贵州茅坝天生桥龙潭组沉积环境浅析

卢君勇，黄攀，杨武，李波，胡宇瀚，潘冬，徐清涛



贵州茅坝天生桥龙潭组沉积环境浅析

卢君勇，黄攀，杨武，李波，胡宇瀚，潘冬，徐清涛

（四川省地质矿产勘查开发局二零七地质队，四川 乐山 614000）

贵州茅坝天生桥位于黔北川黔交界地，其晚二叠世龙潭组为一套砂泥互层及煤层等沉积组合，具水平层理、透镜状层理及小型交错层理等沉积构造.。研究其岩石特征、沉积构造、层序等特征，查明该区上二叠统含煤沉积环境为潮坪-泻湖沉积体系及成煤环境。

含煤发层；龙潭组；沉积环境；贵州茅坝

二叠系龙潭组是川南地区主要的含煤地层，古叙矿区是国家13个大型煤炭基地中的国家规划矿区，占四川26%的煤炭资源量[1]。根据川南古叙矿区龙潭组含煤地层特征及聚煤规律研究，结合川黔交界的有利位置，对其晚二叠世沉积环境与聚煤规律进行详细论述分析，对今后的矿产勘查具有参考意义。

1 地质背景

贵州是我国的煤炭资源大省，但成煤环境复杂。前人对贵州省晚二叠世含煤地层沉积环境已经取得诸多研究成果，指出晚二叠世以盘县-水城-毕节、兴仁-安顺-桐梓两线为分界，向东往西发育海相-过渡相-陆相的复杂类型沉积环境，属克拉通稳定型建造系列[4-6]。贵州龙潭期岩相分区十分明显。自西向东构成了由陆相→海陆交替相→海相的古地理景观[7]。贵州茅坝天生桥地区位于黔西一带海陆交替相部位，其西部具南北向康滇古陆为物源区，具东西向川黔北隆起控制了茅坝天生桥地区构造形态，形成了该区晚二叠世的聚煤古地理环境。

图1 贵州清池-茅坝地区龙潭组实测剖面图

该区属于扬子地台黔北台隆遵义断拱毕节北东向构造变形区，以北东向褶皱断裂为主。该区褶皱、断裂等构造非常发育，其中褶皱整体上以北东向或北北东向展布为主，南北向、东西向和北西向褶皱、断裂也有发育[2]。茅口组晚期的东吴运动使扬子盆地整体抬升，产生由西向东的海退，该地区上升为陆并遭受剥蚀，茅口组产生了不同程度的缺失。这种剥夷作用形成了广阔的残积平原，为含煤地层的沉积准备了平坦的地形条件[1]。总体来讲，东吴运动使该区上、下二叠统之间重新塑造古地理面貌的一个转折点[3]。

区内由北至南分别见石宝向斜、马跃水构造带、九仓向斜等构造，构造方向为北东-南西向，总体上形成向斜-背斜-向斜构造体系，其中背斜为马跃水构造带，为破背斜；该地区下古生界为连续沉积，出露有寒武系、奥陶系；志留系因区域沉积间断而发育不完整，地层厚度较薄，并缺失泥盆系和石炭系。龙潭组为区内主要的赋煤最多的含煤地层，与下伏茅口组灰岩平行不整合接触，与上覆吴家坪组灰岩呈整合接触。

2 天生桥剖面

天生桥位于贵州茅坝镇，行政区划分别属于遵义仁怀市，东邻仁怀市鲁班镇，西邻毕节市清池镇，南邻仁怀市后山乡，北接四川省水口镇。剖面方向约353°，导线总长为 256.10m，龙潭组总厚111.42m（图1），按岩性、岩石组合与生物组合不同由下而上分为龙潭组一段、二段、三段，分别厚度7.66m、46.88m、56.88m，天生桥与邻近古叙煤田龙潭组可作对比，可采煤层为4～5层，煤层为薄层至中厚层煤层为主，煤层可采总厚度天生桥为5.22m，清池为2.22m，庙林为4.76m，石宝为6.48m，大村为7.44m，具有由北向南逐渐变薄的趋势（图2）将其岩性特征、岩石生物组合等分述如下：

20（31）P3灰黑色厚层状含生物燧石灰岩 ＞29.82m

图2 北、古叙煤田龙潭组柱状对比图

图3 贵州晚二叠世岩相古地理略图[7]

1-古陆；2-相界线；3-海侵方向

——————整合——————

19（30）灰色薄层状泥岩夹泥质粉砂岩 8.31m

18（29）C11:黑色半暗型煤，以暗煤为主夹亮煤和镜煤条带，沥青光泽，条带状结构，层状构造 0.46m

17（24-28）深灰色薄层状泥岩夹黄灰色岩屑砂岩 43.97m

16（23）C17：黑色半亮型煤，以亮煤为主，夹暗煤和镜煤条带，呈鳞片状，煤层松散，条带状结构，层状构造 0.98m

15（22）灰色薄层状泥岩 1.53m

14（21）P33黄灰色厚层状砂岩 1.63m

13（20）黄灰色薄～中层状砂岩与灰白色、灰色薄层状泥岩互层 3.07m

12（19）C19煤线：黑色半暗型煤，以暗煤为主夹亮煤条带，沥青光泽，煤层松散，条带状结构，层状构造 0.33m

11（18）灰色薄层状泥岩夹黄灰色薄～中层状砂岩 8.03m

10（17）C20:黑色半暗型煤，以暗煤和亮煤为主夹镜煤条带，沥青、玻璃光泽，煤层松散、破碎，条带状结构，层状构造 0.64m

9（14-16）黄灰色泥质粉砂岩与灰色泥岩互层，局部见粉砂岩被铁质浸染为褐黄色，粉砂质结构，泥质结构，层状构造 11.36m

8（13）C23:黑色半亮型煤，以亮煤和镜煤为主夹暗煤，沥青光泽、玻璃光泽，平坦状、贝壳状断口，镜煤中内生裂隙发育 1.15 m

7（12）灰黑色薄层状水云母泥岩 2.03m

6（11）C24：黑色暗淡型煤，以暗煤为主夹亮煤条带，沥青光泽，不规则断口，条带状结构，层状构造 1.57m

5（8-10）褐灰色厚层状褐铁矿层夹深灰色薄层状粘土岩、炭质粘土岩 5.26m

4（5-7）P32灰白色薄层状水云母泥岩夹黄灰色薄～中层状粉砂岩 9.87m

3（4）C25:半亮型煤 0.88m

2（2-3）P31褐黄色、灰白色角砾状铁质水云母高岭石粘土岩 6.78m

—————————平行不整合————————

1（1）P2灰、浅灰色厚层状灰岩,粉晶结构，层状构造 ＞31.23m

3 含矿地层特征

天生桥地区含煤地层为二叠系上统龙潭组，1924年刘季辰等于南京龙潭镇创“龙潭煤系”一名，1959年改称龙潭组，代表中国南部晚二叠世早期的海陆交互相含煤地层[8]。长兴期为又一次大规模海侵，天生桥海侵范围扩大，黔北地区海水变深，几乎全部转变为碳酸盐岩台地，无煤层形成[9]。

根据龙潭组岩性、含煤性及沉积相特征等（图4、5、6），可将龙潭组自下而上划分为三段：

龙潭组一段：厚度7.66m；岩性为黄灰、灰、灰白色块状高岭土粘土岩、水云母粘土岩及炭质泥岩、粘土岩，含煤层，底部可见褐黄色、褐红色含铁质高岭土粘土岩，含硫铁矿较重。龙潭组二段：厚46.88m；岩性为灰、褐黄色、深灰色细粒岩屑石英砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、粘土岩、含铁粘土岩、炭质粘土岩及煤层等，发育平行层理、波状层理等，含较多黄铁矿颗粒，呈星散状、团块状，并见透镜状、鲕状、豆状菱铁矿。龙潭组三段：厚56.88m；岩性为灰色、深灰色泥岩、粉砂质、砂质泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、黄灰色岩屑石英砂岩及黄灰、灰、深灰色粘土岩、炭质泥岩和煤层等。具平行层理、水平层理、波状层理、透镜状层理。产植物碎片化石。

图4 P3l1基本层序图

a高岭石粘土岩；b水云母粘土岩；c煤层（C25）

图5 P3l2基本层序图

a粘土岩；b泥质粉砂岩；c煤层（C23）

图6 P3l3基本层序图

a砂岩；b粉砂岩；c粘土岩；d煤层（C11）

4 沉积相分析

据贵州地矿局地层古生物生物队地层组1976年资料（图3），该区龙潭组区域岩性古地理环境为海陆交互相，东边遵义为海相灰岩和碎屑岩，西侧威宁为边缘陆相[7]。本区龙潭组总体表现为海陆交互型沉积特征，可划分为一个半大沉积旋回。第一旋回从龙潭组底界开始至中部砂岩底界，为一海进到海退较完整的沉积旋回，其间包含若干个小型不完整的次级旋回；第二旋回由中部砂岩至龙潭组顶界，为一海进型沉积旋回，其间包含若干个海进型次级不完整小旋回[10]。

黔北煤田晚二叠世沉积主要受来自西侧的陆源河流作用的控制，来自东侧和东南侧广海广海的海岸潮汐作用对其也有一定影响。河流主要来自西侧位于云南省境内的康滇古陆，河流从威宁哈喇河以及赫章等地进入研究区，河流入海后形成三角洲沉积，在三角洲朵体外侧和远端方向，受到海洋潮汐作用改造，常有潮坪沉积发育。沉积相带由西向东依次发育三角洲平原、泻湖-潮坪、碳酸盐台地相。中部金沙、仁怀、习水、桐梓、遵义地区发育泻湖-潮坪，岩性以细砂岩、粉砂岩为主；厚度较大、展布较广的煤层在层序地层格架中的位置主要是海侵体系域中下部和高位体系域中部[12]。

天生桥龙潭组龙潭组根据其岩性组合、生物组合等，将其按照分段特征分为早中晚期，其沉积相、沉积亚相/微相如表所示。

沉积特征：岩性主要为灰色、深灰色细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩，夹粉砂岩及泥岩薄层，含蠕虫状黄铁矿和大量菱铁矿结核，含少量腕足类和双壳类动物化石，生物扰动构造发育，局部似生物潜穴，富含植物化石碎片，发育水平层理、波状层理、脉状层理、透镜状层理。上述特征反映出潮坪-泻湖相处于弱-强还原环境中，潮汐水动力条件较强。煤层主要发育于潮间带，并且随海平面的上升煤层逐渐尖灭。

龙潭组沉积相、亚相统计表

地层代号岩性组合生物组合沉积相亚相微相 P3l1硫铁矿层、高岭土粘土岩、水云母粘土岩+C25植物化石海陆交互潮坪混合坪 P3l2粉砂岩、泥岩、菱铁矿+煤层少量动物化石和植物残体潮坪混合坪 P3l3砂岩夹泥岩+煤层树干化石、叶片化石及植物碎片化石潮坪砂坪 P3l3泥岩、粉砂岩+煤层产植物化石泻湖淡水泻湖

1）潮坪亚相，指具有明显周期而无强烈波浪作用的平缓的海岸地带。多数的潮坪并不是单独发育，与澙湖共生，称为潮坪—泻湖亚相。按水体能量和沉积物类型可分为泥坪、混合坪和砂坪。泥坪是指位于潮间坪的高潮线附近的低能环境，以泥质沉积物为主；砂坪是指位于低潮线附近的高能环境，以砂质沉积物为主；混合坪又称为砂泥混合坪，是指泥坪与砂坪之间能量中等的过渡带，具砂泥质沉积。泥坪微相发育于潮间带上部-平均高潮线附近主要由深灰色泥岩、粉砂岩泥岩组成，偶夹粉砂岩薄层。发育水平层理、波状层理，含少量植物化石碎片，植物根化石发育。当发生泥炭堆积相泥炭沼泽转化时，泥坪沉积物常构成煤层底板。

2）混合坪微相，发育于潮间带中部。主要为粉砂岩与粉砂质泥岩的薄互层，典型的沉积构造为脉状层理、波状层理和透镜状层理，以及砂泥薄互层状的潮汐韵律层理等复合层理。潮流活动期的砂质沉积与休憩期的泥质沉积交替出现的结果；产植物、动物（腕足）化石碎片，见生物遗迹构造；反映了多变的水流、能量、碎屑供给条件。

3）砂坪微相，发育于低潮线附近，主要有砂质沉积物组成，岩性为粉砂岩，夹细砂岩及泥质粉砂岩，产植物化石碎片，生物扰动构造发育，局部似生物潜穴，发育迎层理、波状层理。

4）泥炭沼泽微相，只发育于潮间带，煤层数量多且较厚，煤层原煤灰分、全硫含量高，常含黄铁矿结核，成煤模式为在海侵之后、碎屑岩层真正沉积下来之前的时段，有利于聚煤作用发育，为相对停滞的还原环境。

5）泻湖亚相，泻湖是障壁砂坝后在低潮时充满残留海水的浅水盆地，属碎屑潮下环境。岩性由灰色、深灰色粉砂质泥岩、泥岩组成，含腕足、植物化石碎片，生物扰动构造发育，水平纹层和波状层理发育，反应浅水微动荡的水动力条件，发育菱铁矿结核或条带为特征，反映还原条件为主的介质环境[13]。

6）沼泽化泻湖相，在湿热的气候条件下，滨海平原上的沼泽化了的淤积盆地，其岩石组分以泥岩为主，其次是粉砂岩、砂岩、油页岩和煤层，具水平层理及韵律层理，植物化石丰富。

5 结论

天生桥属于遵义断拱毕节北东向构造变形区，以北东向褶皱断裂为主，东吴运动使该地区整体抬升，茅口组遭受剥蚀，形成了平坦的地形条件，西部康滇古陆为其提供物源，天生桥龙潭组总体表现为海陆交互型沉积特征，可划分为一个半大的沉积旋回。笔者初步认为天生桥地区为潮坪-泻湖沉积体系，潮间泥炭坪为该区较有利的成煤环境，其形成煤层层位稳定，厚度较大，分布广泛；整个龙潭组从经历潮水由高潮线到低潮线，继而涨潮为潮间带的水体变化的演化过程。晚二叠世初期，黔北广大地区受东吴运动影响上升成陆，遭受剥蚀夷平，早晚二叠世的沉积间断，西部康滇古陆及其边缘有强烈的玄武岩喷溢，形成玄武岩山地，龙潭早期海岸带波状起伏，为潮坪环境，海水阻塞，向陆一侧为泻湖，泻湖近陆岸的边缘地带为潮坪；中期经历反复潮水升降，为潮坪环境，晚期康滇古陆趋于稳定，河流作用下在靠近岸边一侧形成泻湖，泻湖环境中伴随河流带来的植物化石。区域上贵州晚二叠世总体为水体较浅的海陆交互沉积环境，西部为陆屑含煤建造，东部为浅水碳酸盐建造，沉积环境为海相-海陆交互相-陆相渐变过渡，向西龙潭组含煤建造逐渐过渡为宣威组含煤建造。南边金沙县以三角洲沉积环境为主，聚煤规律较黔北潮坪环境沉积较好。

[1] 冯志明.川南煤田古叙矿区龙潭组地层层序及聚煤特征[J].四川地质学报,2010,30(S1)：1-6.

[2] 贵州省地质矿产局. 贵州省区域地质志[M]. 北京：地质出版社, 1987:608-613.

[3] 贵州一〇八地质队第一分队. 1∶200000遵义幅区域地质调查报告[R]. 1976.

[4] 桑惕，王立亭，叶念曾．贵州晚二叠世岩相古地理特征[J]．贵州地质，1986，3(2):105-152.

[5] 杨瑞东，陈文一．贵州晚二叠世龙潭期富煤区分布及其控制因素[J]. 1990,18(4):2-4.

[6] 贵州省煤田地质局．贵州晚二叠世沉积环境及聚煤规律[M]．北京: 地质出版社，1991．

[7] 贵州纳雍地区含煤地层龙潭组中上段三角洲沉积体系[J]．现代地质，1990，

[8] 全国地层委员会．中国的二叠系[M]．科学出版社，1964.

[9] 郑建军．贵州晚二叠世低硫煤沉积环境及聚煤规律[J]．中国煤炭地质. 2013.

[10] 肖永洲，孔祥周，田波．贵州黔北煤田二叠系龙潭组煤层对比研究[J]．2012.

[11] 陈学敏．贵州晚二叠世含煤地层沉积特征及其成煤规律的探讨[J]．煤田地质与勘探.1982.1.

[12] 金军，等. 贵州省黔北煤田含煤地层特征分析[J]．中国煤炭地质，2015.6

[13] 胡涵，曾勇．贵州六盘水矿区上二叠统含煤沉积相研究[J]．煤炭科学技术.2014.4

A Brief Analysis of Sedimentary Environment of the Longtan Formation at Tianshengqiao, Maoba, Guizhou

LU Jun-yong HUANG Pan YANG Wu LI Bo HU Yu-han PAN Dong XU Qing-tao

( No.207 Geological Brigade, Sichuan Bureau of Geology and Mineral Resource, Leshan, Sichuan 614000)

Tianshengqiao is located in north Guizhou, the Sichuan-Guizhou border region. The Upper Permian Longtan Formation here is composed of grayish claystone, grey and black argillite, sandstone and coal seam with horizontal bedding, lenticular bedding and cross bedding. The study of lithologic character, sedimentary structure and stratigraphic sequence indicates that the Longtan Formation belongs to tidal flat -lagoon sedimentary system and coal-forming environment.

Longtan Formation; depositional environment; Tianshengqiao, Maoba, Guizhou.

2017-03-23

卢君勇（1987-），男，四川峨边人，工程师，从事地矿勘查及区域地质调查工作

P534.46

A

1006-0995（2018）01-0003-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.01.001