湖南漣邵煤田聚煤規(guī)律及資源潛力評價＊

楊漢元，李建中，伍意德

（1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院， 湖南長沙 410083；2.湖南省煤田地質(zhì)局，湖南長沙 410014）

湖南漣邵煤田聚煤規(guī)律及資源潛力評價＊

楊漢元1，李建中1，伍意德2

（1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院， 湖南長沙 410083；2.湖南省煤田地質(zhì)局，湖南長沙 410014）

介紹了漣邵煤田含煤地層沉積環(huán)境及聚煤規(guī)律研究的最新成果，并對區(qū)內(nèi)三大主要煤系的潛在資源量進(jìn)行了預(yù)測與評價。初步預(yù)測本區(qū)測水煤系資源量達(dá)21億t、龍?zhí)睹合颠_(dá)4億t、下侏羅煤系達(dá)0.3億t，表明該區(qū)還有較好的找煤前景。同時，指出測水煤系下一步工作的擇優(yōu)區(qū)為廉橋、黑石鋪、黃龍等地，對今后區(qū)內(nèi)開展找煤工作具有一定的指導(dǎo)意義。

漣邵煤田；沉積環(huán)境；聚煤規(guī)律；資源評價

1 地質(zhì)背景

漣邵煤田位于湘中邵陽及婁底市境內(nèi)，區(qū)內(nèi)以丘陵、低山地形為主，交通較方便，煤系地層分布面積約4602.14km2，以東西向白馬山～龍山隆起為界，劃分北部漣源與南部邵陽兩個含煤區(qū)，共59個礦區(qū)。

本區(qū)構(gòu)造上位于華南褶皺系中長邵斷坳的中部和西部［1］。區(qū)內(nèi)元古界冷家溪群淺變質(zhì)巖系分布于新化望云山、雙峰紫云山及城步苗兒山一帶；晚古生界泥盆系、石炭系、二疊系及中生界三疊系地層出露較廣；早、中古生界地層出露零星，僅在西南部局部較集中出露；中生界上三疊－下侏羅系零星分布于祁陽、零陵、洞口等地；中、新生界的白堊系紅層零星分布于山間盆地之中；總體上呈北東～北北東向展布［2］。北部的白馬山～龍山串珠狀隆起將漣邵煤田分為北段的漣源凹陷和南部的邵陽凹陷，大致以北緯27°40′為界把本區(qū)龍?zhí)督M含煤地層分南型和北型兩個亞型［3］。

2 地層的巖性、沉積相特征及層序地層劃分

區(qū)內(nèi)有石炭系下統(tǒng)測水組（C1c）、二疊系上統(tǒng)龍譚組（P2l）（南型與北型）、下侏羅統(tǒng)（J1）3個含煤地層，其中石炭系下統(tǒng)測水組（C1c）及二疊系上統(tǒng)龍譚組（P2l）為本區(qū)主要含煤地層。石炭系下統(tǒng)測水組（C1c）3，5煤層可采，3煤層一般厚0.60～3.50m，5煤層一般厚0.60～2.40m；二疊系上統(tǒng)龍譚組（P3l）2，3煤層可采，2煤層一般厚0.50～2.30m，3煤層一般厚0.60～2.50m；侏羅系下統(tǒng)（J1）含煤地層分布不廣，含煤6層，3，6煤層可采，3煤層厚0.16～1.98m，平均0.91m，6煤層厚0.60～1.10m。

2.1 下石炭統(tǒng)測水組（C1c）

測水組（C1c）為一套以碎屑巖為主的濱海和濱海沼澤沉積，以其含煤建造與下伏的石磴子組（C1s）、上覆的梓門橋組（C1z）淺海相灰?guī)r建造而明顯區(qū)別，易于識別和對比。測水煤系中部一般發(fā)育有一厚層狀石英砂巖或含礫石英砂巖，常以此劃分為上下兩段。全組厚7.5～450m，一般厚110m。

下段（C1c1）主要由細(xì)砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖和煤組成。含菱鐵礦條帶或結(jié)核；含煤1～7層，可采0～3層，局部可采1～2層，其中3，5煤層普遍發(fā)育，可采煤層厚0.7～4.7m。全段厚5～164m，一般厚50m。產(chǎn)豐富的植物化石，以石松綱的鱗木、亞鱗木、擬鱗木為主，次為節(jié)蕨綱的古蘆木，中蘆木及裸子植物門的種子蕨、科達(dá)綱也開始出現(xiàn)；動物化石由正常鹽度～半咸水的以腕足類、苔蘚蟲和瓣鰓類組成。

上段（C1c2）主要為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖，夾有細(xì)砂巖、泥灰?guī)r及透鏡狀灰?guī)r，底部為石英砂巖或含礫石英砂巖，含煤線及薄煤數(shù)層，僅個別地段發(fā)育有局部可采煤層，因含煤性差，俗稱“不含煤段”，厚5～190m，一般厚60m。

根據(jù)各種巖相類型及不同沉積類型的沉積特征，本區(qū)測水組含煤巖系中識別出的沉積相有瀉湖、沼澤、潮坪、潮道、障壁砂壩、濱外泥質(zhì)陸棚（見圖1），它們構(gòu)成了障壁～瀉湖沉積體系，成煤環(huán)境為泥炭沼澤。在測水組上段上部，還有以疊層石為代表的碳酸鹽潮坪和以灰?guī)r為代表的濱外碳酸鹽陸棚。

圖1 早石炭世沉積相及層序地層柱狀簡圖

測水組下段5煤之下主要有泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖等組成的瀉湖相沉積。瀉湖之上發(fā)育泥炭沼澤，即5煤。3煤和5煤之間發(fā)育石英砂巖組成的潮道沉積。其上發(fā)育3層薄煤層，為潮坪沼澤成煤。測水組上段底部為石英砂巖、細(xì)砂巖組成的海侵障壁砂壩。隨著海侵進(jìn)一步擴(kuò)大，海侵砂壩之上發(fā)育由泥巖組成的濱外泥質(zhì)陸棚，其上為砂壩。測水組頂部為一向上變細(xì)的海侵障壁砂壩。

漣邵煤田測水組以分界石英砂巖底部為界面，將下段分為層序Ⅰ，上段分為層序Ⅱ兩個三級層序。層序Ⅰ為障壁島瀉湖潮坪沉積，低位體系域主要為瀉湖沉積，海侵體系域?yàn)闉a湖沼澤沉積，發(fā)育可采煤層，高位體系域主要為潮坪沼澤和瀉湖沼澤沉積；層序Ⅱ可以識別出海侵體系域和高位體系域，低位體系域發(fā)育海侵障壁砂壩，高位體系域?yàn)闉I外泥質(zhì)陸棚相和濱外碳酸鹽陸棚相（見圖1）。

2.2 上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）

2.2.1 龍?zhí)侗毙?/p>

根據(jù)龍?zhí)侗毙偷貐^(qū)的實(shí)測剖面、鉆孔資料及勘探報告編制了龍?zhí)侗毙统练e環(huán)境及層序地層綜合柱狀圖（見圖2）。

圖2 晚二疊世沉積相及層序地層柱狀簡圖（北型）

北型龍?zhí)督M上段（P3l2）穩(wěn)定發(fā)育，主要由砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及炭質(zhì)泥巖、煤層等組成，煤系厚度一般為34～53m，含煤1～2層，可采1層，下段（P3l1）缺失，與下伏茅口組（P2m）為假整合接觸，上覆地層為長興組。

長興組以硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r沉積為主。本區(qū)自下而上為泥質(zhì)陸棚、碳酸鹽陸棚及深水盆地沉積。本區(qū)海水較深，不利于泥炭沼澤的形成，故不含煤。

茅口組主要為碳酸鹽沉積，代表著水較深的深水盆地沉積。

龍?zhí)督M底部為灰黑色泥巖沉積，發(fā)育近岸湖泊相沉積，在近岸湖泊之上發(fā)育本區(qū)的主采2煤層，為潮坪環(huán)境的潮上沼澤，往上主要巖性為灰黑色砂巖、泥巖互層，發(fā)育潮坪相的潮間坪沉積，往上發(fā)育一套向上變細(xì)的序列，從下到上的巖性為細(xì)砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，泥巖組成正粒序，見槽狀交錯層理、小型板狀交錯層理、楔狀層理，見植物碎片化石及植物莖桿化石，見雙殼類，發(fā)育潮道沉積。龍?zhí)督M頂部為灰黑色的砂質(zhì)泥巖及泥巖沉積，見水平層理，為潮下帶沉積。龍?zhí)督M在本區(qū)為一個水深逐漸加深的過層，煤層即形成于海侵的過程。

從圖2可知本區(qū)主要發(fā)育潮坪相，以龍?zhí)督M不整合面及1煤層底面為界面的瀉湖環(huán)境劃分2個三級層序，下部為茅口組，不整合面下層序Ⅰ缺失，不整合面及1煤層底面為層序Ⅱ，1煤層底面上為層序Ⅲ。

層序Ⅱ?yàn)槌逼涵h(huán)境的潮上沼澤，發(fā)育2煤層；層序Ⅲ形成于海侵體系域，發(fā)育1煤層。

2.2.2 龍?zhí)赌闲?/p>

龍?zhí)督M南型根據(jù)巖性、巖相的變化劃分為上、下兩段，其中下段主要由細(xì)粒石英砂巖、長石石英砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、黑色泥巖、炭質(zhì)泥巖等組成。龍?zhí)督M上段由長石石英砂巖、細(xì)粒石英砂巖、炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及煤層組成，為本區(qū)主要含煤地層，2，3煤層為全區(qū)穩(wěn)定分布的可采煤層。

長興組主要巖性有鈣質(zhì)泥巖、硅質(zhì)巖及硅質(zhì)灰?guī)r等，水較深、不發(fā)育煤層。主要為深水盆地沉積。

從圖3中可以看出本區(qū)主要發(fā)育潮坪相及三角洲相，發(fā)育3個三級層序，其中層序Ⅰ、層序Ⅱ全區(qū)發(fā)育完全，層序Ⅲ在很多地方缺失。

圖3 晚二疊世沉積相及層序地層柱狀簡圖（南型）

（1）層序Ⅰ沉積期。主要由龍?zhí)督M上段下部地層組成，僅在南部邵陽含煤區(qū)的箍腳底、三比田等地區(qū)可見。低位體系域主要由細(xì)砂巖、含礫細(xì)砂巖組成，為分流河道相沉積。海侵體系域主要由細(xì)砂巖組成，形成較薄可采煤層，高位體系域主要由泥巖、粉砂巖組成，部分地區(qū)可見細(xì)砂巖，為分流澗灣沉積。

（2）層序Ⅱ沉積期。主要為龍?zhí)督M上段中部地層，在全區(qū)均發(fā)育，但在短陂撟以北地區(qū)僅發(fā)育海侵體系域、高位體系域。低位體系域，僅在短陂橋及以南地區(qū)發(fā)育，本體系域在短陂橋以南受東吳運(yùn)動的影響，出露不全，表現(xiàn)出從北向南厚度逐漸增大。高位體系域?yàn)榉至鳚緸吵练e，發(fā)育本區(qū)主要可采煤層2煤層。從北向南煤層厚度減小，到箍腳底、短陂橋以南地區(qū)煤層變薄，向西至馬鞍山及晏家鋪，2煤層變簿。

（3）層序Ⅲ沉積期。為龍?zhí)督M上段上部至大隆組頂部地層，低位體系域，主要巖性為細(xì)砂巖，在北部為潮坪相沉積，南部為分流河道沉積。從北向南層位逐漸變高。海侵體系域，主要巖性為鈣質(zhì)泥巖、石灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r。在海侵初期發(fā)育一層煤。為決口扇、天然堤及濱外泥質(zhì)陸棚沉積和濱外碳酸鹽陸棚沉積。從北向南厚度逐漸減小。

綜上所述，漣邵煤田晚二疊世可以識別出3個三級層序，層序Ⅰ主要為三角洲相沉積，層序Ⅱ發(fā)育三角洲相和潮坪沉積，層序Ⅲ主要發(fā)育濱外泥質(zhì)陸棚相和碳酸鹽陸棚。

2.3 下侏羅統(tǒng)

侏羅系下統(tǒng)，在本區(qū)祁陽、零陵及洞口石下江等地零星出露有唐垅組、心田門組含煤地層。

唐垅組上部及中部，主要巖性為深灰及灰黑色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖夾長石石英砂巖及泥巖，普遍夾煤線或含薄煤數(shù)層，局部可采，含菱鐵礦結(jié)核。下部多為灰至深灰色中粗粒長石石英砂巖夾粘土巖或鋁土質(zhì)泥巖或含礫粉砂巖夾薄煤層，局部為含礫砂巖，底部往往有一層厚度不大的礫巖層。主要為淡水湖泊～沼澤環(huán)境，偶爾海水侵入而成淡化瀉湖，屬海灣～瀉湖相的含煤建造［4］。

心田門組主要巖性上部為灰色夾灰綠色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖與長石石英砂巖互層，局部夾泥巖或泥灰?guī)r及煤線，在洞口石下江相變?yōu)楹駥咏堑[狀灰?guī)r夾泥灰?guī)r，中、下部多為深灰、灰黑色粉砂巖，細(xì)至中粒長石石英砂巖，夾介殼泥巖或透鏡狀灰?guī)r，炭質(zhì)泥巖，含煤1～5層，局部可采。具水平及微波狀層理，蟲跡較常見，富含窄鹽度的海相雙殼類化石，屬種繁多，含少量頭足類，植物化石貧乏。粘土礦物以伊利石、蒙脫石為主，少量高嶺石及綠泥石，屬海灣泥質(zhì)碎屑沉積相。

3 成煤古地理環(huán)境及煤炭資源遠(yuǎn)景評價

3.1 早石炭世測水煤系層序Ⅰ沉積期聚煤特征

在本區(qū)晚石炭世層序Ⅰ形成于海侵體系域?yàn)a湖和潮坪環(huán)境，在本區(qū)發(fā)育3個聚煤中心。第1個聚煤中心為瀉湖環(huán)境成煤，如金竹山、冷水江、渣渡、蘆茅江、毛易、寒婆坳、田心坪等礦區(qū)；第2個聚煤中心位于雙峰一帶，煤層最厚可達(dá)3m，為瀉湖成煤，如黑田鋪、廉橋、梓門橋、太平寺等礦區(qū)；第3個聚煤中心位于邵陽、新寧一帶，煤層最厚可達(dá)3m，為潮坪環(huán)境成煤，如龍江、雙江－崀山、黃龍、常樂、木瓜、桐木橋、十字路、新邵等礦區(qū)。第1個聚煤中心煤層發(fā)育最好，第2，3個聚煤中心煤層發(fā)育次之，見圖4，故將上述礦區(qū)列為本次重點(diǎn)預(yù)測區(qū)。本區(qū)測水煤系分布很廣，除以上3個聚煤中心以外，其它區(qū)域如永州至邵東地段，遠(yuǎn)離聚煤中心，煤層不發(fā)育，不列為本次預(yù)測范圍。特別指出的是，從圖4中可以看出，煤層的展布受古陸的限制，沿古陸方向展布，在湘北漣源聚煤中心西北部的李家灣、勝利、東莊、吳家拜等礦區(qū)靠近雪峰古陸，沉積速率大于海平面上升速率，則沉積煤層比聚煤中心差，但也達(dá)到可采厚度，因此，本次亦將這些礦區(qū)列為預(yù)測區(qū)。

圖4 煤田早石炭世測水系層序Ⅰ沉積環(huán)境及聚煤規(guī)律

3.2 晚二疊世龍?zhí)睹合祵有颌?、Ⅲ沉積期聚煤特征

本區(qū)晚二疊世龍?zhí)睹合祵有颌?、Ⅲ均發(fā)育較全，層序Ⅰ局部地方發(fā)育。層序Ⅱ在全區(qū)均發(fā)育可采煤層2，3煤層；層序Ⅲ發(fā)育1煤層，一般不可采。本區(qū)層序Ⅱ的2，3煤層主要形成于瀉湖與三角洲環(huán)境的海侵體系域，在本區(qū)有2個聚煤中心，第1個聚煤中心位于湘北漣源一帶，煤層最厚可達(dá)5.2m，為瀉湖環(huán)境成煤，如洪山殿、恩口、橋頭河、斗笠山、馬鞍山等礦區(qū)。特別要指出的是，晏家鋪礦區(qū)離雪峰古陸太近，煤層發(fā)育太薄，本次不列為預(yù)測區(qū)。第2個聚煤中心位于邵陽一帶，煤層最厚可達(dá)1.4m，為三角洲環(huán)境成煤，如鄧家鋪、三比田、楓江溪、沙子坪、灘頭、箍腳底、短陂橋、牛馬司、兩市塘、保和堂等礦區(qū)，東部煤層比西部煤層發(fā)育要好。因此，本區(qū)除個別礦區(qū)外，對有龍?zhí)督M上段（P3l2）煤系地層分布的礦區(qū)基本上列為預(yù)測區(qū)。

3.3 早侏羅世煤系地層

本區(qū)唐垅組的煤層形成于濱海灣環(huán)境，煤層沉積方向?yàn)楸睎|東向及東西向，聚煤中心在衛(wèi)星礦區(qū)、七里橋礦區(qū)一帶。厚32～50m。含煤6層，主要煤層為6煤層，一般厚0.60～1.10m。含煤性較好的地區(qū)一般發(fā)育在煤系厚度50～100m的沉積區(qū)域內(nèi)及碎屑巖比值為1／2～2的區(qū)間內(nèi)，砂巖發(fā)育的區(qū)段一般不含煤。

心田門組以沙井礦區(qū)和花壩礦區(qū)較發(fā)育。沙井礦區(qū)心田門組厚150～400m，含煤6層，主采1煤層，厚0～1.75m，平均0.91m。香花壩礦區(qū)厚97 m，含煤3層，主采3煤層，厚0.16～1.98m，平均0.37m。

因此本次將衛(wèi)星礦區(qū)、七里橋礦區(qū)一帶及沙井礦區(qū)列為重點(diǎn)預(yù)測區(qū)。

4 結(jié)語及建議

通過對漣邵煤田沉積環(huán)境及聚煤規(guī)律的分析，有針對性地對區(qū)內(nèi)三大煤系的潛在資源量進(jìn)行了預(yù)測與評價。初步預(yù)測本區(qū)測水煤系資源量達(dá)26億t，其中測水煤系達(dá)21億t、龍?zhí)睹合颠_(dá)4億t、下侏羅煤系達(dá)0.3億t，表明該區(qū)還有較好的找煤前景。

本次在漣源含煤區(qū)西北部李莊、勝利等礦區(qū)利用沉積環(huán)境等理論進(jìn)行了重點(diǎn)研究，發(fā)現(xiàn)有部分探礦權(quán)正在勘查，且對以上礦區(qū)的煤炭資源進(jìn)行了重點(diǎn)預(yù)測，預(yù)測區(qū)域及預(yù)測面積有較大的增加；對廉橋、黑石鋪等礦區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)有很好的煤炭資源潛力；在以前不被重視的恩口～斗笠礦區(qū)外圍進(jìn)行了資源潛力評價，增加了漣邵煤田的煤炭資源量；在勘查程度較低的漣邵煤田邵陽含煤區(qū)黃龍等礦區(qū)重點(diǎn)進(jìn)行了煤炭資源潛力評價，提交了較豐富的預(yù)測煤炭資源量。

［1］劉榮登，龔玉紅，等.湖南省二疊紀(jì)含煤地層沉積環(huán)境和聚煤規(guī)律研究［R］.株洲：湖南煤田地質(zhì)局，1994.

［2］林 亮，曹代勇，彭正奇，等.湘東北地區(qū)煤田構(gòu)造格局與控煤構(gòu)造樣式［J］.中國煤炭地質(zhì)，2008，20（10）：47－49.

［3］彭正奇.湖南龍?zhí)睹合敌纬傻拇蟮貥?gòu)造環(huán)境［J］.煤田地質(zhì)與勘探，1996，24（4）：5－8.

湖南省煤炭資源潛力評價課題（1212010813017）.

2011－12－07）

楊漢元（1964－），男，湖南寧鄉(xiāng)人，在職碩士研究生，高級工程師，長期從事煤田地質(zhì)勘探工作，Email：yanghy0732＠163.com。