贵州平塘县克度煤矿含煤地层及沉积环境特征

刘德华，温雪芹，刘 影，葛正枝

(贵州省地矿局113地质大队，贵州 水城 553600)

贵州平塘县克度煤矿含煤地层及沉积环境特征

刘德华，温雪芹，刘 影，葛正枝

(贵州省地矿局113地质大队，贵州 水城 553600)

本文对贵州平塘县克度煤矿的含煤地层特征、可采煤层的煤层特征及其沉积环境进行了分析和研究，结果表明：含煤地层为二叠系上统吴家坪组，岩性主要由泥质灰岩、粉砂质粘土岩及薄煤层组成，含可采煤层1层(M5)。可采煤层的厚度稳定，煤类单一，主要为贫煤。通过钻孔资料分析，吴家坪组主要为一套碳酸盐岩和碎屑岩混合沉积，主要沉积相为浅海相、分流间湾相和泥炭沼泽相的沉积环境，沉积环境较为稳定。

含煤地层；煤质特征；沉积环境；克度煤矿

平塘县克度煤矿位于平塘县城南西方向的克度镇，直距平塘县城49km。区内含煤岩系赋存于上二叠统吴家坪组，该组为一套以浅海台地相为主的碳酸盐、硅质岩夹砂泥岩含煤沉积[1]。近年来，随着地质勘查工作的开展，对本区上二叠统含煤地层的认识逐渐加深。前人通过钻孔资料和测井曲线的方法对含煤地层特征及沉积环境进行了系统地分析研究，取得了比较丰富的研究成果[2-4]。目前，对克度煤矿含煤地层沉积环境的相关研究较为欠缺。本文利用沉积学和煤田地质学的研究方法，对该区含煤地层特征及沉积环境进行综合分析研究，对该区煤炭资源勘查具有重要的指导意义。

1 地质背景

根据贵州省煤炭资源潜力评价对上二叠统地层的划分[5]，研究区属上二叠统海相区(Ⅲ)-黔南小区(Ⅲ4)(见表1)。研究区大地构造位置位于扬子准地台-黔南坳陷-贵定南北向构造变形区，董架向斜北东翼，接近向斜北转折端。以挤压型的南北向构造为主，主要表现为近南北向的褶皱和断裂带，其构造特点为典型的隔槽式褶皱(见图1)。研究区出露的地层主要有石炭系下统旧司组、九架炉组、摆佐组，上统黄龙组、马平组；二叠系中统栖霞组、茅口组，上统吴家坪组、长兴组-大隆组；三叠系下统罗楼组-紫云组，中统新苑组、坡段组及第四系(见表2)。其中含煤地层为二叠系上统吴家坪组。

表1 上二叠统地层划分单元

2 含煤地层及煤层特征

研究区含煤岩系为二叠系上统吴家坪组(P3w)，主要由灰岩、含燧石灰岩组成，其上覆地层为二叠系上统长兴组(P3c)，下伏地层为中二叠统茅口组(P2m)，含煤地层与上覆地层长兴组(P3c)为整合接触，与下伏地层茅口组(P2m)为假整合接触。

吴家坪组地层总厚345.88-497.55m，平均厚404.40m。含煤一般0-12层，含煤总厚0-8.98m，平均6.39m，含煤系数1.58%，含可采煤层1层(编号M5)，其厚度为1.08-2.46m，平均1.66m。可采煤层含煤率0.41%。

1-坡段组；2-新苑组；3-罗楼组-紫云组；4-长兴组-大隆组；5-吴家坪组；6-茅口组；7-栖霞组；8-马平组； 9-黄龙组；10-摆佐组；11-九架炉组；12-上司组；13-向斜；14-正断层；15-相变线；16-地质界线；17-产状；18-矿区范围图1 矿区地质图

系统组代号岩性描述层厚(m)第四系Q残坡积层、冲沟堆积物0-40三叠系中统新苑组坡段组T2xT2p上部为黄灰色薄层状泥质粉砂岩夹深灰色薄层泥晶灰岩、土黄色薄层状泥质粉砂岩；下部为灰绿、褐灰色薄层状钙质粉砂岩、泥质粉砂岩。上部为浅灰、灰色厚层-块状泥晶灰岩、肉红色厚层块状亮晶灰岩；下部为灰色块状泥晶灰岩。>165>355下统罗楼组-紫云组T1l-z深灰色薄层片状泥晶灰岩夹中层状泥晶灰岩、砾屑灰岩、角砾状砾屑灰岩夹深灰色薄层状灰岩及灰绿色钙质、泥质粉砂岩。470-566二叠系上统中统长兴组-大隆组P3c+d上部为灰、深灰色中厚层-厚层状泥晶灰岩，其中偶含少量黑色结核状燧石；中下部为灰、深灰色中厚层-厚层状燧石灰岩夹黑色薄层状硅质岩及少量灰黄、黄绿色粘土岩，燧石呈黑色团块状或条带状。74-143吴家坪组P3w上部为深灰色中厚-厚层状含燧石泥晶灰岩夹煤线或煤层；中部夹薄层状燧石灰岩及少量炭质页岩，下部为深灰色中厚层状燧石灰岩夹薄层泥晶灰岩、深灰色薄层状泥晶灰岩与黑色薄层硅质岩互层；底部为厚约3-8m黄灰、灰、紫灰、深灰色薄层状泥质粉砂岩。345-497茅口组P2m灰、深灰色中厚层状至块状泥-细晶灰岩，夹少量白云岩、白云质灰岩，含燧石团块及条带。141-668栖霞组P2q上部为灰、深灰色中厚层燧石灰岩，下部为灰黑色页岩、泥灰岩偶夹硅质岩。91-282石炭系上统下统马平组C2m浅灰、灰白色块状灰岩，顶板时具豆状灰岩。161-289黄龙组C2h上部为浅灰、灰白色厚层块状灰岩，下部为灰白色块状白云岩或白云质灰岩夹灰岩。70-639摆佐组C1b浅灰色厚层状泥-细晶白云岩。128-207九架炉组C1jj灰、灰黄色薄层状粘土岩、铝土质粘土岩。3-12上司组C1s灰、深灰-灰黑色厚层灰岩、燧石灰岩夹黑色页岩。68-126

矿区内可采煤层(M5)的煤层特征叙述如下：

M5煤层：位于吴家坪组第二段(P3w2)中下部，B2标志层之下。上距B2标志层93.83-124.96m，平均108.80m。煤层自身特征为黑色，块状，半亮型，主要由亮煤、少量暗煤及镜煤丝带组成，煤层含0-2层矸石。煤层厚度1.08-2.46m，平均1.62m。层位稳定，全区可采，属较稳定型。

3 煤质特征及煤类

由表3可知，原煤分析基水份：最低0.17%，最高为0.46%；平均为0.30%；浮煤分析基水份：最低0.00%；最高0.59%，平均为0.38%；原煤灰份最低15.96%，最高为39.75%，平均为25.70%，属于中高灰煤；浮煤灰份最低8.93%，最高19.99%，平均为13.78%；原煤挥发份最低17.48%，最高22.64%，平均为20.41%，属于低挥发分煤；浮煤挥发份最低15.66%，最高21.52%，平均17.99%；原煤全硫最低4.82%，最高13.10%，平均9.78%，属于高硫煤；浮煤全硫最低6.26%，最高12.68%，平均10.44%；原煤发热量最低18.11 MJ/kg，最高27.77 MJ/kg，平均24.30 MJ/kg，属于中发热量煤；浮煤发热量最低26.64 MJ/kg，最高29.31 MJ/kg，平均28.06 MJ/kg。

表3 可采煤层(M5)煤层特征

研究区M5煤层精煤干燥无灰基挥发分为15.66-21.52%，平均17.98%；干燥无灰基氢元素含量3.87～4.21%，平均4.04%；空气干燥基(可燃气)含气量0.08-0.74%，平均0.29%。根据GB/T5751-2009，M5煤层的煤类为贫煤。分析结果见表4。

4 沉积环境分析

研究区吴家坪组含煤岩系岩性组成自下而上依次为灰岩或燧石灰岩、少量炭质灰岩，薄煤层交替出现。从区域岩相古地理来看，研究区在二叠纪时期为陆表海环境下形成的沉积，前人根据岩性组成和测井曲线特征来判断沉积环境及其演化[6]。吴家坪组下伏的茅口组岩性为灰岩，可以推断是在浅海环境下形成的岩石组合；向上岩性变为铝土质粉砂质粘土岩(吴家坪组底部<8m)，表现为三角洲前缘亚相分流间湾微相沉积环境特征；再向上岩性变为泥晶灰岩和燧石灰岩交替的岩石组合特征，表现为浅海相的沉积环境；往上偶见炭质灰岩，逐渐过渡为煤线或煤层的岩石组合，而煤层一般发育在泥炭沼泽的沉积环境中，煤层向上又变为浅海相沉积环境下的泥质灰岩夹燧石灰岩的岩石组合，生物大量繁殖，以含有大量的珊瑚化石为特征。根据沉积演化推断，煤层发育于三角洲平原亚相泥炭沼泽微相环境。其沉积演化的趋势可表述为：茅口组为浅海相沉积环境，进入吴家坪期，海平面下降形成三角洲前缘亚相沉积环境，在水下分流间湾中形成铝土质粉砂质粘土岩沉积组合，海平面继续下降，形成三角洲平原亚相沉积环境，在泥炭沼泽相形成煤线或煤层的沉积组合，当海平面上升，沉积环境又表现为浅海沉积相。

研究区吴家坪组含煤岩系为陆表海环境下形成的浅海相碳酸盐岩和陆源碎屑岩的混合沉积，主要沉积相为浅海相、分流间湾和泥炭沼泽相。其岩性主要由泥质晶岩、燧石灰岩、少量炭质灰岩和薄煤层组成。在纵向沉积序列上，吴家坪组下段的岩性组合较单一，主要为泥晶灰岩或燧石灰岩；府部为铝土质粉砂质粘土岩上段的岩性组合较复杂，为泥晶灰岩或燧石灰岩、炭质灰岩、薄煤层的交替出现。从整个含煤地层来看，沉积环境较为稳定，变化较小，煤层及其标志层清晰，易于对比。

图2 克度煤矿ZK301钻孔柱状图

5 结论

(1)本区含煤岩系赋存于上二叠统吴家坪组第二段中下部，该组为一套以浅海台地相为主的碳酸盐、硅质岩夹砂泥岩含煤沉积，含可采煤层1层(M5)，厚度稳定，全区可采，煤质属于中高灰、低挥发分、高硫、中发热量煤，煤类为贫煤。

(2)通过对本区吴家坪组含煤岩系的岩石组成对沉积环境进行了分析，认为吴家坪组含煤岩系为陆表海环境下形成的浅海相碳酸盐岩和陆源碎屑岩的混合沉积，主要沉积相为浅海相、分流间湾相和泥炭沼泽相，沉积环境较为稳定。

[1] 李少勇.贵州瓮安县玉山煤矿含煤地层及沉积环境分析[J].煤质技术,2015.7,(4):49-53.

[2] 王艳梅,邓霜岭,黄元清,等.含煤层系测井曲线特征及其沉积环境[J].物探与化探,2009,33(3):290-293.

[3] 熊孟辉,秦勇,易同生,等.贵州晚二叠世含煤地层沉积格局及其构造控制[J].中国矿业大学学报,2006,35(6):778-782.

[4] 刘文中,徐龙.淮北闸河矿区二叠系含煤地层沉积环境分析[J].中国煤田地质,1996,8(3):19-21.

[5] 贵州省煤田地质局.贵州省煤炭资源潜力评价[R].2011.4:57-60.

[6] 赵洪刚,梁古坡,陈晓燕,等.临清坳陷晚古生代沉环境及演化分析[J].山东国土资源,2012,28(3):1-4.

(责任编辑：王先桃)

The Coal-bearing Strata and Sedimentary Environmental Characteristics of Kedu Coal Deposit in Pingtang County, Guizhou Province

LIU Dehua, WEN Xueqing, LIU Ying, GE Zhengzhi

(No.113 Geological Team, Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou Province, Shuicheng 553600, China)

In this paper, the coal-bearing stratum features, coal-bed characteristics and sedimentary environment of the Coal mine in Pingtang County, Guizhou Province were analyzed and studied. The results show that the coal-bearing strata are Wujiaping formation of Upper Permian, lithology is composed of mudstone, silty clay and thin coal seam, including a single recoverable coal seam (M5). The thickness of recoverable coal seam is stable, type of coal is single, mainly is lean coal. According to the drilling data analysis, the Wujiaping Formation is mainly composed of a mixture of carbonate rock and clastic rock, The main sedimentary facies are shallow marine facies, the sedimentary environment of bay facies and peat swamp facies, and the sedimentary environment is relatively stable.

coal bearing strata; coal quality; environment； sedimentary kedu coal

1000-5269(2016)06-0022-04

10.15958/j.cnki.gdxbzrb.2016.06.06

2016-00-00

贵州省地勘基金项目(TK2011-11)

刘德华(1971-)，男，工程师，从事地质矿产勘查工作。Email：747038726@qq.com

*通讯作者： 刘德华，Email：747038726@qq.com.

P618.11

A