大学本科毕业论文设计参考资料范文模板-湘中地区石炭系含煤岩系特征及成矿初步分析

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1、目录目录1摘要3ABSTRACT5第一章前言611选题的目的和意义612国内外研究现状613研究的基本思路与主要内容914 完成的主要工作量本文的完成过程大致可以分为三个阶段：1015主要成果及结论11第二章 湘中地区石炭系地层及沉积特征1221石炭系地层岩性特征及其分布12211下石炭统13212上石炭统1622石炭系沉积环境17221陆源碎屑岩沉积环境18222碳酸盐岩沉积环境19223陆源碎屑和碳酸盐岩混合沉积环境22第三章测水组含煤岩系特征2531岩性组合特征26311下段26312上段2732岩石学特征27321砾岩28322砂岩28323泥质岩类30324碳酸盐岩30第四章 控矿因

2、素与聚煤作用3141大地构造背景3142古地理演化与聚煤作用33421古地理轮廓33422古地理演变34423古构造控制3643聚煤规律探讨36431古陆前缘坳陷是煤系沉积和聚煤的主要场所36432古地理环境与煤层发育的关系37433含煤性与岩性组合及砂泥岩比有一定关系39434后期构造控煤40第五章煤矿预测4251煤田预测理论与现状42511煤田预测理论及方法42512湘中地区煤田预测现状4452煤田预测分论45521金竹山矿区深部预测区45522渣渡矿区南段利民矿深部及两翼预测区49523对以往某些预测区的意见52第六章结论和展望5361结论5362展望5463存在问题55致谢56参考文献

3、资料57Slope Stability and Downslope Movement 英文翻译（原文）59边坡稳定性及下坡运动 英文翻译（译文）65摘要 湘中地区石炭系测水组含煤岩系是我国早石炭世聚煤期重要的含煤建造，是华南早石 炭世含煤性最好的煤系之一。为了提高湖南的煤炭资源储量，需要在湘中地区进一步开展煤炭地质研究，总结该区测水组煤层特征及分布规律，指导新的煤炭资源找矿工作，以期能有所突破。本文立足于湘中地区石炭系测水组，通过野外调查和地层学、岩石学、沉积学、地球化学、煤炭地质学、煤岩学等综合研究，全面分析了石炭系沉积特征和测水组含煤岩系特征，基本查明了测水组含煤岩系的控矿因素和聚煤作用，

4、为预测找煤和优选含煤区提供了科学依据，着重对富煤分布区和老矿区进行了煤矿预测，获得主要认识如下：1石炭系沉积环境经历了海侵-海退-海侵的过程，主要有三种不同类型，一是陆源碎屑岩沉积环境，二是碳酸盐岩沉积环境，三是陆源碎屑和碳酸盐岩混合沉积环境。早石炭世主要为受局限的陆棚泻湖沉积，其中邵东组和测水组为滨海泻湖沉积，至晚石炭世则演化为开阔陆棚沉积。对于梓门桥组中的石膏，提出其形成于潮上萨布哈环境。 2测水煤系的母岩很可能与花岗岩有关。根据各地化指标在测水煤系剖面上的变化特征，可将其划分为成煤前、成煤期和成煤后三个阶段。自石磴子组顶至成煤前是个海退过程，古盐度为半咸水-咸水，酸碱度为中性一碱性；成煤

5、期海水稳定，为半咸水、酸性-中性；成煤期后海水总的趋势是逐渐海侵，为咸水-半咸水-淡水、以碱性为主。 3湘中、湘南加里东印支穿插褶皱带对测水煤系的建造和改造起着主导控制作用，次级构造单元的隆起和坳陷直接控制了煤系发育和含煤性。一般而言，坳陷区内煤系发育程度和含煤性为好和较好，而隆起区则相对较差或极差。古构造和古地理演化对早石炭世的聚煤作用有影响。 4古陆前缘坳陷是煤系沉积和聚煤的主要场所；泻湖及潮坪环境是煤层发育的有利场所，低、中能的潮坪多潮道环境更有利于成煤；含煤性与岩性组合及砂泥岩比有一定关系，含煤性好的地区砂泥岩比值一般在121范围内；后期构造具有重要控煤作用，富煤区往往位于向斜仰起端和

6、平缓翼部位。 5依据构造与古地理的控煤作用和煤层的发育规律，结合煤田地质和矿业开发资料，对富煤分布区和老矿区金竹山矿区深部和渣渡矿区南段利民矿深部及两翼进行了预测，前者预测储量12468万吨，后者24830万吨，二者总储量37298万吨。关键词：湘中、石炭系、测水组、含煤岩系、沉积环境、控矿因素、聚煤作用、煤田预测ABSTRACT The coalbearing formation of Ceshui formation of Carboniferous in Middle Hunan is an important coal-bearing formation at the time of

7、coal accumation at early Carboniferous in China,which is one of coal measures with the best coal character at earl Carboniferous in South ChinaIn order to enhance the reserves of coal resource in Hunan province,a further step research of coal geology in Middle Hunan is needed，sum up the characters a

8、nd the regularities of distributions of coal measures of Ceshui formation，guide the new work of searching for coal resourcewith the hope of some break through第一章前言11选题的目的和意义湘中地区是我国南方石炭系最发育的地区之一，特别是湘中测水组是我国早石炭世聚煤期重要的含煤建造，是华南早石炭世含煤性最好的煤系之一。煤炭既是人类的重要能源资源，也是现代化工业的重要原料，被称作是工业的“真正的粮食。湘中地区的煤炭资源为湖南的工业发展起了积极

9、的推动作用，经过多年的不断开采，湘中地区的煤炭储量越来越少，照此发展下去，必然会对湖南的发展产生消极的影响。因此，有必要在湘中地区进一步开展煤炭地质研究，总结该区测水组煤层特征及分布规律，指导新的煤炭资源找矿工作，以期能有所突破，提高湖南的煤炭资源储量，缓解地方能源紧张压力，为湖南未来的发展提供燃料能源保障。12国内外研究现状19751982年，煤炭部地质局曾组织全国各省煤田地质公司进行了全国性的煤田预测工作。与此同时，19761977年，煤科院地质勘探研究所与湖南省煤勘二队合作的湘中测水组沉积条件与主要煤层沉积特征的研究项目将湘中煤层发育较好的区域划分成20个区，分别进行了不同程度的预测，预

10、测深度至1200m，预测总面积463k，预测的总储量是1222635万吨。湖南省煤田地质勘探公司于1982年10月编印了湖南省煤田预测说明书，把全省测水煤系煤层发育分布区划分为60个区，进行了不同程度的预测，预测总面积21625k，预测总储量264568万吨，其中湘中涟源测区测水煤系预测总储量203332万吨。这两次预测工作比较全面和系统地编制了煤田地质图、煤田预测图及其它相关的成煤规律图、煤种煤质分布图等，为指定煤田地质勘探规划提供了科学依据，为进一步进行科学研究指出了方向和奠定了基础。湘中地区在大地构造上属东南地洼区(一级)赣桂地洼系(一级)的湘中地穹列(三级)。自元古代以来，湘中地区经历

11、了中元古代一志留纪地槽阶段、泥盆纪中三迭世地台阶段、晚三迭世现在地洼阶段等三个大地构造阶段。湘中地区现阶段呈现的地穹构造，在地台和缓期的石炭纪及地台余“定”期初的晚二迭世，则是一个聚煤盆地，形成了中南诸省境内最重要的测水组、龙潭组煤系。 刘新华等依据对冷水江矿区测水组含煤段的沉积环境分析，提出该段为障壁泻湖体系的沉积，垂向上表现为海退序列一海进序列，指出聚煤作用受到沉积环境的重大影响。王文祥研究了湘中金竹山矿区测水组煤中硫的剖面分布形式，指出金竹山矿区测水组含煤岩系属典型的近海障壁一泻湖一潮坪沉积体系。本区煤层中硫的含量较正常情况低，结合成煤环境分析，提出了海水淡化的理论，认为成煤期海湾泻湖中

12、海水淡化是本区煤中低硫的一个重要原因，且煤层顶板岩相对煤中硫的含量也有一定的影响。杨荣丰对此有相同的看法。刘新华等对冷水江矿区测水组的研究也有与之相似的结论，认为煤层含硫低与该区泻湖及表层海水淡化有关。王文祥开展了煤中伴生元素B、sr、Ba、S的地球化学指相研究，指出湘中测水组煤的形成环境为受海水轻度干扰的淡水一微咸水沼泽相。 对龙潭组煤系也开展了很多研究。彭正奇等认为分布于湘中南区的龙潭组煤层形成于近海湖泊和三角洲环境。牛雅莉认为龙潭煤系的主要聚煤环境类型为滨海平原和滨海三角洲。许桂生等研究认为，湘中保和堂矿区龙潭组主要为浅水三角沉积平原，三角洲废弃期的聚煤条件较好。彭正奇也指出三角洲环境为

13、湘中南地区龙潭组的主要成煤环境，而且三角洲朵叶体的展布决定了厚煤带及煤层的分布范围，并强调全面认识涟邵三角洲、衡郴三角洲的展布范围、特征对找煤具有极其重要的意义。此外，同沉积构造在湘中涟邵煤田龙潭组含煤建造中普遍存在，与聚煤作用关系密切，且具有控煤意义。 煤变质作用的过程就是其热演化过程，区域岩浆热变质是形成中国大多数中高煤级煤的主因，煤变质与热液作用有密切的关系。测水组和龙潭组煤层多为高变质煤，演化程度处于成熟一过成熟阶段。毕华等对涟源地区测水组和龙潭组煤的变质作用和热演化史进行过详细的研究，建立了湘中涟源地区测水组、龙潭组煤的古地温地质模式，指出研究区测水组、龙潭组的煤自沉积以来经历了深成

14、热演化期、区域岩桨热演化期(T2K2)、低地热流热演化期(R-现在)三个热演化期。区域岩浆热变质作用是湘中涟源煤盆地测水组煤系变质的主要原因，对研究区煤变质起了决定性作用，对测水组煤系化学结构影响较大，动力变质作用仅起局部和次要作用。区域岩浆热变质作用迭加于具有普遍意义的深成变质作用之上，并基本掩盖了正常地热场的原始背景，形成了区域性煤变质的格局，并延续至今。潘伟尔也持相同认识，他在2000年对湘中南地区煤变质与地质构造的关系进行研究后指出，湘中南煤变质程度的高低与地质构造无直接关系，构造变形强烈的含煤隆褶带、含煤盆地或其中变形相对强烈的某个构造部位中煤的变质程度并不一定高，而其中的煤级升高应

15、有非构造应力形成的热源机制。这也从侧面左证了之前的认识。对构造及其控煤作用的研究是湘中地区煤田地质研究的重要方面。湘中下石炭统测水煤系主要赋存于隔挡式褶皱中，隔挡式褶曲背斜部位的逆冲断层下盘有可能赋存较丰富的煤炭资源。滑脱断裂构造在湘中地区找煤实践中具有重要地位，控煤意义显著，对此已有较多研究。具体表现为对煤层的破坏性和保护性，发生在煤系地层中的断裂对煤层破坏严重，保护性体现在两个方面：其一，断裂面倾角小于或等于煤层倾角时，下盘煤层则得以保存；其二，断裂导致其上下煤层重复，扩大了单位面积的煤炭资源，且滑体前侧的深部煤层可能会由于堆栈而增厚。因此应根据断裂与煤层的相对切割关系及其变化规律指导找煤

16、，其方向是在构造复杂的滑脱断层上盘之下找到简单完整的下盘可采煤层。宾清等通过对湘东推覆构造进行研究后认为，在湖南广泛分布的老地层区不应成为找煤的“禁区，透过一个个孤立的构造窗有可能找到新的煤炭资源。13研究的基本思路与主要内容 本文立足于湘中地区石炭系测水组，通过地层学、岩石学、沉积学、地球化学、煤炭地质学、煤岩学等综合研究，全面分析石炭系沉积特征和测水组含煤岩系特征，基本查明测水煤系的控矿因素和聚煤作用，为预测找煤和优选含煤区提供科学依据，着重在富煤分布区和老矿区进行煤矿预测，以期能查明更多的煤炭资源。具体内容如下： 1)查明石炭系沉积特征：石炭系在湘中地区分布广泛，发育完整，下石炭统从下往

17、上依次为邵东组、孟公坳组、刘家塘组、石磴子组、测水组和梓门桥组，上石炭统从下往上依次为黄龙组和船山组，通过野外实地露头观察结合查阅总结前人数据，弄清各组地层的岩石学特征和沉积环境及其形成原因和演化过程。 2)分析测水组含煤岩系特征：通过野外实地调查，查明测水组的岩性组合特征；采集岩石标本并进行岩石薄片和光片观察，弄清测水组各类岩石的岩石学特征；对部分样品进行地球化学测试与分析，如母岩及物源分析、海水进退情况分析、古盐度分析等，探讨测水煤系的沉积环境特征。 3)研究控矿因素及聚煤作用：结合湘中地区的大地构造背景，分析古地理演化和古构造控制与聚煤作用的关系，探讨测水煤系的聚煤规律。 4)煤矿预测：

18、在完成上述内容之后，以其结果为科学依据，并结合相关矿业开发数据，在富煤分布区和老矿区进行煤矿预测，即对金竹山矿区深部和渣渡矿区南段利民矿深部及两翼进行煤矿预测，查明煤炭储量，并提出对以往某些预测区的意见。14 完成的主要工作量本文的完成过程大致可以分为三个阶段： 1)资料收集与调研阶段对该项目研究的地质任务和技术要求进行了仔细的分析和领会，在此基础上，收集了前人对该区及相关地区的研究成果资料，了解了研究区的基本地质情况。2)野外现场工作及样品处理阶段在研究区进行野外实地考察，收集了大量的第一手可靠数据，采集了大量的岩石标本，并进行了薄片与光片观察和样品的地球化学元素测试，为下一步研究奠定了良好

19、的基础。3)室内资料整理、分析研究与论文撰写阶段根据所收集的资料，结合自己的观察和测试结果，进行了综合的分析研究，同时编制了一系列必要图件，最后完成本文的撰写工作。完成的主要工作量见表11。15主要成果及结论 通过对湘中地区石炭系测水组含煤岩系进行地层学、岩石学、沉积学、地球化学、煤炭地质学、煤岩学等综合分析研究，全面分析了石炭系沉积特征和测水组含煤岩系特征，基本查明了测水煤系的控矿因素和聚煤作用，为预测找煤和优选含煤区提供了科学依据，着重对富煤分布区和老矿区进行了煤矿预测。获得主要认识如下： 1)石炭系沉积环境经历了海侵海退一海侵的过程，主要有三种不同类型，一是陆源碎屑岩沉积环境，二是碳酸盐

20、岩沉积环境，三是陆源碎屑和碳酸盐岩混合沉积环境。早石炭世主要为受局限的陆棚泻湖沉积，其中邵东组和测水组为滨海泻湖沉积，至晚石炭世则演化为开阔陆棚沉积。对于梓门桥组中的石膏，提出其形成于潮上萨布哈环境。 2)地球化学分析指出，测水煤系的母岩很可能与花岗岩有关。根据各地化指标在测水煤系剖面上的变化特征，可将其划分为成煤前、成煤期和成煤后三个阶段。成煤前阶段为JSVl3-JCVl01，成煤期阶段为JS底JC201，成煤后阶段为JC291JCl81。自石磴子组顶至成煤前是个海退过程，古盐度为半咸水一咸水，酸碱度为中性碱性；成煤期海水稳定，为半咸水、酸性中性；成煤期后海水总的趋势是逐渐海侵，为咸水半咸水

21、淡水、以碱性为主。 3)湘中、湘南加里东印支穿插褶皱带对测水煤系的建造和改造起着主导控制作用，次级构造单元的隆起和坳陷直接控制了煤系发育和含煤性。一般而言，坳陷区内煤系发育程度和含煤性为好和较好，而隆起区则相对较差或极差。古构造和古地理演化对早石炭世的聚煤作用有影响。 4)总结了测水煤系的聚煤规律，指出古陆前缘坳陷是煤系沉积和聚煤的主要场所；泻湖及潮坪环境是煤层发育的有利场所，低、中能的潮坪多潮道环境更有利于成煤；含煤性与岩性组合及砂泥岩比有一定关系，含煤性好的地区砂泥岩比值一般在121范围内；后期构造具有重要控煤作用，富煤区往往位于向斜仰起端和平缓翼部位。老矿区往往富煤性好，中深部及周边煤炭

22、资源往往赋存状况较好，是寻找上规模煤炭资源应优先考虑的预测区。 5)依据构造与古地理的控煤作用和煤层的发育规律，结合煤田地质和矿业开发数据，对富煤分布区和老矿区金竹山矿区深部和渣渡矿区南段利民矿深部及两翼进行了预测，前者预测储量12468万吨，后者24830万吨，二者总储量37298万吨。最后指出，继续开展煤田预测研究特别是加强对缓倾斜断裂控矿作用的认识是在湘中地区寻找煤炭资源的重要途径，涟源含煤区仍是今后寻找湘中地区测水组无烟煤的重点区。第二章 湘中地区石炭系地层及沉积特征21石炭系地层岩性特征及其分布 石炭系地层在湘中地区分布广泛，发育完好，层序清楚(表21)。石炭系与下伏泥盆系一般呈整合

23、接触，系内各统、阶、组之间多为连续沉积。古生物繁衍迅速，门类齐全，以珊瑚、腕足、筵类为主。王雄鹰等对湘中涟源一冷水江地区测水组的植物组合及古生物分带特征进行过详细的研究。区内赋存有煤、铁等多种沉积矿产。211下石炭统2111岩关阶1)邵东组 岩性变化较大，自南而北，海相碳酸盐成分减少，陆源碎屑物质逐渐增多。在南部的零陵、新田、道县、江永、江华及宜章地区全为较纯的碳酸盐岩沉积，岩性单一稳定，主要为厚层状中厚层状的生物碎屑灰岩及泥晶灰岩，产珊瑚及腕足化石。向北至涟源、邵阳一带，剖面中砂泥质逐渐增多，并且在邵东组的中部有08m左右厚度的铁矿层，主要为含鲕绿泥石铁矿。再向北至涟源仙洞一带，邵东组几乎全

24、变为陆源碎屑砂泥质沉积，主要由细粒极细粒的石英砂岩、粉砂岩、泥岩组成，在中部夹有薄煤层。砂岩全由石英组成，磨圆度为次棱角棱角状，分选中等。泥岩中含有较多的白云母碎片。砂岩层面或泥岩中的生物扰动现象、遗迹化石较多。另外，本区生物化石在横向上也呈现出规律变化，在南部主要为珊瑚及腕足，而在北部则以腕足化石为主。本组厚几十米，在北部厚度增大。2)孟公坳组 岩层厚度变化较大，西部涟源、邵阳至江华一线厚度一般为100200m，最厚达300m，东部较薄，且以新田至祁东一线最薄，一般为几十米。局部地区沉积有煤、铁、磷等矿产。生物群面貌南部以珊瑚为主，往北腕足、珊瑚极为繁盛。自南而北，陆源碎屑物质含量逐渐增高。

25、在隆回、祁东、耒阳、汝城一线以南，孟公坳组几乎全由碳酸盐岩组成，岩性主要为灰黑色灰色中厚层厚层状泥晶灰岩、生屑泥晶灰岩，另外还有亮晶砂屑灰岩、亮晶藻屑灰岩及白云质灰岩。南部碳酸盐岩分布范围较邵东组要广，说明由邵东组至孟公坳组海侵范围逐渐增大。向北至新邵龙头坳，孟公坳组中的砂泥质含量增高，主要由泥晶灰岩、生屑泥晶灰岩、泥灰岩、泥岩及细粒石英砂岩、粉砂岩组成。生物化石以腕足为主，珊瑚次之，另有海百合茎、苔藓虫及植物化石。再往北至涟源、新化等地，砂泥质含量甚高，下部为砂岩、砂质泥岩、泥岩夹泥灰岩、灰岩，上部则为生物碎屑泥晶灰岩、泥晶灰岩夹海百合茎亮晶灰岩及叶岩和砂岩，局部灰岩及砂岩中生物遗迹化石丰富

26、。涟源仙洞、新邵等地夹有12层薄煤层。3)刘家塘组 岩性主要为生物碎屑泥晶灰岩、泥晶灰岩与泥灰岩互层。上部夹有鲕状泥晶灰岩，在岩性上与孟公坳组无多大差别，唯该组有机质含量高，生物扰动构造强烈，遗迹化石丰富。中部夹有钙质泥岩、泥岩及粉砂岩，局部地区如江华、涛圩等地夹有具工业价值的磷块岩24层。生物化石以腕足为主，次为珊瑚，另外还有一些海百合茎、苔藓虫、瓣腮类及介形虫。在刘家塘组地部及上部，局部地区群体珊瑚化石极为丰富，局部富集成层，形成生物滩。2112大塘阶1)石磴子组 石磴子组在湘中地区为一套海相碳酸盐岩沉积，厚1183628m，一般在100200m左右，区内岩性变化不大，主要为中厚层状的生物

27、碎屑灰岩，含生屑泥晶灰岩，中间夹泥晶灰岩、泥灰岩、钙质泥岩及亮晶藻屑灰岩及砂屑灰岩，在底部夹有薄层的钙质砂岩及粉砂岩，局部地区中间夹有沥青质泥灰岩，生物化石以珊瑚、腕足为主，其次为少量的海百合茎、筵、三叶虫及腹足类。南部产珊瑚较北部为多。在本组的底部及中部，生物遗迹化石异常丰富，局部生物潜穴可富集成层。2)测水组 岩性为一套海陆过渡相的陆源碎屑含煤层系，在湘中及湘南地区广泛分布。该含煤岩系在湘中的新化、涟源、双峰、邵阳一带十分发育，煤层发育较好，已是较重要的煤炭基地。而在湘南及湘东地区，煤层则发育较差。其中在金竹山、涟源沙坪以及双峰太平寺、坳头山均厚达140220m，是两个沉积中心。而在靠近北

28、部雪峰古陆地区如新化东庄、桃江灰山港厚度则小于80m。测水组一般可分为上下两段，下段约60m左右，主要由黑色泥岩、粉砂岩夹石英砂岩和煤层组成，含有17层煤，可采及局部可采可达4层。上段厚约80m左右，其下部由石英砂岩夹粉砂岩、泥岩和薄煤层组成，上部由灰岩、泥灰岩、砂岩和泥岩组成，含正常的海相动物化石。Fucusopsis痕迹化石组合在测水组的潮坪泻湖沉积中最为典型。3)梓门桥组 分布范围基本与测水组一致。下部主要为中厚层状的生物碎屑灰岩、泥晶灰岩与泥灰岩和泥岩互层，上部则主要为中厚层至厚层状的生屑泥晶灰岩、泥晶生屑灰岩及泥晶灰岩夹泥灰岩，顶部含多层燧石结核，似层状分布。另外，还有少量亮晶生屑灰

29、岩、亮晶砂屑灰岩及亮晶球粒灰岩。局部含有白云质灰岩及白云岩。在郴州、耒阳地区，梓门桥组则几乎全由厚层至巨厚层状的白云质灰岩及白云岩组成，其中含有大量的珊瑚化石。在邵东、邵阳、涟源地区，梓门桥组中含有具工业价值的石膏2-4层。在局部地区例如金竹山梓门桥组底部夹有薄煤线。生物化石极为丰富，主要为珊瑚、腕足，此外尚有较多的苔藓虫、海百合茎、瓣腮、有孔虫及筵类。212上石炭统 上石炭统地层在全区范围内较为稳定，变化不大。1)黄龙组 下部主要为厚层至巨厚层状的生物碎屑灰岩、含生屑泥晶灰岩、泥晶灰岩、白云质灰岩，夹白云岩及少量亮晶生屑灰岩及亮晶砂屑灰岩。生物化石有筵、有孔虫，底部含有较多的珊瑚、腕足、海百

30、合茎化石，有时可见块状群体珊瑚。上部主要为灰色厚至巨厚层状的白云岩、灰质白云岩夹白云质灰岩。白云岩中极少见到生物化石。在西南部隆回、滩头、洞口严塘、邵阳、东安、零陵上河、江华等地，黄龙组全为白云岩夹灰质白云岩，生物化石极为稀少。然而在邵东一带，黄龙组则主要由灰色厚层状泥晶灰岩、生物碎屑泥晶灰岩组成。仅局部夹白云质灰岩。2)船山组 船山组较黄龙组岩性较为单一，变化不大，主要为灰色厚层至巨厚层状的生物碎屑泥晶灰岩、含生屑泥晶灰岩、泥晶灰岩夹白云质灰岩、白云岩，局部可见亮晶灰色灰岩、亮晶藻屑灰岩、亮晶砂屑灰岩，在零陵、道县等地，船山组全由白云岩及灰质白云岩组成，生物化石稀少。而在邵东的左山冲羊家尾一

31、带，船山组则几乎全由灰岩组成。船山组生物化石主要为筵及有孔虫，此外尚有极为破碎的珊瑚、腕足、腹足类、海百合茎、苔藓虫等生物碎片，在上部还出现有葛万藻。从上述可以看出，白云岩在各地含量不一，无论是在横向上还是在垂向上均表形出较大的差异，即使在同一岩层中也表形出由灰岩白云质灰岩白云岩的逐渐过渡现象。另外白云岩交代灰岩的程度也不相同，交代强烈者，原始结构面貌消失殆尽，全由细晶。粗晶的白云岩组成，交代不够强烈者，尚可见到原始结构面貌。由此可见，上石炭统白云岩主要为成岩交代作用形成。22石炭系沉积环境 湘中地区乃至整个湖南地区石炭系沉积类型多种多样，不仅有海相的碳酸盐岩沉积，而且也有过渡相的陆源碎屑岩沉

32、积。由于本区独特的古地理、古气候和古构造条件的约束，导致了其独具特色的沉积面貌。晚泥盆世末期，地壳上升，海水深度逐渐变浅。在湖南境内形成了以含植物和鱼类化石为特征的滨海砂泥质沉积。在泥盆纪海水尚未全部退出之际，湘中、南地区又迎来了大规模的石炭纪海侵。海水自西南入侵，重新淹没和加深了泥盆纪海盆，海域范围向北扩大至长沙、益阳、安化、洞口至城步一线，成为石炭纪最初的海岸线。石门、澧县一线以南和怀化、沅陵、安化、常德、平江一线以北的地区，在整个石炭纪期间，一起隆起成陆，处于剥蚀状态，成为陆源碎屑的供应区域。而在其东南的湘中南广大海域内，则形成厚达一二千米石炭纪碳酸盐岩夹陆源碎屑岩沉积。 在石炭纪的不同

33、发展时期，以及同一时期不同地区之间，沉积环境各不相同。同一地区随着海平面的波动，沉积环境也处于不断变化之中，因此我们必须从垂向上和横向上结合起来分析问题，才不至于得出片面的结论。下面综合叙述本区石炭纪地质历史时期中所见的沉积环境类型及其沉积物特征。221陆源碎屑岩沉积环境 在平面上看，湖南北部靠近雪峰古陆边缘，发育有较多的陆源碎屑物质，在垂向上，除测水组几乎全由陆源碎屑物质组成之外，邵东组、孟公坳组也含有陆源碎屑沉积。在其它组内也可以见及，但含量不多。1)浅海 主要由灰黄色黄色的泥岩、钙质泥岩、砂质泥岩夹细粒石英砂岩、粉砂岩、泥灰岩和灰岩组成。有小型交错层理及小波痕水平层理发育，含有正常海相动

34、物化石如珊瑚、苔藓虫、海百合茎、筵、有孔虫等。2)滨海 主要由薄层。中厚层状的细中粒石英砂岩、石英砾岩及含砾石英石英组成，中间夹有粉砂岩及泥岩，含有少量植物化石碎片。发育有海滩交错层理、各种小型交错层理、波痕、干裂、雨痕等。滨海及浅海陆源碎屑沉积环境主要见于测水组上部及邵东组上部。3)障壁砂坝 主要由结构成熟度高的细粒中粒石英砂岩组成，局部含有砾石。具向上变粗的逆粒序，发育有低角度海滩交错层理、大型交错层理、小波痕、雨痕等。主要见于测水组。4)滨海泻湖 主要由灰黑色及黑色的泥岩、砂质泥岩、粉砂岩组成，中间夹极细粒细粒石英砂岩。含较多的菱铁矿结核，有机质丰富，生物扰动强烈，发育有水平层理及砂纹层

35、理。生物化石单调，主要为瓣腮类及腕足类，还有少量介形虫、苔藓虫等。在测水组及邵东组发育。5)潮坪 主要由薄层砂岩及泥岩互层组成。透镜状层理、脉状层理、波状层理发育。发育各种波痕，如削项波痕、干涉波痕、流水波痕等。局部可见干裂。生物遗迹化石广泛分布。潮间带上部发育有煤层或薄煤线。在潮坪上发育有许多潮道及潮沟，潮道底部具有明显的冲刷面，底部由中粗粒石英砂岩或砾岩和泥砾组成，向上变为细粒石英砂岩，具正粒序。层理类型也由下部的大型交错层理向上变为小型交错层理。在潮道沉积中有时可见双粘土层构造，岩层的厚度也自下而上变薄。潮沟沉积规模较小，其沉积特征与潮道相似。潮坪沉积在测水组中尤为发育，邵东组中也可见及

36、。222碳酸盐岩沉积环境 碳酸盐岩在湖南地区石炭纪沉积中占绝大部分，其形成环境主要由以下几种类型。1)潮上带及潮间带 潮上带指位于平均高潮面以上的地带。绝大部分时间暴露出水面，很少受海水的影响，只有在风暴期间才周期性地被海水淹没。潮间带位于平均高潮面和平均低潮面之间，潮间带上部暴露的时间比较长，而下部则时常被海水淹没。潮间带易受气候影响，因此盐度经常变化。 潮间带：主要由纹层状泥晶灰岩及兰绿藻泥晶灰岩组成。含少量或者几乎不含生物碎屑。发育迭层石。有时可见由水平-波状-穹窿状逐渐过渡现象，它反映了水体逐渐夹生、水动力逐渐增强，由潮间带上部向下部逐渐过渡。在梓门桥组初期，在潮湿气候下，潮间带上部可

37、生长耐盐植物，从而形成薄煤线。另外，有时还可见到细小的极破碎的生物碎屑纹层与泥晶纹层相互交替现象，这反映了潮汐水流的波动变化。在潮间带还发育有潮道沉积，发育大型交错层理，含泥砾。图22为此种环境序列图。2)陆棚泻湖(低能潮下带)“陆棚泻湖这个术语引自沉积环境和相，意指海地浅地(平均深度约10m)，其周围地形障壁为珊瑚藻组成的礁、岛和浅滩。陆架边缘常常是陡峭的，从深海的深处耸起。边缘障壁的存在加上台地的表面浅，在陆架泻湖内形成低能环境。陆棚泻湖是湖南下石炭统碳酸盐岩的主要沉积环境类型，在剖面中其沉积岩层可达8090。3)开阔陆棚 开阔陆棚是湖南石炭系上统独有的沉积环境类型，本区此种环境的特征是水

38、体较深(与陆棚泻湖相比较)，海水清澈，含盐度正常，水流循环畅通，氧气充足。本区上石炭统有孔虫化石多与珊瑚、腕足、海百合茎等化石共生在一起，但这些伴生的化石破碎程度较高，分布杂乱，含量也不太高，多系海流从异地搬运而来，仅在上石炭统底部可见大量的群体六方珊瑚、单体珊瑚、腕足、海百合茎堆积在一起，形成生物滩。另外在上石炭统上部灰岩中尚发育有葛万藻，它们以包壳形式围绕于生物碎屑周围，有时形成亮晶藻屑灰岩。223陆源碎屑和碳酸盐岩混合沉积环境 陆源碎屑物质对生物生长及碳酸盐岩物质的形成具有抑制作用。然而在古代地层中，两者呈互层混合沉积的现象十分普遍，对于这种形成机理研究的还不是很详细。通过对本区石炭纪地

39、层的研究，对本区的陆源碎屑及碳酸盐岩的混合沉积机理及其模式提出了一些看法。根据两者沉积特征的不同，可分为三种不同情况。 1)在盆地稳定的条件下，波浪运动及海水的流动造成陆源碎屑和碳酸盐岩沉积物的混合。在陆棚泻湖临近陆地的边缘浅水地区，海水从临近的陆源碎屑沉积区携带细粒陆源碎屑物质，然后在陆棚泻湖这个安静的水体中沉积下来，两者共同组成陆棚泻湖沉积物。以这种方式形成的沉积物的特点是：陆源碎屑沉积主要是灰黑色至深灰色的中厚层至薄层的粉砂岩及泥岩，其中可含少量植物化石碎屑及菱铁矿结核。层内不显层理或具波状纹层。与之共生的碳酸盐岩沉积物主要为泥晶灰岩及泥灰岩，含海相动物化石，两者的特征都表现一种低能的环

40、境(图2-4)。这两种沉积物之间表现出一种逐渐过渡关系。 2）由于海平面的波动造成陆源碎屑物质与碳酸盐岩物质之间的混合。陆源碎屑物质表现为一种中能一高能环境，而碳酸盐岩沉积物表现为一种低能环境，两者呈突变接触或逐渐过渡接触关系。这取决于海平面的变化速度。陆源碎屑物质主要由细砂岩或中粒砂岩组成，岩层呈薄层状至厚层状。砂岩内部可见小型浪成交错层理或大型板状或楔状交错层理。在薄层砂岩层面可见Chondrites遗迹化石。有时在砂岩层内可见植物根化石，说明其形成水体较浅，当时曾有耐盐植物生长。这些特征表明它形成于浅水高能环境，可能组成一些陆棚泻湖的边缘浅滩。在这些障壁浅滩所屏障的低能陆棚泻湖内部，则形

41、成了一些泥灰岩与泥晶灰岩沉积，或者呈现第一种类型的沉积层序。这两种类型的沉积模式都形成于与陆地及陆源碎屑沉积区较近的地区。陆源碎屑物质都是海水从邻近陆源碎屑沉积区携带而来。粗砂物质在浅水中能高能地区沉积下来，而细粒碎屑物质则在低能的陆棚泻湖内部沉积下来(图2-4)。 邵东组上部及孟公坳组底部和梓门桥组底部可见到这两种混合沉积类型。 3）由风暴流将陆源碎屑物质带至远离大陆的陆棚泻湖内部沉积下来。在本区下石炭统地层中，有时可见到在大套厚的全由碳酸盐岩组成的剖面中夹有薄层的陆源碎屑砂质沉积。例如石磴子组底部的薄层砂岩。陆源碎屑沉积层上下的碳酸盐岩均表现为一种远离陆地的较为广阔的陆棚泻湖沉积。这些由风

42、暴流携带来的碎屑物质，由于离海岸线距离不同及生物扰动程度的不同而表现出很大的差异性。由于风暴流携带来大量的有机物质而使底栖生物一度活跃，因而，有时生物可将其沉积物完全扰动破坏而不显其风暴沉积层序。在生物扰动的陆源砂的沉积中，生物潜穴呈水平或垂直状态分布。本区测水组顶部的陆源碎屑沉积与碳酸盐岩的混合沉积，是在以陆源碎屑物质沉积为主的陆表海中。在陆源碎屑沉积区和碳酸盐岩沉积区的过渡地带，由于海平面的波动造成了两者的“指状交错”。第三章测水组含煤岩系特征 测水组是湘中地区下石炭统最重要的含煤地层。本文研究重点是放在测水组富煤地区之上，从沉积环境着手，了解其富煤规律，寻找更多的煤炭资源。本章从测水组含

43、煤岩系的岩石组合特征、岩石学特征及地球化学特征等三方面来叙述。31岩性组合特征 测水组与下伏石磴子组和上覆梓门桥组地层均呈整合接触。在古生物化石上表现为一种过渡关系。测水组含煤岩系中发育大量植物化石，这些植物群落组合反映了早石炭世植物的面貌，相当于欧洲的维宪期中晚期。测水组垂向上的沉积特征由下而上可划分为八个不同成因的地层亚段。全组厚10354m，一般厚1lOm。311下段 由四个亚段组成，厚5164m，一般厚50m。 第一亚段：测水组底至7煤底。主要由黑色黑灰色泥岩、砂质泥岩及粉砂岩组成。具生物扰动构造。向上动物化石减少，植物化石碎片增多。 第二亚段：7煤至5煤。主要由砂质泥岩夹菱铁矿结核、

44、泥质及细粒石英砂岩(Sl砂)组成。具强烈的生物扰动构造。6、7煤层局部发育。 第三亚段：5煤顶至3煤。岩性变化较大，常为薄至中厚层中、细粒石英砂岩(S2砂)夹泥岩组成。具正粒序。局部发育冲刷面，具大型板状交错层理。有时相变为黑灰色砂质泥岩。局部地段尖灭，厚度减小为零。出现3、5煤合层现象。 第四亚段：3煤顶至分段砂岩底层面。由灰黑色泥岩、细粒石英砂岩及砂质泥岩组成，局部夹1、2煤层。上部具水平层理，下部具波状层理、透镜状层理，局部常具波痕。本亚段大部分地段厚度为零。312上段 由四个亚段组成，厚5190m，一般厚60m。 第五亚段：分段砂岩(S3砂)。由细粗粒石英砂岩、含砾石石英砂岩或砾岩组成

45、，厚层状。砂体分布较稳定，可作为对比标志层。自下而上粒度呈细粗细变化。常见冲刷面。发育大型中型交错层理、低角度交错层理、波痕及雨痕。局部见双粘土层构造。 第六亚段：分段砂岩顶层面至S4砂岩底层面。下部常为砂泥岩互层，向上变为砂质泥岩夹中厚一薄层状细粒石英砂岩，中间夹薄煤层(反龙炭)。砂岩层面具波痕，常见削项波痕及干涉波痕。 第七亚段：S4砂岩。由灰白色薄厚层状细粒石英砂岩组成，中夹薄层状泥岩。具波痕、雨痕、波纹层理及小型交错层理。 第八亚段：S4砂岩顶测水组顶界。下部由浅灰色泥岩、砂质泥岩、含小菱铁质鲕粒。中部泥质灰岩夹泥岩或砂岩。上部为灰绿色、紫红色杂色泥岩夹灰白色细粒石英砂岩。32岩石学特

46、征 测水组岩石类型有砾岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩、灰岩及煤层，它们各自所占比例因地而异，如表31。321砾岩 主要分布于剖面中部作为上下段划分标志的分段砂砾岩中，但在上、下段的个别层位也可见及。 砾岩主要由单晶石英及少量的多晶石英组成，成分成熟度很高。砾岩中砾石含量可高达5070，越往北含量越高，向西南方向逐渐减少而趋予消失，被砂岩所替代。在北部灰山港一带，发育有三层砾岩，砾岩层厚度可达510m，向西南方向邵阳地区砾石含量则大为减少。北部灰山港一带砾石的最大粒径可达56cm，向南到仙洞一带则减小为23cm，越往南部粒径越小，因而砾岩的最大粒径由东北向西南呈递减趋势。这种变化趋势与北部邻近物源区、

47、陆源碎屑物质系来自东北方向有关。 砾岩的结构成熟度也较高，磨圆度呈次圆状、次棱角状，个别呈滚圆状。分选性中等至较好。砾岩中胶结物成分主要为硅质，仅在北部灰山港一带可能含有较多的泥质胶结物，因而风化后呈较为疏松的外貌。砾岩中有时可见砾石呈定向排列现象，从而显示出大型的交错层理。有时在砾岩中可见明显的粒度向上变细的现象，显示完好的粒序层理。 砾岩呈厚层状或中厚层状，有时成层性好，与砂岩层呈互层形式出现。这种砾岩在横向上稳定，层面较为规则，厚度变化不大。有时砾岩层呈透镜状夹于砂岩层中。测水组中呈层性好且与砂岩分离性也好的砾岩可能与波浪的改造有关。而呈透镜状产出，并且具有大型交错层理及粒序层理的砾岩可

48、能与水道作用有关。322砂岩 主要为细粒石英砂岩、极细粒石英砂岩、石英粉砂岩及少量的中粗粒石英砂岩。砂岩成分单调，成分成熟度极高，几乎全为稳定的石英颗粒，仅在北部有少的燧石岩屑。在偏光显微镜下，石英颗粒均为单晶等轴粒状，无论是在砾岩中还是在中粗粒的石英砂岩中均是如此。Blatt认为，中粗细粒石英砂岩中的单晶石英可能来源于花岗岩。此外，还有少量的长条状石英及多晶石英。多晶石英由5个以上的晶粒组成，呈长条板状，边缘平直规则，定向排列。此类石英多来源于片岩。有的多晶石英中，晶粒之间呈缝合线状接触。 砂岩中轻矿物为石英及少量的白云母。重矿物主要为锆石及电气石，还有少量的金红石及磷灰石。有些石英颗粒重含

49、有锆石及针状金红石包体，有时针状金红石包体呈现定向排列。测水组矿物组合为稳定的石英锆石电气石组合，成分成熟度极高，这说明当时物源区气候较温暖潮湿，地形高差不大，化学风化作用强烈。在长距离的搬运过程中，母岩中不稳定成分组合全部消失殆尽。 砂岩胶结物成分主要为硅质，次为自生粘土矿物，少量方解石、菱铁矿、黄铁矿及绿泥石。在硅质胶结的砂岩中，胶结物多以次生加大形式出现，从而使颗粒之间呈现凹凸缝合线状的紧密接触。测水组砂岩的磨圆度多为次棱角状，少量次圆状及棱角状，分析性一般为较好中等。 剖面上砂岩中的胶结物的分布似有一定规律，下部主要为自生粘土矿物，成分为伊利石、高岭石，中部以石英及高岭石为主，上部以石

50、英和钙质胶结物为主。这种变化可能与残余的同生孔隙水的化学性质有关，并且在一定程度上继承了砂岩的原始沉积环境。下部沉积物受海水影响大，同生孔隙水呈弱碱性中性，因而形成以伊利石为主的胶结物。中部主要含煤层段受海水影响较弱，同时孔隙水极易通过煤层运移到砂岩中，因而同生孔隙水呈酸性环境，形成以高岭石及硅质为主的胶结物。上部沉积物适至海进时形成，受海水影响增强，同生孔隙水又呈碱性环境，因而出现钙质胶结物。323泥质岩类 泥质岩类包括砂质泥岩和泥岩，几乎全由粘土矿物组成的纯净的粘土岩少见。一般泥岩中都混有砂质，含量550，一般为粉砂极细砂，偶尔可见粗砂及细砾。粘土矿物成分主要是伊利石和高岭石，少量的白云母

51、、叶腊石、绿泥石及蒙脱石与伊利石的混层矿物。 泥质岩中的自生矿物有菱铁矿及黄铁矿。菱铁矿呈球粒状，在正交偏光镜下呈十字消光。球粒的含量在1020之间，局部达40以上菱铁矿球粒在第六亚段中最为富集。黄铁矿呈球状或草莓状，有时呈晶形完整的立方体或五角十二面体分散于岩石中。据邱明研究，球菱铁矿是由菱铁矿质分散状凝聚集而成。在成岩初期的胶凝阶段凝聚成球状凝胶体，至成岩中期凝胶体老化球成阶段，重结晶成球菱铁矿偏胶体，呈细纤维放射状的球粒以至较宽的放射状晶体，在正交偏光镜下呈十字消光，成岩期重结晶呈单晶或多晶球粒而失去十字消光。黄铁矿的形成被认为与等轴硫化铁(Fe3S4)有关，目前只发现于强还原环境的沉积

52、物中。在早期成岩作用阶段，细菌使硫酸盐还原形成H2S，H2S与铁矿物作用形成等轴硫铁矿和与基诺矿(FeS1x)，这种细粒结晶很差的物质，在H2S的作用下，相对于黄铁矿来说，热力学性质不稳定，于是在成岩阶段就转变呈黄铁矿。324碳酸盐岩 主要分布于第八亚段中，最后达40多米，部分地区消失。岩屑主要为泥晶灰岩及生物碎屑泥晶灰岩，还有少量的砂屑亮晶灰岩及成岩交代的白云岩。生物化石主要为腕足类、有孔虫、瓣腮类及苔藓虫，此外还有珊瑚、腹足、介形虫、棘屑等。一般认为，硅质碎屑物质对分泌碳酸盐的生物有抑制作用，故很少会形成由碳酸盐和硅质碎屑物质混合组成的沉积物。 生物的生态在混合沉积物的骨骼组分中得到反映。

53、Less等研究表明，盐度和温度是控制生物组合的重要因素。绿藻一珊瑚组合存在于盐度适中的温暖水域中，有孔虫一软件动物组合则分布于盐度和温度变化很大的水域中。在原地混合所产生的沉积物中前一组合比例很低，而后一组合所占比例很高，这是因为浊度的增大、底层的不稳定以及摄食机制的阻塞对对于陆源碎屑更为敏感的绿藻珊瑚组合起着抑制作用，但却有利于忍耐度更强的有孔虫软件动物组合。测水组中的有孔虫软件动物组合，反映了这种环境变化的特点。第四章 控矿因素与聚煤作用41大地构造背景 湘中地区大地构造性质及其归属是涉及华南大地构造单元划分的一个基本问题，对于该问题不同学派、不同学者有不同的认识。1945年，黄汲清先生将

54、“江南古陆”及其以南地区(包括湘中在内)划为华南加里东褶皱带。任纪舜将湘中坳陷划为位于扬子准地台和印支南海准地台问奠基于陆内拗拉槽型冒地槽之华南造山带范围。王鸿祯先生将城步黔阳桃源长沙衡阳茶陵一线作为扬子地台湖南境内之东南边界，其南为加里东折皱区湘中桂北带。张文佑先生将湘中坳陷划为华南断褶系武夷云开断褶的一部分，两与扬子断块区江南断块相邻。持地质力学观点者则认为湘中坳陷属南岭纬向构造带北缘、新华夏系第三隆起带东侧雪峰山隆起带和第二沉降带西侧湘中坳陷带相交替地带。根据地洼学说的划分方法，湘中地区在大地构造上属东南地洼区(一级)赣桂地洼系(二级)的湘中地穹列(三级)。白元古代以来，湘中地区经历了中

55、元古代一志留纪地槽阶段、泥盆纪中三迭世地台阶段、晚三迭世现在地洼阶段等三个大地构造阶段。湘中地区现阶段呈现的地穹构造，在地台和缓期的石炭纪及地台余“定”期初的晚二迭世，则是一个聚煤盆地，形成了中南诸省境内最重要的测水组、龙潭组煤系。 上述不同观点的分歧反映了该区大地构造发展历史的复杂性以及不同学者各自的认识，作者对此不作过多的评论，只从槽台学说角度作一下简单陈述。 湖南省境内分属两个一级大地构造单元。湘西北属扬子准地台，它在地史上长期表现为相当稳定的地台，仅在湘鄂边境上局部出现早石炭世的另一种类型的含煤性极差的测水组地层。湘中、湘东、湘南(常合称为湘中南)属华南后加里东准地台，它是相对活动的多

56、旋回造山运动经加里东褶皱而硬化的年轻地台，简称南华准地台。这里是晚古生代石炭纪广泛发育沉积的地区，也是测水煤系广泛发育的地区。 这两个一级大地构造单元又可分为四个二级构造单元和十三个三级构造单元，它们控制着测水煤系的分布。其中二级构造单元湘中、湘南加里东印支穿插褶皱带是南华准地台在湖南省内的主体，它对测水煤系的建造和改造起着主导控制作用，次级构造单元的隆起和坳陷直接控制了煤系发育和含煤性。一般而言，坳陷区内煤系发育程度和含煤性为好和较好，如涟邵坳陷、郴耒坳陷等地，而隆起区则相对较差或极差，如伪山隆起、龙山串珠状隆起、关帝庙串珠状隆起和阳明山隆起，这些地区煤系厚度小，不含可采煤层。42古地理演化

57、与聚煤作用421古地理轮廓 湖南省测水时的古地理轮廓基本继承了石磴子时的古地理轮廓。城步新化一带以西、安化、望城一线以北为陆，称为雪峰古陆，湘中南为沉积盆地，为内部具岛屿的海湾泻湖。石磴子时，湘中南为一受局限的浅海陆棚泻湖，属华南陆表海的组成部分，古地势总的表现为由北东朝南西方向倾斜，海水由湘南地区进出。石磴子末期，地壳上升，海水则朝西南广西方向退出。测水时，古地理轮廓的表现是由北东向、北西(北西西)向两组构造线方向形成的古构造格架所控制，因而出现雪峰古陆由北东向向东弯转的古陆边界，盆地内部是由一系列的北东向、北西西向展布的链状岛屿、水下隆起和坳陷组成的复杂古地理景观。422古地理演变测水时初

58、期，海水刚刚退出，湖南就呈现出海湾泻湖和广阔的滨海景观，这时盆地接受陆源碎屑沉积，多数学者认为来自东北向和偏东向的万洋古陆(岛)，甚至更远的华夏古陆。从煤系厚层和岩性的纵横向变化规律来看，靠近古陆的桃江、宁乡、长沙、株洲等湘东北地区的测水组岩性粗，含多层砾岩，煤系地层厚度大；由此向南、向西岩性变细，煤系厚度逐渐变薄，较粗的砂岩中碎屑矿物的成分成熟度、结构成熟度、胶结物结构成熟度逐渐增高，已达到极成熟的阶段。在古地理演化中，由于地壳构造运动的活动性质、古地势的各地凹陷的差异及陆源碎屑物质搬运、沉积作用的差异，盆地内水下隆起和古岛常常发展为障壁滩(岛)，阻碍海水的运动，逐步形成复杂的障壁一潮坪泻湖

59、体系，及测水组早期一测水时第期古地理发育时期海退期。从古地理图可见，桃江(灰山港)涟源邵阳武冈、新宁一带为障壁泻湖潮坪环境，为测水时的最佳聚煤场所，其余广大地区为砂质、砂泥质滨海相区，衡阳(以南)耒阳新田江永一带呈条带状的泥质、灰质滨浅海插入砂泥质滨海区内，相带的展布显示出北东向展布的且与古陆边界基本平行的特点。测水组中期，即测水时第期古地理发育时期，海水继续向南退出，海岸线往广东、广西推进，海退达到极限，此时整个湘中南基本上为泻湖潮坪化，仅中部长沙湘乡邵阳新宁、祁阳零陵一带为砂泥质滨海浅滩，可能是海水进出的主要通道。个相带展布方向继承了早期的方向，总体呈北东向。 本期是湘南地区的主要成煤时期

60、，但当时构造运动已进入相对活动时期，地壳升降幅度较大，在不同地区存在较明显的差异，突出表现这时湘南大规模海退，而湘中却显示出一定程度的海进趋势，地壳升降的差异带来古地理环境的横向分异、多变和不稳定，成煤作用受到限制，海水周期性频繁侵入，使成煤时间变得短暂，所以这个时期的泻湖、潮坪相沉积含煤性不高。这说明地质现象在地壳运动、海进海退的过程中既具有再现性和相似性，也存在差异性。 目前，国外许多地质学家都已认识到大多数大面积分布的厚煤层常常出现在最大海侵点处或其附近。 测水组晚期为海进期，即在第-期沉积之后，海水开始由南往北较大幅度地大范围侵入，为测水时海侵的真正开始。海岸线往陆方向后退，几乎退到盆

61、地的边缘形成无障壁海滩。盆地基本成为滨海、浅海环境，即测水时第-期古地理发育时期。宁乡衡阳郴州以东的湘东、湘南地区为砂泥质岸线滨海潮间带，其余大片地区为覆水较深的泥质、灰质滨浅海相区，这期间沉积了一套海进型的砂泥质、灰质沉积物层序，由下而上陆源碎屑物总的比例减少，颗粒变细，灰质含量、滨海相生物的丰度逐渐增高，潮间带上部局部地方偶尔有煤线沉积。随着时间的推移，海侵不断扩大，至梓门桥时期湘中南已基本变为一片浅海，又恢复到陆棚泻湖景观，岛屿沉没，海水向古陆侵漫，梓门桥灰岩超覆在泥盆系等老地层之上。 概括起来说，测水时的海水运动形成了一个完整的海退海进旋回，表现为地壳缓慢上升海退，形成障壁潮坪泻湖沉积

62、体系，全区首先由滨海、障壁滩、泻湖向潮坪演化，至相对稳定阶段发育泥炭沼泽一聚煤期，然后转变为构造活动阶段，地壳升降频繁，总体表现为沉降海进，全区滨浅海化。至此，测水时也可以说整个石炭世的聚煤作用结束。423古构造控制 测水时早期和中期的古地理分布带有明显的北东向展布的特点。一些学者研究认为，湘中地区自南华准地台形成以后，发生和存在一系列北东向的区域大断裂，如溆浦断裂带、城步新化断裂带、新宁瑁5阳断裂带和零陵断裂带。它们的活动方式不同，产生了不同地区沉降盖层的差异，而且一直到印支、燕山期仍然有活动的踪迹，属于长期活动的加里东基底断裂。晚古生代的沉降盖层展示的继承性、方向性、差异性和古地理的演变，均与它们运动的性质密切相关，不同程度地受到它们的影响和控制。测水时早、中期古地理的分布特征和沉积厚度的分带也反映出沉积基底加里东古断裂继续活动的影响作用，晚期因地壳整体沉降，大范围海侵，差异性表现的不再明显。43聚煤规律探讨431古陆前缘坳陷是煤系沉积和聚煤的主要场所 测水煤系地层等厚线的空间分布和展布方向表现出与盆地边缘大致平行，沿北东方向展布。地层厚度大于lOOm厚度的范围主要位于雪峰古陆东侧前缘及万洋古陆西侧前缘坳陷地带，即涟邵同沉积坳陷和郴耒同沉积坳陷。该两地是测水组发育较好的地方，也是煤层发育最好和