江西洪塘晚二叠世沉积环境及聚煤条件分析

汪成钵，肖富强，米振华

（江西省煤田地质勘察研究院，江西南昌330001）

江西洪塘晚二叠世沉积环境及聚煤条件分析

汪成钵，肖富强，米振华

（江西省煤田地质勘察研究院，江西南昌330001）

论述了江西洪塘地区晚二叠世沉积环境自下而上依次为水下三角洲相、潮坪三角洲相和浅海陆棚相。根据岩性、岩相特征以及海水进退规律可将洪塘地区聚煤条件分为3类：官山段早期的潟湖-潮坪环境，海平面总体处于下降期，此间海水进退较为频繁，聚煤条件差，多形成含炭泥岩；官山段晚期至老山段中期的潮坪-潮道环境，海平面相对稳定，聚煤条件良好，形成本区主要可采煤层；老山段晚期为障壁-泻湖环境，海平面总体呈上升趋势，海水进退亦较频繁，聚煤条件一般，多形成含炭泥岩或薄煤层。

晚二叠世；沉积环境；聚煤条件

1 地质概况

洪塘地区位于萍乐坳陷西段，隶属于江西省宜春市袁州区，是上二叠统含煤建造龙潭煤系主要发育地区之一。地表出露地层从老至新依次为二叠系中统小江边组、茅口组，二叠系上统龙潭组和长兴组，三叠系下统大冶组。其中，龙潭组为研究区主要含煤地层。

2 地层沉积特征

2.1 岩石学特征

洪塘地层为一套海陆交互相、多旋回沉积，晚二叠世主要出露龙潭组和长兴组地层。其中，龙潭组为含煤地层，按岩性由老到新可分为3段：官山段、老山段和新塘段。官山段主要由中粗石英粒砂岩、石英细砂岩、粉砂岩、泥岩、含炭泥岩和煤层组成；整体上可大致分为两个亚段，沉积物成分整体呈现出下部较细、上部较粗的特点。老山段是本区龙潭组最重要的含煤建造单位，主要由粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩组成，间夹泥岩及煤层；新塘段主要由石灰岩和硅质灰岩组成，下部见少量钙质泥岩和泥灰岩；而长兴组则以石灰岩为主要岩性。

2.2 层理特征

该区龙潭组层理较为发育，以水平层理、波状层理、交错层理以及韵律层理等为主要形式，且各类层理均与地层岩相以及相对应的空间位置有密切关联。基于已有地质资料分析可知，该区中粗粒砂岩以平行层理为主，其次为直线型交错层理；细砂岩则以浪纹交错层理为主，少量水平层理、透镜状层理，粉砂岩、泥岩、含炭泥岩多为水平层理。

2.3 生物特征

洪塘地区晚二叠世古生物化石丰富，龙潭组底部与茅口组上部尤为突出。煤系地层龙潭组的化石分布在垂向具有以下特征：动物化石由下至上呈现出由多变少再递增的规律，而植物化石仅在中部产出。动物化石以腕足类、瓣鳃类为主，见少量菊石、苔藓虫。其中，腕足类化石在茅口组上部呈现爆炸式分布，在龙潭组底部亦能发现大量化石，种类繁多，以纹窗贝、长身贝、褶瘤贝为主，化石大多保存完整，个体大小不一，表面纹理清晰。植物化石则大多保存较差，茎、杆、叶碎片居多，且难以定种。

2.4 含煤地层特征

该区含煤地层平均厚度237 m，含煤15层，自下而上可大致分为2个煤组：A煤组和B煤组。含煤总厚3.21～9.68 m，平均1.72 m，含煤系数0.7%。可采煤层5层，依次为A2、A4、B3、B4和B5煤层，可采煤层总厚8.32 m。

2.5 层序特征

晚二叠世地层沉积由下至上，粒度呈现出由细变粗、再变细的变化趋势。其中，作为含煤地层的龙潭组地层沉积层序最为复杂，而茅口组、长兴组地层沉积均以海相或浅海相沉积为主，粒序变化不明显。

龙潭组小旋回较发育，尤其是老山段中上部，基本是每一层煤均可组成一个小旋回，大多数旋回厚度较小，一般分布在6~12 m，少数厚度可达15 m左右，旋回完整程度较差，大部分为不对称沉积旋回。

3 沉积环境及聚煤条件分析

洪塘地处钦杭结合带上的赣中对接带萍乐拗陷，结合矿区层序特征，基本可以确定晚二叠世地层为海陆过渡相沉积，主要由潮坪-潮道相、三角洲相、海湾潟湖相、泥炭沼泽相及浅海陆棚相组成，见图1。

图1 洪塘地区晚二叠世沉积层序示意图

洪塘地处钦杭结合带上的赣中对接带萍乐拗陷，中二叠世经历了较大规模海侵，海水基本淹没全区，大部分地区接受较稳定的碳酸盐沉积。自晚二叠世早期开始，海水逐渐消退，该区属于岸线附近的水下三角洲环境，主要为海湾及潟湖-潮坪沉积环境，基本可与龙潭组官山段下段岩性相符。官山段上部出现充水沼泽、闭流沼泽和泥炭沼泽相沉积，为洪塘地区提供了重要聚煤场所。其整体沉积层位稳定，厚度不大。煤层发育多不稳定，仅A2、A3、A4煤层可采，厚度为0～5.03 m，均厚1.05 m。该段地层可见丰富腕足类化石和植物化石。

晚二叠世中后期，海水先降后升，较为反复，该区基本处于潮坪三角洲环境，包括潮坪-潮道相和障壁-潟湖相。地层沉积相整体为海陆交互相，沉积微环境繁杂多变。单从洪塘龙潭组老山段钻孔岩性来看，主要沉积微相为潟湖或潟湖波浪带相，中夹砂洲坝相及各类沼泽相。其岩性岩相在全区分布较稳定，可进行全区比对。加上该时期地区气候湿润，雨水充足，河流作用明显，碎屑源供给稳定充足，地区构造较为稳定，形成一个非常理想的聚煤场所。据钻孔资料可知，洪塘地区老山段煤层较为发育，主要可采煤层有B3、B4、B5煤层，平均厚度1~2 m，地层中动植物化石丰富。至龙潭组新塘段，海平面上升，沉积相主要为水下潟湖沉积，岩性以灰岩为主，夹硅质灰岩。

晚二叠世后期地壳继续下沉，海平面整体为上升趋势，全区开始接受稳定的碳酸盐沉积。长兴组变为浅海陆棚相沉积，岩性为石灰岩，产腕足类动物化石。

4 结论

洪塘地区晚二叠世沉积总体上为海陆交互相，其沉积环境主要为水下三角洲、潮坪三角洲和浅海陆棚3种类型。其中，潟湖-潮坪、潮坪-潮道和障壁-潟湖沉积环境均具备聚煤条件。

根据岩性、岩相特征及海水进退规律可将洪塘地区聚煤条件分为3类：官山段早期的潟湖-潮坪环境，海平面总体处于下降期，此间海水进退较频繁，聚煤条件差，多形成含炭泥岩；官山段晚期至老山段中期的潮坪-潮道环境，海平面相对稳定，聚煤条件良好，形成该区主要可采煤层；老山段晚期为障壁-泻湖环境，海平面总体呈上升趋势，海水进退亦较频繁，聚煤条件一般，多形成含炭泥岩或薄煤层。

［1］何幼斌，王文广.沉积岩与沉积相［M］.北京：石油工业出版社，2007：135－137.

［2］江西省煤田地质勘察研究院.江西省宜春市袁州区洪塘煤矿普查1/1万野外地质填图总结［R］.南昌：江西省煤田地质勘察研究院，2014：4－6.

［3］龚绍礼.江西二叠纪含煤盆地特征及聚煤规律［M］.南昌：江西科学技术出版社，2002：214－216.

Analysis of Depositional Environment&Conditions of Coal Accumulating in Later Permian of Hongtang in Jiangxi Province

Wang Cheng-bo，Xiao Fu-qiang，Mi Zhen-hua

The sedimentary environment of later Permian in Hongtang area of Jiangxi is in sequence of undersea-delta，tidal-delta and shallow marine shelf facies from down to top.Depending on the characteristics of lithology&lithofacies and the law of seawater's surging，the conditions of coal accumulating can be divided into three categories.The sedimentation in the early of Guanshan is the lagoon&tidal flat facies，the sea level is declining，so transgression and regression is very frequent，resulting in the conditions of coal accumulating is very poor，producing mudstone containing carbon.The sedimentation from advanced Guanshan to middle Laoshan is the lagoon&tidal channel facies，the sea level is more stable，so the conditions of coal accumulating is much better，producing the main coal seam in this area.The sedimentary of advanced Laoshan is barrier island&lagoon facies，the sea level is rising，so transgression and regression is also frequent，resulting in the conditions of coal accumulating is general，producing mudstone containing carbon or thin coal seam.

Later Permian；Depositional Environment；Conditions of Coal Accumulating

［TD11］

B

1672-0652（2014）11-0025-02

2014-09-27

中央地质勘查基金项目（2013360008）

汪成钵（1988—），男，安徽枞阳人，2013年毕业于中国矿业大学，研究生，助理工程师，主要从事煤田地质勘探工作（E-mail）wangchengbojxmt@126.com