度增厚，且厚度較穩(wěn)定，煤炭資源儲(chǔ)量較豐富。據(jù)此建議，礦界以南5 km范圍內(nèi)增強(qiáng)勘查。

致謝鐵永洪、魏聲鵬、楊林等項(xiàng)目組成員參與了本次野外調(diào)研工作，在此表示真誠(chéng)感謝！