Greater Sakoa煤田含煤区域分布特征及成因分析

李 娜，张丽维，李小娟

(1.海南省交通规划勘察设计研究院，海南 海口 570206；2.陕西煤田地质勘查研究院有限公司，陕西 西安 710054)

0 引言

Greater Sakoa煤田位于马达加斯加西南部的Morondava盆地中，是该国目前工作程度较高、规模最大的煤田[1-3]。其中Sakoa煤矿位于Tulara省Toliara市南190 km，距国家7号公路120 km。勘查权由泰国PAMM公司拥有。2012年由PAMM公司委托香港卓通矿业有限公司和西安地质矿产勘查开发院进行勘查。

1 区域地质及含煤区域分布

1.1 区域地质

马达加斯加是白垩纪时期由Gondwanaland古陆裂解而成，属非洲克拉通的一部分[4]。岛内东部2/3面积主要出露前寒武纪结晶基底，由前寒武纪构造—岩浆—变质杂岩组成，西部1/3面积则被显生宙岩浆岩和沉积岩所覆盖，主要由晚古生代—中生代泥砂质碎屑岩—碳酸盐岩和中新生代火山—沉积岩系组成。

Morondava盆地位于马达加斯加西南部印度洋沿岸，为二叠纪时期，在前寒武纪结晶基底的地垒和地堑上沉积，且由南部的Befandriana-Andrianopasy和北部的Ranotsana基底断裂分隔，形成的南北延伸约400 km的区域。盆地中沉积了马达加斯加Karoo超群，有短期海侵，沉积厚度9 000～11 000 m。

该盆地以海陆交互—陆相泥砂质碎屑岩—碳酸盐岩沉积建造为主，主要出露晚石炭世—早白垩世Karoo超群，由下至上包括晚石炭—晚二叠世Sakoa组、晚二叠—中三叠世Sakamena组和晚三叠—早白垩世Isalo组，如图1所示。

图1 马达加斯加区域地质图

上石炭统—中二叠统Sakoa组：冰川沉积之上的一套陆相硅质碎屑岩含煤沉积。上部由混积岩、砾岩、砂岩、砂泥岩互层、泥岩及煤层的含煤岩系组成，底部为石灰岩，是马达加斯加重要的煤系地层。

上二叠统—中三叠统Sakamena组：陆相—海陆交互相碎屑岩沉积。Sakamena组覆盖在Sakoa组之上，二者呈不整合接触。Sakamena组代表着稍晚的裂谷阶段，其下部主要为陆相砂岩、泥岩，其上由于海侵作用，覆盖了一套砾岩单元。

上三叠统—中侏罗统Isalo组：陆相—海陆交互相碎屑岩沉积。下部及中部主要为陆相白色或灰色长石砂岩、红层砾岩和砂岩，下部常有交错纹理及杂色页岩透镜体，中部含硅化木化石，上部为海陆交互相砂岩、页岩及灰岩。

盆地内未发现火成岩出露。

1.2 含煤区域分布特征

含煤区块：Greater Sakoa煤田位于Morondava盆地的西南部，区内地质情况较为复杂，断层分布广泛，地层倾角较大，煤层变化明显。全区分为5个区块，由北向南依次为：Vohibory区块(VOHIBORY WEST-BLOCK A)、Adembly区块(ANDEMBY-BLOCK B)、Sakoa区块(BLOCK C-NORTH SAKOA-BLOCK D-SAKOA-SOUTH SAKOA)、Sakamena区块(BLOCK E-SAKAMENA NORTH-BLOCK F-SAKAMENA CENTRAL-SAKAMENA SOUTH)、Beroy区块(BLOCK I)。其中Vohibory、Adembly、Sakoa连片，具有类似的煤层特征。但Vohibory区块与Adembly区块之间由一条断层隔开，Adembly区块与Sakoa区块之间亦由一条断层隔开。西南部的Sakamena与南部的Beroy都独立成块，具有各自的煤层特征。全区煤层呈条带状分布，延伸约90 km，走向为北北东到南南西，倾向为北西西，倾角为20°～30°。而另外一区域BEOMBY(BLOCK G)-VOHIPOTSY NORTH EAST-BLOCK H-VOHIPOTSY NORTH WEST则由于含煤性较差，不具备商业价值如图2所示。

图2 煤田地质与位置图

煤层对比与编号：本区含煤地层为二叠纪Sakoa组，共赋存煤层13层，平均10层，具有对比意义的为8层，按照《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T0215—2002，对马达加斯加Greater Sakoa煤田各阶段的勘查地质资料进行整理、分析后重新对比编号。对本区所有钻孔与煤质资料逐一比对，按照测试成果，把灰分>50%的层位剔除，视为夹矸。3煤组(只有3#煤层)见煤钻孔较少，全区仅2个可采点，为不可采煤层，故煤层编号不变。4煤组与5煤组具有相同情况，故合并对比编号原则一致。以5煤组为例，合并原则为：在同一煤组内，若夹矸厚度≤0.8 m，则将上下煤层合并成一层煤。合并后进行煤层对比与编号：按照煤层自身特征法，利用煤层赋存的层位、厚度及结构等自身特征逐孔追索进行煤层对比。5煤组含有一层全区可采煤层，煤层分布稳定，结构较简单，一般厚度2 m以上，故视为对比的基础煤层，即原始资料中的区块Vohibory、Adembly、Sakoa、Sakamena中的5B或者5#煤层或者5B与5C合并后的煤层，Beroy区块中的S5UA或者S5UB与S5UA合并后的煤层，本次统一编号为5#煤层；5#煤层上部有一层局部可采煤层，厚度一般2m左右，即原始资料中的区块Vohibory、Adembly、Sakoa、Sakamena中的5C煤层，Beroy区块中的S5UB，本次沿用编号5C，为5C煤层；5#煤层下部伴随一层薄煤层，即原始资料中的区块Vohibory、Adembly、Sakoa、Sakamena中的5A煤层，Beroy区块中缺失此层，故本次命名保持不变，为5A煤层；5煤组顶部含有一层薄煤层，即原始资料中的区块Vohibory、Adembly、Sakoa、Sakamena中的5D煤层，Beroy区块中缺失此层，故本次命名保持不变，为5D煤层。6煤组由于复杂程度较大，为了保持全区对比的可靠性，煤层不合并(个别钻孔出现6E煤层，合并到6D煤层)，煤层编号沿用原始资料编号，即6A、6B、6C、6D。煤层对比结果详见表1。

表1 煤层对比表

煤层平面展布特征：以主采煤层4、煤层5为例，论述其平面展布特征。4#煤层：位于二叠纪Sakoa组底部，基本全区可采，煤层结构简单，一般不含夹矸，少数钻孔含夹矸1～2层，煤层厚度0.10～7.46 m，一般厚度为2 m左右。Vohibory区块：整体趋势为北部薄，且在断层附近出现大面积剥蚀，南部略厚，南部中间最厚，个别地方有小面积剥蚀。Adembly区块：整体为中部厚，往南逐渐变薄至大面积不可采，且出现大面积剥蚀。Sakoa区块：整体为北部薄，从中部至南部逐渐变厚。但在本区块中部，少数钻孔由于灰分大于50%而呈现无煤状态，故认为此区域非剥蚀区，而是煤层尖灭区。

Sakamena区块：可采范围主要集中在中部，被一条不可采区分割，从中间向南北边部变薄，煤层厚度变化明显。

Beroy区块：煤层较厚，但连片性较差，被无煤带和剥蚀带分割，区内断层分布广泛，使煤层厚度变化明显。

5#煤层：位于二叠纪Sakoa组中部，基本全区可采，煤层结构较简单，一般含夹矸2～4层，煤层厚度0.10～11.87 m，一般厚度为5 m左右。

Vohibory区块：整体趋势由北向南逐渐变厚，在北边缘，出现大面积的剥蚀区，南部个别钻孔出现剥蚀，煤层连续性好。Adembly区块与Sakoa区块连成一片。Adembly区块北边缘，由于剥蚀导致出现无煤孔，而在Adembly区块内部和Sakoa区块内部，则出现因灰分大于50%的无煤孔，故认为此区域非剥蚀区，而是煤层尖灭区。Sakamena区块：可采范围主要集中在中部，从中间向南北边部变薄。

Beroy区块：煤层分布面积较大，但可采范围较小，且连片性较差，区内断层分布广泛，使煤层厚度变化明显。而最下面的3煤属于薄煤层，零星可见；最上面的6煤大都分岔，且在某些区域被侵蚀，其上含有一层炭质泥岩，故6煤不好辨识。

2 成因分析

2.1 沉积环境

Greater Sakoa煤田的煤层与非洲南部的煤层相似，同属于二叠纪的Karoo超群，是在早二叠纪冰川侵蚀火成岩和变质岩基底上沉积发育的，故基底的构造形态决定了煤系地层的沉积环境。

因Gondwanaland古陆的分裂造成了晚中生代裂谷构造，产生了大量与裂谷方向平行的断层，走向为北北东到南南西，在基底起伏的沉积环境下，Greater Sakoa煤田主要区域发育了多个独立的成煤沼泽，它们各自沉积，形成了不同条带区域的煤层，各煤层存在一定规模的透镜体[5-6]。如Sakamena区域，Sakoa及其以东区域，两片含煤区域的煤层结构差异较大，分属2个不同的成煤沼泽，其间的无煤带广泛发育。

2.2 构造运动

Morondava盆地东部边界有一断层带，活跃于Sakoa组沉积期间及沉积之后，在二叠纪时期因受挤压形成的断层在白垩纪时代发生了抬升。

构造运动对煤层的影响主要为：①基底抬高导致无煤层沉积—Sakamena区块南部、Beroy区块及Vohibory区块东部和大部分地区，由于基底抬高，红土层直接覆盖在基底上，主要含煤段在此未能沉积[7-9]；②断层处，基底抬高，煤层被剥蚀变薄—沿着Sakamena地区长断裂的走向，基底抬高，导致含煤地层沉积序列上较低的地层被剥蚀。煤层一般为若干薄煤层，几乎未达到可采厚度，不可采。而在Sakamena的南部，也是由于含煤地层上部被剥蚀，使该地层与上覆地层呈不整合接触；③走滑断层使含煤区被割裂—在Greater Sakoa煤田东南部，含煤地层地下露头南北延伸大约100 km，横切的走滑断层造成煤田区块水平位移，其中最大的Beroy-Vohipotsy-Beomby就是从Sakamena和Sakoa块段中分割出来的。

2.3 古侵蚀作用

Sakamena组覆盖在Sakoa组之上，沉积时受构造运动影响，两组之间呈不整合接触。在Sakamena南部和Beroy区域，由于受post-Sakoa组的古侵蚀作用，Sakoa组上部煤层被侵蚀，甚至出现在Sakamena组的沉积过程中，使原来的煤层变薄变差。

3 结语

通过对以往各阶段的地质资料的研究，按照《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T0215—2002，重新对比煤层。再以主采煤层4、煤层5为例，分别阐述了5个区块煤层展布特征，而这一特征主要受沉积环境、构造运动及古侵蚀作用的影响，即由于基底断裂带的影响，该煤田形成了多个独立的成煤沼泽，使含煤区不连续分布；构造运动使基底抬高，造成煤层未能沉积及后期的剥蚀，同时在煤层沉积时期和沉积以后，受走滑断层影响，含煤区域被割裂，亦形成了煤层不连续分布；古侵蚀作用使有些煤层被冲刷而变薄变差。综上，Greater Sakoa煤田的煤层展布特征及成因分析，可为本区进一步勘探和生产提供一定的参考。