地層特徵
在中國東北及華北東部缺乏上三疊統分布,川滇西部及西藏中南部三疊系均屬無煤的海相沉積,中國其餘地區都有晚三疊世含煤地層發育(下圖),西北、西南、東南三區有不同的特徵。
西北區
上三疊統一般整合於中三疊統之上,基本由粗、中、細粒砂岩,粉砂岩及泥岩組成,岩石組成比較簡單,橫向相變不顯著,含煤層、煤線及油頁岩,有時亦含少量紅色、雜色砂泥岩薄層,按岩性可劃分為下、中、上三部 (表1),上部為主要含煤組層位。全統厚數百至千餘米,產出豐富的植物化石,屬擬丹尼蕨—貝爾瑙蕨植物群,並有雙殼、介形、葉肢介、魚等門類淡水動物化石,個別地點還發現昆蟲。
表1 西北區晚三疊世含煤地層對比表
地層 | 塔里木 盆 地 | 準噶爾盆地 吐 魯 番 | 甘 肅 西南部 | 甘青交界 祁連西段 | 甘寧交界 | 鄂爾多斯 盆 地 |
上 部 | 小 泉 溝 群 | 塔△ 里 奇 克 組 | 小 泉 溝 群 | 郝△ 家 溝 組 | ? | 默 勒 群 | 多△ 洛 組 | 南△ 營 兒 群 | 延 長 群 | 瓦△ 窯 堡 組 |
中 部 | 黃 山 街 組 | 黃 山 街 組 | 尕 日 德 組 | 永 坪 組 |
珊 瑚 井 群 | 瓦° 爾 尕 組 | 胡 家 村 組 |
下 部 | 克 拉 瑪 依 組 | 克 拉 瑪 依 組 | 達 日 格 組 | 銅 川 組 |
△主要含煤組; °次要含煤組。
西南區
上三疊統分下、中、上三部 (表2),在不同地區以不同層位假整合覆蓋於中三疊統之上。下、中部為海陸交替相沉積(下部以海相層為主);上部為陸相沉積。上三疊統岩性以薄層狀細砂岩、粉砂岩及泥岩為多,下部夾石灰岩,上部常含煤層,岩層橫向延展較穩定。全統厚數百至千餘米。下、中部產出大量海相化石,有頭足類Tibetites,雙殼類Halobia,Burmesia,Myophoria及腕足類、珊瑚等。上部產濱海相雙殼類Yunnanophorus,Permophorus,Utschamiella及葉肢介Euestheria等化石。植物化石產於中、上部,除含格子蕨—網葉蕨植物群分子外,還有少量Danaeopsis,Bernoullia等西北區分子,以及Lureticopteris,Rireti-copteris等該區特有分子。上部往往是主要含煤組所在,在川滇交界渡口—永仁一帶則中部的大蕎地組為主要含煤組。
東南區
上三疊統亦分下、中、上三部,一般與其下的中、下三疊統呈假整合接觸。因上三疊統中、下部在該區不少地點缺失而使上部直接超覆於中、下三疊統之上。在粵北及湘東、贛西一帶,上三疊統層位齊全,一般下、上部為碎屑岩含煤組,中部為海相泥質岩類,岩性岩相均較穩定,總厚500~1000m。該區其餘地方上三疊統大部為碎屑岩含煤組,岩性較穩定,一般厚100~300m。統內產出植物屬格子蕨—網葉蕨植物群,雙殼類相當豐富,有Bakevellia,Bakevel-loides,Myophoriopsis,Unionites,Palaeopharus,Modio-lus,Oxytoma,Tosapecten,Jiangxiella等,此外還有葉肢介Euestheria,Lioestheria等。
形成條件
包括古地理、古植物。
古地理崑崙山—秦嶺一線以北為廣闊陸地,其間分布一系列內陸盆地,於晚三疊世接受沉積,主要的盆地有陝甘寧鄂爾多斯盆地及新疆準噶爾盆地。這些盆地在下、中三疊統已經形成的基礎上進一步拗陷而成,因地勢起伏不大,故沉積物在縱、橫方向上延展均較穩定。崑崙山—秦嶺一線以南,大體仍繼承中三疊世海陸分布的地理格局;西藏及滇西、川西地區當時為古特提斯海,其北的藏北地區及其東的四川盆地、滇中地區,均屬濱海地帶,後期因海退而演變為濱海平原。東南部粵閩一帶,當時有海水從太平洋湧入,以指狀海灣形式向北插到贛東和閩北,在海灣旁側為狹窄的濱海地帶,稍遠則有鄂南、鄂西、湘西等一系列小型陸上盆地。總體說來,西南區及東南區晚三疊世地勢仍較簡單平坦,當時地殼拗陷作用也還和緩。
古植物以裸子植物松柏、蘇鐵及銀杏類為主,蕨類植物次之。(參見彩圖插頁第29頁)崑崙山—秦嶺將全國劃分為北方、南方兩個植物地理區,北方型植物以楔葉綱,丁菲羊齒和舌葉屬發育為特點,稱為擬丹尼蕨—貝爾瑙蕨植物群; 南方型植物以含真蕨綱雙扇蕨科及豐富的蘇鐵綱分子為特點,稱格子蕨—網葉蕨植物群。
(1)擬丹尼蕨—貝爾瑙蕨植物群。化石賦存於中國西北區上三疊統中,以Danaeopsis (擬丹尼蕨) 和Bernoullia(貝爾瑙蕨)為代表,重要組成分子還有楔葉綱的Equisetites,Neocalamites,真蕨和種子蕨綱的Asterotheca,Todites,Cladophlebis,Thinnfeldia,銀杏綱的Glossophyllum,松柏綱的Podozamites等,主要為蕨類,裸子植物次之,代表溫暖潮濕氣候,表明中國西北部當時處於溫帶。其代表時代基本為晚三疊世,植物群內部分子則可延續到侏羅紀。
(2)格子蕨—網葉蕨植物群。化石賦存於中國東南區及西南區上三疊統中,以Clathropteris和Dic-tyophyllum為代表,重要組成分子有:真蕨和種子蕨綱的Lepidopteris,Ptilozamites,Thaumatopteris,蘇鐵綱 的 Anthrophyopsis,Pterophyllum,Sinozamites,Sphenozamites,開 通 目 Sagenopteris,銀 杏 綱Ginkgoites,松柏綱Pityophyllum,Podozamites等,以裸子植物蘇鐵類最為繁盛,銀杏、松柏、真蕨及種子蕨類等次之。這一植物群落代表了潮濕炎熱氣候環境,表明中國南方當時處於亞熱帶。植物群內不少分子可延續到早侏羅世,但Lepidopteris ottonis(奧托鱗羊齒),Ptilozamites chinensis (中華叉羽葉),Anthrophyopsis crassinervis(粗脈大網羽葉)等屬種僅限於上三疊統。
含煤情況
西北區、西南區、東南區各有特色。
西北區
含煤組位於上三疊統上部,以薄煤層為多,常與油頁岩、泥灰岩呈互層狀產出,含可採煤層1~3層,位居靠下層位,常為複雜結構煤層,單層厚1~2m。可採煤層主要分布於新疆天山南麓,青海北部黑河、大通河河谷,陝甘寧鄂爾多斯,陝西富縣、子長一帶。
西南區
上三疊統上部含煤組分布廣,一般含可採煤層1~5層,單層厚1m左右,比較穩定。中部含煤組僅於川滇交界渡口—永仁一帶發育較好,煤層層數多(8~132層),厚度大而不夠穩定,在雲南永仁華坪最厚,大於50m,但延伸數公里即變薄尖滅。
東南區
在閩南、粵北的海灣相上三疊統的下部,一般含煤層,但灰分高,難以開發利用。在閩北邵武,贛西萍鄉、湘南資興等地,上三疊統上部一般為含煤組,含可採煤層2~10層,但多呈似層狀,厚度變化於0~20m之間。