盧君勇，黃攀，楊武，李波，胡宇瀚，潘冬，徐清濤

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貴州茅壩天生橋龍?zhí)督M沉積環(huán)境淺析

盧君勇，黃攀，楊武，李波，胡宇瀚，潘冬，徐清濤

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局二零七地質(zhì)隊(duì)，四川 樂山 614000）

貴州茅壩天生橋位于黔北川黔交界地，其晚二疊世龍?zhí)督M為一套砂泥互層及煤層等沉積組合，具水平層理、透鏡狀層理及小型交錯層理等沉積構(gòu)造.。研究其巖石特征、沉積構(gòu)造、層序等特征，查明該區(qū)上二疊統(tǒng)含煤沉積環(huán)境為潮坪-瀉湖沉積體系及成煤環(huán)境。

含煤發(fā)層；龍?zhí)督M；沉積環(huán)境；貴州茅壩

二疊系龍?zhí)督M是川南地區(qū)主要的含煤地層，古敘礦區(qū)是國家13個(gè)大型煤炭基地中的國家規(guī)劃礦區(qū)，占四川26%的煤炭資源量[1]。根據(jù)川南古敘礦區(qū)龍?zhí)督M含煤地層特征及聚煤規(guī)律研究，結(jié)合川黔交界的有利位置，對其晚二疊世沉積環(huán)境與聚煤規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)論述分析，對今后的礦產(chǎn)勘查具有參考意義。

1 地質(zhì)背景

貴州是我國的煤炭資源大省，但成煤環(huán)境復(fù)雜。前人對貴州省晚二疊世含煤地層沉積環(huán)境已經(jīng)取得諸多研究成果，指出晚二疊世以盤縣-水城-畢節(jié)、興仁-安順-桐梓兩線為分界，向東往西發(fā)育海相-過渡相-陸相的復(fù)雜類型沉積環(huán)境，屬克拉通穩(wěn)定型建造系列[4-6]。貴州龍?zhí)镀趲r相分區(qū)十分明顯。自西向東構(gòu)成了由陸相→海陸交替相→海相的古地理景觀[7]。貴州茅壩天生橋地區(qū)位于黔西一帶海陸交替相部位，其西部具南北向康滇古陸為物源區(qū)，具東西向川黔北隆起控制了茅壩天生橋地區(qū)構(gòu)造形態(tài)，形成了該區(qū)晚二疊世的聚煤古地理環(huán)境。

圖1 貴州清池-茅壩地區(qū)龍?zhí)督M實(shí)測剖面圖

該區(qū)屬于揚(yáng)子地臺黔北臺隆遵義斷拱畢節(jié)北東向構(gòu)造變形區(qū)，以北東向褶皺斷裂為主。該區(qū)褶皺、斷裂等構(gòu)造非常發(fā)育，其中褶皺整體上以北東向或北北東向展布為主，南北向、東西向和北西向褶皺、斷裂也有發(fā)育[2]。茅口組晚期的東吳運(yùn)動使揚(yáng)子盆地整體抬升，產(chǎn)生由西向東的海退，該地區(qū)上升為陸并遭受剝蝕，茅口組產(chǎn)生了不同程度的缺失。這種剝夷作用形成了廣闊的殘積平原，為含煤地層的沉積準(zhǔn)備了平坦的地形條件[1]?？傮w來講，東吳運(yùn)動使該區(qū)上、下二疊統(tǒng)之間重新塑造古地理面貌的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)[3]。

區(qū)內(nèi)由北至南分別見石寶向斜、馬躍水構(gòu)造帶、九倉向斜等構(gòu)造，構(gòu)造方向?yàn)楸睎|-南西向，總體上形成向斜-背斜-向斜構(gòu)造體系，其中背斜為馬躍水構(gòu)造帶，為破背斜；該地區(qū)下古生界為連續(xù)沉積，出露有寒武系、奧陶系；志留系因區(qū)域沉積間斷而發(fā)育不完整，地層厚度較薄，并缺失泥盆系和石炭系。龍?zhí)督M為區(qū)內(nèi)主要的賦煤最多的含煤地層，與下伏茅口組灰?guī)r平行不整合接觸，與上覆吳家坪組灰?guī)r呈整合接觸。

2 天生橋剖面

天生橋位于貴州茅壩鎮(zhèn)，行政區(qū)劃分別屬于遵義仁懷市，東鄰仁懷市魯班鎮(zhèn)，西鄰畢節(jié)市清池鎮(zhèn)，南鄰仁懷市后山鄉(xiāng)，北接四川省水口鎮(zhèn)。剖面方向約353°，導(dǎo)線總長為 256.10m，龍?zhí)督M總厚111.42m（圖1），按巖性、巖石組合與生物組合不同由下而上分為龍?zhí)督M一段、二段、三段，分別厚度7.66m、46.88m、56.88m，天生橋與鄰近古敘煤田龍?zhí)督M可作對比，可采煤層為4～5層，煤層為薄層至中厚層煤層為主，煤層可采總厚度天生橋?yàn)?.22m，清池為2.22m，廟林為4.76m，石寶為6.48m，大村為7.44m，具有由北向南逐漸變薄的趨勢（圖2）將其巖性特征、巖石生物組合等分述如下：

20（31）P3灰黑色厚層狀含生物燧石灰?guī)r ＞29.82m

圖2 北、古敘煤田龍?zhí)督M柱狀對比圖

圖3 貴州晚二疊世巖相古地理略圖[7]

1-古陸；2-相界線；3-海侵方向

——————整合——————

19（30）灰色薄層狀泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖 8.31m

18（29）C11:黑色半暗型煤，以暗煤為主夾亮煤和鏡煤條帶，瀝青光澤，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造 0.46m

17（24-28）深灰色薄層狀泥巖夾黃灰色巖屑砂巖 43.97m

16（23）C17：黑色半亮型煤，以亮煤為主，夾暗煤和鏡煤條帶，呈鱗片狀，煤層松散，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造 0.98m

15（22）灰色薄層狀泥巖 1.53m

14（21）P33黃灰色厚層狀砂巖 1.63m

13（20）黃灰色薄～中層狀砂巖與灰白色、灰色薄層狀泥巖互層 3.07m

12（19）C19煤線：黑色半暗型煤，以暗煤為主夾亮煤條帶，瀝青光澤，煤層松散，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造 0.33m

11（18）灰色薄層狀泥巖夾黃灰色薄～中層狀砂巖 8.03m

10（17）C20:黑色半暗型煤，以暗煤和亮煤為主夾鏡煤條帶，瀝青、玻璃光澤，煤層松散、破碎，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造 0.64m

9（14-16）黃灰色泥質(zhì)粉砂巖與灰色泥巖互層，局部見粉砂巖被鐵質(zhì)浸染為褐黃色，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造 11.36m

8（13）C23:黑色半亮型煤，以亮煤和鏡煤為主夾暗煤，瀝青光澤、玻璃光澤，平坦?fàn)?、貝殼狀斷口，鏡煤中內(nèi)生裂隙發(fā)育 1.15 m

7（12）灰黑色薄層狀水云母泥巖 2.03m

6（11）C24：黑色暗淡型煤，以暗煤為主夾亮煤條帶，瀝青光澤，不規(guī)則斷口，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造 1.57m

5（8-10）褐灰色厚層狀褐鐵礦層夾深灰色薄層狀粘土巖、炭質(zhì)粘土巖 5.26m

4（5-7）P32灰白色薄層狀水云母泥巖夾黃灰色薄～中層狀粉砂巖 9.87m

3（4）C25:半亮型煤 0.88m

2（2-3）P31褐黃色、灰白色角礫狀鐵質(zhì)水云母高嶺石粘土巖 6.78m

—————————平行不整合————————

1（1）P2灰、淺灰色厚層狀灰?guī)r,粉晶結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造 ＞31.23m

3 含礦地層特征

天生橋地區(qū)含煤地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M，1924年劉季辰等于南京龍?zhí)舵?zhèn)創(chuàng)“龍?zhí)睹合怠币幻?959年改稱龍?zhí)督M，代表中國南部晚二疊世早期的海陸交互相含煤地層[8]。長興期為又一次大規(guī)模海侵，天生橋海侵范圍擴(kuò)大，黔北地區(qū)海水變深，幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}巖臺地，無煤層形成[9]。

根據(jù)龍?zhí)督M巖性、含煤性及沉積相特征等（圖4、5、6），可將龍?zhí)督M自下而上劃分為三段：

龍?zhí)督M一段：厚度7.66m；巖性為黃灰、灰、灰白色塊狀高嶺土粘土巖、水云母粘土巖及炭質(zhì)泥巖、粘土巖，含煤層，底部可見褐黃色、褐紅色含鐵質(zhì)高嶺土粘土巖，含硫鐵礦較重。龍?zhí)督M二段：厚46.88m；巖性為灰、褐黃色、深灰色細(xì)粒巖屑石英砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、粘土巖、含鐵粘土巖、炭質(zhì)粘土巖及煤層等，發(fā)育平行層理、波狀層理等，含較多黃鐵礦顆粒，呈星散狀、團(tuán)塊狀，并見透鏡狀、鮞狀、豆?fàn)盍忤F礦。龍?zhí)督M三段：厚56.88m；巖性為灰色、深灰色泥巖、粉砂質(zhì)、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、黃灰色巖屑石英砂巖及黃灰、灰、深灰色粘土巖、炭質(zhì)泥巖和煤層等。具平行層理、水平層理、波狀層理、透鏡狀層理。產(chǎn)植物碎片化石。

圖4 P3l1基本層序圖

a高嶺石粘土巖；b水云母粘土巖；c煤層（C25）

圖5 P3l2基本層序圖

a粘土巖；b泥質(zhì)粉砂巖；c煤層（C23）

圖6 P3l3基本層序圖

a砂巖；b粉砂巖；c粘土巖；d煤層（C11）

4 沉積相分析

據(jù)貴州地礦局地層古生物生物隊(duì)地層組1976年資料（圖3），該區(qū)龍?zhí)督M區(qū)域巖性古地理環(huán)境為海陸交互相，東邊遵義為海相灰?guī)r和碎屑巖，西側(cè)威寧為邊緣陸相[7]。本區(qū)龍?zhí)督M總體表現(xiàn)為海陸交互型沉積特征，可劃分為一個(gè)半大沉積旋回。第一旋回從龍?zhí)督M底界開始至中部砂巖底界，為一海進(jìn)到海退較完整的沉積旋回，其間包含若干個(gè)小型不完整的次級旋回；第二旋回由中部砂巖至龍?zhí)督M頂界，為一海進(jìn)型沉積旋回，其間包含若干個(gè)海進(jìn)型次級不完整小旋回[10]。

黔北煤田晚二疊世沉積主要受來自西側(cè)的陸源河流作用的控制，來自東側(cè)和東南側(cè)廣海廣海的海岸潮汐作用對其也有一定影響。河流主要來自西側(cè)位于云南省境內(nèi)的康滇古陸，河流從威寧哈喇河以及赫章等地進(jìn)入研究區(qū)，河流入海后形成三角洲沉積，在三角洲朵體外側(cè)和遠(yuǎn)端方向，受到海洋潮汐作用改造，常有潮坪沉積發(fā)育。沉積相帶由西向東依次發(fā)育三角洲平原、瀉湖-潮坪、碳酸鹽臺地相。中部金沙、仁懷、習(xí)水、桐梓、遵義地區(qū)發(fā)育瀉湖-潮坪，巖性以細(xì)砂巖、粉砂巖為主；厚度較大、展布較廣的煤層在層序地層格架中的位置主要是海侵體系域中下部和高位體系域中部[12]。

天生橋龍?zhí)督M龍?zhí)督M根據(jù)其巖性組合、生物組合等，將其按照分段特征分為早中晚期，其沉積相、沉積亞相/微相如表所示。

沉積特征：巖性主要為灰色、深灰色細(xì)砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，夾粉砂巖及泥巖薄層，含蠕蟲狀黃鐵礦和大量菱鐵礦結(jié)核，含少量腕足類和雙殼類動物化石，生物擾動構(gòu)造發(fā)育，局部似生物潛穴，富含植物化石碎片，發(fā)育水平層理、波狀層理、脈狀層理、透鏡狀層理。上述特征反映出潮坪-瀉湖相處于弱-強(qiáng)還原環(huán)境中，潮汐水動力條件較強(qiáng)。煤層主要發(fā)育于潮間帶，并且隨海平面的上升煤層逐漸尖滅。

龍?zhí)督M沉積相、亞相統(tǒng)計(jì)表

地層代號巖性組合生物組合沉積相亞相微相 P3l1硫鐵礦層、高嶺土粘土巖、水云母粘土巖+C25植物化石海陸交互潮坪混合坪 P3l2粉砂巖、泥巖、菱鐵礦+煤層少量動物化石和植物殘?bào)w潮坪混合坪 P3l3砂巖夾泥巖+煤層樹干化石、葉片化石及植物碎片化石潮坪砂坪 P3l3泥巖、粉砂巖+煤層產(chǎn)植物化石瀉湖淡水瀉湖

1）潮坪亞相，指具有明顯周期而無強(qiáng)烈波浪作用的平緩的海岸地帶。多數(shù)的潮坪并不是單獨(dú)發(fā)育，與澙湖共生，稱為潮坪—瀉湖亞相。按水體能量和沉積物類型可分為泥坪、混合坪和砂坪。泥坪是指位于潮間坪的高潮線附近的低能環(huán)境，以泥質(zhì)沉積物為主；砂坪是指位于低潮線附近的高能環(huán)境，以砂質(zhì)沉積物為主；混合坪又稱為砂泥混合坪，是指泥坪與砂坪之間能量中等的過渡帶，具砂泥質(zhì)沉積。泥坪微相發(fā)育于潮間帶上部-平均高潮線附近主要由深灰色泥巖、粉砂巖泥巖組成，偶夾粉砂巖薄層。發(fā)育水平層理、波狀層理，含少量植物化石碎片，植物根化石發(fā)育。當(dāng)發(fā)生泥炭堆積相泥炭沼澤轉(zhuǎn)化時(shí)，泥坪沉積物常構(gòu)成煤層底板。

2）混合坪微相，發(fā)育于潮間帶中部。主要為粉砂巖與粉砂質(zhì)泥巖的薄互層，典型的沉積構(gòu)造為脈狀層理、波狀層理和透鏡狀層理，以及砂泥薄互層狀的潮汐韻律層理等復(fù)合層理。潮流活動期的砂質(zhì)沉積與休憩期的泥質(zhì)沉積交替出現(xiàn)的結(jié)果；產(chǎn)植物、動物（腕足）化石碎片，見生物遺跡構(gòu)造；反映了多變的水流、能量、碎屑供給條件。

3）砂坪微相，發(fā)育于低潮線附近，主要有砂質(zhì)沉積物組成，巖性為粉砂巖，夾細(xì)砂巖及泥質(zhì)粉砂巖，產(chǎn)植物化石碎片，生物擾動構(gòu)造發(fā)育，局部似生物潛穴，發(fā)育迎層理、波狀層理。

4）泥炭沼澤微相，只發(fā)育于潮間帶，煤層數(shù)量多且較厚，煤層原煤灰分、全硫含量高，常含黃鐵礦結(jié)核，成煤模式為在海侵之后、碎屑巖層真正沉積下來之前的時(shí)段，有利于聚煤作用發(fā)育，為相對停滯的還原環(huán)境。

5）瀉湖亞相，瀉湖是障壁砂壩后在低潮時(shí)充滿殘留海水的淺水盆地，屬碎屑潮下環(huán)境。巖性由灰色、深灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖組成，含腕足、植物化石碎片，生物擾動構(gòu)造發(fā)育，水平紋層和波狀層理發(fā)育，反應(yīng)淺水微動蕩的水動力條件，發(fā)育菱鐵礦結(jié)核或條帶為特征，反映還原條件為主的介質(zhì)環(huán)境[13]。

6）沼澤化瀉湖相，在濕熱的氣候條件下，濱海平原上的沼澤化了的淤積盆地，其巖石組分以泥巖為主，其次是粉砂巖、砂巖、油頁巖和煤層，具水平層理及韻律層理，植物化石豐富。

5 結(jié)論

天生橋?qū)儆谧窳x斷拱畢節(jié)北東向構(gòu)造變形區(qū)，以北東向褶皺斷裂為主，東吳運(yùn)動使該地區(qū)整體抬升，茅口組遭受剝蝕，形成了平坦的地形條件，西部康滇古陸為其提供物源，天生橋龍?zhí)督M總體表現(xiàn)為海陸交互型沉積特征，可劃分為一個(gè)半大的沉積旋回。筆者初步認(rèn)為天生橋地區(qū)為潮坪-瀉湖沉積體系，潮間泥炭坪為該區(qū)較有利的成煤環(huán)境，其形成煤層層位穩(wěn)定，厚度較大，分布廣泛；整個(gè)龍?zhí)督M從經(jīng)歷潮水由高潮線到低潮線，繼而漲潮為潮間帶的水體變化的演化過程。晚二疊世初期，黔北廣大地區(qū)受東吳運(yùn)動影響上升成陸，遭受剝蝕夷平，早晚二疊世的沉積間斷，西部康滇古陸及其邊緣有強(qiáng)烈的玄武巖噴溢，形成玄武巖山地，龍?zhí)对缙诤０稁Р钇鸱瑸槌逼涵h(huán)境，海水阻塞，向陸一側(cè)為瀉湖，瀉湖近陸岸的邊緣地帶為潮坪；中期經(jīng)歷反復(fù)潮水升降，為潮坪環(huán)境，晚期康滇古陸趨于穩(wěn)定，河流作用下在靠近岸邊一側(cè)形成瀉湖，瀉湖環(huán)境中伴隨河流帶來的植物化石。區(qū)域上貴州晚二疊世總體為水體較淺的海陸交互沉積環(huán)境，西部為陸屑含煤建造，東部為淺水碳酸鹽建造，沉積環(huán)境為海相-海陸交互相-陸相漸變過渡，向西龍?zhí)督M含煤建造逐漸過渡為宣威組含煤建造。南邊金沙縣以三角洲沉積環(huán)境為主，聚煤規(guī)律較黔北潮坪環(huán)境沉積較好。

[1] 馮志明.川南煤田古敘礦區(qū)龍?zhí)督M地層層序及聚煤特征[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào),2010,30(S1)：1-6.

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A Brief Analysis of Sedimentary Environment of the Longtan Formation at Tianshengqiao, Maoba, Guizhou

LU Jun-yong HUANG Pan YANG Wu LI Bo HU Yu-han PAN Dong XU Qing-tao

( No.207 Geological Brigade, Sichuan Bureau of Geology and Mineral Resource, Leshan, Sichuan 614000)

Tianshengqiao is located in north Guizhou, the Sichuan-Guizhou border region. The Upper Permian Longtan Formation here is composed of grayish claystone, grey and black argillite, sandstone and coal seam with horizontal bedding, lenticular bedding and cross bedding. The study of lithologic character, sedimentary structure and stratigraphic sequence indicates that the Longtan Formation belongs to tidal flat -lagoon sedimentary system and coal-forming environment.

Longtan Formation; depositional environment; Tianshengqiao, Maoba, Guizhou.

2017-03-23

盧君勇（1987-），男，四川峨邊人，工程師，從事地礦勘查及區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作

P534.46

A

1006-0995（2018）01-0003-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.01.001