[科普中国]-早石炭世含煤地层

早石炭世含煤地层位于下石炭统上部，主要分布在中国南方的含煤地层。湘中及黔南、桂北含可采煤层，其它地区含煤性较差。1

地层特征下石炭统在中国南方分岩关阶(下部)及大塘阶(上部)。大塘阶据贵州省平塘县大塘剖面命名，阶内较普遍发育有含煤组。

黔滇区在滇东及黔中、黔西等地，大塘阶以浅海相石灰岩为主，夹滨岸型碎屑岩及煤层。在贵州，其下部为产Thysanophyllum珊瑚化石的旧司组，由石灰岩夹碎屑岩组成，近底部含煤层，煤层附近产出Sublepi-dodendron等植物，全组厚200～500m; 上部为产Yuanophyllum、Kueichouphyllum等珊瑚化石的上司组及含Eostaffella化石的摆佐组石灰岩。在滇东，大塘阶下部为海陆交替相碎屑岩及泥灰岩组，夹煤层，称万寿山段，产出Sublepidodendron植物，Kuei-chouphyllum珊瑚及Megachonetes等腕足类化石，厚度一般小于50m。大塘阶上部包括灰岩段及岩石岭段两个岩段，均产出Yuanophyllum、Kueichouphyllum等珊瑚化石， 岩石岭段内还有Eostaffella化石产出。

湘桂粤区在桂北、湘中南、赣西、粤北及黔南荔波等地，大塘阶分三部分，下、上部为黑色至黑灰色中至厚层状泥质灰岩组，含硅质条带或团块，下部称石磴子组，产Thysanophyllum珊瑚化石;上部称梓门桥组，产Yuanophyllum、Kueichouphyllum等珊瑚化石及Eostaffella化石; 中部系含煤组， 称测水组或寺门组、芙蓉山组。

测水组据湖南省双峰县城北测水河畔剖面命名。该组连续沉积于石磴子组之上，由海陆交替相石英砂岩、粉砂岩、泥岩等组成，夹煤、菱铁矿、鲕状粘土岩及泥灰岩薄层等，煤层附近产出铲羊齿—古芦木—须羊齿植物化石组合，全组厚80～200m。该组以中部的一层厚数米至20m的含砾石英砂岩的底面为界，分上、下两个含煤组，主要可采煤层多集中于下含煤组，上含煤组仅含不可采薄煤; 含砾石英砂岩底面为一冲刷面，故下含煤组顶部常现缺层现象。上含煤组上部岩层常呈红色，硅质成分增多，并逐渐过渡为梓门桥组。由新化向西、北，测水组厚度急剧减薄，碎屑岩的粒级亦加粗。由邵阳—涟源一带向南，测水组中碎屑岩比例逐渐减小，并相变为石灰岩，到湘西南东安，零陵、宁远、道县等地，测水组岩层已难以辨认，经常可见石磴子组与梓门桥组直接整合接触，但仍然在两个石灰岩组中夹有碎屑岩及不稳定煤层。

寺门组及芙蓉山组地层的基本特征与湘中测水组相仿，中部含砾石英砂岩亦普遍发育，下部含煤组亦含可采煤层，以贵州荔波—广西南丹一带含煤性最好。由桂北向南、粤北向西，组内碎屑岩亦逐渐相变为石灰岩，含煤组亦最终消失于石磴子组和梓门桥组石灰岩之中。

赣浙闽区在赣中、浙西、粤东北、闽西等地，大塘阶以陆相碎屑岩含煤岩系为主，偶夹薄层石灰岩及滨岸碎屑岩，红色岩层常可见到，且其比例越往东侧越大，到浙江建德以东全部变为红层。全阶厚数十米至300m。梓山组及部分叶家塘组含可采煤层，而忠信组与林地组仅含煤线。阶内产出铲羊齿—古芦木—须羊齿植物化石组合，并产出Neuropteris gigantea植物化石。

苏浙皖区在苏、浙、皖三省接壤区域，大塘阶称高骊山组，系海陆交替相碎屑岩组，假整合于泥盆系之上，有时整合于含Pseudouralinia珊瑚化石的金陵组石灰岩层之上，厚数十米至百余米，局部含薄煤层，产出铲羊齿—古芦木—须羊齿植物组合。

在西藏昌都地区，青海，河南商城，陕西山阳及甘肃武威、靖远等地，大塘阶均属海陆交替相碎屑岩含煤沉积，除局部地点因断层切割厚度较小外，一般全阶厚度均大于1000m，阶内产出铲羊齿—古芦木—须羊齿植物化石组合。

古生物特征大塘阶化石丰富，有珊瑚、腕足、头足、牙形、植物等门类化石。珊瑚化石是划分该地层并与国内外对比的主要化石依据。在中国南方，Thysa-nophyllum珊瑚化石带代表旧司组; Yuanophyllum-Kueichouphyllum珊瑚化石组合代表上司组;Ephippi-caninia-Kapuphyllum组合代表摆佐组。在中国南方，大塘阶内含煤组的划分对比，主要依靠植物、珊瑚。

铲羊齿—古芦木—须羊齿植物化石组合 即Cardiopteridium spetsbergense-Archaeocalamites scro-biculatus-Rhodeopteridium spp.组合，代表中国早石炭世晚期的一个植物群落，以蕨类植物的石松、楔叶、真蕨纲为主，而裸子植物的苛达纲亦开始出现。常见分子还有： Rhodeopteridium hsianghsiangensis，R. tenuis，Triphyllopteris collombiana，Sphenopteris changdu-en-sis，Sphenophyllum tenerrimum。在此组合下部，常有Sublepidodendron mirabile，S. changduense，Lepido-dendron volkmannianum等较古老分子，而在组合上部可常见到Neuropteris gigantea等较新分子。其时代大致可与欧洲维宪期 (Visian) 相当。

形成条件主要包括古地理、古气候两方面。

古地理中国南方在早石炭世为一海盆，向南开口，向北封闭(图1)。在昆明—贵阳—长沙—南昌—广州这一不规则弧形地带，当时处于滨海地带(其外缘为滨海平原)，其上有重要的泥炭沼泽形成与分布。在浅海区的近岸部分，也曾有短暂时间的泥炭沼泽形成。苏浙皖接壤地区，为另一向北东倾斜的海盆边缘，向太平洋开口。

河南信阳—安徽霍丘一带(包括商城在内)，大致属山间盆地。陕、甘、青、藏等地的大塘阶，大致都属于海体的边缘部位。

含煤情况中国南方各地大塘阶一般含煤1～22层，有1～3个可采煤层，而忠信组、林地组、高骊山组及浙江中部的叶家塘组，都不含可采煤层。可采煤层厚度大部在0.5～2m之间，较厚的地区有二：①湖南涟源一新化，含可采煤层1～4层，总厚1～9m。②广西南丹—贵州荔波，含可采煤层1～4层，总厚0.5～4.6m。

河南商城白山组含煤多达62层，其中12层可采，厚7～34m，但多为透镜状，极不稳定。陕西山阳二峪河组含可采煤层5层，总厚7.4m，亦不稳定。甘、青、藏等地一般不含可采煤层。

在涟源—新化一带，煤的灰分低，是制造合成氨的优质无烟煤原料。中国南方早石炭世煤种绝大部分为无烟煤，仅在湘南部分地段有贫煤或瘦煤。

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李兵 - 副教授 - 西南大学