卡姆斯特煤田侏罗系八道湾组地层层序及聚煤特征

作者:吴天伟;田继军;木合塔尔.扎日;陈斌;马帅;柳磊 刊名:中国地质 上传者:包晋

【摘要】综合利用卡姆斯特煤田钻孔测井、野外露头及古生物化石等资料,应用经典层序地层学基本理论和方法,对卡姆斯特煤田八道湾组进行了层序地层划分,共识别出SQ1和SQ2两个三级层序,并根据地层叠置样式、沉积旋回特征细分为6个体系域。通过沉积基础图件、沉积环境的分析明确了研究区八道湾组沉积演化主要受古地形起伏、古气候条件等古地理因素的综合影响。确定研究区内目的层段主要在高位和低位时期聚煤,湖侵时期不利于聚煤。通过详细研究卡姆斯特煤田八道湾组的沉积环境和聚煤特征,为今后寻找和开发卡姆斯特地区煤炭资源提供地质依据。

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卡姆斯特煤田是准噶尔含煤盆地5大煤田之一,其独特的构造-沉积背景和丰富的煤炭资源逐渐受到地质学家的重视[1-3],但是前人的研究多针对整个准噶尔盆地的构造、沉积和古生物等方面进行了较深入的研究[4-14],而对于卡姆斯特煤田的研究相对较少。本文以经典层序地层学和现代沉积学的理论为指导,利用近年来最新的勘探资料,主要从单井相、连井剖面相和平面相等几个方面入手,建立含煤岩系的层序地层格架,讨论研究区沉积环境与沉积体系展布特征,分析卡姆斯特煤田八道湾组的沉积特征和聚煤规律。1研究区地质概况研究区位于新疆维吾尔自治区北部,地处准噶尔盆地东北缘,隶属阿勒泰地区富蕴县管辖。其大地构造上位于准噶尔盆地东北缘,属欧亚山字型构造东翼及反射弧地带,处于乌伦古坳陷与陆梁隆起的交合部位。北以乌伦古深断裂为界,南到卡拉麦里深断裂,与准东煤田相邻。区域构造线呈北西-近东西向,构造变形以褶皱为主,断裂次之,面积约4500km2(图1)。侏罗系沉积时卡姆斯特煤田属于古准噶尔盆地的东北边缘地带。准噶尔盆地是一个从晚古生代开始发育的大型叠合盆地,石炭二叠纪为断陷阶段,三叠纪为断陷坳陷阶段,至早中侏罗世为坳陷阶段,此时盆地统一、湖域最广,为泛准噶尔盆地发育时期,该期气候潮湿、温暖、沼泽发育,是最重要的成煤期[15]。在整体坳陷的背景下,由于构造作用、气候等因素的影响,使盆地下降速度时快时慢,水体范围时大时小,从而造成各层组之间频繁和短暂的沉积间断,形成平行不整合和微角度不整合[16]。侏罗系沉积环境具有盆大水浅、物源充足、坡度缓、河流长、冲积扇在盆地边缘发育并快速发育为河流的特点[17]。通过对研究区大量钻孔资料、测井资料、野外露头及图1准噶尔盆地东部构造区划简图(据新疆油田公司修改)Fig.1TectonicunitsofeastJunggarBasin(afterXinjiangOilfieldCompany)古生物化石资料的分析,发现卡姆斯特煤田侏罗纪为辫状河三角洲沉积体系。主要发育辫状河流、辫状河三角洲、湖泊相沉积。该区地势东南高、西北低,地层区划属准噶尔地层分区的乌伦古河地层小区,主要聚煤期侏罗纪的含煤岩系称为水西沟群,自下而上被细分为下侏罗统八道湾组(J1b)、中统三工河组(J1s)、中统西山窑组(J2x)以及西山窑组之上的侏罗系上统石树沟组(J1-2sh),该组为一湖相红色沉积,不含煤。而研究目的层八道湾组为一套辫状河辫状河三角洲相含煤陆源碎屑岩沉积体系。研究区内八道湾组沉积厚度为120500m,依据钻孔资料其岩性主要为一套湖滨相、河流相及泥炭质沼泽相间为主体的灰深灰色、灰绿色粉砂岩和细砂岩。古生物化石主要有:PhoenicopsisspeciosaHeer,Laccopteriscf.polyddioidesBrongn.,SphenopterisdiamansisSze,ConiopterishymenophylloidesBrongn.,Cladophlebiscf.whitbyensis(Brongn.),Thyrsopterissp.Dicksonia?sp.等。从以上化石资料分析可知,侏罗系八道湾组时期卡姆斯特煤田气候温暖湿润,盆地内植物繁盛,植物种群得到高度发展,为煤的形成提供了丰富的物质来源[3]。2层序地层分析层序可以分为不同的级次,根据层序边界(侵蚀不整合面、沉积间断面及其对应的整合面)的类型和分布,以及层序内部特征(地层分布模式、沉积相演变等)可将层序划分为巨层序组、巨层序、超层序组、超层序、层序、体系域、准层序组和准层序[18]。本文中卡姆斯特煤

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