早石炭世含煤地层构造及煤矿区

1.地层
云南省早石炭世含煤地层，仅分布在川滇古陆东侧滇东的局部地区，主要分布在牛首山古岛边缘的嵩明—宜良一带和川南隆起南缘的昭通—彝良—大关一带，为古陆（隆起）边缘的海陆交互相碎屑岩含煤沉积，以昭通聚煤区的分布面积最大，煤层煤质最好。因在宜良万寿山建立层型剖面，故命名为万寿山组，其地质时代属下石炭统大塘阶旧司段底部的含煤沉积。
2.控煤古构造
早在加里东构造末期，昭通地区及黔中一带地壳上升，形成川滇黔东西向隆褶带，即川南—黔中隆起带。在早石炭世时，此隆起带西与川滇古陆、东与江南古陆连成一体，构成隆起带上泥盆系—石炭系沉积缺失。昭通地区的万寿山组就局限沉积在川滇古陆东侧、川南隆起南缘和黔北隆起西端，狭窄的昭通坳陷的海湾地带。是典型的退覆沉积，沉积中心普遍缺失上石炭统。由于隆起地形平缓，虽造泥盆系—石炭系缺失，但不是强烈的剥蚀区，供给石炭世沉积区的陆源物质少，使万寿山组含煤建造具有以下特征：①沉积区内无冲积平原环境，海陆交互沉积的海相层分布，几乎直达沉积区边缘；②陆源物质少，煤层为低灰—特低灰煤；③含煤地层中多为深灰色、黑色页岩，反映其为闭塞海湾的强还原沉积环境，成煤植物生长在受海水影响的沼泽中，煤层含硫高，且以有机硫为主。煤中有机硫是原生的，很难洗选脱除；煤中硫铁矿硫是准同生的，即在泥炭堆积成岩过程中受海水或其他因素影响成的，一般较易洗选脱除；④主要煤层沉积环境稳定，煤层厚度及连续性好，光亮型—半亮型煤为主；⑤在沉积边缘区，由于沉积抬升，不仅万寿山组上覆的中、上石炭统缺失，而煤系本身也遭到侵蚀，使早二叠世广泛海侵初期形成的梁山组含煤地层与万寿山组的残留部分重叠在一起（如大关县太阳坝）或与万寿山组相隔很近（如彝良小草坝）（图5-9）。

图5-9 云南早石炭世旧司期古地理图略图

3.含煤地层沉积环境与聚煤规律
云南东部昭通地区下石炭世含煤地层万寿山组，局限分布在鲁甸—洒渔河一线以东，大关县城—彝良安龙、小草坝一线以南，彝良奎香以西的狭窄海湾地区，地层厚24.34～152.96m。向南延入贵州、昆明、曲靖地区沉积区开阔，沉积厚度增加，海相层增多，含煤性变差，在贵州威宁厚度可达1200 米。向东南则为海相碳酸盐岩沉积。万寿山组含珊瑚、腕足类、瓣鳃类、苔藓虫、海百合、介形虫等动物化石，鳞木等植物化石，产：Kuei⁃chouphyllumsinensis（中华贵州珊瑚）、Lithostrotion sp.（石柱珊瑚）、Pseudouralinia sp.（假乌拉珊瑚）、Gigantoproducus（巨大长身贝）、Lepidodendron sp.（鳞木）。万寿山组主要出露在彝良小发路、把爪、小草坝，昭阳区鲍家地、大垭口、放羊冲、靖安大坪、王家山，大关玉碗白石崖、翠华石灰，鲁甸长箐等地。分布于苗寨背斜、箐门背斜、大关—白草坪—白沙背斜的两翼及五寨向斜的西北翼。煤系下部粉砂岩夹硅质条带，中、上部以黑色泥岩为主，煤层含硫高且以有机硫为主，主煤层顶底均为富含黄铁矿的炭质泥岩，都是受海水影响的特征。为古陆（或隆起）边缘的一套以页岩为主的海陆交互相含煤沉积。
小发路矿区801钻孔含煤地层。地层总厚151.89m，上覆为上司段灰色燧石灰岩，下伏为岩关组灰色灰岩，分界岩性特征明显。彝良小发路矿区含煤地层：岩性下部为灰色细粒石英砂岩与粉砂岩互层，夹不规则的泥质、硅质、炭质条带。中上部以黑色泥岩为主，夹炭质泥岩、砂质泥岩及菱铁质砂岩，菱铁矿薄层呈似砾状结构。中部含煤3～10层，其中从下往上编号的3号煤为局部可采薄煤层，5号煤为全区可采的中厚煤层。地层厚60～140m，一般为120m。与下伏岩关组整合接触。

云南省煤炭资源遥感地质研究

昭阳鲍家地含煤地层：地层一般厚110m，最厚152.96m，以4号煤底为界，分为上、下两个含煤段。下含煤段：平均厚47.18m，由黑灰—灰色泥岩、砂质泥岩、石英砂岩及煤层组成，含煤5层，其中较稳定的3层，由下往上编号为1、2、3号煤。上含煤段：平均厚72m，最厚84m，由黑灰—深灰色泥岩、砂质泥岩夹薄层砂岩及煤层组成。含煤6层，稳定者4层，编号为4、5、6、7号煤。顶上的7号煤为全区稳定的中厚煤层，其顶底板均为富含黄铁矿的炭质泥岩，距煤系顶界25～30m。
靖安大坪矿区含煤地层。地层厚46.85～72.57m，平均52.66m，以黑色泥岩为主，局部夹钙质粉砂岩，上部夹薄层钙质泥岩或泥灰岩。上部18m基本不含煤，下部35m为主要含煤段，主煤层C1（C4）位于煤系下部。
威宁石门坎煤矿含煤地层。位于贵州威宁县石门坎西北3km处，处在上雄块向斜南段东翼，地层走向近南北，倾向西，倾角27°～33°，构造简单，南起石门坎，北至观音山，延续十余公里，均见有小煤窑开采。
昭通地区万寿山组，在沉积区东南部小发路—鲍家地及威信石门坎一带，厚度达150m，为沉积中心和聚煤中心，向边缘尖灭较快，可能受同沉积坳陷或断陷控制。由此向北和北西隆起沉积缺失区，煤系变薄，箐门背斜的放羊冲煤矿厚68.40m，五寨向斜北西翼的靖安大坪煤矿平均厚52.66m，王家山前进煤矿厚24.34m，主要是因在超覆沉积时缺失煤系下段。再向边缘则变薄而至尖灭，其上覆地层上司段、中—上石炭统也随之缺失。由于在沉积边缘，煤系尖灭或遭受剥蚀，使早二叠世广泛海侵早期沉积的梁山组与万寿山组的残余部分重叠在一起（大关太阳坝），或与万寿山组相隔很近（彝良小草坝）。
因此，区内凡是有石炭系出露之处，均有万寿山组存在，只是西北部含煤地层变薄，含煤性变差。当发现含煤地层夹在上泥盆统和下二叠统茅口组灰岩之间时，除可能梁山组与万寿山组重叠之外，多数情况是梁山组超覆形成，因为即使万寿山组曾有沉积，随着其上覆的中、上石炭统缺失，万寿山组也会被剥蚀殆尽。

昭通地区梁山组含煤地层沉积范围大，广泛分布在背斜或向斜翼，由于含煤性差，可采矿点稀少，东部只有以勒背斜、牛场—大黑山背斜东南翼偶见煤矿点，相对较好的主要分布在大关县寿山、吉利、天星一带，除寿山煤矿作过普查外，其余煤层变化大，了解情况少，未能编出1∶5万地质图，煤层露头带不清，没估算其资源量。

图6-16 寿山煤矿区地质及资源预测区图

寿山煤矿区。大关寿山煤矿区位于大关县北直距约35km处，由南东向的高桥河与北东向的大关河相交，深切的河谷把煤矿区分为西南面的寿山、北面的吉利、东南面的天星三个自然矿段，分属寿山乡、吉利镇、天星镇管辖，其中天星矿段西部的喇叭溪块段属寿山乡柑子村管辖。远景区预测资源量的范围见图6-16。寿山矿段：南北长7.30km，东西宽2.10km，面积约15.33km2。其中中段寿山煤矿进行过普查。吉利矿段：南北长4.10km，东西宽3.10km，面积约5.04km2。天星矿段：南北长10.50km，东西宽5.80km，面积约60.90km2，分为喇叭溪、沿河、斜文三块段。本区地形切割强烈，山高谷深，寿山地形最高1500m，最低侵蚀基准面为大关河边800m，相对高差700m。天星矿段最高为油房头1860m，最低侵蚀基准面为1450m，相对高差410m。昭通二级公路至麻柳湾后，西路213国道经寿山煤矿西缘达绥江，中路即将兴建的二级路经吉利，东路通彝良，并有乡镇公路及内昆铁路通天星镇街，并有10km简易公路通沿河煤矿，喇叭溪块段也有简易公路通柑子村，除吉利至含煤区未通路之外，交通较方便。
矿区出露地层有上泥盆统，下二叠统梁山组、栖霞组、茅口组及上二叠统峨眉山玄武岩组。梁山组厚20～68m，为灰黑色、紫红色泥岩、粉砂岩、铝土岩、炭质泥岩夹煤层及煤线，含大量黄铁矿结核，超覆假整合于泥盆系上统之上。寿山矿段属勺寨向斜东翼，断层不发育，构造为简单偏中等。吉利矿段属回龙向斜南翼，地质构造简单。天星矿段也是一向斜构造，构造简单。
梁山组含煤1～4层，其中局部可采煤层1～2层，一般为底部的C1煤层一层，单层厚0.50～3.00m，一般厚1.50～2.00m，距煤系底部3～5m，结构简单，在寿山矿段较稳定，其他两矿段不稳定。调查在喇叭溪柑子煤矿采样化验，煤质为低灰、高硫无烟煤。寿山煤矿以往煤样化验结果为中灰、高硫贫煤，如表6-25所示。

表6-25 梁山组煤矿煤质化验成果表

寿山煤矿区资源量预测估算，以煤层一般露头标高为起算点，计算至垂深300m或600m，分矿段、分块段计算统计，合计预测资源量4064×104t，寿山煤矿普查资源99×104t，资源总量为4163×104t，如表6-26所示。

表6-26 大关寿山煤矿区资源量统计表

由于本区工作程度低，吉利、天星矿段见煤点少，煤层不稳定，预测资源量可靠性较低，未纳入评价统计。仅供规划进一步勘查时参考。本区含煤地层薄，上覆下二叠统灰岩呈高山地貌，植被茂密，地质工作困难。

昭通地区褶皱构造发育，万寿山组多分布在背斜、向斜两翼。矿区分布如图6-15所示。

1.苗寨背斜（小发路）煤矿区

苗寨背斜南起威宁石门坎，往北经彝良苗寨至洛泽河，轴部最老地层为上泥盆统，两翼依次为下石炭统岩关组、万寿山组、上司段、摆佐组及中石炭统威宁组，西以簸箕寨断裂、东以狮子洞断裂为界，北端被洛泽河断裂切断。两翼地层对称，西翼地层倾角35°～55°，东翼较缓为10°～30°，轴线走向在南段为北西350°，北段转为北东40°，中部向西凸出，呈新月状。以万寿山组出露带为准，走向长20km，宽约3km。背斜的云南部分，统称为小发路煤矿区，2002年云南省煤炭地质勘查院作过1∶25000 填图普查工作，估算普查资源量20474×10⁴t。分4个规划勘查开发区：东翼洛泽河以北为小发路煤矿，1998～2000年云南省198煤田地质勘探队作过“小发路煤矿生产地质勘探”估算详查资源量353×10⁴t；南段东部为核桃坪片区，2003年云南省煤炭地质勘查院进行详查工作；提交“小发路煤矿区核桃坪北段详查报告”估算资源量3955×10⁴t；南段西部称大寨片区，1973年9月至1975年10月，云南省地质局第八地质在该区浅部大寨煤矿范围4km²面积进行勘查，在1.64km²面积计算得B＋C＋D级储量343.6×10⁴t，提交“彝良小发路煤矿北段初步勘探地质报告”（详查）。背斜西翼称龙潭片区，只进行过填图预查工作。该区C₅煤为全区可采煤层，C₃为大部可采煤层，估算334 级资源量15952×10⁴t。小发路煤矿区是优质无烟煤勘查开发区。小发路煤矿区煤质见表6-20。

图6-15 昭阳区煤矿区地质图

2.箐门背斜（鲍家地）煤矿区

箐门背斜南起箐门，北经新华至花园，以万寿山组出露为准，走向长22km，箐门以南被第三系覆盖，成为第三系盆地基底，继续往西南方向延伸（昭鲁背斜）。背斜轴部地层为下泥盆统翠峰山组至上泥盆统，两翼依次为下石炭统各组、中统威宁组（缺失上石炭统）至上二叠统峨眉山玄武岩组。轴向约为北东25°，万寿山组出露较完整，两翼不对称，地层倾角西翼为30°～40°，东翼较缓为15°～25°。背斜南东翼为万寿山组的沉积中心和聚煤中心，从鲍家地、凉风台、大垭口一带，有不少小煤矿在开采。背斜北端为笋叶普查区。西翼因煤系超覆沉积，缺失煤系下段，仍保有C₅、C₂两层可采煤层，有放羊冲等小煤矿开采。煤系南延部分，在盆地古近系和新近系覆盖区边缘，有昭阳区太平乡的煤矿在开采。预查估算资源量15476×10⁴t。煤质情况见表6-21。

3.五寨向斜（大坪—石灰）煤矿区

五寨向斜南自诏家沟起，经新店子、五寨至老君山，全长50km，其中万寿山组出露长32km，向斜轴最新地层为中侏罗统遂宁组，最老为石炭系，两翼地层不对称，东南翼被新店子断层切割，北西翼地层保存完好，有万寿山组连续分布，南起尼古寨，向北经靖安大坪、大关玉碗蜘蛛湾、石灰煤矿，圈闭折向南东，至麦子坝南部因沉积缺失而终止。该含煤区地层倾角由南部的30°向北渐变至石灰煤矿为5°～10°，含可采煤层一层，煤厚2.50～1.50m，厚度稳定，连续性好，构造较简单，有王家山煤矿、靖安大坪煤矿、大关石灰煤矿等处进行过普查工作。煤质情况见表6-22。本区共有普查资源量1007×10⁴t。以煤层露头一般标高1900m起算，至埋深1000m，估算含煤斜面积80.3998km²，预测资源量22117×10⁴t，其中埋深600m以浅的斜面积50.8393km²，资源量13711×10⁴t。

4.新寨子向斜（阿多罗）煤矿区

向斜轴线近南北向，轴部出露最新地层为上二叠统峨眉山玄武岩组，两翼依次至下二叠统梁山组。在向斜南端梁山组与万寿山组上覆地层旧司组和摆佐组呈假整合接触。由于旧司组和摆佐组在向斜东翼由南向北沉积逐渐缺失，万寿山组也逐渐缺失。因此，该向斜只有南端及东翼南段保存在万寿山组含煤地层。一般含可采煤层一层，厚1.50～1.80m，尚较稳定，但随煤系变薄煤层不可采。其中玉碗阿多罗煤矿进行过普查，探明资源量154×10⁴t。其西南部的白崖脚、伍家寨等地虽被断层切割成小块，仍为可采煤层分布区，以一般露头标高1900m起算，至埋深1000m，含煤斜面积18.8799km²，资源量5102×10⁴t，其中埋深600m以浅含煤斜面积12.3558km²，资源量3339×10⁴t。

5.白草坪背斜、白沙背斜

两背斜呈北东向展布于洒渔河的东南侧。北东部的白草坪背斜轴部为志留系，两翼为万寿山组，其南东翼即为五寨向斜的北西翼。背斜的北西翼万寿山组出露较完整，有丁家坡煤矿点，有较薄的可采煤层，煤系向南延至白沙背斜。白沙背斜北西翼被洒渔河断裂切割煤系不全，南东翼煤系出露较完整，但已接近沉积边缘，煤系薄未证实是否有可采煤层，未预测资源量。

6.小草坝煤矿区

小草坝煤矿区位于彝良县北东50°方向平距26km处，属彝良县和盐津县管辖，南部沿龙海、小草坝、龙安火烧坝一线展布，西至两河，东至牛街三合，北至盐津庙坝乡的红碧、流场一线，为东西长25km，南北宽18km，面积约400km²的高家穹窿状背斜的翼部。区内石灰岩广布，地形切割强烈，最高点为侧身岩海拔2172m。矿区南沿有彝良县城至牛街公路，东北部外围有柿子坝至牛街公路，龙安至两河的通乡公路，其余交通不便。

表6-20 小发路煤矿区煤质化验成果表

表6-21 鲍家地煤矿区煤质化验成果表

表6-22 五寨煤矿区煤质化验成果表

续表

矿区为一背斜构造（高家山穹窿状背斜），核部出露志留系和泥盆系，似圆形的翼部周边为含煤地层万寿山组和梁山组。由于石炭系各统的退覆沉积和下二叠统的超覆沉积，本区又处于万寿山组北部沉积边缘，致使梁山组与万寿山组靠近以至直接重叠在一起。大致包括小草坝矿段和北部的高家山矿段两部分。南翼小草坝附近有一北东东走向的逆断层（乌坡岭断层F₃₃）切割，使含煤地层重复，该断层南侧的含煤条件较好，万寿山组之上有残存的上司段灰岩薄层与梁山组分隔；断层北侧的含煤条带，梁山组与万寿山组重叠在一起。在东、西两翼向北大致到盐津县界的高家山矿段，万寿山组北部沉积尖灭，至盐津庙坝境内，只有梁山组分布，含煤性较差。区内以往工作程度很低，只有1∶20万区域地质调查，2002年云南省煤炭地质勘查院进行“彝良县煤炭资源调查评价”时作过一些矿点调查。结合遥感地质解释，发现背斜南翼有北东东向的乌坡岭逆断层（F₃₃）使煤系重复，北翼有南西向和南东向的一组断层发育在背斜内，虽切割了含煤地层，但破坏不大，各矿段表现为由背斜翼部外倾的单斜构造，矿区构造复杂程度属中等类型。

由于本区万寿山组处在沉积边缘带，地层变薄至尖灭，梁山组直接超覆其上形成很特殊地质情况。在昭通地区万寿山组一般含煤较好，有一层全区可采的中厚煤层；梁山组含煤性差，只有大关寿山至天星一带含煤相对较好，该含煤带有可能呈北西 南东向延伸到小草坝矿区，值得今后工作证实，因此，本区含煤性具有多种可能性。①矿区南部万寿山组（C₁w）地层厚约40m，梁山组（P₁l）地层厚约20m，两者重叠地层总厚大于60m，含可采煤层两层，上层厚1.00～1.20m（认为属P₁l），下层厚1.00～1.50m（认为属C₁w），在龙安煤炭沟煤矿可见到。②矿区东、西部，万寿山组厚度变薄至尖灭，厚度0～40m，梁山组厚20m左右，两者重叠。在西翼见有0.70～1.00m的可采煤层，未能肯定其属哪个含煤时代的。③矿区北部。大致是盐津庙坝范围内，万寿山组尖灭，只有梁山组超覆在泥盆系上，梁山组厚约20 ～30m，只见地层分布，未见采煤矿点，含煤性尚不清楚。昭通地区万寿山组和梁山组的煤层，多为低中灰、中高硫 高硫无烟煤。据“彝良县煤炭资源调查评价”资料，小草坝煤矿区万寿山组C₁煤层（相当于小发路煤矿区顶部的C₅煤层）采样化验结果，原煤：水分（M_ad）0.68%，灰分（A_d）14.95%，挥发分（V_daf）9.30%，发热量（Q_gr，ad）31.68%MJ/kg，全硫（S_t，d）3.40%，为低中灰、高硫无烟煤。

以矿区煤层标高1600m为垂深起算标高，计算垂深1000m，对P₁l的C₁煤层和C₁w的C₂煤层估算资源量，结果如下：C₁煤层：计算平面积104.80km²，斜面积120.76km²，煤层平均厚度1.02m，体重1.45 t/m³，资源量17808×10⁴t。C₂煤层：计算平面积130.35km²，斜面积148.83km²，煤层平均厚度1.06m，体重1.40 t/m³，资源量21997×10⁴t。全区合计预查资源量39805×10⁴t，其中彝良县占37957×10⁴t，盐津县占1848×10⁴t。本区以往地质工作程度低，估算是根据矿区南部调查的煤层厚度及西翼煤层厚度变薄的情况综合确定，万寿山组变薄至尖灭给含煤性带来的影响不清楚，所估算资源量的可靠性较低。

矿区工作建议：小草坝矿区有P₁l和C₁w两个含煤地层重叠的特殊性，矿区南部又显示有可采煤层，并有小煤矿开采，因此，有必要进一步进行勘查工作。对全区进行1∶1万～1∶5万地质填图预查，初步确定矿区含煤地层分布、厚度及含煤性。选矿区南部含煤较好的矿段或彝良县范围进行普查 详查。其中南段乌坡岭断层（F₃₃）以南龙海以西至火烧坝走向长约25km的含煤条带较完整。第二、三次煤田预测，定名为核桃坪预测区，含煤面积22.40km²，以可采煤层1层，平均可采厚度0.70m，预测估算垂深600m以内的资源量1568×10⁴t，应作为该区今后工作重点。