貴州東部煤炭資源賦存研究

慕熙瑋

（貴州省煤田地質(zhì)局，貴陽(yáng) 550081）

貴州東部煤炭資源賦存研究

慕熙瑋

（貴州省煤田地質(zhì)局，貴陽(yáng) 550081）

依據(jù)貴州東部的地質(zhì)調(diào)查、鉆孔資料及前人研究資料的整理，運(yùn)用沉積學(xué)、煤田地質(zhì)學(xué)、地層學(xué)等理論，對(duì)研究區(qū)含煤地層、沉積環(huán)境、資源量等進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：貴州東部含煤地層有下寒武統(tǒng)牛蹄塘組、下石炭統(tǒng)祥擺組、中二疊統(tǒng)梁山組、上二疊統(tǒng)吳家坪組（龍?zhí)督M，主要含煤地層），共出露含煤構(gòu)造單元37個(gè)；沉積環(huán)境自西向東依次為潮坪-潟湖相、局限臺(tái)地相、開(kāi)闊臺(tái)地相；從研究區(qū)平面分析，黔北煤田較薄，黔東北、黔東南以及黔南煤田煤層都很薄。預(yù)測(cè)煤炭資源量面積2524.42 km2，資源量307434萬(wàn)t，并篩選出6個(gè)勘查優(yōu)選區(qū)。區(qū)內(nèi)以煙煤為主、含少量無(wú)煙煤，以高灰、高硫、中高熱值煤為主。

含煤地層；吳家坪組；聚煤環(huán)境；資源量；貴州東部地區(qū)

貴州是我國(guó)南方的煤炭大省，其西部地區(qū)煤炭資源賦存情況研究詳細(xì)，但東部地區(qū)煤炭賦存情況研究較少[1-2]。東部地區(qū)含煤地層空間展布不明，成煤環(huán)境不清，煤炭資源量不詳?shù)瘸蔀橛绊憛^(qū)內(nèi)煤炭資源評(píng)價(jià)與利用的主要問(wèn)題。根據(jù)含煤地層的野外地質(zhì)調(diào)查、剖面實(shí)測(cè)，結(jié)合鉆井資料，綜合前人研究成果[3-5]，以含煤地層沉積環(huán)境為切入點(diǎn)，對(duì)貴州省東部煤炭資源賦存規(guī)律進(jìn)行了詳細(xì)研究，旨在為貴州省東部地區(qū)煤炭資源預(yù)測(cè)及開(kāi)發(fā)工作提供依據(jù)。

1　地質(zhì)概況

貴州東部地區(qū)位于上揚(yáng)子板塊鄂湘渝黔前陸褶皺帶的中段和江南造山帶的西端，北西為四川中生代前陸盆地，東部為江南造山帶的西端，南西則是右江造山帶；以銅仁、玉屏、凱里、三都一線(xiàn)為界分成兩個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元：西北部屬于上揚(yáng)子陸塊鄂湘渝黔侏羅山式褶皺帶，東南部屬于江南褶皺帶。西北部以開(kāi)陽(yáng)至鎮(zhèn)遠(yuǎn)一線(xiàn)為界分為北部為黔北臺(tái)隆、南部為黔南臺(tái)陷。區(qū)內(nèi)南東部屬江南造山帶的雪峰褶皺帶；北西部屬上揚(yáng)子陸塊-黔北臺(tái)隆-遵義斷拱-鳳岡北北東向構(gòu)造變形區(qū)，以北北東向褶皺斷裂為主；南西部屬上揚(yáng)子陸塊-黔南臺(tái)陷-貴定南北向構(gòu)造變形區(qū)，以南北向隔槽式褶皺為主[6-7，10]。

2　含煤地層

區(qū)內(nèi)發(fā)育五套含煤地層，由老至新包括下寒武統(tǒng)牛蹄塘組、下石炭統(tǒng)祥擺組、中二疊統(tǒng)梁山組、上二疊統(tǒng)吳家坪組、新近系翁哨組。其中上二疊統(tǒng)吳家坪組是本區(qū)的主要含煤地層。

2.1下寒武統(tǒng)牛蹄塘組

區(qū)內(nèi)下寒武統(tǒng)牛蹄塘組主要分布于黔東、黔東南地區(qū)。主要由黑、灰黑色碳質(zhì)頁(yè)巖、硅質(zhì)頁(yè)巖及深灰色頁(yè)巖、粉砂巖組成；局部夾炭質(zhì)灰?guī)r透鏡體。底部或下部常夾1～2層磷塊巖[1-2，8]。硅質(zhì)頁(yè)巖中常夾石煤，是早古生代主要含石煤層位。地層巖性變化規(guī)律明顯，由南東向北西，硅質(zhì)巖逐漸減少、砂質(zhì)巖增多、碳質(zhì)頁(yè)巖變薄。

2.2下石炭統(tǒng)祥擺組

研究區(qū)下石炭統(tǒng)祥擺組，多集中分布在黔南，主要在三都—麻江—息峰一線(xiàn)以南地區(qū)以及從江以東地區(qū)。主要由灰色、深灰色、灰黑色中至厚層狀石英砂巖、砂巖，深灰色、灰黑色、黑色薄至中厚層狀頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖及灰色、深灰色中至厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r組成，部分層位含有燧石結(jié)核或夾硅質(zhì)巖，下部地層夾有煤層或煤線(xiàn)[1-2，8]。

含煤區(qū)主要為都勻含煤區(qū)和荔波茂蘭含煤區(qū)。都勻含煤區(qū)含煤為1～6層，一般為1～2層；含可采煤層1～3層（A4、A7、A9），一般為1層（A7）；可采總厚0.57～5.71 m，平均0.9～3.0 m；可采區(qū)范圍較小，煤層穩(wěn)定性相對(duì)較差，一般呈透鏡狀。荔波茂蘭含煤區(qū)含煤3～22層，可采或大部煤層2～3層即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ煤層，一般二層Ⅱ、Ⅲ煤層；煤層總厚0.14～7.18 m；可采總厚0.79～6.28 m，平均1.57～2.81 m。

2.3下二疊統(tǒng)梁山組

研究區(qū)內(nèi)梁山組分布廣泛，除雪峰古陸和黔北時(shí)有缺失外，其余廣大地區(qū)均有分布，但不含煤，梁山組巖性變化較大，主要由灰色、深灰色薄至中厚層石英砂巖，深灰、灰黑色薄至中厚層泥巖，黑色炭質(zhì)泥巖和薄煤層組成[1-2，8]。

黔東北地區(qū)一般含煤1～2層，煤層通常厚度比較薄，煤厚一般0.05～0.3 m，形態(tài)多呈透鏡狀，厚度變化較大，一般不可采。黔東凱里一帶含煤一般1～3層，含可采或局部可采煤層一般2層，含煤性相對(duì)較好。可采總厚為0～6.5 m，平均約為1.3 m，含含煤地層數(shù)為0.05～0.15。其次，從江貫洞含煤層一般為2層，其中有1層最大厚度達(dá)2 m，屬于局部可采。其它含煤區(qū)煤層較薄，均屬于不可采煤層。

2.4上二疊統(tǒng)吳家坪組

上二疊統(tǒng)吳家坪組（龍?zhí)督M）是貴州東部最主要的含煤地層，分布廣，發(fā)育好，化石豐富，其中吳家坪組是研究區(qū)主要的含煤地層。其沉積類(lèi)型多樣，包括海相、海陸過(guò)渡相、陸相沉積[1-2，8]，且是自東向西依次分布。

東部地區(qū)主要位于海相區(qū)的黔東北小區(qū)和黔東南小區(qū)，少量分布于過(guò)渡相區(qū)的黔西北小區(qū)東部邊緣。

2.4.1黔東北小區(qū)

黔東北小區(qū)上二疊統(tǒng)是一套淺海相碳酸鹽巖夾碎屑巖、硅質(zhì)巖沉積，含煤層0～3層。由NW向SE碳酸鹽巖逐漸增多，碎屑巖和煤層數(shù)逐漸減少。西部清源一帶，碎屑巖約為總厚的27%，含煤3層，向東至湄潭興隆場(chǎng)，所占的比例下降至22%，僅含煤1層，至思南杜家?guī)r，占9.2%，至魯家壩，占7.7%。海相動(dòng)物化石豐富，層厚93～257 m，呈東南厚、西北薄的變化趨勢(shì)。東南部石阡、思南一帶，—般厚200 m，西北部的正安一帶最薄，約厚100 m，團(tuán)溪也附近較薄，厚133 m，其它地區(qū)厚度在150～200 m，與下伏茅口組、上覆夜郎組均呈假整合接觸[1-2，8]（圖2、圖3、圖4）。

2.4.2黔東南小區(qū)

黔東南小區(qū)上二疊統(tǒng)沉積相為一套淺海相碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖夾碎屑巖沉積。三都廷排一帶相對(duì)于其他區(qū)域比較特殊，主要為硅質(zhì)巖、碎屑巖沉積。含煤層數(shù)1～7層，大部分為l～4層，生物化石豐富，其中以動(dòng)物化石最多。層厚144～1081 m。與上、下地層均呈假整合接觸。區(qū)內(nèi)吳家坪組巖性為灰色、深灰色、黑灰色中厚層塊狀灰?guī)r，灰色、灰黑色中厚層狀硅質(zhì)灰?guī)r及硅質(zhì)巖，夾泥巖、粉砂巖。在三都廷排一帶，主要為細(xì)砂巖、泥巖，夾灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r。含煤1～5層，一般為1～4層。盛產(chǎn)碗足類(lèi)、珊瑚及蜓等化石（圖2、圖5、圖6）。

圖1　貴州省構(gòu)造略圖[10]Figure 1 Tectonic sketch of Guizhou Province[10]

圖2　上二疊統(tǒng)吳家坪組綜合柱狀圖Figure 2 Comprehensive column of upper Permian Wujiaping Formation

圖3　黔東北小區(qū)范圍及上二疊統(tǒng)分布圖[8]Figure 3 Extent of northeastern Guizhou subarea and upper Permian strata distribution[8]

圖4　黔東北煤田東西向地質(zhì)剖面圖Figure 4 EW geological section of northeastern Guizhou coalfield

2.5新近系翁哨組

本組僅分布于貴州施秉城北東，巖性為灰綠色含礫粘土巖夾灰黃色泥質(zhì)砂巖及數(shù)層褐煤，底部為角礫巖夾礫巖。不整合于奧陶系之上，被第四系覆蓋。厚99～135 m，為一套含褐煤湖沼相沉積[1-2，8]。

3　吳家坪組煤層分布

黔東北小區(qū)內(nèi)吳家坪組含煤0～3層，可采、局部可采煤層1層，煤層總厚度在0～2.36 m，平均約0.53 m，含含煤地層數(shù)為0.48%，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看（表1），區(qū)內(nèi)各構(gòu)造單元含煤性從西向東逐漸變差，在道真、洛龍、芙蓉江、務(wù)川、思渠、沙子場(chǎng)和小官壩等向斜北部轉(zhuǎn)折端存在無(wú)煤區(qū)；鹿池、木耳、保龍、綏陽(yáng)向斜煤層薄，全區(qū)不可采。

黔東南小區(qū)內(nèi)吳家坪組含煤1～7層，大多數(shù)1～4層，煤層總厚在0.27～4.80 m，有1～2層的可采煤層，一般為l層，厚在0.60～2.68 m。西北部(貴定至福泉一線(xiàn)北西)含煤性稍好，含煤4～6層，有1層可采，厚度多在1 m以上（表1），向南、向東，含煤性和煤層穩(wěn)定性均逐漸變差。

表1　黔東各構(gòu)造單元吳家坪組含煤性簡(jiǎn)表Table 1 Simplified statement of Wujiaping Formation coal-bearing properties in eastern Guizhou structural elements

4　沉積環(huán)境和聚煤規(guī)律

貴州東部地區(qū)含煤地層的沉積環(huán)境與聚煤規(guī)律研究主要是針對(duì)上二疊統(tǒng)吳家坪組（P3w）。

4.1主要巖相類(lèi)型

根據(jù)該區(qū)以往鉆孔資料分析發(fā)現(xiàn)研究區(qū)相組合主要為厚層石灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥巖和薄層煤組合。厚層石灰?guī)r和薄層泥灰?guī)r，見(jiàn)水平、波狀層理。泥巖，微波狀層理，含少量動(dòng)物化石碎屑。組合發(fā)育大段灰?guī)r，反映的沉積相基本為海相，含煤性較差，局部發(fā)育薄煤層，橫向連續(xù)性較差，煤層厚度很小，硫分含量極高。一般為碳酸鹽臺(tái)地沉積（表2）。

4.2含煤巖系沉積體系和沉積環(huán)境

晚二疊世沉積特征主要受西側(cè)陸源河流作用控制，以及東側(cè)與東南側(cè)廣海方向海岸潮汐作用的共同影響。結(jié)合以往資料和本次研究分析表明，河流主要來(lái)自康滇古陸，從赫章和威寧哈喇河等地進(jìn)入本區(qū)，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，發(fā)育有潮坪-潟湖沉積體系[8]，各沉積層位沉積類(lèi)型見(jiàn)表3。

表2　研究區(qū)晚二疊世含煤地層巖相組合類(lèi)型Table 2 Study area late Permian coal-bearing strata lithofacies association types

圖5　黔東南小區(qū)范圍及上二疊統(tǒng)分布圖[8]Figure 5 Extent of southeastern Guizhou subarea and upper Permian strata distribution[8]

表3　貴州省東部地區(qū)晚二疊世沉積環(huán)境Table 3 Late Permian sedimentary environments in eastern Guizhou

4.3晚二疊世含煤巖系沉積期古地理演化

中二疊世貴州的古地理格局因東吳運(yùn)動(dòng)而發(fā)生了改變，東吳運(yùn)動(dòng)使整個(gè)揚(yáng)子地區(qū)普遍抬升并伴隨大規(guī)模的海退，海水全線(xiàn)退至羅甸、望謨、紫云一帶，廣大地區(qū)上升為陸地，并遭受剝蝕。與此同時(shí)，在貴州的西北部發(fā)生玄武巖噴發(fā)，最終導(dǎo)致了東南低、西北高的古地形特征[8-11]。晚二疊世早期，由東南向西北的海侵，呈頻繁的脈動(dòng)式海水進(jìn)退，西部發(fā)育幾條古河流，流向東南入海。除西北部三道河高地、東部雪峰古陸和南部癩子山小島無(wú)沉積外，區(qū)內(nèi)其余地區(qū)均有沉積，形成南東向北西呈海相—過(guò)渡相—陸相的巖相古地理格局[8，12-14]。

研究區(qū)由西北向東南，依次為陸相-過(guò)渡相-海相，各相之間犬牙交錯(cuò)、逐漸過(guò)渡。相區(qū)中，各種沉積相帶的橫向分布也有規(guī)律，由北西向南東，分別是潮坪-潟湖潮下-局限碳酸鹽臺(tái)地-開(kāi)闊碳酸鹽臺(tái)地，明顯受聚煤盆地古地形控制。

4.4沉積模式

通過(guò)對(duì)研究區(qū)晚二疊世含煤地層特征、巖石特征及巖相古地理等的分析研究，繪制出晚二疊世時(shí)期含煤巖系沉積模式示意圖（圖6）。

研究區(qū)沉積環(huán)境主要為鹽酸鹽臺(tái)地，碳酸鹽巖發(fā)育好，分布廣，類(lèi)型多。主要有局限臺(tái)地、開(kāi)闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣和深海盆地相分布。

局限臺(tái)地潮坪帶在研究區(qū)的西部邊緣有少部分出露，沉積物為石灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及燧石灰?guī)r?；?guī)r一般為薄一中厚層狀，水平波狀紋理發(fā)育。結(jié)構(gòu)類(lèi)型以泥質(zhì)顆粒巖為主。該相帶多與碎肩巖湖坪或三角洲沉積共生。該相帶有煤層發(fā)育，煤層頂?shù)装寰鶠榛規(guī)r或硅質(zhì)巖，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，高灰、高硫，局部可采。煤層夾石為蒙脫石石泥巖或炭質(zhì)泥巖，說(shuō)明煤層的形成與海水關(guān)系密切?？赡苁蔷窒夼_(tái)地潮間帶上部一湖上帶發(fā)育的泥炭沼澤.由適鹽性植物死亡后形成的泥炭堆積。

圖6　黔東南煤田近東西向地質(zhì)剖面圖Figure 6 Near EW geological section of southeastern Guizhou coalfield

局限臺(tái)地潮下帶在研究區(qū)的北西部發(fā)育。沉積物為中厚一厚層狀石灰?guī)r，結(jié)構(gòu)類(lèi)型以顆粒質(zhì)泥巖和灰泥巖為主，泥質(zhì)顆粒巖次之；與種屑泥質(zhì)潮下相之泥巖、粉砂巖共生，組成互層狀。

開(kāi)闊臺(tái)地相在東部廣大地區(qū)十分發(fā)育，是吳家坪組的主要沉積相帶。該相帶石灰?guī)r顏色較淺，為淺灰-灰色，厚-巨厚層狀，結(jié)構(gòu)類(lèi)型以泥質(zhì)顆粒巖為主。

臺(tái)地邊緣發(fā)育于研究區(qū)的西南部，呈半環(huán)形條帶狀展布。由邊緣生物礁和礁后的淺灘所組成。

深水盆地發(fā)育于邊緣生物礁相帶向海一側(cè)即研究區(qū)的東部，屬正常浪基面以下深水谷地，沉積物復(fù)雜，主要為陸源碎屑蝕積巖、黑色頁(yè)巖及硅質(zhì)巖。沉積物一般顏色較深，以深灰一灰黑色為主，泥巖、硅質(zhì)泥巖中，水平紋層較發(fā)育。

4.5聚煤規(guī)律

圖7　貴州東部晚二疊世沉積模式示意圖Figure 7 Sedimentary model sketch of late Permian in eastern Guizhou

吳家坪組沉積初期區(qū)內(nèi)普遍貧煤，含煤一般0～5層，煤層總厚小于5 m，其中含可采煤層層數(shù)0～2層，一般1層，可采總厚度0～5 m，一般在2 m以下；吳家坪組沉積中期大部為無(wú)煤聚集的缺失區(qū)，僅在西部有1～2層局部可采煤層貧煤出露；晚期聚煤范圍較吳家坪早期明顯縮小，向西遷移，研究區(qū)僅貴定、福泉、龍里洗馬河等地有成煤作用，含煤層數(shù)0～10層，煤層總厚在0～5 m，含煤地層數(shù)為0～5%，其中，含有0～3層的可采煤層，大部分在小于等于1層，可采總厚在0～3 m，一般在2 m以下。

研究區(qū)內(nèi)含煤地層分布面積大，海陸交替頻繁，巖性巖相較穩(wěn)定，旋回結(jié)構(gòu)清晰，煤巖層易于對(duì)比，含煤性較差?？傮w上屬海相聚煤古地理類(lèi)型。晚二疊世，海相沉積隨海侵范圍逐漸增大，自東向西遷移，主要煤層的聚集也隨之向西遷移和抬升，為海進(jìn)型成煤。

5　煤炭資源量及遠(yuǎn)景靶區(qū)圈定

研究資料顯示：貴州東部地區(qū)垂深800 m以淺煤炭資源量為307 434萬(wàn)t，其中（331）8 263萬(wàn)t、（332）18268萬(wàn)t、（333）33767萬(wàn)t、（334）？247136萬(wàn)t。其中上二疊統(tǒng)吳家坪組總資源量為271803萬(wàn)t，保有資源量208830萬(wàn)t；中二疊統(tǒng)梁山組總資源量為8794萬(wàn)t，保有資源量2650萬(wàn)t；下石炭統(tǒng)祥擺組總資源量為26837萬(wàn)t，保有資源量12 662萬(wàn)t。

此外，對(duì)出露面積達(dá)50 km2、煤層相對(duì)較穩(wěn)定的地段、預(yù)期資源量達(dá)5000萬(wàn)t以上的地段進(jìn)行評(píng)價(jià)，篩選出石阡縣本莊、石阡縣坪地場(chǎng)、思南縣許家壩、沿河縣青坨、道真縣浣溪區(qū)、正安縣斑竹6處勘查優(yōu)選區(qū)。

6　結(jié)論

（1）研究區(qū)內(nèi)含有煤炭資源的地層包括下寒武統(tǒng)牛蹄塘組、下石炭統(tǒng)祥擺組、中二疊統(tǒng)梁山組、上二疊統(tǒng)吳家坪組、新近系翁哨組。其中上二疊統(tǒng)吳家坪組為主要含煤地層，含煤地層

（2）貴州東部地區(qū)晚二疊世自西向東依次為潮坪-潟湖相、局限臺(tái)地相、開(kāi)闊臺(tái)地相，大部分地區(qū)屬于開(kāi)闊臺(tái)地相。三種沉積環(huán)境都不太有利于煤層的形成，尤其是局限臺(tái)地相和開(kāi)闊臺(tái)地相，發(fā)育煤層少、硫分高，煤層厚度普遍比較薄。

（3）根據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》煤炭資源量估算指標(biāo)，對(duì)研究區(qū)內(nèi)煤炭資源進(jìn)行估算，垂深800 m以淺煤炭資源量為307434萬(wàn)t。并篩選出石阡縣本莊、石阡縣坪地場(chǎng)、思南縣許家壩、沿河縣青坨、道真縣浣溪、正安縣斑竹6個(gè)優(yōu)選勘查區(qū)，為下一步勘查工作提供依據(jù)。

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Study on Coal Resources Hosting in Eastern Guizhou Province

Mu Xiwei
(Guizhou Bureau of Coal Geological Exploration,Guiyang,Guizhou 550081)

Based on geological investigation,drilling data and previous studies in the eastern Guizhou Province,through sedimentary, stratigraphic theories carried out researches on coal-bearing strata,sedimentary environment and coal resources in the study area.The results have shown that coal-bearing strata in eastern Guizhou have lower Cambrian Niutitang Formation,lower Carboniferous Xiang?bai Formation,middle Permian Liangshan Formation and upper Permian Wujiaping Formation(i.e.Longtan Formation,the main coalbearing strata in the area),totally 37 coal-bearing structural elements outcropped.Sedimentary environments in the area from west to east have tidal flat-lagoon facies,restricted platform facies and open platform facies in turn.On the plane,coal seams in the northern Guizhou are thinner,in the northeastern,southeastern and southern Guizhou are all thin.Predicted total coal resources bearing area is 2524.42 km2,with total resources 3074.34 million tons and 6 exploration target areas selected.Coal ranks have mainly bituminous coals with little anthracite;mainly high ash,high sulfur and medium high calorific coals.

coal-bearing strata;Wujiaping Formation;coal accumulation environment;resources;eastern Guizhou area

P618.11

A

10.3969/j.issn.1674-1803.2016.11.01

1674-1803(2016)11-0001-07

貴州省2008年度公益性、基礎(chǔ)性地勘基金項(xiàng)目，黔國(guó)土資發(fā)[2008-114-11]號(hào)

慕熙瑋（1984—），男，山東榮成人，工程師，從事煤田地質(zhì)工作。

2015-09-19

責(zé)任編輯：宋博輦