[科普中國]-早中侏羅世含煤地層

中國最主要含煤地層，分布遍及全國，蘊(yùn)藏了全國60%的煤炭資源量，在鄂爾多斯地區(qū)及新疆天山山脈兩側(cè)構(gòu)成了兩個(gè)世界最大型的煤田 (鄂爾多斯煤田、烏魯木齊煤田)。該含煤地層基本由陸相碎屑巖組成，常以巨厚的塊狀砂礫巖層為主體，在華北聚煤區(qū)和西北聚煤區(qū)盛產(chǎn)厚煤層; 所含植物化石均隸屬于Coniopteris (錐葉蕨)—Phoenicopsis(擬刺葵)植物群。這套地層的具體劃分對(duì)比目前尚存分歧，但總的時(shí)代歸于早侏羅世到中侏羅世早期則比較一致，其年代距今約自2億年到1.5億年。1

地層特征中國南、北方各具特色。

北方區(qū)昆侖山—秦嶺一線以北早中侏羅世含煤地層，包括下侏羅統(tǒng)下部、上部及中侏羅統(tǒng)下部等三部分 (表1)。巖石以礫巖、砂巖為主，還有粉砂巖、泥巖、粘土巖、煤層及油頁巖等，部分地段含菱鐵礦及泥灰?guī)r薄層，東部地區(qū)火山巖比較發(fā)育。該含煤地層一般厚200～800m;甘、青、新等西部地區(qū)厚逾1000m。該含煤地層中產(chǎn)出錐葉蕨—擬刺葵植物群化石，在下侏羅統(tǒng)下部層位中，還產(chǎn)出Clathropteris，Dictyophyl-lum，Thaumatopteris等常見于上三疊統(tǒng)中的蕨類分子;而在甘、青、新等西部地區(qū)，Coniopteris及Phoeni-copsis卻極少在下侏羅統(tǒng)出現(xiàn)。此外，部分地區(qū)還產(chǎn)出以Ferganoconcha為主的雙殼類和少量葉肢介、昆蟲等化石。

在寧、陜、晉、豫、魯?shù)鹊?，下侏羅統(tǒng)下部地層大片缺失;而在冀、遼、吉、呼盟等地，則沉積了興隆溝組、南大嶺組、查伊河組等以火山巖為主的巖層;僅在青、新地區(qū)，形成了八道灣組、日月山組、小煤溝組等含煤沉積。

下侏羅統(tǒng)上部地層，總體上在偏北、偏東地區(qū)形成了紅旗、北票、窯坡、五當(dāng)溝等組含煤沉積;而在晉、陜及甘、青東部，則一般不含可采煤層，還常有永定莊組、富縣組、大西溝組等紅色、雜色巖層分布其間;青、新地區(qū)、河床相發(fā)育，僅陽霞組、三工河組等含少量煤層。

南方區(qū)昆倉山—秦嶺一線以南早中侏羅世含煤地層，亦可分為三部分。巖層一般以細(xì)砂巖、粉砂巖及泥巖為主，水平層理及波狀層理發(fā)育，夾煤層、菱鐵礦、粘土巖及泥灰?guī)r薄層;在東部蘇、浙、皖、閩等地，以火山碎屑巖為主;在粵北、粵東，普遍夾含海相化石的黑色泥巖。該含煤地層總厚度在西部川、陜地區(qū)為100～300m; 東部浙、閩、蘇、贛東等地通常在1000m以上;中部湘、桂、鄂、贛等地一般在1000m左右。該含煤地層產(chǎn)出的植物化石均屬錐葉蕨一擬刺葵植物群，其中，以Coniopteris，Ptilophyllum，Neo-calamites，Phoenicopsis，Otozamites，Ginkgoites，Marat-tiopsis等最為常見; 下侏羅統(tǒng)還產(chǎn)出Clathropteris，Dictyophyllum等上三疊統(tǒng)重要分子;雙殼、介形類動(dòng)物也有所發(fā)現(xiàn); 粵北金雞組還有Hongkongites、Ari-etites等菊石產(chǎn)出。

南方區(qū)的中下侏羅統(tǒng)中普遍有含煤跡象，但基本上為薄煤層及高灰分劣質(zhì)煤，僅局部地段的白田壩組和大嶺組中賦存可采煤層。

形成條件包括古地理、古氣候、古植物。

古地理昆侖山—秦嶺一線，早中侏羅世時(shí)為高聳的山脈，成為分割中國南、北兩區(qū)的界山(下圖)。北方區(qū)在早侏羅世有一系列內(nèi)陸盆地形成，盆地內(nèi)沉積了含煤地層;南區(qū)地勢受東、西兩側(cè)海區(qū)控制，中部廣大地區(qū)為分別向東、西方傾斜的濱海平原，分水嶺大致在湘黔交界南北一線。

北方區(qū)的內(nèi)陸盆地，以陜、甘、寧的鄂爾多斯及新疆境內(nèi)的為大，其余均屬小于1000km的小盆地。從部分保存較完整的盆地分析，盆地內(nèi)明顯存在著邊緣的山麓帶、中間的河流沼澤帶和盆心的湖泊區(qū)。其中，靠近山麓帶的河流沼澤帶，往往是泥炭積聚的主要地段;而湖泊區(qū)則有油頁巖生成。在甘、青、新分布的盆地，其邊緣一般有北西向或近于東西向的同沉積斷裂，使盆地具斷陷性質(zhì)。因受后期構(gòu)造變動(dòng)的破壞和剝蝕，大多數(shù)盆地的邊界和原始古地理面貌已難恢復(fù)。鄂爾多斯盆地現(xiàn)存的東界，基本上只是當(dāng)時(shí)盆心稍東的部位。2

南方區(qū)為廣袤的濱海平原，有相當(dāng)穩(wěn)定的河、湖、三角洲沉積，但并未形成大片持續(xù)的泥炭沼澤，且因后期構(gòu)造破壞，殘存的中、下侏羅統(tǒng)極其零散，難以深入研究。

古氣候早中侏羅世的古氣候條件是控制當(dāng)時(shí)含煤地層分布及其含煤性的主要因素。在北方區(qū)，新疆及青海西部，早中侏羅世基本上始終保持濕熱環(huán)境，成煤作用起始早而延續(xù)時(shí)間久;在其以東的大部地區(qū)，則基本長期為干旱氣候所籠罩，僅一度有一股潮濕氣候帶從北向南運(yùn)移，在其影響下才使含煤沉積有所形成。這股潮濕氣候帶的影響時(shí)間，在陰山山脈以北大致為早侏羅世，以南為中侏羅世。在南方區(qū)，早中侏羅世基本為炎熱而又比較干燥的氣候環(huán)境，聚煤作用很弱，甚至在滇、黔、川南一帶，早中侏羅世全部形成紅層。僅在四川旺蒼—達(dá)縣一線以北、鄂西、鄂南及桂東北等少數(shù)地區(qū)，早中侏羅世晚期有較短暫的濕熱環(huán)境，形成一些煤炭資源。

古植物早中侏羅世裸子植物相當(dāng)繁盛，蕨類植物在植物群中仍占重要位置 (參見彩圖插頁第26頁，第28頁)。當(dāng)時(shí)以蘇鐵、銀杏及松柏綱為主的造煤植物，稱為錐葉蕨一擬刺葵植物群。其化石普遍存在于中國南方和北方早中侏羅世含煤地層中，以Coniopteris(錐葉蕨)和Phoenicopsis(擬刺葵)為代表，常見分子有楔葉綱的Neocalamites，Equisetites;真蕨和種子蕨綱的Raphaelia，Thinnfeldia，Sphenopteris;蘇鐵綱的Nilssonia，Otozamites，Pterophyllum，Ptilophyllum，Nilssoniopteris;銀杏綱的Baiera，Ginkgoites，Sphe-nobaiera，Czekanowskia; 松柏綱的Pityophyllum，Podozamites，Elatocladus等。此群落大部分屬喬木，生長于炎熱潮濕氣候環(huán)境，表明中國當(dāng)時(shí)處于亞熱帶。該植物群的地質(zhì)時(shí)代為早侏羅世至中侏羅世。

含煤情況中國全國各地有不同特點(diǎn)。

新疆早中侏羅世含煤地層集中分布于天山南北兩麓，由東而西橫貫新疆全省，包括吐魯番—哈密、烏魯木齊、準(zhǔn)噶爾南緣，塔里木北緣、伊寧等煤田，可采煤層在5層以上，多時(shí)達(dá)20～50層?？刹擅簩涌偤褚话銥閿?shù)十米; 在準(zhǔn)噶爾南緣的阜康附近，煤層總厚為160m，屬富煤帶。這是中國煤炭資源最為豐富的一個(gè)區(qū)域，且煤質(zhì)優(yōu)良，煤種以不粘結(jié)的低變質(zhì)煙煤為主，托克遜縣艾維爾溝礦區(qū)等局部地段，有氣、肥、焦、瘦煤種。在新疆北部的準(zhǔn)噶爾北緣、東緣煤田，含煤面積很大，含可采煤層多至10余層，可采煤層總厚達(dá)數(shù)十米，煤種為低變質(zhì)煙煤。新疆南部的塔里木南緣，也有西昆、阿爾金等不少煤田分布，各含煤數(shù)層，可采煤層總厚數(shù)米至10余米，煤種亦以低變質(zhì)煙煤為主。

甘、青、寧除鄂爾多斯(見鄂爾多斯煤田)外，還有：靖遠(yuǎn)、窯街、大通、木里、熱水、大煤溝、汝箕溝等小型煤田，可采煤以1～3層居多，可采煤層總厚10～30m，含煤密度高。

晉、冀、魯、豫有大寧、蔚縣、京西、坊子、義馬等煤田，面積均小，含可采煤層3～7層，可采煤層總厚5～20m，煤種以低變質(zhì)煙煤為主，僅京西煤田為無煙煤及少量高變質(zhì)煙煤。

內(nèi)蒙古、遼、吉、黑包括石拐、錫林浩特、萬紅、北票等煤田，面積小，含可采煤層2～10層，可采煤層總厚5～30m，煤種為煙煤。

南方于四川達(dá)縣、湖北秭歸、湖南洞口、廣西鐘山等處有1～3層可采煤層，可采煤層總厚小于7m，煤種為無煙煤及煙煤。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李兵 - 副教授 - 西南大學(xué)