地质年代最新的含煤地层,形成于距今约6500~164万年。该地层内除个别地区含烟煤外,一般均含褐煤层。其岩石固结程度低,部分为疏松泥砂。该地层在中国主要分布于东北—华北,云南—广西,台湾等三区,而中国中部到西北地区无此地层存在,皆被同期形成的红层所替代。
地层特征中国南、北方各有特色。
北方中国辽、吉、黑、内蒙古东部及晋、冀、鲁、豫地区,第三纪含煤地层基本限于下第三系,另在吉、黑、内蒙古东及冀北等地,上新统玄武岩中亦夹含劣质薄煤层及部分砂、泥岩。该区下第三系普遍不整合于较老地层之上,且大多缺失古新统及始新统下部地层,各地的组名及对比关系如表1所示。下第三系主要由砂岩、泥岩、煤层等组成,碎屑岩以中、细粒为多,沉积韵律结构不明显;在辽、吉、黑,该地层下部常有火山岩及火山碎屑岩;在吉、辽、鲁,该地层中含油页岩,它经常位于煤层顶、底附近;晋、冀地区,该地层中常夹淡水灰岩薄层。该区下第三系总厚在1km以上,且常因断失而不完整。其含煤组主要位于始新统及渐新统下部。该地层内产出植物化石及介形虫、叶肢介、昆虫、鱼、龟及一些哺乳动物化石。植物化石以木本被子植物为主,裸子植物次之,以古城子组抚顺植物群为代表。
南方中国云南、四川西部、贵州、广西、广东及海南,第三系普遍以不整合关系覆盖于较老地层之上。而在滇、桂一些中生代红盆内,第三系一般连续沉积于上白垩统之上。中国南方各地第三纪含煤地层的分组及对比关系见表2。该区古新统及始新统的果郎组、昌头组、铜鼓岭组等非含煤组,事实上均系红层;该区渐新统,部分地区始新统上部及上第三系都存在含煤组,一般均由陆相砂岩、泥岩、煤层组成,碎屑岩以细粒级为主;在云南,还常夹硅藻土及淡水灰岩层;在两广地区,一般夹油页岩薄层。中国南方的第三系总厚均在1000m以上,含煤组在各地层位不尽相同,以云南上第三系为重要,有双河组、小龙潭组(中新统),昭通组、河头组(上新统)等。该地层中曾发现植物、轮藻、介形、腹足、双壳、两栖、爬行及哺乳等类化石。植物化石以被子植物为主,各地植物群落差别极大。
形成条件包括古地理、古气候、古植物等。
古地理中国第三纪古地理轮廓与现代基本相同。辽宁、山东、河南的下第三系形成于渤海附近;广东、海南、桂南的第三系则靠近海南,属滨海平原环境,原始沉积范围较大,沉积物延展比较稳定,常有油页岩与煤层伴生。吉、黑、内蒙古、晋、冀以及川、黔、滇、桂西等省区,第三系均沉积于内陆盆地中。其中,黔、滇、川的盆地,一般为侵蚀或溶蚀盆地,常居于地势很高的山区。这些内陆盆地中,第三系展布面积小,沉积韵律性差,常含有硅藻土和淡水灰岩,煤层往往比较厚。台湾在第三纪时为一地槽,晚第三纪早期处于由优地槽向冒地槽转化阶段,为滨海相沉积,复理石建造发育,岩层及煤层的单层厚度很薄,但稳定性极好。
古气候中国第三纪时总体上为干旱气候控制,东北—华北地区的含煤地层是在第三纪的部分时段由境外潮湿气候带伸入中国的产物。而在云南—两广地区,因受季节和地势影响,含煤地层常表现出在层位、地区上有潮湿(形成黑色岩层)和干旱 (形成红色岩层) 的不同类型。
古植物中国第三纪植物化石有被子、裸子和蕨类等,而当时以木本的被子植物最为繁盛,成为煤层的主要原始质料。著名的造煤植物群有:抚顺植物群、景谷植物群、双河植物群、小龙潭植物群及三营植物群等。
(1)抚顺植物群。化石采自辽宁抚顺古城子组,包括被子植物41属61种、裸子植物8属8种、蕨类4属4种。其中约2/3为乔木,约1/3为灌木,草本、藤本少量。植物属中最多的是杉科的Metasequoia(水杉),其次为双子叶植物的Cercidiphyllum(连香树)、Comp-tonia (香蕨木)、Alnus (桤)、Betula (桦)等。以落叶阔叶树为主,还有一定数量的樟、榈、合欢、榧等热带与亚热带植物,基本代表亚热带类型的植物群落。
(2)景谷植物群。化石采自云南西南部景谷盆地的景谷组,包括被子植物25属32种、裸子植物2属2种,以乔木为主,Quercus (栎)为此植物群落主体,系常绿阔叶树,代表偏热带的亚热带。
(3)双河植物群。化石采自云南西部剑川县的双河组,包括被子植物共12属18种,以乔木为主,Quercus(栎)和Dryophyllum(檞叶)为群落主体,代表亚热带。
(4)小龙潭植物群。化石采自云南东南部开远县的小龙潭组,包括被子植物16属16种,大部属乔木,以落叶阔叶树为主,其中最多的是Alangium aequalifoli-um (等叶八角枫),代表当时属地势较高的亚热带位置。
(5)三营植物群。化石采自云南西北部洱源的三营组,共8属15种以上,以乔木为多,最常见的是Quer-cus (栎),其中又以Quercus semicarpifolia(高山栎)最丰富。整个群落组成常绿阔叶林,代表亚热带,但地势较高。1
含煤情况在东北—华北区,下第三系通常含煤层1~5层,可采煤层总厚10余米,以抚顺—沈阳一带煤层最厚,最厚处达160m,其上并有百余米油页岩层。煤种除抚顺产粘结性烟煤外,均为褐煤。云南—两广地区第三系中一般含煤层1~5层,可采煤层总厚10余米至数十米,以云南境内厚度最大,在开远小龙潭最厚处可逾200m,而在云南昭通,煤层厚度普遍为数十米,因面积大而使其资源量达10Gt,成为中国最大的第三纪煤田(见昭通煤田)。该区煤种全属褐煤。在云南的第三系中,常夹有厚层硅藻土层,可资利用。台湾第三纪煤层很薄,单层厚0.3~0.6m,可采煤层总厚1m左右,煤种属粘结性烟煤。
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李兵 - 副教授 - 西南大学