1. Características del carbón y la roca de la veta de carbón de la Formación Leping en la Depresión de Pingle
El carbón de Leping es un tipo especial de carbón que contiene una gran cantidad de tejido de corteza. Carbón típico de Leping: el carbón residual de corteza (que contiene más del 50% de tejido de corteza) aparece principalmente en el grupo de carbón B de Mingshan, Huiyuanling y Qiaotou A cerca de Leping. La mayoría de los grupos de carbón B de Zhongjiashan y Li Zhushan en Leping son carbón de corteza oscura. y carbón de corteza oscura clara. Sin embargo, no se encontró carbón de corteza residual en el grupo de carbón B en Fengcheng y Yichun en el oeste de la Depresión de Pingle.
Las propiedades carboníferas y las características de las vetas de carbón varían mucho en las partes oriental, central y occidental del hundimiento.
Hay tres vetas de carbón explotables, B1, B2 y B3, en la parte oriental del grupo de carbón B. La veta de carbón B1 a menudo falta en las partes central y occidental, y la veta de carbón B3. a menudo se reemplaza por facies marinas poco profundas y facies de laguna. También son diferentes las características de las vetas de carbón B2 desarrolladas en toda la zona. La veta de carbón oriental no es muy estable. El espesor puede variar de cero a tres o cuatro metros y, a veces, puede separarse de tres a cincuenta metros de dos metros. La estructura de la veta de carbón es compleja, con grandes cambios laterales y grandes cambios en el número de capas de ganga. La veta de carbón es una protuberancia en capas, compuesta principalmente de briquetas semioscuras, con la parte inferior más oscura y la parte superior más clara. Debido a la frecuente alternancia de diversos componentes de carbón y roca, se forma una estructura lineal compleja y desigual. Las inclusiones de pirita en las vetas de carbón tienen en su mayoría forma de espejo convexo, con un tamaño máximo de 10 cm × 55 cm. El fondo de la veta de carbón es principalmente arcillosa y limolita, con estructuras oolíticas (granos oolíticos de siderita) y una gran cantidad de fósiles de raíces de plantas: trazas de madera. Su parte superior suele estar intercalada con fina arenisca calcárea o marga y contiene fósiles de animales marinos. En las partes central y occidental de la depresión, tomemos a Fengcheng como ejemplo. Aunque la veta de carbón B2 tiene dos o tres capas de ganga y una estructura compleja, es estable lateralmente y generalmente no cambia mucho en unos pocos kilómetros. Es una veta de carbón en capas relativamente estable. La composición de la roca de carbón es relativamente uniforme. Es principalmente carbón semibrillante, intercalado con carbón semioscuro y tiene una estructura de franja ancha. Su suelo también es arcilloso y limolito, pero no presenta formaciones ooides. La cima inmediata es principalmente limolita y arcilla arcillosa lacustre.
Las características microscópicas del carbón del grupo B en las regiones oriental y occidental también son diferentes. La veta de carbón B2 en el área de Mingshan en Leping, en el este, desarrolla carbón residual de corteza típico. En los componentes microscópicos, el contenido de tejido de la corteza es superior a 50 a 60 y el tejido de la corteza es de color amarillo anaranjado. Debido a los diferentes grados de hinchamiento, la estructura original no es obvia, la superficie es gelatinosa y solo las estructuras de escamas en forma de bandas son visibles localmente. El tamaño del tejido de la corteza varía, con trozos más grandes (hasta 5 mm) distribuidos a lo largo de las capas y fragmentos de corteza más pequeños (principalmente 0,1 ~ 0,01 mm) distribuidos irregularmente en la matriz carbonizada de filamentos débiles de color marrón oscuro. La matriz gelificante es bastante uniforme, intercalada con el tejido de la corteza, mostrando una laminación horizontal por microondas, y también se puede ver una estructura corrugada en la matriz. Hay menos tejido de xilema en el carbón, que es principalmente vitrinita de lignito masivo y carbón semi-sedoso de vitrinita, con muy pocos componentes típicos de carbonización de la seda. Entre las impurezas minerales, la pirita es abundante y se distribuye en forma de finos cristales alrededor del tejido de la corteza, y otras incluyen minerales arcillosos y clastos estacionales dispersos en una matriz carbonizada débilmente filamentosa. El lecho y las características microscópicas del enriquecimiento del tejido de la corteza en las vetas de carbón en otras áreas orientales son similares a esto. Las características microscópicas de la veta de carbón B2 en el área central de Fengcheng y la vasta área occidental son que hay muchos componentes cementosos, con un contenido superior a 70. A excepción de algo de tejido de corteza que se encuentra en las partes inferiores de las vetas de carbón de Meixianling y Wusheli, generalmente no hay tejido de corteza. El carbón contiene más matriz y menos tejido vegetal. Los minerales arcillosos son las principales impurezas minerales, dispersos en la matriz del gel en forma de gusanos o pequeñas lentes convexas, y su contenido varía mucho en cada veta de carbón.
II. Entorno de formación de carbón y requisitos previos para la formación de carbón
Con base en las características genéticas del fondo de la veta de carbón, la estructura de la veta de carbón, la composición de la roca de carbón y la microestructura del carbón, creemos que El carbón de corteza residual no es Los materiales originales que forman el carbón no fueron transportados desde otros lugares por ríos e inundaciones, sino que se formaron en pantanos sumergidos con fuerte actividad actual.
El enriquecimiento en el tejido de la corteza está asociado con el transporte localizado en el pantano: microtransporte alóctono.
ю·Rene Zhushnikov (юемчуников) y A·иив (A·и...Esto se debe a que en este ambiente oxidativo débil, la descomposición bacteriana puede continuar durante mucho tiempo, el tejido lignocelulósico se destruye después de mucho tiempo. -descomposición, y el ácido húmico formado después de la descomposición es fácilmente eliminado por el flujo de agua, lo que resulta en la acumulación de componentes estables incómodos y débilmente oxidados. Creemos que el ambiente de formación de residuos de carbón en el área de Leping está relacionado con esto.
En el carbón con alto contenido de tejido de corteza en el área de Leping en la depresión oriental de Pingle, el contenido del componente gelatinizado es siempre mucho mayor que el del componente carbonizado de seda y el tejido de corteza. En sí mismo también se ve afectado por la gelificación. La presencia de partículas de pirita indica que el ambiente de acumulación en ese momento no era un ambiente de oxidación fuerte, sino un pantano de aguas profundas. Sin embargo, el ambiente en el pantano no era muy tranquilo y el flujo de carbón. Fue relativamente activo, la estructura en la matriz cementosa es corrugada. Parte del tejido de la corteza se rompe en finas tiras y fragmentos, y forma espejos convexos con fragmentos de carbón de seda, briquetas débilmente carbonizadas, minerales arcillosos y estacionales, lo que indica que. el flujo de agua era relativamente activo en ese momento y la corteza restante estaba. Hay rastros de madera en el piso de la veta de carbón de la planta, a veces perpendicular al piso. Generalmente, la estructura de la veta de carbón es obvia, pero el espesor es inestable. El contenido de corteza de la misma veta de carbón en la misma zona minera varía mucho. En el perfil de la veta de carbón, el tejido de la corteza a menudo se concentra en el fondo de la veta de carbón y cerca de la capa de piedra, lo que refleja el crecimiento y la acumulación in situ. del material de carbón original, y el fondo irregular del pantano de turba que forma carbón favorece el enriquecimiento del tejido de la corteza en las condiciones del flujo de agua.
El clima a finales del Pérmico era húmedo. Las plantas formadoras, como las licófitas y los helechos, tienen una corteza muy gruesa. Muchas estructuras que contienen carbón en las yacimientos de carbón del Pérmico tardío en mi país tienen una gran cantidad de tejido de corteza. Por lo tanto, no hay duda de que las condiciones de las plantas antiguas se formaron a partir de carbón residual con corteza. Condiciones necesarias.
Según los datos existentes, en la depresión de Pingle hay poca diferencia. ¿Por qué los carbones residuales con corteza sólo se desarrollan en el este? ¿Está relacionado con la paleogeografía y la estructura del período de formación del carbón?
El Movimiento Wudong provocó que la Depresión de Pingle se elevara en su conjunto debido al movimiento ondulado de los bloques de falla. Se formaron depresiones secundarias en la depresión. En ese momento, la diferencia de altura del terreno era grande y había muchos ríos que la arrastraban. Una gran cantidad de material clástico grueso fluye hacia la cuenca sedimentaria. La parte oriental de la depresión está afectada. El antiguo continente y el levantamiento de Huaiyu Wugong, y el efecto de levantamiento es más obvio que en las áreas central y occidental. En las áreas de Leping Mingshan y Zhongjiashan, los depósitos de facies del delta inferior que contienen carbón están ampliamente desarrollados, con un espesor de más de 100 metros. , con grandes cambios de tamaño de grano y múltiples ciclos, lo que refleja las grandes diferencias en la actividad de la corteza en el área en ese momento, y la sedimentación de la fase del lago y la fase de cuenca cerrada antes de la formación de carbón era inestable (Figura 1), muchas de las cuales contenían. Los minerales como los nódulos, los cristales finos de pirita, la hidromica y la dolomita tienen una estructura oolítica, lo que refleja el ambiente débilmente reductor de la actividad del flujo de agua. El pantano de turba desarrollado sobre esta base tiene un alcance pequeño y una base desigual, lo que favorece la descomposición. El tejido restante de la corteza fue transportado de un lugar a otro por el agua en el pantano, donde se acumuló en lugares más profundos y tranquilos y rápidamente fue cubierto por sedimentos marinos lagunares y poco profundos.
En el área de Fengcheng en el medio. de la Depresión de Pingle, los movimientos tectónicos se han mantenido relativamente estables durante mucho tiempo. Después de recibir la deposición de facies delta, las facies lacustres y las facies de cuenca de flujo cerrado generalmente están desarrolladas y son gruesas (Fig. 1). Después de un largo período de erosión y sedimentación, el área gradualmente se aplanó y se cubrió de vegetación, formando vastas turberas costeras. En este momento, el pantano está profundamente cubierto de agua, la actividad del flujo de agua es pequeña y el tejido lignocelulósico de las plantas está completamente descompuesto, completamente gelificado y retenido.
Figura 1 Histograma de litofacies del grupo de carbón B en el área de Leping Fengcheng
Tercero, metamorfismo del carbón
Para aclarar el problema del metamorfismo del carbón, primero debemos determinar con precisión Determinar las etapas metamórficas y los patrones del carbón. Según los datos disponibles, el reflejo del gel sin estructura en vitrinita es un buen indicador del estado metamórfico. Determinamos las etapas metamórficas del carbón en Pingle Sag comparando la reflectividad. Según el grado de metamorfismo, se divide en las etapas metamórficas i, ii, ⅲ, ⅴ, ⅴ, ⅵ y ⅶ. hasta carbón de llama larga, carbón gaseoso, carbón fertilizante, etc. Carbón, carbón coquizable, carbón pobre, carbón pobre y antracita. Cada etapa se puede dividir en tres subetapas ⅱ1, ⅱ2 y ⅱ3.
El contenido de vitrinita de B2, la principal veta de carbón explotable en las partes central y occidental del hundimiento, está por encima de 80. Los datos del análisis químico del carbón se ven menos afectados por la composición del carbón y la roca y se ven afectados principalmente por la etapa metamórfica. Por lo tanto, también se hace referencia al carbón cuando se habla de la ley metamórfica. El grado y el valor ⅴ γ.
(1) La distribución de bandas metamórficas de carbón en Pingle Sag es obvia. En la dirección horizontal, tomando como ejemplo la veta de carbón B2, la tendencia general es que el grado de metamorfismo es cada vez mayor de este a oeste. Por ejemplo, el área de Leping está en la etapa metamórfica II, Fengcheng está en la etapa metamórfica IV, Yingganling está en la etapa metamórfica VI-VIVI y Wujinjing está en la etapa metamórfica VII. Al mismo tiempo, también podemos ver el fenómeno de que el metamorfismo aumenta gradualmente de norte a sur, desde la antigua tierra de Jiangnan hasta el centro de la depresión. Generalmente, el ancho de banda metamórfico bajo-alto es estrecho y la zona metamórfica media es estrecha.
En el perfil estratigráfico, el grado de metamorfismo de la veta de carbón superior es bajo. Por ejemplo, la veta de carbón B2 en Leping Mingshan es la etapa ⅱ1, y la veta de carbón C6 a unos 140 m por encima de ella es la etapa ⅰ3. . No hay mucha diferencia. Fengcheng Xianguling B2 es IV2, mientras que las vetas de carbón C18C28 separadas por 280 m son ambas de grado II3, con una diferencia de 5 grados pequeños.
Este patrón de distribución zonal se debe principalmente al metamorfismo regional. La depresión de Pingle es una de las muchas depresiones activas en forma de cinturón en el sur. La herencia y la diferencia de los movimientos de la corteza en esta área son bastante obvias. La amplitud de hundimiento original de cada parte de la depresión es diferente. La parte norte está controlada por el antiguo continente de Jiangnan y es menos profunda, mientras que la parte sur es más profunda. Afectada por el levantamiento de Huaiyu Wugong, la zona oriental tiene asentamientos menos profundos. El espesor total de la capa de roca desde la formación de la veta de carbón B2 hasta los pliegues de Indosin es de sólo 500 a 600 metros. Sin embargo, Yichun y Pingxiang en el oeste tienen asentamientos más profundos y la capa de roca puede alcanzar más de 2.000 metros. Se puede observar que en la misma unidad estructural, bajo condiciones geotérmicas similares, durante el proceso de hundimiento continuo después de la formación de la veta de carbón, debido a diferentes profundidades de hundimiento, afectadas por diferentes temperaturas y presiones, el carbón con diferentes grados de metamorfismo es en gran medida afectado. Debido a la diferencia y herencia del movimiento cortical, es posible que la cuenca sinclinal tenga un mayor grado de metamorfismo y un borde ligeramente más bajo.
(2) La actividad magmática en la Depresión de Pingle fue muy frecuente en diferentes periodos de la Era Mesozoica, lo que tuvo un importante impacto en el grado de metamorfismo del carbón.
Alrededor de las montañas Mengshan, donde se formaron los cuerpos graníticos de Indosinia, los contornos volátiles y las zonas metamórficas se distribuyen en anillos concéntricos (Figura 2). Incluso en la zona metamórfica VII altamente metamórfica, se pueden dividir varias subzonas (ⅶ 1, ⅶ 2, ⅶ 3). Cuanto más cerca del macizo rocoso complejo, mayor es el grado de metamorfismo y mayor es la influencia del metamorfismo térmico. Además, la intrusión de diabasa de Yanshan y el metamorfismo de contacto local también se pueden observar en Jiansha, Qiaotou A y Li Zhushan.
Figura 2 Histograma de litofacies del grupo de carbón B en el área de Fengcheng, Leping.
(3) La estructura en la parte occidental de la Depresión de Pingle es compleja, con pliegues compuestos lineales cerrados y ángulos de inclinación pronunciados. Las fallas son principalmente fallas inversas y fallas de cabalgamiento, con inversiones frecuentes y un alto grado de metamorfismo del carbón. En la zona central los pliegues son suaves, las fallas son principalmente fallas normales y capas inferidas planas, y el grado de metamorfismo es moderado. Por lo tanto, también merece atención la influencia de la fuerza tectónica (fuerza dinámica) en el metamorfismo del carbón.
En resumen, los diferentes tipos de metamorfismo son manifestaciones específicas de factores como el calor y la presión en diversas etapas del desarrollo geológico. Están estrechamente relacionados entre sí y tienen un impacto integral en el metamorfismo del carbón.
[Nota] Nomenclatura de las vetas de carbón: el número de vetas que contienen carbón en los estratos que contienen carbón de la Formación Leping en Pingle Sag varía mucho, y el grado de desarrollo varía de un lugar a otro. En la producción actual, la veta de carbón inferior se utiliza como la primera veta de carbón, que está dispuesta en secuencia. El código del grupo de carbón (como A1B3C6, etc.) está precedido por un número de serie, por lo que las vetas de carbón en el mismo nivel tienen diferentes. nombres en diferentes regiones. Con base en los resultados comparativos de las características del ciclo sedimentario de las formaciones carboníferas y los marcadores de litofacies de las vetas de carbón, intentamos nombrar uniformemente las vetas de carbón del grupo de carbón B de acuerdo con los ciclos sedimentarios (Tabla 1).
Tabla 1 Nomenclatura de ciclos en la depresión de Pingle
(Este artículo fue coautor de Gao, Liu Xiangsheng y se publicó originalmente en "Selected Papers of the 32nd Academic Annual Conference de la Sociedad Geológica de China" ”, 1963).