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扬子陆块自晋宁运动之后进入了较稳定的盖层建造发展阶段,历经澄江期、加里东期和华力西期等许多构造发展阶段,至晚二叠世早期的东吴运动使扬子盆地再次隆升为陆,并在扬子陆块西部伴有大规模的玄武岩喷发,为晚二叠世成煤创造了良好的地质条件。晚二叠世为贵州重要的成煤期,大方县是贵州煤碳资源大县,大方煤田煤层最主要形成于晚二叠世龙潭组。近年来随着“西部大开发”及“西电东送”等一系列重大战略决策的实施与推进,毕节电厂即将骏工,为保障煤碳资源供给,提供能源基地,开展大方煤田煤碳资源勘查与成煤远景预测显得尤为重要。
本文以大方煤田龙潭组为研究对象、以野外露头剖面及钻孔岩芯为研究重点,充分利用原有资料与本次勘查成果,以沉积学、煤田地质学、层序地层学及成煤环境地质学等原理为指导,利用多种分析手段,深入研究大方煤田含煤岩系层序地层、沉积相、沉积体系、体系域特征与煤层发育情况,揭示煤聚集规律。通过研究,得出如下几点认识:
1)上扬子盆地同期构造划分为4组构造单元。康滇古陆对成煤作用贡献最大,是大方煤田最主要的陆源供给区。其次黔中隆起与素朴隆起为成煤正向构造单元,对煤层富集起一定的控制作用。
2)层序地层划分与对比的关键在于界面的识别,根据大量野外露头、钻孔岩芯及古生物标志,确定了一个古构造运动面,一个岩性、岩相转换面及最大海泛面。把大方煤田晚二叠世含煤岩系划分为1个三级层序,并确定该三级层序由海侵体系域和高水位体系域构成。海侵体系域由5个以退积型为主的准层序构成,对江区以砂和泥沉积为主,在拱区以砂加泥沉积为主,杨柳区以泥灰岩和泥岩沉积为主。自下而上总体表现为水体加深,不断退积的沉积过程。高位体系域由7个以进积型为主的准层序构成,岩性组合由东向西,对江区和在拱区砂质沉积较多,而杨柳区则以泥质沉积为主。
3)大方煤田晚二叠世龙潭组含煤岩系主要发育三角洲-障壁岛沉积体系和无三角洲碎屑海岸沉积体系。a、三角洲-障壁岛沉积体系中识别出障壁岛-进潮口潮道相、岛后泻湖-潮坪相、泻湖充填相、水下三角洲平原相、边缘三角洲盆地相、废弃三角洲平原相等沉积相。b、无三角洲碎屑海岸沉积体系中共识别出近滨潮汐平原相、远滨潮汐平原相、泻湖-海湾充填相、浅海沉积相等沉积相。三角洲-障壁岛沉积体系主要分布在对江与在拱勘查区上部体系域,而杨柳勘查区仅发育无三角洲碎屑海岸沉积体系。
4)大方煤田含煤性表现为高位体系域煤层层数和厚度变化较大,而海进体系域煤层层数和厚度变化较小。在煤质方面研究区煤层灰分含量由东向西呈增高的趋势而硫分含量则呈减少的趋势。
5)大方煤田晚二叠世聚煤主要受三种作用控制:a、成煤环境与聚煤,研究区主要有三角洲、泻湖-海湾及潮坪等成煤环境。其中三角洲环境聚煤最为有利,其次为泻湖-海湾环境,潮坪聚煤作用最弱。总体表现在障壁坝内侧对江与在拱勘查区聚煤作用比障壁坝外侧杨柳勘查区聚煤作用强;b、古构造与聚煤,其规律为在成煤期基底沉降有利于形成较厚煤层;反之,基底上隆则不利于煤的聚集,使煤层变薄、尖灭。c、海水进退与聚煤,研究区在海侵和海退两种情况下成煤,第三、四级海平面升降旋回控制沉积体系的分布,第五级旋回决定了体系单元的进积与废弃,煤分布于垂向叠置的五级层序顶部。海侵体系域煤层分布范围广且稳定但煤层较薄,高位体系域聚煤作用强且形成的煤层较厚,大方煤田主要煤层分布于龙潭组中、上部与顶部。
6)对江勘查区含煤岩系厚度大,沉积物粒度细,煤层薄,其东部在拱勘查区含煤岩系相对较薄,但沉积物粒度相对变粗,煤层加厚。以此推测对江勘查区大致位于大方海湾中心地带,预测成煤远景区应以对江为中心向四周幅射。其中大方煤田北部和西部为重要成煤远景区。