马田矿区(深部勘探区)沉积环境与聚煤规律浅析

马田矿区（深部勘探区）沉积环境与聚煤规律浅析
马田矿区含煤地层为湘南晚二叠统龙潭组，通过对马田矿区深部煤层特征岩相组合和富煤规律的分析、研究，其聚煤环境为海陆交互相沉积，富煤带总体呈南北向，与海岸线平行，并向海和陆方向煤层变薄。

标签：煤层沉积环境聚煤规律
1沉积环境
马田矿区含煤地层为湘南晚二叠统龙潭组，在早、晚二叠世之间，由于东吴运动影响，地壳上升，海水向东大幅退缩，在早二叠纪当冲组沉积了一套滨海相的硅质岩。

在晚二叠纪龙潭组下段沉积了一套海陆交互相的地层（见图1），龙潭组下段分别由泻湖海湾—潮下泥坪—潮上泥砂坪—潮道砂组成，岩性为粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩、中粒砂岩；砂岩层中见断续波状层理，平行层理，含星点状黄铁矿结核；粉砂岩、砂质泥岩为水平层理，含“龟背”状菱铁质结核，产介形虫等微体动物化石，显现为近海相的泻湖、潮坪环境。

龙潭组下段下部（泻湖海湾—潮下泥坪）为不含煤段，龙潭组下段上部（潮上泥砂坪—潮道砂）因陆源补偿不足，含不可采的2～3层薄煤层及煤线。

马田矿区龙潭组上段为三角洲相，6煤基底为上三角洲相分流河道及分流间湾，期间形成的泥炭沼泽陆源补偿充足是成煤、聚煤的良好环境。

在6煤底的粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩中产大羽羊齿、焦羊齿等植物根、茎、叶化石，砂岩层中见波状层理及平行层理；粉砂岩、砂质泥岩为缓波状水平层理。

龙潭组上段5煤层～1煤层的地层为前三角洲相即三角洲前缘的砂洲、砂坝，期间的泥炭沼泽均是在震荡旋回的海进过程中形成的。

5煤基底为前三角洲相后缘，期间形成的泥炭沼泽陆源补偿较为充足，是成煤、聚煤的较好环境。

5煤底板有多层2～3cm 菱铁质结核，产腕足类（舌形贝）化石；砂岩层中见波状层理及水平层理，粉砂岩、砂质泥岩为缓波状水平层理。

1～3煤基底为前三角洲相前缘的砂洲、砂坝，为震荡旋回的海进过程形成的泥炭沼泽，而陆源补偿不充足，成煤、聚煤环境不稳定。

1～3煤底板粉砂岩、砂质泥岩中含有多层透镜状、似层状菱铁质结核；中粒砂岩、细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩均为缓波状水平层理，产舌形贝（Lingula sp）未种，及科达类（Cordaites sp）植物根茎化石。

马田矿区二叠系上统大隆组为海侵过程，沉积了一套滨海相的硅质岩。

2聚煤规律
聚煤作用的形成和发展于古植物、古气候、古地理及地质构造四个条件具有密切的关系。

其古植物、古气候、古地理具备适宜的条件和有利的配合，聚煤作用就能顺利进行。

反之聚煤的作用则逐渐衰退，上述影响聚煤作用外在诸因素又受到地质构造的控制。

2.1地质构造
含煤建造的沉积及含煤性受沉积前的古构造，沉积中的同沉积褶皱以及构造分异长期性的控制。

地壳运动对成煤古地理环境的形成和演变具有控制作用。

不同古
地理环境下形成的含煤建造具有不同的特点，其含煤性也有很大的差别。

本区含煤建造的沉积受武夷古陆及九嶷古陆的控制，古地形为南北狭长的槽地，使煤系地层的沉积及含煤性总体呈南北向（见图2）。

当南北向的负向构造与东西向构造迭加部位，煤系厚度大，含煤性好。

形成富煤带，马田矿区位于此叠加部位由此其含煤性好。

2.2古地理
马田矿区晚二叠纪龙潭组含煤地层的聚煤沉积，6煤层以下为海退阶段，以后为震荡旋回的海进过程。

表现出海侵成煤的特征，沉积区海侵，由南东向北西推进，煤层层位及其沉积范围，受海侵前进方向控制，即马田矿区含煤地层由南东向北西迁移，层位逐渐抬高，从沉积旋迴看，聚煤地层由海退的三角洲分流河道及分流间湾泥炭沼泽相的砂质泥岩、炭质泥岩及聚煤沉积至震荡旋回海进的前三角洲相前缘的砂洲、砂坝泥炭沼泽相的砂质泥岩、炭质泥岩及聚煤沉积。

6煤沉积的基底为上三角洲相的分流河道及分流间湾砂体，砂体形状呈指状鸟足形，基底不平，砂体厚度1.2m～40.0m变化较大。

因而确定了6煤层厚度沿走向、倾向上变化较大，从6煤层与砂体变化的规律看，砂体厚度大于30m的往往煤层变薄。

马田矿区形成的几个厚煤包均为指状长条带状呈东南向伸展，6煤层均是在河道之间的分流间湾处（砂体厚度一般在5～20m）形成厚煤包，马田矿区6煤为可采煤层详见6煤层等厚线图（图3）。

5煤沉积的基底为前三角洲相的砂洲砂体，砂体形状呈椭饼状扇形，砂体沉积厚度大，最厚达80多米，5煤底部砂体大于40m处均为薄煤带马田矿区内形成了2个小面积不可采区；马田矿区5煤为可采煤层，详见5煤层等厚线图（图4）。

2～3煤底板为前三角洲相的砂洲、砂坝砂体，为震荡旋回的海进过程形成的泥炭沼泽，而陆源补偿不充足，成煤、聚煤环境不稳定，造成煤层厚度均不稳定，砂体呈舌状、枕状、扇形状，砂洲面积较大，砂体沉积厚度小于5m或大于20m的大部区域之上的煤层较差；为不可采区，局部几个砂体沉积厚度在5～20m 之间的范围有几个煤包（图5、图6）。

马田矿区3煤为不稳定的局部可采煤层，2煤极不稳定的偶尔可采煤层。

由于沼泽赋水过深，不利植物生长，均没有很好的成煤环境，一般含煤性差。

2.3含煤性与地层岩相、旋迴结构的关系
2.3.1滨海三角洲对含煤性的控制
滨海三角洲由于陆源供应充分，沉积速率快，水下部分易于形成斜坡地带，其上发育形成三角洲平原及泥炭沼泽环境，是成煤的良好场所。

三角洲平原外缘有利于煤层的沉积。

以全区主采的6煤层为例，煤层发育最好是位于马田矿区永耒三角洲平原外缘的水下斜坡地带。

从垂直方向看，三角洲底积层及前积层都没有很好的成煤环境，煤层多发育于三角洲多旋迴顶积层的海退旋迴。

3煤层之后海进的振荡旋廻破坏了原三角洲的沉积，主要为泻湖海湾及砂坝砂滩的沉积，泥炭沼泽陆源补偿不足，因而其含煤性亦较差。

滨海三角洲平原带沉积环境复杂，沉积物种多样，至使含煤性建造岩性、岩相变化很大。

本区除主采5、6煤层可采含煤率分别达81%、97%，多呈似层状，豆荚状产出外，其余煤层可采含煤率均在50%以下，并多呈藕节状、透镜状及串球状产出，为不可采或零星、局部可采煤层。

本区煤岩层振荡旋廻岩相变化大，从海至陆含煤层数增多，靠陆的地段沉积环境复杂，陆源物资不断供应，补偿充足，形成多煤层的沉积，马田矿区煤层多达7层。

2.3.2煤系地层厚度与含煤性的关系
沉积中心与聚煤中心基本一致。

一般煤系厚度大，所含煤层多，煤层总厚度大。

反之亦然。

从湘南耒阳～常宁东西向剖面可看出，马田矿区煤系上段厚250米，含煤7层，煤厚总平均9米。

2.3.3含煤性与岩性的关系
煤层的发育与含煤建造岩性特征有依存关系。

据马田矿区岩比图，砂泥岩比大于1或在1附近，中细砂岩与粉砂岩比大于1/2时，含煤性好。

含煤段中砂岩含量与可采煤层发育程度关系密切。

过渡相砂岩的发育，代表海退后三角洲滨海平原沉积环境的出现。

有利于泥炭沼泽的广泛发育，含煤建造砂岩带的出现，含煤性变好。

据统计砂岩含量为25～50%时，含煤性最好，可采煤层煤厚2米以上的占80%以上。

0.6～2米占15%，小于0～6米的仅占3%。

含煤段中砂岩含量为50～75%时，含煤性次之，可采煤层总厚度2～4米占67%。

而砂岩含量小于25%时，基本不含可采煤层。

煤层的发育与顶底板岩性，尤其是底板砂岩发育情况有密切关系。

一般煤层底板砂岩较粗，厚度较大时，含煤性较好。

当煤层底部砂岩岩性变细，厚度变薄，或为厚层粗粒砂岩时，则含煤性较差，如6煤层底板岩性为较厚细砂岩时，平均煤厚达6～8米。

向东向西细砂岩厚度变薄或相变为粉砂岩时，含煤性明显变差，一般煤厚度仅为1～2米。

同理其他煤层亦具有同样情况。

2.3.4沉积环境与煤层结构的关系
本区煤层结构一般比较简单，尤其接近海相环境所形成的1、2、7煤层其结构更为简单。

5煤层结构较为复杂，一般含夹石1～3层，夹石多为炭质泥岩，泥岩及泥质粉砂岩。

煤层中夹石层数及厚度随煤层厚度增大而增多，煤分层不易对比。

5煤层结构的特点，与其所处的靠陆沉积古地理环境有密切关系。

2.3.5煤层位于旋迴的不同部位，其含煤性不同
龙潭组各煤层处不同沉积微环境有以下特点：
（1）龙潭组含煤建造总体属于一个大的沉积旋迴。

主要可采的5、6煤层赋存于含煤建造剖面的中部，向上向下含煤性变差，具有明显对称性。

（2）旋迴结构明显时能形成煤层，而旋迴结构不明显时则不形成或难以形成煤层。

如龙潭组下部泥岩、粉砂岩三角洲底积层、前积层的沉积，岩性大同小异，逐渐过渡，旋迴结构不明显，一般难以形成煤层。

而上部顶积层旋迴结构明显，旋迴中均含煤，为可采煤层。

（3）煤层形成前沉积环境不同，其含煤性不同、如5、6煤层，煤层底板一般具有泥岩或碳质泥岩，含大量植物叶部及根部化石。

为闭流沼泽环境，有利于植物繁殖和泥炭堆积，煤层发育较好。

3、4煤层底板为黑色砂质泥岩或粉砂岩，含舌形贝，为流动沼泽环境，植物堆积物易于散失，煤层发育次之。

1、2、7煤层，煤层底板多为滨海细砂或为含瓣鳃、螺类动物化石泥岩，为湖滨浅水环境，潜水面不稳定，对植物生长和堆积不利，煤层发育差。

（4）旋廻的相组合不同，其含煤性不同。

5、6煤层所在旋迴由三角洲平原砂岩相～湖泊相～泥炭沼泽相～湖泽相组成。

在三角洲砂体之上，湖滨浅水地带有利于泥炭沼泽发育，有较好的成煤环境，能形成较好的煤层。

7煤层所在旋迴由三角洲砂岩相-泥炭沼泽相-泻湖相组成。

1、2、3、4煤层所在的旋迴由滨海砂坝砂滩相-泥炭沼泽相-泻湖相组成。

（5）聚煤中心的分布和迁移及垂直方向上的互补。

晚二迭世早期滨海三角洲含煤建造的沉积，为一海退序列。

海水的进退使海岸线和岩相带随之迁移。

引起聚煤作用在时间和空间上的迁移。

从马田矿区各煤层等厚线图可以看出，富煤带主要发育于滨海三角洲平原沉积的相带，以三角洲前缘为好。

富煤带总体呈南北向，与海岸线平行，并向海和陆方向煤层变薄。

由于东西负向构造的迭加，次级富煤带亦呈东西展布。

由6煤层到5煤层，富煤带由东向西迁移，6煤层向上富煤带有从西向东，从南向北迁移的规律。

3结语
以上是对马田地区聚煤规律的相关探讨，马田地区聚煤环境为海陆交互相（三角洲相）沉积，富煤带总体呈南北向与海岸线平行，并向海和陆方向煤层变薄。

通过分析总结本地区聚煤规律，并在实践过程中加以利用，更要充分认识到煤田聚煤规律应用的重要性，从而更好的促进煤炭事业的发展和进步，进而促进
我国国民经济的快速发展，对我国现代化建设有着重要意义。

参考文献
[1]黎光明，肖金成.湖南省煤炭资源潜力评价报告2010年1月.
[2]邵龙义.湖南省含煤地层沉积环境及聚煤规律研究2009年9月.
[3]湖南省煤田地质局第一勘探队.湖南省永兴县桐子山-新星井田深部煤炭详查2014年.。