滇东北古构造与含煤地层分布关系研究

2016-03-21李桥贵高超张庭珊

地球 2016年3期

关键词：含煤昭通沉积

■　李桥贵　高超　张庭珊

（广东省有色矿山地质灾害防治中心广东广州5010080）

滇东北古构造与含煤地层分布关系研究

■李桥贵高超张庭珊

（广东省有色矿山地质灾害防治中心广东广州5010080）

滇东北昭通地区是我国出产煤炭较多的地区，含煤地层的分布与滇东北地区的古构造之间有着密切的关系。本文系统介绍了滇东北含煤地层、各成煤时代的含煤性及其沉积特征，同时对滇东北含煤地层分布与古构造控煤关系进行了分析研究，为滇东北昭通地区煤炭勘查工作奠定了基础。

滇东北古构造含煤地层分布

1　滇东北构造单元划分

昭通地区位于扬子地台中部、滇东台褶带之滇东北台褶束上，属滨太平洋构造域。

滇东台褶带范围为小江断裂以东，弥勒断裂北西的广大滇东、滇东北地区，东面和北面分别延入贵州省和四川省境内。在该台褶带内，中元古界昆阳群褶皱基底岩系分别出露于东川和牛首山等地。晋宁运动表现明显，下震旦统磨拉石建造角度不整合于昆阳群之上。震旦系——中三叠统为地台盖层，但存在不同时代地层的超覆现象，并有多个沉积间断。除上、下震旦统之间在小江断裂附近局部存在角度不整合之外，其余均为假整合。盖层主要由砂泥质建造、碳酸盐建造、含石膏的镁质碳酸盐建造、含煤建造以及基性火山岩建造所组成，总厚度一般达万米以上，显示出坳陷沉积带的特点。上三叠统上部——白垩系为含煤磨拉石建造及红色砂泥质建造，厚度较小，分布有限。古生代以来岩浆活动十分微弱，除二叠纪沿小江等断裂有基性岩浆喷溢和侵入活动之外，仅在东川附近有加里东期的小型花岗岩体出露。晚燕山运动使该区盖层发生整体抬升及微弱褶皱，后期受喜马拉雅运动的影响，进一步强烈褶皱隆起，伴有新生代小型山间盆地形成，发育了一套内陆碎屑岩含煤沉积。

2　区域含煤地层及含煤性

2.1早石炭世含煤地层

含煤地层分布于川滇古陆与川黔古陆之间的北西向狭窄海湾地带，为过渡相砂泥质～碳酸盐沉积。含煤地层沉积期海水自南东向北西逐步侵入，形成南东厚，向北西逐渐超覆变薄的海湾滨岸细碎屑砂泥质与碳酸盐含煤地层。沉积中心在贵州威宁附近，最大沉积厚度近1000m，并与下伏地层整合接触，向北西至昭通鲍家地、彝良小发路一带减薄为140～150m，昭通以西及以北地带普遍小于50m,并假整合超覆于下伏上泥盆统或中泥盆统之上。按含煤地层的岩性组成，可初步划分为三个岩相带，即三角洲粗碎屑岩带、滨岸细碎屑砂泥质～泥炭沼泽带和浅海砂泥质及碳酸盐带。从含煤地层的垂向上看，煤层集中分布于中、下部层位。含煤1～14层，单层厚0.10～3.0m，煤层总厚0.30～6.96m。含煤系数1～5%。含可采煤层1～5层，一般1～2层，可采总厚度0.78～5.50m，单层煤厚0.73～3.00m，主煤层稳定至较稳定，走向延长可达数公里。区内以陆缘过渡相或海陆交互相含煤碎屑岩沉积为主，主要分布在鲍家地、小发路、靖安至大关一带，地层厚24.3～152.9米，含煤11层左右，可采1～2层，煤厚0.7～2.0米。

2.2中二叠世含煤地层

含煤地层分布于川滇古陆以东的滨海平原区，沉积范围较早石炭纪成煤期大幅度扩大。沉积期海水自威宁—昭通海槽故道逐步向北西侵入，西侧川滇古陆上的古河道携带陆源碎屑徐徐东流，经残丘平原区入滨海，控制了本区含煤地层的形成。含煤地层假整合超覆于石炭系、泥盆系或下古生界地层之上，威宁—昭通海槽区最厚可达100m左右，沿其它方向迅速超覆变薄，但层位更新。含煤地层为过渡相砂、泥质含煤沉积，以细碎屑岩、泥质岩为主，粗碎屑岩较少、局部夹铝土矿或铝土质页岩、偶夹砂质灰岩薄层或灰岩透镜体。梁山组含煤性不均，变化极大。含煤0～13层，单层厚0.05～17.00m。含煤系数为0～100%，大部地区以含煤线或薄煤，无可采煤层赋存。可采煤层主要集中分布于滨海平原沼泽带与河道旁侧及间河口三角洲地带。区内以古陆边缘过渡相含煤碎屑岩沉积为主。地层厚2.0～200.0米，上部常有一层局部可采煤层，厚0.40～1.20米。在大关、盐津、彝良及昭通等地含煤性相对较好。

2.3晚二叠世含煤地层

晚二叠世是我国西南重要的聚煤期，含煤地层沉积范围涵盖川滇古陆以东的云贵川三省广大地区。云南昭通、彝良西距古陆剥蚀区100余公里，处于山前冲积平原边缘与近海—滨海平原带。含煤地层沉积厚度0～300m。向西逐渐变薄；昭通以西<100m,彝良县境内100～200m，向东特别是南东方向增厚，镇雄至赫章达200～350m。沉积中心在彝良西部洪沟至赫章一线。区域内含煤地层含煤0～40层，单层煤厚0.10～6.00m,煤层总厚0～35.00m,含煤系数0～14%，含可采煤层1～14层，可采总厚度0.80～21.00m。东、西区含煤性极不均匀。可采煤层主要分布在盐津庙坝、彝良核桃坪、洪沟及威宁县城一线以东地区，边界线基本与滨岸带平行一致，且可采煤层层数、厚度与稳定性愈向南东方向愈多、愈厚、愈稳定，中心富煤带位于赫章以南的汪家寨煤矿区。

2.4上新世含煤地层

煤系下段为洪积层，上段为巨厚煤层，上覆更新统海子组湖泊相泥质层与其连续沉积，分布在昭通、洒渔、鲁甸等盆地中，含煤性好。

3　古构造对含煤地层的控制作用

在滇东北地区区域地质发展过程中，特提斯期构造起主导作用，始终控制着各成煤期聚煤建造和后期改造，环太平洋构造虽只在中生代之后出现，但却控制了该区聚煤区后期控煤构造的形成。其演化过程大致可划分为六个阶段：陆核形成阶段②地壳破裂及被动大陆边缘阶段③主动大陆边缘阶段④闭合碰撞阶段⑤后碰撞阶段;⑥挤压走滑改造阶段。

3.1加里东构造末期，滇东北昭通地区及黔中一带地壳上升，形成川滇黔东西向隆褶带，即川南—黔中隆起带。在早石炭世时，此隆起带西与川滇古陆、东与江南古陆连成一体，造成隆起带上泥盆系—石炭系沉积缺失。昭通地区的万寿山组就局限沉积在川滇古陆东侧、川南隆起南缘和黔北隆起西端，狭窄的昭通——水城裂陷槽端部和小发路裂陷槽内的海湾地带，为闭塞海湾的强还原沉积环境。

3.2华力西期云南运动对梁山组沉积的控制作用

晚石炭世末，由于华力西期第Ⅰ幕的云南运动，使地壳整体上升，昭通地区大部份上升为陆遭受侵蚀。即使是石炭系发育最全的昭阳区，也缺失上石炭统。至早二叠世地壳沉降，发生大面积的缓慢海侵，海水再度向川滇古陆东缘及滇东北地区的川南—黔中隆起推进，沉积了滨海海陆交互及海湾环境的梁山组含煤地层，超覆到中、下石炭统、泥盆系至志留系之上，不久栖霞海侵加剧，迅速发展为浅海相碳酸盐沉积，聚煤作用终止，故在昭通地区，形成了地层厚度薄，含薄性差，但分布广，与栖霞组相伴出现的梁山组。

3.3华力西期东吴运动对晚二叠世含煤地层沉积的控制作用

中二叠世末，由于古特提斯主洋盆沿碧土—昌宁—勐连一线向杨子板块西缘俯冲，造成康滇古陆及其两侧地幔物质上涌，地壳隆升，发生华力西期第Ⅱ期的东吴运动，在川滇古陆东侧，原阳新海域退到黔西南及桂西北地区。地壳隆升，伴随着沿古断裂形成川滇陆内张裂带，导致沿小江断裂等通道发生大面积的玄武岩喷溢，之后，由于深部热衰减及冷缩导致古陆边缘地壳沉降，在川滇古陆东缘，大致以小江断裂为界，其以东持续沉降，形成黔西川南滇东广阔的晚二叠世聚煤区，形成由西向东由古陆剥蚀区—陆相沉积区—海陆过渡（交互）相沉积区—海相沉积区顺序变化的沉积盆地。昭通地区属于海陆过渡—陆相的沉积环境。

3.4印支运动对须家河组含煤地层沉积的控制作用

中三叠世末，滇东区受印支运动第Ⅰ幕影响，地壳上升，出现一次较大规模的海退，使滇东北地区晚三叠世早、中期沉积缺失。至晚三叠世中期受印支运动第Ⅱ幕的影响，滇东地区整体下沉，引发海侵并接受沉积，在滇东北昭通地区沉积了须家河组含煤地层。产新芦木、苏铁杉、似木贼、带羊齿等植物化石，一般认为以陆相河、湖沉积为主，但是，地层中发现有褶翅蛤、克氏云南蛤？、加氏云南蛤、蚌形蛤等动物化石，并且煤层含硫较高，可能还受到海陆过渡环境的影响。

3.5喜山运动对昭通上新世含煤沉积的控制作用

渐新世末，由于受喜山运动第Ⅱ幕的影响，滇中及滇东地区，除表现为差异性的升降运动和轻微的褶皱外，还有较强的断裂发生。这些地壳上升和断裂破碎的地质背景，为地下水下切的溶蚀侵蚀活动创造了有利条件，形成了昭通岩溶侵蚀盆地，显示了一种新型的聚煤作用机理。