邵龍義,華芳輝,易同生,郭立君,3,王學天,
貴州省樂平世層序–古地理及聚煤規(guī)律
邵龍義1,華芳輝1,易同生2,郭立君1,3,王學天1,
(1. 中國礦業(yè)大學(北京) 地球科學與測繪工程學院,北京 100083;2. 貴州省煤田地質局,貴州 貴陽 550008;3. 天津市地質調查研究院,天津 300191)
利用露頭剖面及鉆孔資料對貴州省樂平統(上二疊統)含煤巖系層序–古地理及聚煤規(guī)律進行研究。根據海相標志層向陸地方向延伸范圍所反映的海平面規(guī)律,將貴州省樂平統劃分為3個三級復合層序(CSⅠ、CSⅡ、CSⅢ)和相應的低位、海侵及高位層序組,層序CSⅠ相當于龍?zhí)督M下段中下部,層序CSⅡ相當于龍?zhí)督M下段上部及龍?zhí)督M上段下部,層序CSⅢ相當于龍?zhí)督M上段上部及長興組。通過分析地層厚度、石灰?guī)r含量、砂泥比、煤層厚度等參數變化規(guī)律,恢復3個層序的巖相古地理。貴州省樂平世海侵方向均來自研究區(qū)東部,物源來自西部的康滇高地,貴州省地區(qū)樂平統自西向東發(fā)育有陸相沖積平原、過渡相三角洲及潮坪–潟湖、海相碳酸鹽臺地以及深水盆地等古地理單元,總體上貴州省樂平世經歷了CSⅠ的海侵、CSⅡ的海退及CSⅢ的持續(xù)海侵過程,在貴州西部地區(qū),各古地理單元總體上有CSⅠ向陸、CSⅡ向海、CSⅢ又持續(xù)向陸的遷移規(guī)律。聚煤作用以CSⅢ最強,CSⅡ次之,CSⅠ較差。聚煤中心分布在過渡相三角洲平原及潮坪古地理單元,且有隨區(qū)域性的海侵海退而遷移。CSⅠ的聚煤中心主要分布在發(fā)耳和納雍地區(qū),CSⅡ的聚煤中心主要分布在黔西南普安—六盤水及織金一帶,CSⅢ的聚煤中心主要分布在六盤水、盤縣及織金地區(qū)。這些聚煤規(guī)律分析結果可為煤炭及煤層氣資源的勘探開發(fā)提供理論支持。
貴州?。粯菲浇y;古地理;層序地層;聚煤規(guī)律
貴州省賦存豐富的煤炭資源[1-2],素有“西南煤?!敝u[3]。近年來,隨著我國煤層氣產業(yè)的發(fā)展,云貴川渝地區(qū)成為煤層氣勘探開發(fā)的熱點地區(qū)[4-7],此外煤地下氣化技術的發(fā)展,也為貴州省煤炭綜合開發(fā)利用提供了新的思路[8]。沉積環(huán)境控制著煤層厚度、煤質及穩(wěn)定性[9-11],同時也影響著煤層氣的生氣潛力及保存條件[12-13],尤其是多煤層含煤巖系的層序地層格架對聚煤規(guī)律及煤層氣成藏具有顯著的控制作用[14]。目前,層序地層學在煤及煤層氣資源勘探開發(fā)中得到了廣泛的應用[15-18]。前人對華南、西南等地區(qū)進行了層序地層、巖相古地理和聚煤規(guī)律等方面的大量研究[16,19-26],提出了層序地層格架下的古地理演化規(guī)律。貴州省西部地區(qū)海陸過渡相含煤巖系廣泛發(fā)育,煤層厚度相對較大,海相標志層發(fā)育、有利于煤巖層對比,是研究古地理演化及聚煤規(guī)律的有利場所。前人雖然對西南乃至華南地區(qū)樂平世(晚二疊世)層序–古地理進行研究[16,20],但是單獨針對貴州省的樂平世層序地層格架下的古地理演化以及聚煤規(guī)律研究相對較少見到[26]。
筆者以露頭剖面及鉆孔巖心剖面為基礎,對貴州省樂平統進行層序地層分析,并對各層序的巖相古地理及聚煤規(guī)律進行研究,分析層序地層格架下的聚煤中心分布及遷移規(guī)律,以期為煤炭及煤層氣資源的勘探開發(fā)提供理論支持。
貴州省大地構造位置處于揚子板塊的西部,就整個揚子板塊而言,是一個相對穩(wěn)定的大地構造單元,其基底褶皺作用發(fā)生于新元古代早期,形成軸向東西向的復式隆起褶皺,后期推覆構造和韌性脆性剪切變形導致褶皺更加復雜[27-28],震旦系–中三疊統蓋層褶皺繼承性較為明顯,貴州省樂平世更是繼承了這一格局(圖1),即黔中斷裂(納雍—甕安斷裂)以北為隆起區(qū),以南為坳陷區(qū),此外,樂平世發(fā)育的區(qū)域性同沉積斷裂對含煤地層發(fā)育規(guī)律起控制作用[29]。
瓜德魯普世早期揚子板塊主要為碳酸鹽臺地陸表海環(huán)境,隨后受地幔柱活動影響,地表逐漸抬升,至瓜德魯普世晚期伴隨卡匹敦期全球性的海退,使得一些地區(qū)遭受暴露剝蝕,形成殘積平原及溶蝕地貌[30-31],隨后峨眉山玄武巖大規(guī)模噴溢,向東波及至黔西地區(qū),與茅口組石灰?guī)r共同組成樂平統含煤巖系沉積基底,同沉積構造主要仍受到峨眉山地幔柱隆起的影響,表現為西高東低的古構造格局,西部康滇高地為主要的物源區(qū)[32-34]。
貴州樂平統含煤地層可劃分為3個組,自下而上分別為峨眉山玄武巖組、龍?zhí)督M(陸相宣威組中、下段或海相吳家坪組)和長興組(陸相宣威組上段或汪家寨組)[20,34]。峨眉山玄武巖組主要發(fā)育玄武巖、火山角礫巖和凝灰?guī)r等,局部地區(qū)有海相夾層,主要分布在織金以西,向東逐漸尖滅。龍?zhí)督M不整合于峨眉山組玄武巖或茅口組石灰?guī)r風化面之上,頂界為C7煤層之頂,地層整體厚度NW薄、SE厚,向東部至遵義–貴陽一線以東,過渡為以石灰?guī)r為主的吳家坪組相區(qū),威寧以西逐漸變?yōu)橐运樾紟r為主的宣威組相區(qū),反映了由西向東由陸到海的沉積格局(圖1)。長興組整合于龍?zhí)督M之上,基本繼承了龍?zhí)督M古地理格局,亦具有北薄南厚的特征,頂界為早三疊世飛仙關組灰綠色粉砂巖或泥巖之底,橫向上仁懷–貴陽–紫云一線以東幾乎全部為深灰色石灰?guī)r,中部安順–水城一帶下段以粉砂巖、砂質泥巖為主夾菱鐵巖薄層,上部為中厚層石灰?guī)r夾3~5 m厚粉砂質泥巖,向西石灰?guī)r變薄而粉砂巖和泥巖相應增厚,赫章–威寧一線以西主要發(fā)育黃綠、灰黃色粉砂巖夾粗砂巖薄層和菱鐵巖薄層,頂部常有1~2層的高嶺石黏土巖薄層。
圖1 貴州省大地構造位置[27]及煤田劃分[26]
前人利用露頭及鉆孔數據,對以云南省、貴州省、四川省及重慶市為主的西南地區(qū)樂平世含煤巖系層序地層格架進行過系統研究[16,20]。特別是在貴州西部,根據含煤巖系底部區(qū)域不整合面、下切谷砂體底部沖刷面、沉積相轉換面、古土壤層、煤層及二疊–三疊系界線等關鍵層序界面特征,識別出4個三級層序界面(自下而上依次為SB1、SB2、SB3及SB4)[22,35]。SB1為瓜德魯普統與樂平統界限,在貴州省東部表現為龍?zhí)督M與茅口組石灰?guī)r風化面;西部則為峨眉山玄武巖的風化殼沉積;SB2和SB3包括下切谷底部沖刷面、古土壤層及沉積相轉換面;SB4為二疊–三疊系界線,在貴州省東部表現為與上覆夜郎組灰綠色碳酸鹽巖及泥巖整合接觸,在西部表現為與上覆飛仙關組灰綠色粉砂質泥巖和白云巖整合接觸。
海相石灰?guī)r標志層向陸延伸范圍反映了海侵范圍,向陸延伸最遠的海相標志層可代表最大海泛時期沉積,其底面為最大海泛面,黔西地區(qū)根據12~ 17層海相標志層的橫向展布特征可在研究區(qū)內劃分出12~17個四級層序[22,34]。根據四級層序的疊置樣式(進積、加積、退積)或四級最大海泛面對應的濱岸線遷移特征可進一步劃分為低位層序組(LSS)、海侵層序組(TSS)和高位層序組(HSS),分別對應三級層序體系域,反映了三級海平面的變化過程。據此自下而上可劃分出三級復合層序CSⅠ、CSⅡ及CSⅢ,對應4個三級層序界面(圖2)。
區(qū)域性高頻海平面變化的周期性反映了米蘭科維奇天文旋回對短期海平面變化的影響,Wang Xuetian等[34]通過對層序地層格架與海平面變化相關的天文尺度進行比對,并結合火山灰鋯石U-Pb年齡,將3個三級復合層序(CSⅠ、CSⅡ及CSⅢ)持續(xù)時間分別約束在2.06、1.96及2.74 Ma,與1~10 Ma[36]或0.5~3.0 Ma[37]三級層序的持續(xù)時間一致,因此,確定所劃分的3個三級復合層序為三級層序。
CSⅠ相當于龍?zhí)督M下段中下部(258.8~ 256.7 Ma,大約持續(xù)2.06 Ma[34]),由茅口組石灰?guī)r風化面或玄武巖風化殼至K10之頂,主要發(fā)育TSS及HSS,厚度60~80 m。TSS的底部為鋁土質泥巖或凝灰?guī)r的殘積平原沉積,其上發(fā)育龍?zhí)督M最底部煤層C35,該煤層僅古風化面低洼處可見。隨后受持續(xù)的海侵作用,貴州省西部可見K13、K12及K11標志層石灰?guī)r,夾局部薄煤層,納雍、織金以西以泥巖、粉砂質泥巖或炭質泥巖為主。進入HSS后,海水逐漸退卻,中東部形成標志層K10及C29煤,西部以細砂巖、粉砂巖為主(圖3)。
CSⅡ相當于龍?zhí)督M下段上部和龍?zhí)督M上段中下部(256.7~254.7 Ma,大約持續(xù)1.96 Ma[34]),由K10頂部至C16之頂,普遍發(fā)育LSS、TSS及HSS,厚度為60~100 m。該層序的LSS在貴州西部為泥巖、粉砂巖及細砂巖,砂巖中可見沖刷面及大型槽狀及板狀交錯層理,在貴陽、遵義以東主要發(fā)育石灰?guī)r及厚度小且不連續(xù)的煤層。HSS的海侵作用形成了貴州西部的標志層K9及C28煤層,之后,海侵持續(xù)加大,幾乎波及整個貴州西部地區(qū),形成了K8、K7-2、K7-1石灰?guī)r標志層及C23煤層。進入HSS之后,海平面上升減緩至逐漸下降,陸相沉積向東推移,織金、納雍一帶主要為砂泥薄互層,至遵義–貴陽一線巖性轉變?yōu)橐阅鄮r及泥灰?guī)r為主,再向東則相變?yōu)槭規(guī)r為主的沉積(圖3)。
圖2 黔西地區(qū)海相層分布范圍與層序劃分(據文獻[22,34],有修改)
CSⅢ相當于龍?zhí)督M上段上部及長興組(254.7~ 251.9 Ma,大約持續(xù)2.74 Ma[34]),由C16頂部至樂平統之頂,發(fā)育完整的LSS、TSS及HSS,厚度150~ 200 m。樂平世中晚期海侵作用向西持續(xù)加強,貴陽、遵義以東地區(qū)整個層序組均以石灰?guī)r及深水硅質灰?guī)r為主。該層序的LSS在黔西地區(qū)發(fā)育細砂巖及伴生的底部沖刷面,上覆粉砂巖、泥巖及煤層沉積。在TSS海平面持續(xù)向西推進,形成K5、K4石灰?guī)r標志層及C7煤層,中西部發(fā)育粉砂巖、泥巖及粉砂質泥巖互層。進入HSS后,海平面上升減緩,海相沉積幾乎波及整個貴州西部,形成K3-2、K3-1、K2、K1石灰?guī)r標志層,夾砂泥薄互層(圖3)。
本次巖相古地理編圖遵循馮增昭[38]的單因素分析綜合作圖法,對貴州省揭露樂平世地層較全的典型露頭及鉆孔剖面數據進行分析,篩選出共計45個數據點作為巖相古地理分析的基礎(圖4),需要說明的是大部分鉆孔分布于貴州西部,在貴州東部地區(qū)以石灰?guī)r為主,沉積相比較穩(wěn)定,盡管該區(qū)鉆孔偏少,但是依據少量露頭資料也能控制沉積相的變化規(guī)律。分別統計出各層序每一剖面的地層厚度、泥巖厚度、石灰?guī)r+硅質巖厚度以及煤層總厚度,并分別計算出每一剖面點的砂(砂巖+礫巖)泥(泥巖+粉砂巖)比和石灰?guī)r含量,在統計分析的基礎上,繪制各類等值線圖。地層厚度等值線圖反映了沉積期盆地的沉降中心、隆起和凹陷的分布及盆地大致輪廓;砂泥比等值線圖反映了骨架砂體如河道、分流河道、河口壩、潮道的分布,是劃分相帶和相區(qū)的主要依據;石灰?guī)r厚度占比反映海侵方向及海侵影響范圍。最后以砂泥比等值線為基礎,參考其他各單因素等值線圖,通過綜合地質分析,繪制出各層序巖相古地理圖。表1給出各古地理單元的劃分定量依據,這些定量數據界限主要是結合區(qū)域沉積相及層序地層對比圖反映的巖性變化規(guī)律,參考前人相關研究結果[3,9,20]劃定。此外,貴州東部及南部紫云裂陷槽附近的生物礁相帶的分布主要參考前人的古地理分析成果[3,39],貴州東部江南古陸依據文獻[41]。
表1 巖相古地理單元確定依據
3.2.1 CSⅠ巖相古地理
CSⅠ地層厚度一般在0~130 m,在貴州西部,受黔北隆起及東側江南古陸影響[38],整體具有北薄南厚、東薄西厚的特征,最厚處出現在六枝–安順一帶,可達100 m以上(圖4a)。石灰?guī)r含量呈現出NW向SE逐漸增加的特征,表明海侵方向來自東南,在貴陽以東、安順–興仁以南地區(qū)該層序基本以石灰?guī)r為主,紫云往南地區(qū),在樂平世一直存在一個深水槽盆環(huán)境,巖性以硅質巖和細碎屑巖為主(圖4b)。砂泥比值為0~1,平面上砂泥比值具有西高東低的特征,最大值出現在威寧及盤縣一帶,最低值出現在貴陽以東以及安順–興仁以南地區(qū),貴州東南部地區(qū)砂泥比基本為0(圖4c)。煤層厚度變化在0~10 m,平均3.1 m,主要分布在貴陽、紫云以西,發(fā)育2個聚煤中心,分別為發(fā)耳和納雍地區(qū),其中發(fā)耳地區(qū)煤層總厚度可達10 m,向東、西逐漸遞減,反映出沼澤環(huán)境發(fā)育位置(圖4d)。
圖4 貴州省樂平世CSⅠ巖性單因素等值線及巖相古地理(江南古陸范圍據王鴻禎[40],紫云-羅甸裂陷據梅冥相[24],下同)
結合地層厚度、石灰?guī)r含量、煤層厚度以及砂泥比等值線變化特征,對CSⅠ巖相古地理進行恢復。CSⅠ在貴州省東部發(fā)育碳酸鹽臺地相,向西過渡為潮坪–潟湖沉積,至織金、六枝以西,砂泥比值升高,沉積環(huán)境轉變?yōu)槿侵奁皆练e,西部盤縣一帶砂巖含量較高,為分流河道沉積,成煤沼澤主要發(fā)育在三角洲地區(qū)。此外,紫云以南的南盤江盆地主要以深水沉積的硅質灰?guī)r為主(圖4d)。
3.2.2 CSⅡ巖相古地理
CSⅡ地層厚度變化范圍在30~160 m,整體仍表現出東北薄西南厚的特征,江南古陸大部已被海水覆蓋,僅留北側小部分[16]。地層厚度最大值出現西南地區(qū)盤縣一帶,最小值在黔北花秋,反映出沉降中心位于貴州省西南地區(qū)(圖5a)。地層石灰?guī)r含量整體變化呈現出SE高NW低的特征,貴陽、貴定以南石灰?guī)r質量分數達到90%以上,西部納雍、大方以西地區(qū)基本為0(圖5b)。砂泥比值在0~1.4變化,相較于CSⅠ略有提升,整體具有西高東低的特征,最大值出現在黔西北威寧附近,貴陽以東基本為0(圖5c)。煤層厚度具有西薄東厚的特點,變化范圍在0~16 m,平均7.2 m,聚煤中心位于黔西南普安–六盤水以及織金一帶,貴定東部廣大地區(qū)仍舊無煤層發(fā)育,表明成煤沼澤發(fā)育范圍有所擴大,但仍舊分布于黔西地區(qū)(圖5d)。
CSⅡ時期貴陽以南仍以碳酸鹽臺地沉積為主,海相沉積略向東遷移,潮坪–潟湖環(huán)境主要分布在遵義–安順–興義的狹長地帶,向西過渡為三角洲平原沉積,至畢節(jié)–威寧一線以西,砂泥比顯著升高,沉積環(huán)境轉變?yōu)殛懴鄾_積平原,成煤沼澤主要發(fā)育在三角洲及潮坪–潟湖地區(qū)(圖5d)。
圖5 貴州省樂平世CSⅡ巖性單因素等值線及巖相古地理
3.2.3 CSⅢ巖相古地理
CSⅢ地層厚度變化范圍在60~260 m,平均150 m,相對于CSⅠ、CSⅡ地層厚度有所增加,此時江南古陸已全部被海水覆蓋,轉為水下隆起。地層厚度整體具有南厚北薄的特征,最高值出現在六枝、安順一帶,最小值出現在貴州北部花秋,沉降中心變化不大(圖6a)。石灰?guī)r質量分數在0~100%之間變化,平面變化仍具有SE高NW低的特征,六盤水以西石灰?guī)r質量分數基本為0(圖6b)。砂泥比在0~0.9之間變化,整體偏小,自NW向SE逐漸降低,最高值出現在威寧以西,貴陽以東地區(qū)砂泥比基本為0(圖6c)。煤層厚度變化在0~26 m,平均11.5 m,相對于CSⅡ、CSⅠ厚度有所增加,整體依舊具有西薄東厚的分布特征,發(fā)育3個聚煤中心,分別位于六盤水、盤縣及織金地區(qū),成煤沼澤發(fā)育范圍進一步擴大(圖6d)。
CSⅢ時期貴州省東部仍發(fā)育碳酸鹽臺地厚層石灰?guī)r,海相沉積環(huán)境向西推移至安順–興義一線,過渡相沉積環(huán)境潮坪–潟湖環(huán)境向西擴展至畢節(jié)、織金一線,相應的三角洲沉積環(huán)境收縮至赫章–納雍以西,陸相沉積環(huán)境在CSⅢ時期已基本消失,成煤沼澤主要發(fā)育在三角洲平原及潮坪–潟湖地區(qū)(圖6d)。
圖6 貴州省樂平世CSⅢ巖性單因素等值線及巖相古地理
3.2.4 樂平世巖相古地理
樂平統總厚度為100~450 m,受黔北隆起影響,具有北薄南厚的特征,沉積中心位于六枝–安順一帶(圖7a)。石灰?guī)r含量由西南向北西、北東方向逐漸減少,反映海侵主要來自貴州省東南部(圖7b),貴定–都勻以南基本以石灰?guī)r為主,紫云以南發(fā)育深水槽盆環(huán)境。砂泥比平面上西高東低,最高值出現在威寧–發(fā)耳以西地區(qū)(圖7c)。瓜德魯普世–樂平世之交的東吳運動造就了貴州省西高東低、西北高東南低的平緩古地理格局,總體上來說,樂平世海水自東南向西北進入,貴州西部為河流–三角洲和潮坪為代表的濱海平原,貴州東部為淺海碳酸鹽臺地,貴州南部紫云一帶往南為深水裂陷槽環(huán)境,古地理格局有自西向東由陸相–過渡相–海相的展布規(guī)律(圖7d),煤層厚度0~50 m,總體上厚煤層分布于上三角洲平原古地理單元上,聚煤中心在普安–納雍一帶,該帶煤層厚度在30 m以上,最厚達50 m。
圖7 貴州省樂平統含煤巖系巖相古地理單因素等值線
貴州省煤層主要分布于遵義–貴州–紫云以西的黔西地區(qū),整體具有明顯的東西分帶特征,自西向東煤層厚度呈現低–高–低的變化。古構造活動條件與沉積環(huán)境的有利配合是形成煤層的必要條件。黔西地區(qū)的過渡相沉積環(huán)境為煤層的聚集提供了合適的可容空間,加之當時溫暖潮濕的古氣候[20],古植物大量生長,為泥炭的聚集提供了豐富的物質基礎,因此,樂平統聚煤作用大規(guī)模發(fā)生。
CSⅠ煤層主要分布于潮坪–潟湖及三角洲古地理單元(表2),主要分布在遵義–貴陽–興仁一線以西的貴州西部地區(qū),發(fā)育2個聚煤中心,分別為發(fā)耳和納雍地區(qū),煤層厚度都大于6 m,其中,發(fā)耳地區(qū)煤層總厚度可達10 m以上。
CSⅡ煤層主要分布于沖積平原、三角洲平原及潮坪–潟湖古地理單元(表2),發(fā)育2個聚煤中心,分別位于黔西南普安–六盤水及織金一帶,其煤層厚度都大于6 m,最厚達10 m以上。
CSⅢ煤層主要分布于三角洲平原及潮坪–潟湖古地理單元(表2),煤層分布范圍向西部遷移至遵義–貴陽–興仁以西,發(fā)育3個聚煤中心,分別位于六盤水、盤縣及織金地區(qū),成煤沼澤發(fā)育范圍進一步擴大,煤層累計厚度可達16 m以上,其中六盤水一帶可達24 m。
樂平統煤層總厚度0~50 m,總體上厚煤層分布于上三角洲平原古地理單元上,聚煤中心在普安–納雍一帶,該帶煤層厚度在30 m以上,最厚達50 m。
從上述樂平統東西向層序格架及3個層序古地理圖可以分析,伴隨每一次海平面的抬升與下降,以及每次海侵規(guī)模的逐漸增大,沉積環(huán)境在空間上的配置不斷向陸地遷移,從而有利的成煤環(huán)境也不斷向西遷移。其中,以三角洲平原聚煤最好,潟湖–潮坪聚煤次之,河流聚煤則較差(表2)。CSⅠ的聚煤中心主要分布在發(fā)耳和納雍地區(qū),CSⅡ的聚煤中心主要分布在黔西南普安–六盤水及織金一帶,CSⅢ的聚煤中心主要分布在六盤水、盤縣及織金地區(qū)。
表2 各層序古地理單元及對應煤層厚度
注:表中0.10~10.79/3.10表示最小~最大/平均值,其他同。
a.貴州省樂平世含煤地層可劃分為3個三級復合層序和相應的低位、海侵及高位層序組。CSⅠ相當于龍?zhí)督M下段中下部,底界為瓜德魯普統與樂平統界線,頂界為K10石灰?guī)r標志層頂部或相對應層位,CSⅡ相當于龍?zhí)督M下段中上部,頂界為C16煤層,CSⅢ相當于龍?zhí)督M上段及長興組,頂界為二疊–三疊系界線。
b.貴州省樂平世含煤地層3個層序古地理發(fā)育特征反映出海侵自西向東脈動推進、東深西淺的沉積格局,物源主要為西側的康滇古陸,沉積相單元自西向東依次為陸相沖積平原–過渡相三角洲及潟湖–潮坪–海相碳酸鹽臺地及深水盆地。在貴州西部地區(qū),各古地理單元總體上有CSⅠ向陸、CSⅡ向海、CSⅢ又持續(xù)向陸的遷移規(guī)律。
c. 貴州省樂平世CSⅢ聚煤作用最強,CSⅡ次之,CSⅠ較差。3個層序聚煤中心主要分布在過渡相三角洲平原及潮坪沉積,總體上隨著海平面變化,有利成煤環(huán)境隨之遷移擺動,聚煤中心移動也與海平面變化相關性明顯。CSⅠ的聚煤中心主要分布在發(fā)耳和納雍地區(qū),CSⅡ的聚煤中心主要分布在黔西南普安–六盤水及織金一帶,CSⅢ的聚煤中心主要分布在六盤水、盤縣及織金地區(qū)。
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Sequence-paleogeography and coal accumulation of Lopingian in Guizhou Province
SHAO Longyi1, HUA Fanghui1, YI Tongsheng2, GUO Lijun1,3, WANG Xuetian1
(1. College of Geoscience and Surveying Engineering, China University of Mining and Technology(Beijing), Beijing 100083, China; 2. Guizhou Administration of Coal Geology, Guiyang 550008, China; 3. Tianjin Institute of Geological Survey, Tianjin 300191, China)
Based on outcrop sections and borehole data, the sequence stratigraphy, paleogeography, and coal accumulation of Lopingian(Upper Permian) in Guizhou Province have been studied. According to distribution of marine limestone beds which reflects variation of the transgressions, we have subdivided the Lopingian into 3 third-order composite sequences(CSⅠ, CSⅡ, CSⅢ) and related lowstand, transgressive, highstand sequence sets. CSⅠcorresponds to the lower and middle parts of the Lower Member of Longtan Formation. CSⅡcorresponds to the upper part of the Lower Member of Longtan Formation. CSⅢcorresponds to upper part of the Upper Member of Longtan Formation and Changxing Formation. The paleogeography map of these three sequences are reconstructed based on the contour maps of stratal thickness, percentage of limestones, sandstone to mudstone thickness ratios, and total coal thickness. Transgression direction for the three sequences was from east and the provenance was from western Khangdian Oldland. From west to east, there was a variation in facies units from terrestrial fluvial plain, transitional delta plain and tidal flat-lagoon, marine carbonate platform, to deep water basin. In general, Guizhou Province experienced the transgression of CSⅠ, the regression of CSⅡand the continuous transgression of CSⅡduring the Lopingian. In western Guizhou, each paleogeographic unit migrated landwards in CSⅠ, seawards in CSⅡ, and landwards again in CSⅡ. The coals were mainly formed in the delta plain and tidal flat environments of transitional facies, and the coal-accumulating centers migrated with regional transgression and regression. The coal-accumulating centers of CSⅠwere mainly distributed in the Fa’er and Nayong areas, the coal-accumulating centers of CSⅡwere mainly distributed around the Pu’an-Liupanshui and Zhijin areas, and the coal-accumulating centers of CSⅢwere mainly distributed around Liupanshui, Panxian and Zhijin areas. These results of coal accumulation analysis can provide theoretical support for the exploration and development of coal and coalbed methane resources.
Guizhou Province; Lopingian; paleogeography; sequence stratigraphy; coal accumulation
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P618.11
A
1001-1986(2021)01-0045-12
2020-10-08;
2020-11-30
國家自然科學基金面上項目(41572090);中國礦業(yè)大學(北京)越崎學者A類資助
邵龍義,1964年生,男,河南靈寶人,博士,教授,博士生導師,從事沉積學和煤田地質學教學及研究工作. E-mail:ShaoL@cumtb.edu.cn
邵龍義,華芳輝,易同生,等. 貴州省樂平世層序–古地理及聚煤規(guī)律[J]. 煤田地質與勘探,2021,49(1):45–56. doi:10.3969/j.issn.1001-1986.2021.01.005
SHAO Longyi,HUA Fanghui,YI Tongsheng,et al. Sequence-paleogeography and coal accumulation of Lopingian in Guizhou Province[J]. Coal Geology & Exploration,2021,49(1):45–56. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.01.005
(責任編輯 范章群)