【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 足為主，珊瑚次之，另有海百合莖、苔蘚蟲(chóng)及植物化石。 再往北至漣源、新化等地，砂泥質(zhì)含量甚高，下部為砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖夾泥灰?guī)r、灰?guī)r，上部則為生物碎屑泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r夾海百合莖亮晶灰?guī)r及葉巖和砂巖，局部灰?guī)r及砂巖中生物遺跡化石豐富。漣源仙洞、新邵等地夾有 1173。2層薄煤層。 XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 湘中地區(qū)石炭系 含煤巖系特征及成礦初步分析 15 3)劉家塘組 巖性主要為生物碎屑泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r與泥灰?guī)r互層。上部夾有鮞狀泥晶灰?guī)r，在巖性上與孟公坳組無(wú)多大差別，唯該組有機(jī)質(zhì)含量高，生物擾動(dòng)構(gòu)造強(qiáng)烈，遺跡化石豐富。中部夾有鈣質(zhì)泥巖、泥巖及粉砂巖，局部地區(qū)如江華、濤圩等地夾有具工業(yè)價(jià)值的磷塊巖 2173。4層。生物化石以腕足為主，次為珊 瑚，另外還有一些海百合莖、苔蘚蟲(chóng)、瓣腮類及介形蟲(chóng)。在劉家塘組地部及上部，局部地區(qū)群體珊瑚化石極為豐富，局部富集成層，形成生物灘。 2． 1． 1． 2 大塘階 1)石磴子組 石磴子組在湘中地區(qū)為一套海相碳酸鹽巖沉積，厚 11． 8173。362． 8m，一般在 100173。200m左右，區(qū)內(nèi)巖性變化不大，主要為中厚層狀的生物碎屑灰?guī)r，含生屑泥晶灰?guī)r，中間夾泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖及亮晶藻屑灰?guī)r及砂屑灰?guī)r，在底部夾有薄層的鈣質(zhì)砂巖及粉砂巖，局部地區(qū)中間夾有瀝青質(zhì)泥灰?guī)r，生物化石以珊瑚、腕足為主，其次為少量的海百合莖、筵、三葉 蟲(chóng)及腹足類。南部產(chǎn)珊瑚較北部為多。在本組的底部及中部，生物遺跡化石異常豐富，局部生物潛穴可富集成層。 2)測(cè)水組 巖性為一套海陸過(guò)渡相的陸源碎屑含煤層系，在湘中及湘南地區(qū)廣泛分布。該含煤巖系在湘中的新化、漣源、雙峰、邵陽(yáng)一帶十分發(fā)育，煤層發(fā)育較好，已是較重要的煤炭基地。而在湘南及湘東地區(qū)，煤層則發(fā)育較差。其中在金竹山、漣源沙坪以及雙峰太平寺、坳頭山均厚達(dá) 140173。220m，是兩個(gè)沉積中心。而在靠近北部雪峰古陸地區(qū)如新化東莊、桃江灰山港厚度則小于 80m。測(cè)水組一般可分為上下兩段，下段約 60m左右，主要由 黑色泥巖、粉砂巖夾石英砂巖和煤層組成，含有 1173。7層煤，可采及XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 湘中地區(qū)石炭系 含煤巖系特征及成礦初步分析 16 局部可采可達(dá) 4層。上段厚約 80m左右，其下部由石英砂巖夾粉砂巖、泥巖和薄煤層組成，上部由灰?guī)r、泥灰?guī)r、砂巖和泥巖組成，含正常的海相動(dòng)物化石。 Fucusopsis痕跡化石組合在測(cè)水組的潮坪．瀉湖沉積中最為典型。 3)梓門橋組 分布范圍基本與測(cè)水組一致。下部主要為中厚層狀的生物碎屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r與泥灰?guī)r和泥巖互層，上部則主要為中厚層至厚層狀的生屑泥晶灰?guī)r、泥晶生屑灰?guī)r及泥晶灰?guī)r夾泥灰?guī)r，頂部含多層燧石結(jié)核，似層狀分布。另外，還有少量亮晶生屑灰?guī)r 、亮晶砂屑灰?guī)r及亮晶球?；?guī)r。局部含有白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖。在郴州、耒陽(yáng)地區(qū)，梓門橋組則幾乎全由厚層至巨厚層狀的白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖組成，其中含有大量的珊瑚化石。在邵東、邵陽(yáng)、漣源地區(qū)，梓門橋組中含有具工業(yè)價(jià)值的石膏24層。在局部地區(qū)例如金竹山梓門橋組底部夾有薄煤線。生物化石極為豐富，主要為珊瑚、腕足，此外尚有較多的苔蘚蟲(chóng)、海百合莖、瓣腮、有孔蟲(chóng)及筵類。 2． 1． 2上石炭統(tǒng) 上石炭統(tǒng)地層在全區(qū)范圍內(nèi)較為穩(wěn)定，變化不大。 1)黃龍組 下部主要為厚層至巨厚層狀的生物碎屑灰?guī)r、含生屑泥晶灰?guī)r、泥晶灰 巖、白云質(zhì)灰?guī)r，夾白云巖及少量亮晶生屑灰?guī)r及亮晶砂屑灰?guī)r。生物化石有筵、有孔蟲(chóng)，底部含有較多的珊瑚、腕足、海百合莖化石，有時(shí)可見(jiàn)塊狀群體珊瑚。上部主要為灰色厚至巨厚層狀的白云巖、灰質(zhì)白云巖夾白云質(zhì)灰?guī)r。白云巖中極少見(jiàn)到生物化石。在西南部隆回、灘頭、洞口嚴(yán)塘、邵陽(yáng)、東安、零陵上河、江華等地，黃龍組全為白云巖XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 湘中地區(qū)石炭系 含煤巖系特征及成礦初步分析 17 夾灰質(zhì)白云巖，生物化石極為稀少。然而在邵東一帶，黃龍組則主要由灰色厚層狀泥晶灰?guī)r、生物碎屑泥晶灰?guī)r組成。僅局部夾白云質(zhì)灰?guī)r。 2)船山組 船山組較黃龍組巖性較為單一，變化不大，主要為灰色厚層至巨厚層 狀的生物碎屑泥晶灰?guī)r、含生屑泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r夾白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖，局部可見(jiàn)亮晶灰色灰?guī)r、亮晶藻屑灰?guī)r、亮晶砂屑灰?guī)r，在零陵、道縣等地，船山組全由白云巖及灰質(zhì)白云巖組成，生物化石稀少。而在邵東的左山?jīng)_．羊家尾一帶，船山組則幾乎全由灰?guī)r組成。船山組生物化石主要為筵及有孔蟲(chóng)，此外尚有極為破碎的珊瑚、腕足、腹足類、海百合莖、苔蘚蟲(chóng)等生物碎片，在上部還出現(xiàn)有葛萬(wàn)藻。 從上述可以看出，白云巖在各地含量不一，無(wú)論是在橫向上還是在垂向上均表形出較大的差異，即使在同一巖層中也表形出由灰?guī)r．白云質(zhì)灰?guī)r．白云巖的逐漸過(guò)渡現(xiàn)象。 另外白云巖交代灰?guī)r的程度也不相同，交代強(qiáng)烈者，原始結(jié)構(gòu)面貌消失殆盡，全由細(xì)晶。粗晶的白云巖組成，交代不夠強(qiáng)烈者，尚可見(jiàn)到原始結(jié)構(gòu)面貌。由此可見(jiàn)，上石炭統(tǒng)白云巖主要為成巖交代作用形成。 2． 2 石炭系沉積環(huán)境 湘中地區(qū)乃至整個(gè)湖南地區(qū)石炭系沉積類型多種多樣，不僅有海相的碳酸鹽巖沉積，而且也有過(guò)渡相的陸源碎屑巖沉積。由于本區(qū)獨(dú)特的古地理、古氣候和古構(gòu)造條件的約束，導(dǎo)致了其獨(dú)具特色的沉積面貌。晚泥盆世末期，地殼上升，海水深度逐漸變淺。在湖南境內(nèi)形成了以含植物和魚類化石為特征的濱海砂泥質(zhì)沉積。在泥盆紀(jì)海水尚未 全部退出之際，湘中、南地區(qū)又迎來(lái)了大規(guī)模的石炭紀(jì)海侵。海水自西南入侵，重新淹沒(méi)和加深了泥盆紀(jì)海盆，海域范圍向北擴(kuò)大至長(zhǎng)沙、益陽(yáng)、安化、XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 湘中地區(qū)石炭系 含煤巖系特征及成礦初步分析 18 洞口至城步一線，成為石炭紀(jì)最初的海岸線。石門、澧縣一線以南和懷化、沅陵、安化、常德、平江一線以北的地區(qū)，在整個(gè)石炭紀(jì)期間，一起隆起成陸，處于剝蝕狀態(tài)，成為陸源碎屑的供應(yīng)區(qū)域。而在其東南的湘中南廣大海域內(nèi)，則形成厚達(dá)一二千米石炭紀(jì)碳酸鹽巖夾陸源碎屑巖沉積。 在石炭紀(jì)的不同發(fā)展時(shí)期，以及同一時(shí)期不同地區(qū)之間，沉積環(huán)境各不相同。同一地區(qū)隨著海平面的波動(dòng)，沉積環(huán)境也處于不斷變 化之中，因此我們必須從垂向上和橫向上結(jié)合起來(lái)分析問(wèn)題，才不至于得出片面的結(jié)論。下面綜合敘述本區(qū)石炭紀(jì)地質(zhì)歷史時(shí)期中所見(jiàn)的沉積環(huán)境類型及其沉積物特征。 2． 2． 1陸源碎屑巖沉積環(huán)境 在平面上看，湖南北部靠近雪峰古陸邊緣，發(fā)育有較多的陸源碎屑物質(zhì)，在垂向上，除測(cè)水組幾乎全由陸源碎屑物質(zhì)組成之外，邵東組、孟公坳組也含有陸源碎屑沉積。在其它組內(nèi)也可以見(jiàn)及，但含量不多。 1)淺海 主要由灰黃色．黃色的泥巖、鈣質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖夾細(xì)粒石英砂巖、粉砂巖、泥灰?guī)r和灰?guī)r組成。有小型交錯(cuò)層理及小波痕水平層理發(fā)育，含有正常海相動(dòng)物化石如珊瑚、苔蘚蟲(chóng)、海百合莖、筵、有孔蟲(chóng)等。 2)濱海 主要由薄層。中厚層狀的細(xì)．中粒石英砂巖、石英礫巖及含礫石英石英組成，中間夾有粉砂巖及泥巖，含有少量植物化石碎片。發(fā)育有海灘交錯(cuò)層理、各種小型交錯(cuò)層理、波痕、干裂、雨痕等。濱海及淺海陸源碎屑沉積環(huán)境主要見(jiàn)于測(cè)水組上部及邵東組上部。 3)障壁砂壩 XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 湘中地區(qū)石炭系 含煤巖系特征及成礦初步分析 19 主要由結(jié)構(gòu)成熟度高的細(xì)粒．中粒石英砂巖組成，局部含有礫石。具向上變粗的逆粒序，發(fā)育有低角度海灘交錯(cuò)層理、大型交錯(cuò)層理、小波痕、雨痕等。主要見(jiàn)于測(cè)水組。 4)濱海瀉湖 主要由 灰黑色及黑色的泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖組成，中間夾極細(xì)粒．細(xì)粒石英砂巖。含較多的菱鐵礦結(jié)核，有機(jī)質(zhì)豐富，生物擾動(dòng)強(qiáng)烈，發(fā)育有水平層理及砂紋層理。生物化石單調(diào)，主要為瓣腮類及腕足類，還有少量介形蟲(chóng)、苔蘚蟲(chóng)等。在測(cè)水組及邵東組發(fā)育。 5)潮坪 主要由薄層砂巖及泥巖互層組成。透鏡狀層理、脈狀層理、波狀層理發(fā)育。發(fā)育各種波痕，如削項(xiàng)波痕、干涉波痕、流水波痕等。局部可見(jiàn)干裂。生物遺跡化石廣泛分布。潮間帶上部發(fā)育有煤層或薄煤線。在潮坪上發(fā)育有許多潮道及潮溝，潮道底部具有明顯的沖刷面，底部由中．粗粒石英砂巖或礫巖和 泥礫組成，向上變?yōu)榧?xì)粒石英砂巖，具正粒序。層理類型也由下部的大型交錯(cuò)層理向上變?yōu)樾⌒徒诲e(cuò)層理。在潮道沉積中有時(shí)可見(jiàn)雙粘土層構(gòu)造，巖層的厚度也自下而上變薄。潮溝沉積規(guī)模較小，其沉積特征與潮道相似。潮坪沉積在測(cè)水組中尤為發(fā)育，邵東組中也可見(jiàn)及。 2． 2． 2碳酸鹽巖沉積環(huán)境 碳酸鹽巖在湖南地區(qū)石炭紀(jì)沉積中占絕大部分，其形成環(huán)境主要由以下幾種類型。 1)潮上帶及潮間帶 潮上帶指位于平均高潮面以上的地帶。絕大部分時(shí)間暴露出水面，很少受海水的影響，只有在風(fēng)暴期間才周期性地被海水淹沒(méi)。潮間帶位XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 湘中地區(qū)石炭系 含煤巖系特征及成礦初步分析 20 于平均高潮面 和平均低潮面之間，潮間帶上部暴露的時(shí)間比較長(zhǎng)，而下部則時(shí)常被海水淹沒(méi)。潮間帶易受氣候影響，因此鹽度經(jīng)常變化。 潮間帶：主要由紋層狀泥晶灰?guī)r及蘭綠藻泥晶灰?guī)r組成。含少量或者幾乎不含生物碎屑。發(fā)育迭層石。有時(shí)可見(jiàn)由水平 波狀 穹窿狀逐漸過(guò)渡現(xiàn)象，它反映了水體逐漸夾生、水動(dòng)力逐漸增強(qiáng)，由潮間帶上部向下部逐漸過(guò)渡。在梓門橋組初期，在潮濕氣候下，潮間帶上部可生長(zhǎng)耐鹽植物，從而形成薄煤線。另外，有時(shí)還可見(jiàn)到細(xì)小的極破碎的生物碎屑紋層與泥晶紋層相互交替現(xiàn)象，這反映了潮汐水流的波動(dòng)變化。在潮間帶還發(fā)育有潮道沉積 ，發(fā)育大型交錯(cuò)層理，含泥礫。 圖 2． 2 為此種環(huán)境序列圖。 XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 湘中地區(qū)石炭系 含煤巖系特征及成礦初步分析 21 2)陸棚瀉湖 (低能潮下帶 ) “陸棚瀉湖’’這個(gè)術(shù)語(yǔ)引自《沉積環(huán)境和相》，意指海地淺地 (平均深度約 10m)，其周圍地形障壁為珊瑚藻組成的礁、島和淺灘。陸架邊緣常常是陡峭的，從深海的深處聳起。邊緣障壁的存在加上臺(tái)地的表面淺，在陸架瀉湖內(nèi)形成低能環(huán)境。陸棚瀉湖是湖南下石炭統(tǒng)碳酸鹽巖的主要沉積環(huán)境類型，在剖面中其沉積巖層可達(dá) 80－ 90％。XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 湘中地區(qū)石炭系 含煤巖系特征及成礦初步分析 22 3)開(kāi)闊陸棚 開(kāi)闊陸棚是湖南石炭系上統(tǒng)獨(dú)有的沉積環(huán)境類型，本區(qū)此種環(huán)境的特征是水體較深 (與陸棚瀉湖 相比較 )，海水清澈，含鹽度正常，水流循環(huán)暢通，氧氣充足。本區(qū)上石炭統(tǒng)有孔蟲(chóng)化石多與珊瑚、腕足、海百合莖等化石共生在一起，但這些伴生的化石破碎程度較高，分布雜亂，含量也不太高，多系海流從異地搬運(yùn)而來(lái)，僅在上石炭統(tǒng)底部可見(jiàn)大量的群體六方珊瑚、單體珊瑚、腕足、海百合莖堆積在一起，形成生物灘。另外在上石炭統(tǒng)上部灰?guī)r中尚發(fā)育有葛萬(wàn)藻，它們以包殼形式圍繞于生物碎屑周圍，有時(shí)形成亮晶藻屑灰?guī)r。 2． 2． 3陸源碎屑和碳酸鹽巖混合沉積環(huán)境 陸源碎屑物質(zhì)對(duì)生物生長(zhǎng)及碳酸鹽巖物質(zhì)的形成具有抑制作用。然而在古代地層中，兩者 呈互層混合沉積的現(xiàn)象十分普遍，對(duì)于這種形成XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 湘中地區(qū)石炭系 含煤巖系特征及成礦初步分析 23 機(jī)理研究的還不是很詳細(xì)。通過(guò)對(duì)本區(qū)石炭紀(jì)地層的研究，對(duì)本區(qū)的陸源碎屑及碳酸鹽巖的混合沉積機(jī)理及其模式提出了一些看法。根據(jù)兩者沉積特征的不同，可分為三種不同情況。 1)在盆地穩(wěn)定的條件下，波浪運(yùn)動(dòng)及海水的流動(dòng)造成陸源碎屑和碳酸鹽巖沉積物的混合。在陸棚瀉湖臨近陸地的邊緣淺水地區(qū)，海水從臨近的陸源碎屑沉積區(qū)攜帶細(xì)粒陸源碎屑物質(zhì)，然后在陸棚瀉湖這個(gè)安靜的水體中沉積下來(lái)，兩者共同組成陸棚瀉湖沉積物。以這種方式形成的沉積物的特點(diǎn)是：陸源碎屑沉積主要是灰黑色至深灰色的中厚 層至薄層的粉砂巖及泥巖，其中可含少量植物化石碎屑及菱鐵礦結(jié)核。層內(nèi)不顯層理或具波狀紋層。與之共生的碳酸鹽巖沉積物主要為泥晶灰?guī)r及泥灰?guī)r，含海相動(dòng)物化石，兩者的特征都表現(xiàn)一種低能的環(huán)境 (圖 24)。這兩種沉積物之間表現(xiàn)出一種逐漸過(guò)渡關(guān)系。 2）由于海平面的波動(dòng)造成陸源碎屑物質(zhì)與碳酸鹽巖物質(zhì)之間的混合。陸源碎屑物質(zhì)表現(xiàn)為一種中能一高能環(huán)境，而碳酸鹽巖沉積物表現(xiàn)為一種低能環(huán)境，兩者呈突變接觸或逐漸過(guò)渡接觸關(guān)系。這取決于海平XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 湘中地區(qū)石炭系 含煤巖系特征及成礦初步分析