湖南漣邵煤田聚煤規律及資源潛力評價＊

楊漢元，李建中，伍意德

（1.中南大學地球科學與信息物理學院， 湖南長沙 410083；2.湖南省煤田地質局，湖南長沙 410014）

湖南漣邵煤田聚煤規律及資源潛力評價＊

楊漢元1，李建中1，伍意德2

（1.中南大學地球科學與信息物理學院， 湖南長沙 410083；2.湖南省煤田地質局，湖南長沙 410014）

介紹了漣邵煤田含煤地層沉積環境及聚煤規律研究的最新成果，并對區內三大主要煤系的潛在資源量進行了預測與評價。初步預測本區測水煤系資源量達21億t、龍潭煤系達4億t、下侏羅煤系達0.3億t，表明該區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區為廉橋、黑石鋪、黃龍等地，對今后區內開展找煤工作具有一定的指導意義。

漣邵煤田；沉積環境；聚煤規律；資源評價

1 地質背景

漣邵煤田位于湘中邵陽及婁底市境內，區內以丘陵、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，共59個礦區。

本區構造上位于華南褶皺系中長邵斷坳的中部和西部［1］。區內元古界冷家溪群淺變質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′為界把本區龍潭組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

區內有石炭系下統測水組（C1c）、二疊系上統龍譚組（P2l）（南型與北型）、下侏羅統（J1）3個含煤地層，其中石炭系下統測水組（C1c）及二疊系上統龍譚組（P2l）為本區主要含煤地層。石炭系下統測水組（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（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）淺海相灰巖建造而明顯區別，易于識別和對比。測水煤系中部一般發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）主要由細砂巖、粉砂巖、砂質泥巖、泥巖、炭質泥巖和煤組成。含菱鐵礦條帶或結核；含煤1～7層，可采0～3層，局部可采1～2層，其中3，5煤層普遍發育，可采煤層厚0.7～4.7m。全段厚5～164m，一般厚50m。產豐富的植物化石，以石松綱的鱗木、亞鱗木、擬鱗木為主，次為節蕨綱的古蘆木，中蘆木及裸子植物門的種子蕨、科達綱也開始出現；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、砂質泥巖、泥巖，夾有細砂巖、泥灰巖及透鏡狀灰巖，底部為石英砂巖或含礫石英砂巖，含煤線及薄煤數層，僅個別地段發育有局部可采煤層，因含煤性差，俗稱“不含煤段”，厚5～190m，一般厚60m。

根據各種巖相類型及不同沉積類型的沉積特征，本區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、濱外泥質陸棚（見圖1），它們構成了障壁～瀉湖沉積體系，成煤環境為泥炭沼澤。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巖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、砂質泥巖、粉砂巖、細砂巖等組成的瀉湖相沉積。瀉湖之上發育泥炭沼澤，即5煤。3煤和5煤之間發育石英砂巖組成的潮道沉積。其上發育3層薄煤層，為潮坪沼澤成煤。測水組上段底部為石英砂巖、細砂巖組成的海侵障壁砂壩。隨著海侵進一步擴大，海侵砂壩之上發育由泥巖組成的濱外泥質陸棚，其上為砂壩。測水組頂部為一向上變細的海侵障壁砂壩。

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，海侵體系域為瀉湖沼澤沉積，發育可采煤層，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，低位體系域發育海侵障壁砂壩，高位體系域為濱外泥質陸棚相和濱外碳酸鹽陸棚相（見圖1）。

2.2 上二疊統龍潭組（P3l）

2.2.1 龍潭北型

根據龍潭北型地區的實測剖面、鉆孔資料及勘探報告編制了龍潭北型沉積環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）

北型龍潭組上段（P3l2）穩定發育，主要由砂巖、粉砂巖、砂質泥巖及炭質泥巖、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。

長興組以硅質巖、硅質灰巖沉積為主。本區自下而上為泥質陸棚、碳酸鹽陸棚及深水盆地沉積。本區海水較深，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。

龍潭組底部為灰黑色泥巖沉積，發育近岸湖泊相沉積，在近岸湖泊之上發育本區的主采2煤層，為潮坪環境的潮上沼澤，往上主要巖性為灰黑色砂巖、泥巖互層，發育潮坪相的潮間坪沉積，往上發育一套向上變細的序列，從下到上的巖性為細砂巖、粉砂巖、砂質泥巖，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，發育潮道沉積。龍潭組頂部為灰黑色的砂質泥巖及泥巖沉積，見水平層理，為潮下帶沉積。龍潭組在本區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可知本區主要發育潮坪相，以龍潭組不整合面及1煤層底面為界面的瀉湖環境劃分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為潮坪環境的潮上沼澤，發育2煤層；層序Ⅲ形成于海侵體系域，發育1煤層。

2.2.2 龍潭南型

龍潭組南型根據巖性、巖相的變化劃分為上、下兩段，其中下段主要由細粒石英砂巖、長石石英砂巖、粉砂巖、粉砂質泥巖、黑色泥巖、炭質泥巖等組成。龍潭組上段由長石石英砂巖、細粒石英砂巖、炭質泥巖、砂質泥巖、粉砂質泥巖及煤層組成，為本區主要含煤地層，2，3煤層為全區穩定分布的可采煤層。

長興組主要巖性有鈣質泥巖、硅質巖及硅質灰巖等，水較深、不發育煤層。主要為深水盆地沉積。

從圖3中可以看出本區主要發育潮坪相及三角洲相，發育3個三級層序，其中層序Ⅰ、層序Ⅱ全區發育完全，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。主要由龍潭組上段下部地層組成，僅在南部邵陽含煤區的箍腳底、三比田等地區可見。低位體系域主要由細砂巖、含礫細砂巖組成，為分流河道相沉積。海侵體系域主要由細砂巖組成，形成較薄可采煤層，高位體系域主要由泥巖、粉砂巖組成，部分地區可見細砂巖，為分流澗灣沉積。

（2）層序Ⅱ沉積期。主要為龍潭組上段中部地層，在全區均發育，但在短陂撟以北地區僅發育海侵體系域、高位體系域。低位體系域，僅在短陂橋及以南地區發育，本體系域在短陂橋以南受東吳運動的影響，出露不全，表現出從北向南厚度逐漸增大。高位體系域為分流澗灣沉積，發育本區主要可采煤層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。為龍潭組上段上部至大隆組頂部地層，低位體系域，主要巖性為細砂巖，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，主要巖性為鈣質泥巖、石灰巖、硅質灰巖。在海侵初期發育一層煤。為決口扇、天然堤及濱外泥質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發育三角洲相和潮坪沉積，層序Ⅲ主要發育濱外泥質陸棚相和碳酸鹽陸棚。

2.3 下侏羅統

侏羅系下統，在本區祁陽、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、砂質泥巖夾長石石英砂巖及泥巖，普遍夾煤線或含薄煤數層，局部可采，含菱鐵礦結核。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、砂質泥巖與長石石英砂巖互層，局部夾泥巖或泥灰巖及煤線，在洞口石下江相變為厚層角礫狀灰巖夾泥灰巖，中、下部多為深灰、灰黑色粉砂巖，細至中粒長石石英砂巖，夾介殼泥巖或透鏡狀灰巖，炭質泥巖，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，屬海灣泥質碎屑沉積相。

3 成煤古地理環境及煤炭資源遠景評價

3.1 早石炭世測水煤系層序Ⅰ沉積期聚煤特征

在本區晚石炭世層序Ⅰ形成于海侵體系域瀉湖和潮坪環境，在本區發育3個聚煤中心。第1個聚煤中心為瀉湖環境成煤，如金竹山、冷水江、渣渡、蘆茅江、毛易、寒婆坳、田心坪等礦區；第2個聚煤中心位于雙峰一帶，煤層最厚可達3m，為瀉湖成煤，如黑田鋪、廉橋、梓門橋、太平寺等礦區；第3個聚煤中心位于邵陽、新寧一帶，煤層最厚可達3m，為潮坪環境成煤，如龍江、雙江－崀山、黃龍、常樂、木瓜、桐木橋、十字路、新邵等礦區。第1個聚煤中心煤層發育最好，第2，3個聚煤中心煤層發育次之，見圖4，故將上述礦區列為本次重點預測區。本區測水煤系分布很廣，除以上3個聚煤中心以外，其它區域如永州至邵東地段，遠離聚煤中心，煤層不發育，不列為本次預測范圍。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，但也達到可采厚度，因此，本次亦將這些礦區列為預測區。

圖4 煤田早石炭世測水系層序Ⅰ沉積環境及聚煤規律

3.2 晚二疊世龍潭煤系層序Ⅱ、Ⅲ沉積期聚煤特征

本區晚二疊世龍潭煤系層序Ⅱ、Ⅲ均發育較全，層序Ⅰ局部地方發育。層序Ⅱ在全區均發育可采煤層2，3煤層；層序Ⅲ發育1煤層，一般不可采。本區層序Ⅱ的2，3煤層主要形成于瀉湖與三角洲環境的海侵體系域，在本區有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5.2m，為瀉湖環境成煤，如洪山殿、恩口、橋頭河、斗笠山、馬鞍山等礦區。特別要指出的是，晏家鋪礦區離雪峰古陸太近，煤層發育太薄，本次不列為預測區。第2個聚煤中心位于邵陽一帶，煤層最厚可達1.4m，為三角洲環境成煤，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，東部煤層比西部煤層發育要好。因此，本區除個別礦區外，對有龍潭組上段（P3l2）煤系地層分布的礦區基本上列為預測區。

3.3 早侏羅世煤系地層

本區唐垅組的煤層形成于濱海灣環境，煤層沉積方向為北東東向及東西向，聚煤中心在衛星礦區、七里橋礦區一帶。厚32～50m。含煤6層，主要煤層為6煤層，一般厚0.60～1.10m。含煤性較好的地區一般發育在煤系厚度50～100m的沉積區域內及碎屑巖比值為1／2～2的區間內，砂巖發育的區段一般不含煤。

心田門組以沙井礦區和花壩礦區較發育。沙井礦區心田門組厚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。

因此本次將衛星礦區、七里橋礦區一帶及沙井礦區列為重點預測區。

4 結語及建議

通過對漣邵煤田沉積環境及聚煤規律的分析，有針對性地對區內三大煤系的潛在資源量進行了預測與評價。初步預測本區測水煤系資源量達26億t，其中測水煤系達21億t、龍潭煤系達4億t、下侏羅煤系達0.3億t，表明該區還有較好的找煤前景。

本次在漣源含煤區西北部李莊、勝利等礦區利用沉積環境等理論進行了重點研究，發現有部分探礦權正在勘查，且對以上礦區的煤炭資源進行了重點預測，預測區域及預測面積有較大的增加；對廉橋、黑石鋪等礦區進行了詳細的分析，發現該區有很好的煤炭資源潛力；在以前不被重視的恩口～斗笠礦區外圍進行了資源潛力評價，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黃龍等礦區重點進行了煤炭資源潛力評價，提交了較豐富的預測煤炭資源量。

［1］劉榮登，龔玉紅，等.湖南省二疊紀含煤地層沉積環境和聚煤規律研究［R］.株洲：湖南煤田地質局，1994.

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

［3］彭正奇.湖南龍潭煤系形成的大地構造環境［J］.煤田地質與勘探，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，湖南寧鄉人，在職碩士研究生，高級工程師，長期從事煤田地質勘探工作，Email：yanghy0732＠163.com。