摘要：云南省彝良县两河煤矿区内采用地质测量、钻探、物探等工作手段，大致查明了区域内可采煤层少、煤层薄，煤层灰分高、硫分低等基本情况。为了从充分说明造成这一现象的原因，本文从区域沉积环境、聚煤规律等理论上对这一现象加以研究解释。
关键词：煤层；煤质；沉积环境；聚煤规律
云南省彝良县两河煤矿区位于云南省彝良县县城北东30°方向，直线距离41km处，地处两河乡、钟鸣乡、龙安镇境内，煤矿区面积约150km2。区域内经过地质测量、钻探、物探等工作手段，初步查明其地质构造形态为一轴部较舒缓，北西翼紧密，南东翼倾角相对较平缓的不对称向斜构造形态；初步查明主要含煤地层为二叠系上统宣威组上段，平均厚度66.97m，一般含煤6层，其中含局部可采煤层一层，可采性较差，其余煤层均不可采；煤质特征为高灰、特低硫、低发热量的劣质煤，煤类为高变质无烟煤。
河煤矿区内含煤地层为二叠系上统宣威组，总体隶属于滇东晚二叠系含煤地层序列。针对本区煤层厚度较薄、煤层灰分高等问题，本文结合区域性资料，从沉积古地理背景、沉积环境、聚煤规律以及煤质情况等方面进行分析和阐述。
一、沉积古地理背景
滇东晚二叠系含煤地层位于西南晚二叠系聚煤区的西部，保存有古陆剥蚀区和煤系沉积原始边界的部分，古地理景观可分为古陆剥蚀区和盆地沉积区两大部分。古陆剥蚀区有川滇古陆、牛首山古陆半岛和越北古陆，以川滇古陆为主体。它们是晚二叠系含煤地层沉积的陆源物质供给区。盆地沉积区分为玄武岩斜坡、浅陆表海、陆源滨海斜坡、碎屑海槽、碳酸岩台地、岛间海湾、碳酸岩浅海等，明显的控制着各具有特点的沉积古地理组合及相区相带的配置。
川滇古陆和沉积盆地之间，基本上是以小江断裂为界，界线比较固定。随着盆地的持续沉降，陆源物质一进入盆地就发生沉积，任何沉积阶段都存在着陆相进积层和海侵层同期异相沉积。
二、沉积环境
（一）沉积环境分析的主要事实依据
1、东吴运动大规模的玄武岩喷发后，海水已退到玄武岩斜坡尖灭带附近，煤系沉积开始时的海岸位置，大致可用玄武岩斜坡陆面上的第一个沉积层—扇三角洲辫状河入海时的位置表示，并作为衡量各地层沉积时海水进退的基准。
2、古陆山区河流进入盆地的山口，是陆源物质供给的主要通道，是盆地主要河流的源头。山口一经形成，就几乎经久不变，长期控制着主河道及河道的粗碎屑岩带始终在一定的范围内发育。并在煤系沉积的全过程起格架作用。构成主河流的冲积扇—辫状河—曲流河—三角洲的系列。
3、区域上存在着陆源物质从古陆山口进入盆地，以河流搬运的形式经过冲积平原，进入浅陆表海的全部搬运沉积过程。入海时具体的沉积相类型，受河流及海侵海退的性质制约，免不了有三角洲沉积的发生。
4、煤系沉积旋回，大致为海侵—海退—海侵的程式。但西部海侵超覆到达较晚，海退开始较早，故海侵向西变薄尖灭，为纯陆相层代替补偿，并夹于陆相层之中；相反，东部地区海侵开始较早，海退达到较晚，故煤系中段虽为海退段，在偏东一些的地区，该段的上、下部仍可能沉积有海相动物的化石层位，且越向东部越明显。
5、沉积过程中海水的进退，同时受到地壳升降幅度和沉积物补偿程度的影响。以构造上升为主引起的海退，为构造性海退，往往引起沉积物的破坏；以沉积物充分补偿甚至过度补偿引起的海退，为沉积性海退，属建设性的，使平原化程度更高，沼泽更加发育。两种情况都有海退的表征，确有不同的沉积结果。在川滇古陆中段，陆源物质供给量大的地区，陆相进程与海侵沉积同时发生，在一定的位置上相遇“碰撞”，实际阻挡了海侵范围向西发展。
（二）滇东晚二叠系含煤地层沉积环境
根据本区煤系沉积旋回，大致为海侵—海退—海侵的程式，滇东晚二叠系含煤地层大致分为上、中、下三段，其沉积环境分述如下：
1、含煤地层下段沉积环境
晚二叠系含煤地层下段是海侵段，属淡化泻湖—扇三角洲环境，由扇三角洲、泻湖潮坪、冲积扇—曲流河沉积三部分组成。
（1）扇三角洲沉积
是沉积在玄武岩斜坡陆面上的第一个岩石地层单位，它包括几个山口的冲积扇和紧接冲积扇前缘发育的辫状河，最后进入浅陆表海以河口坝湾沉积而终止。
（2）海侵段泻湖潮坪沉积
滇东地区，煤系沉积一开始就发生海侵，向西部玄武岩斜坡及扇三角洲陆上砾石带超覆。相继出现滨海湖、泻湖—潮坪、河口湾、海湾等沉积。冲积扇体向边缘退缩，海侵迅速达到最大的范围，边界到达哈蚂寨、罗木、闸塘放马坪一线，北面达到彝良盐津一线。而在主河道河谷地带海水潮流影响范围更远。底部紧贴着薄的扇三角洲体系沉积，经短时间的稳定后，即从西部慢慢开始海退，陆相进积层随即由西向东进行补偿。
沉积类型有滨海湖、泻湖潮坪、海湾、河口湾以及交替出现的滨海沼泽和泥炭沼泽。海侵段地层，多显示还原环境，颜色较深，粒度较细，含黄铁矿结核，煤层硫分高，并影响到其下伏地层底砾岩的木化石也黄铁矿化和硅化。
（3）冲积扇—曲流河进积层
早期海侵迅速到达最大范围，冲积扇向边缘退缩，经过短期稳定后，即开始海退。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这时扇前辫状河不发育是源于边缘扇体的冲积物是以曲流河的形式向东进行进积补偿，形成曲流河沉积体系，包括冲积扇、曲流河道、小型河控三角洲、泛滥平原沼泽沉积。
2、含煤地层中段沉积环境
第一段海侵沉积后期已开始海退，其上部的陆相河流进积层补偿完成后，广阔的冲积平原已经形成，随着第二段的全面海退，海水几乎全部退到贵州境内，原先形成的主要山口洪积扇继续供应陆源物质，并以曲流河体系的沉积起作用。扇前辫状河显得短小，曲流河经过西部汇水到东部分流的发育过程，在冲积平原上较前一阶段更为自由的作蛇状迁移摆动，在前一阶段的滨海地区及河口间湾区则变为网状河体系。
3、含煤地层上段沉积环境
本段为海侵段，海侵范围较第一段的范围小，但海侵强度大，富含海相动物化石的浅海砂泥岩与浅海灰岩超覆在陆相地层之上。本段的底界，即7煤层的直接顶板，在北面的威信、镇雄一带为海相石灰岩。以上灰岩与海相砂泥岩频繁出现，以海相为主、海陆交互的沉积结构特征。属浅陆表海沉积，有浅海灰岩相、浅海砂泥相、潮坪、潮坪沼泽等沉积。
（三）两河煤矿区内沉积环境分析
根据两河煤矿区所处区域岩相古地理环境、区域沉积模式以及煤矿区内含煤地层岩石组合特征等，推测其沉积环境及模式如下：
1、区域内，晚二叠系含煤地层总的显示海侵—海退—海侵的沉积模式，但从本区含煤地层岩性组合特征看，第一次海侵过程在本区内未留下明显的痕迹。首先，本区含煤地层中未发现海相化石层；第二，宣威组第一段以下地层岩性以紫红色凝灰岩、凝灰质泥岩，灰绿色玄武质泥岩、砂岩等为主，间夹浅灰色薄～中厚层状粉砂岩、细砂岩以及黑灰色炭质泥岩等，颜色、成分均较杂，显示陆相沉积特征。
2、两河煤矿区内第一层紫红色凝灰岩以上至飞仙关组浅灰绿色粉砂岩以下（宣威组第二段），岩性以浅灰色泥质粉砂岩、细砂岩夹薄煤层、炭质泥岩等为主，颜色、岩性相对较简单。但该段地层内仍未发现海相动物化石层，沉积环境为陆相沉积。
综上所述，两河煤矿区内，晚二叠系含煤地层沉积环境总体为陆相沉积，依据地层岩性组合特征，其沉积过程大致可分为三个阶段。第一阶段，沉积环境不稳定，受地壳轻微隆起与沉降和不间断的火山喷发影响，当陆源物质补给较充分时，地层岩性以层状紫红色层凝灰岩、灰绿色玄武岩岩屑砂岩等为主；当隆起与沉降基本达到平衡时，地层岩性则以浅灰色细碎屑岩为主。第二阶段，以河流进积式沉积为主，地层岩性以河流相玄武岩、凝灰岩岩屑细砂岩为主。第三阶段，环境较为稳定，地层岩性以玄武岩、凝灰岩岩屑细碎屑岩为主，颜色、岩性相对较单一。
与区域沉积模式相比较，第一段海侵与与海退阶段在本区内统一为宣威组下段不稳定沉积；宣威组第二段下部的沉积与区域上的海退相吻合。
区域上第二次海侵沉积则相当于本区宣威组第二段上部的较稳定陆相沉积。原因与本区在区域内的位置有关，本区位于最大海侵线附近，滇东海侵—海退—海侵的沉积模式中，两次海侵过程均未达到本区。另外，本区离陆源物质补给区相对较近，沉积过程中，即使发生了短暂的海侵过程，丰富的陆源物质补给也随即造成沉积性海退。
三、聚煤规律
整个滇东晚二叠系含煤地层煤层的发育，与海侵推进的趋势一致，总的是由南向北、由东向西，含煤范围逐渐扩大，含煤层数由多变少，含煤层位由下向上迁移。在东南部先沉积的煤层，在西北部先尖灭，后沉积的煤层，向西延伸得最远。煤层沉积首先在东南部的老厂、恩洪矿区开始，向北西方向超覆扩大，含煤层位不断向上迁移，各煤层迁移上下叠覆的地段，成为富煤带。
可采煤层重心由下、中段为主，向上、中段迁移，但中段始终为主要可采煤层段，尤其是主要煤层集中在中段的上部。向北到羊场矿区，下段含薄煤线。向西下段几乎不含煤，主要煤层迁移到中段上部及上段。向北西到来宾矿区，主要煤层集中在上段，中段、下段几乎不含煤。在威信、镇雄矿区，可采煤层在中段上部，向北西到彝良、盐津，可采煤层移到上段，中、下段已不含煤。西部及西北部靠近古陆的边缘地带不含煤。
总的是西部煤层范围最小，上部煤层范围最大，显示海侵向西推进的特点，而且还显示出各段的煤层，都具有中上部煤层发育最好的特点。反映出在海侵海退转折阶段相对稳定期，在海陆交互环境及冲积平原的滨海地带，具有煤层发育最有利的条件。
两河煤矿区位于整个滇东晚二叠系含煤区的西部，其煤层仅赋存于宣威组第二段是符合区域规律的。
四、煤质特征
两河煤矿区最明显的煤质特征为煤层灰分高、含硫低，这是与其离陆源物质补给区近，沉积环境为陆相沉积有关的。
由成煤植物中的无机组成部分形成的灰分为生物灰，一般平均含量不超过2%，即使不同成煤植物的生物灰含量有些差别，但因含量很低，其差别对灰分含量的影响也极小。成煤植物在泥炭—褐煤阶段，对渗透在煤中的水所含的钙、镁、铝等矿物成分有一定的吸附作用，也能使煤的灰分含量有少量增加。煤中生物灰和吸附灰的总量不会超过纯结构镜煤和纯丝炭的灰分5.1～6.9%的数值范围。因此，煤的灰分主要来自陆源碎屑灰。两河煤矿区内含煤地层为陆相，距离陆源物质补给区较近，所以煤层灰分高。
煤层中全硫含量明显超过成煤植物的含硫量时，主要是受海水的影响。两河煤矿区内煤层全硫含量基本小于0.5%，是因为区内含煤地层为陆相沉积，未受海水的影响。这也从另一个方面说明本区含煤地层为陆相沉积是有依据的。
参考文献：
[1]云南省地质矿产局.《云南省区域地质志》.北京：地质出版社，1987；
[2]王小川 张玉成等.《黔西川南滇东晚二叠世含煤地层沉积环境与聚煤规律》.重庆大学出版社，1994；
[3]潘润群 孔令国等.《滇东晚二叠世含煤地层沉积环境与聚煤规律》.未出版。
论文作者:张正国,尹坤菊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/9
标签：煤层论文; 地层论文; 玄武岩论文; 宣威论文; 环境论文; 海相论文; 冲积扇论文; 《基层建设》2018年第13期论文;