西藏主要含煤岩系及其成煤环境初探

廖云君，毛晓冬，柯丹丹，张俊海，高 龙

LIAO Yun-Jun,MAO Xiao-Dong,KE Dan-Dan,ZHANG Jun-Hai,GAO Long

（成都理工大学地球科学学院，成都610059）

（College of Earth Science,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China）

西藏主要含煤岩系及其成煤环境初探

廖云君，毛晓冬*，柯丹丹，张俊海，高 龙

LIAO Yun-Jun,MAO Xiao-Dong,KE Dan-Dan,ZHANG Jun-Hai,GAO Long

（成都理工大学地球科学学院，成都610059）

（College of Earth Science,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China）

西藏煤系分布广泛，本文通过对西藏煤系的初步研究，主要从煤系地层、岩石组成以及煤系沉积特点三个方面对马查拉煤系、妥坝煤系、土门煤系、多尼煤系四个主要的西藏煤系进行初步探讨。认为马查拉煤系的沉积环境属浅海-海陆交互相沉积，妥坝煤系不仅具有海陆过渡相之滨岸三角洲带-碎屑潮坪-潮坪泻湖相沉积，还具有滨岸碳酸盐潮坪-碳酸盐台地的滨海-浅海清水沉积的特征，土门煤系则是下部以浅海相沉积为主，中部以海陆交互相沉积为主，上部以陆相沉积为主，多尼煤系则是滨海与海陆过渡相沉积。

西藏；含煤地层；岩石组成；沉积特点

西藏位于南、北大陆之间的阿尔卑斯－喜马拉雅巨型山链东段，是著名的特提斯域的组成部分。根据西藏自治区大地构造演化特征，从整个青藏高原构造单元分布特点考虑，本次对西藏的含煤岩系进行地层清理和重新划分，将西藏自治区地层区划结合构造单元一并考虑，将其划分为三个构造地层大区：羌塘—三江构造地层大区、班公湖-双湖-怒江构造地层大区、冈底斯-喜马拉雅构造地层大区。其中羌塘-三江构造地层大区又包括昌都地层区、北羌塘地层区两个地层区单元；班公湖-双湖-怒江构造地层大区包括：龙木错-双湖-类乌齐地层区、南羌塘地层区、左贡地层区、班公湖-怒江地层区等四个地层区单元；冈底斯-喜马拉雅构造-地层大区则可进一步划分为：冈底斯地层区、印度河-雅鲁藏布江地层区、喜马拉雅地层区等三个地层区单元。

西藏赋煤区聚煤作用具有时代多、分布广、煤层层数多、厚度薄和稳定性差的总体特点。含煤地层包括有下石炭统、上二叠统、上三叠统、中侏罗统、下白垩统、古近系、新近系共七个地层层位；分别被称为：马查拉煤系（早石炭世）、妥坝煤系（晚二叠世）、土门煤系/巴贡煤系（晚三叠世）、帕卓煤系（中侏罗世）、多尼煤系(早白垩世)、拉萨煤系（早白垩世）、川巴煤系（早白垩世）、秋乌煤系（古近系）、门士煤系或芒乡煤系（新近系）。具体含煤地层分别为：马查拉组（C1m）、妥坝组（P3t）、土门格拉组（T3tm）或阿堵拉组（T3a）和夺盖拉组（T3d）、普拉组（J2p）、多尼组（K1d）、秋乌组(E2q)、门士组（N1m）（表1）。

西藏煤系地层分布面积为21 600 km2，约占全区总面积的1.92%。其中以晚三叠世土门煤系或巴贡煤系分布最广，其次为早白垩世的多尼煤系、早石炭世的马查拉煤系；晚二叠世妥坝煤系、早白垩世拉萨煤系和早白垩世川巴煤系、古近纪秋乌煤系、新近纪门士煤系/芒乡煤系分布范围较小(表2）：

下面就西藏主要煤系，即马查拉煤系、妥坝煤系、土门煤系、多尼煤系的地层和岩石组成及其沉积特点,论述如下。

1 马查拉煤系

马查拉煤系主要分布于昌都地区丁青、类乌齐、芒康一带，呈条带状被夹持于澜沧江和怒江之间，为下石炭统马查拉组(C1m)下段的一套含煤碎屑岩。主要为一套由灰、深灰、灰黑色砂岩、板岩、灰岩、生物碎屑灰岩、泥灰岩、夹含海绿石硅质岩、煤线及煤层组成的海陆交互相煤系地层，厚1 216～1 690 m以上[1]，其岩石以细粒为特征，夹有少量粗砾岩石，颜色以灰—深灰色、灰紫色、褐色为特征，自下而上岩石粒度由粗变细。

马查拉组岩性由南东向北西变化，岩石粒度逐步变细，在类乌齐一带开始出现泥灰岩的夹层，且向北西夹层逐渐增多，炭质泥岩及煤层层位由南东向北西逐渐爬升[2]。马查拉组煤层薄，层数多，呈藕节状，沿走向和倾向煤层变化较大，并且在其北部含煤性较好，川藏公路以南含煤性较差，在丁青自家浦一带厚1185 m，含可采及局部可采煤层30层，一般单层厚0～0.8 m，最厚2.55 m，属无烟煤和贫煤[3]。

马查拉煤系沉积时所处的大地构造位置，位于早石炭世古特提斯大洋弧盆系东北侧的昌都-兰坪地块中，其南侧则是早石炭世已经存在的古特提斯大洋弧盆系中的班公湖-怒江大洋盆地。煤系沉积则完全发育在南昆仑-巴颜喀拉洋盆和金沙江-哀牢山洋盆南侧的地块构造相边缘的海陆过渡环境的碎屑潮坪或滨岸三角洲沉积体系之中；聚煤盆地应当属于大陆边缘坳陷型聚煤盆地；聚煤沉积环境为碎屑潮上带之泥炭沼泽。

马查拉煤系的上覆地层具有浅海-陆棚碳酸盐相特征，岩层中发育强水动力环境形成的平行层理、斜层理和陆相的煤线或薄层煤。该煤系由生物碎屑灰岩、亮晶生物碎屑灰岩及含砂粒屑、团粒灰岩、鲕粒灰岩、泥灰岩及细粒石英砂岩和泥岩等沉积物堆积而成。在砂屑灰岩、石英砂岩中水平层理、交错层理广泛发育，大量腕足类、苔藓虫、珊瑚类、生物碎屑或生物碎片在灰岩中出现。马查拉煤系自下而上由中粗粒长石石英砂岩、石英砂岩、粉砂岩、粉砂质板岩、炭质板岩的基本层序自旋回沉积韵律层构成，水平层理及正粒序发育,沉积韵律由不同成分、不同粒级的碎屑矿物构成[4]。马查拉煤系在沉积的时候水动力不强，仅有微弱的、强度变化不大的底流活动，这说明马查拉煤系沉积环境属浅海-海陆交互相[5]。

2 妥坝煤系

妥坝煤系地层在西藏的分布，主要局限于昌都地区，分布于北部遵喜、宗西、海通、交嘎、南部江达龙一带，沿背江贡-察里雪山断裂西侧热涌-徐中-察里一线。

妥坝煤系作NNW～SSE向分布，出露长约36 km，宽0～5.5 km。其主要由碎屑岩、页岩、粉砂岩夹砂岩、透镜状灰岩、炭质泥岩及薄煤层组成[6]。其下部主要由泥岩、砂岩及粉砂岩组成，局部含煤透镜体，中部为砂岩、粉砂岩及泥岩互层夹煤层，上部以砂岩、泥岩为主夹灰岩、凝灰岩，共厚1723 m。妥坝煤系含煤层或煤线38层之多，局部可采者14层，主要赋存于煤系的下中部。煤层一般厚0～1.0 m，最厚者达2.5 m。单层平均厚度＞0.4 m者有7层。西藏妥坝煤系地层对比参考（图2）①。

表2 西藏各时代含煤地层分布面积统计表Table 2 Statistics of distribution area of coal-bearing strata in Tibet

妥坝煤系形成时的晚二叠世，昌都地区古构造单元严格受控于古特提斯大洋多岛弧盆系的演化。早二叠世时期该区北邻古特提斯洋南靠羌塘地块为浅海沉积区，在早二叠世末，由于南北向强烈挤压，北部他念他翁地区隆升剥蚀为妥坝煤系的形成提供了物质基础，西藏昌都、类乌齐、芒康等地和青海乌丽地区相对沉降，成了成煤物质堆积的场所。

在妥坝煤系页岩中发育水平和垂直分布的管状虫迹，灰岩中有水平层纹出现。在加色顶一带广泛发育砂、板岩构成的韵律层，并且还具有复理石印模，还可能有大陆边缘断陷盆地中的复理石沉积作用的发生。妥坝组植物化石零星出现，在昌都妥坝一带却发育丰富，而且都是华南晚二叠世早期地层内的常见分子，属华夏植物群。因此妥坝组应该为晚二叠世龙潭期的沉积。沉积环境应该属于温暖潮湿的海陆过渡相之滨岸三角洲带-碎屑潮坪-潮坪泻湖相沉积环境，但其中夹含有碳酸盐岩层，苔藓虫以及腕足类化石也广泛存在，因此该区还应具有滨岸碳酸盐潮坪-碳酸盐台地的滨海-浅海清水沉积环境的特征。

3 土门煤系

土门格拉组分为土门格拉组一段（T3tm1）和土门格拉组二段（T3tm2）,含煤地层主要在土门格拉二段（T3tm2）。土门格拉组二段（T3tm2）主要是一套海陆交互相-湖沼相含煤层或煤线的陆源碎屑沉积岩。其岩性组合从下到上为：

（1）下部为灰黄色中厚层状岩屑细砂岩夹薄层状粉砂质泥岩；

（2）中部主要是深灰色薄层状粉砂质泥岩、泥岩，发育水平层理，含有少量灰色薄-中层状岩屑细砂岩、粉砂岩，砂岩中可见沙纹层理、板状斜层理；

（3）上部为浅灰、灰绿色长石石英砂岩、石英砂岩，灰色中厚层状岩屑细砂岩夹少量粉砂质、炭质泥岩和粉砂岩，泥岩中发育有水平层理，砂岩中发育沙纹层理、板状斜层理。

西藏土门煤系地层对比参考图3①。

土门煤系以三角洲沉积为特点，发育透镜状层理、波状层理、水平层理、沙纹层理、斜层理等。在土门煤系二段下部的泥岩中还可见海相双壳类化石，出现两个沉积旋回；在其中上部小型的浪成沙纹层理、水平层理、波状层理发育；在其上部正粒序层理、平行层理、板状交错层理十分发育。局部出现泥炭沼泽相含煤碎屑沉积，沉积物以深黑色泥炭物为主，并出现多层煤与泥岩、含炭泥岩夹层出现，产大量植物化石，并且有机质的含量比较高。其沉积环境为河口湾沉积，主要为三角洲至浅海相，陆源物资供应丰富，沉积厚度较大。总的说来，煤系地层下部以浅海相沉积为主，中部以海陆交互相沉积为主，上部以陆相沉积为主，晚三叠世土门煤系是在泥炭沼泽相和湖泊-三角洲相中沉积形成的。

4 多尼煤系

多尼煤系主要分布在怒江西南侧，自边坝向南东经洛隆、八宿、顺怒江西侧延入云南省境内，在西藏区域内呈向北东突出的弧形展布，顺走向延长约500 km、宽12～40 km、面积约6880 km2。

多尼煤系主要发育在西金乌兰-金沙江-哀牢山造山剥蚀区的西南边缘，煤系沉积环境为滨海与海陆过渡相，聚煤盆地为大陆边缘坳陷盆地中发育的泥炭沼泽。多尼煤系为含煤陆源碎屑沉积建造，其主要岩石为含砾砂岩、岩屑砂岩、粉砂岩、泥（页）岩，灰岩，含煤线，还含有丰富的植物化石[7]。西藏多尼煤系地层对比参考（图4）①。

多尼煤系自东向西其由滨海过渡到浅海再逐渐过渡到半深海沉积；东部主要为滨海、浅海相碎屑岩沉积，逐渐变为西部浅海相或半深海相的碳酸盐沉积。多尼煤系的下部为陆相、海陆交互相粗碎屑岩，上部为含正常海相化石（有孔虫、珊瑚、菊石等）灰岩或细碎屑岩，反映了从冲积扇、扇三角洲到浅海的沉积序列，个别剖面还夹有火山物质。其沉积环境为海陆交互相的沼泽地带，为三角洲沉积相。主要沉积组合包括：滨海平原沉积组合，开阔台地沉积组合和潮坪沉积组合。多尼煤系总体表现为三角洲-泻湖-滨浅海沉积体系，主要为滨海与海陆过渡相沉积环境[8]。

5 结论

综上所述，在西藏地区的煤系中，下石炭统马查拉煤系、二叠统妥坝煤系、上三叠统土门煤系为西藏最主要的煤系。根据煤系地层以及岩石类型、沉积特点三个方面的分析，马查拉煤系属于海侵沉积序列（退积型沉积），其沉积环境为浅海-海陆交互相沉积；妥坝煤系根据其岩石以及动植物化石的分析，其不仅具有海陆过渡相之滨岸三角洲带-碎屑潮坪-潮坪泻湖相沉积，还具有滨岸碳酸盐潮坪-碳酸盐台地的滨海-浅海清水沉积的特征；土门煤系则在其煤系地层下部以浅海相沉积为主，中部以海陆交互相沉积为主，上部则以陆相沉积为主；多尼煤系总体表现为三角洲-泻湖-滨浅海沉积体系，其主要为滨海与海陆过渡相沉积环境。通过对该区主要煤系及沉积特征的初步探究，对该区今后煤矿的勘探和开采工作都有非常重大的意义。

注释：

①西藏地矿局第六地质大队.西藏自治区煤炭资源远景调查汇总报告.1989.

[1]孙娇鹏,胡忠亚,崔璐,崔璐琪.成煤沉积体系对煤层控制分析[J].科技创新导报,2009,(21):49.

[2]涂首业,毛晓冬,徐波,翟冬梅，张亮.西藏丁青县自家浦煤田沉积环境与聚煤规律 [J].四川地质学报,2013,33(3): 282-286.

[3]中华人民共和国国家标准.中国煤炭分类(GB-T5751-2009)[S].北京：中国标准出版社.2009.

[4]徐波，毛晓冬，张亮，涂首业.西藏类乌齐马查拉煤矿沉积环境与聚煤规律初探 [J].华南地质与矿产,2013.29（2）: 162-167.

[5]韩德馨，任德贻，王延斌，金奎励，毛贺龄，秦勇.中国煤岩学[M].江苏：中国矿业大学出版社,1996.

[6]张遴信,穆西南,孙东立,董得源.西藏昌都“妥坝煤系”的新认识[J].地层学杂志,1979.3(3):231-232.

[7]吴一民.西藏早白奎世含煤地层及其植物群[A].青藏高原地质文集(16),1985:185-202.

[8]张亮,毛晓冬,徐波,涂首业.西藏下白垩统多尼煤系沉积相及聚煤规律[J].云南地质,2013,32(3):359-361.

Liao Y J,Mao X D,Ke D D,Zhang J H and Gao L.Brief study on the coal series and its sedimentary characters in Tibet.,2014,30(1)∶41-49.

∶Coal is widely distributed in Tibet.This paper mainly discuss the characteristic of Machala,Tuoba, Tumen and Duoni coal-bearing strata in Tibet through coal-bearing strata feature,petrology and sedimentary feature aspects.The result shows that:Machala coal measures were formed in shallow marine-paralic evironment; Tuba coal measure not only has the sedimentary of transitional facies in Delta coastal-Tidal debris-Tidal lagoon facies,but also has the sedimentary characters in carbonate tidal coastal and coastal of carbonate platform-shallow sea evironment;lower part of the Tumen coal measure is dominated by the shallow marine deposit,the middle is dominated by the sedimentary of paralic faces,while upper part of it is dominated by terrestrial deposit;Duoni coal measure is mainly sedimentary in coastal and transitional environment.

∶coal series strata;rock composition;sedimentary characters;Tibet

P618.11

A

1007-3701(2014)01-041-09

10.3969/j.issn.1007-3701.2014.01.006

2013-11-18；

2013-12-26.

廖云君（1986—），女，硕士研究生，成都理工大学，矿物学、岩石学、矿床学，E-mail：418051565@qq.com.

*通讯作者：毛晓冬（1962—），男，教授，主要从事于矿产普查与勘探、矿物学岩石学矿床学研究，E-mail：mxd@cdut.edu.cn.