吐哈盆地早、中侏罗世聚煤期古构造

作者:曹代勇;邵龙义;张鹏飞 刊名:古地理学报 上传者:储亚玲

【摘要】吐哈含煤和油气盆地是地质历史演化过程中不同时代、不同性质的沉积盆地转化叠合的结果.岩相古地理分析表明,早、中侏罗世含煤岩系发育于伸展机制下的泛湖盆环境,经历了沼泽化—湖化—沼泽化—湖化过程.两次沼泽化(聚煤期)时间分别为旱侏罗世八道湾期和中侏罗世西山窑期早期,两次湖泊扩张期为早侏罗世三工河期和中侏罗世西山窑期晚期.盆地基底具有受北东—南西向断裂和北西—南东向断裂控制、呈菱形断块组合的性质,同沉积期基底断块活动控制盆地古地理面貌和沉积格局.早、中保罗世地层厚度等值线呈北东东—南西西向和北西西—南东东向交织展布,地层增厚、减薄带呈北东—南西向和北西—南东向相间排列.一般而言,两组凹陷带相交部位构成次级沉积中心,如台北凹陷西部、托克逊凹陷西部、哈密坳陷和支维尔沟坳陷.吐哈盆地早、中保罗世伸展作用的地球动力学背景是东天山地区后造山期应力松弛,导致造山带之间地慢物质运动激化,热扩容莫霍面上隆,使地壳上部处于引张应力状态,基底断裂以正断层位移形式造成断陷伸展,接受沉积并逐步扩展.

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吐哈盆地位于新疆北部东天山地区,煤炭资源极为丰富,埋深浅于2000m的资源量达53toX10st,是世界上10个sopX10st的特大型聚煤盆地之一[门,自80年代以来,作为中国第一个煤成油盆地,受到地质界的广泛关注[卜‘]。吐哈盆地现代地理类型为大型山间内陆盆地,东西长约700km,南北宽约60-80kin。这一重要的含煤和油气盆地,是地质历史演化过程中不同时代、不同性质的沉积盆地转化叠合的结果。笔者的研究表明,吐哈盆地经历了晚二叠世一三叠纪碰撞带前陆残留拗陷、诛罗纪的后造山期伸展、中生代后期一新生代反转挤压等三大演化阶段{”。本文从岩相古地理和古构造分析人手,着重讨论吐哈盆地早。中诛罗世聚煤期伸展作用对盆地性质和古地理格局的影响。Ind背景吐哈盆地位于哈萨克斯坦、西伯利亚、塔里木三大古板块的汇合部位,盆地基底属于哈萨克斯坦古板块中准噶尔一吐鲁番次级板块的一部分‘’。吐哈盆地被不同时代和不同性质的构造活动带所环绕,南侧的中天山山脉是吐鲁番古板块与塔里木古板块之间的晚古生代碰撞拼贴造山带,晚古生代末期隆起为觉罗塔格山;盆地北侧博格达一哈尔里克构造带的中、新生代构造活动强烈,沿博格达山前发育由北向南扩展、指向盆内的逆冲推覆构造带,卷人地层时代从石炭纪直至第四纪。盆地周缘的逆冲推覆作用破坏了中生代盆地的原始沉积面貌,构成吐哈新生代盆地边界。盆内中、新生界倾角多在ZO-r之间,逆冲断层和纵弯榴皱等挤压性构造发育,构造线展布以北西一南东走向和北东一南西走向为主。盆地构造单元格局具有“南北分带、东西分块”的特征,沿南北方向,可分出北部拗陷带(I)、中部斜坡带(匝)和南部隆起带(皿)等盆内一级构造单元;由东至西,可分为东部拗陷区u)即哈密墩陷(l。)、中部隆起区(B)、西部拗陷区K)即吐鲁番勒陷(包括台北凹陷ll_;和托克逊凹陷I;。等两个次级构造单元)(图1)。图1吐哈盆地构造格局略图l一盆地边界;2一逆冲断层;3一级构造单元界线S4次级构造单元界线Fig.lllelllatlcipethowingies3IL)tllcrofe1lrl:)azvllAzlll13flsln2岩相古地理特征吐哈盆地诛罗纪含煤岩系为一套陆源碎屑沉积,包括下诛罗统八道湾组(J;b)和三工河组(人X)及中诛罗统下部的西山窑组(人X),其中八道湾组和西山窑组是主要含煤地层。岩相古地理分析表明,该盆地早、中株罗世经历了沼泽化一湖化一沼泽化一湖化过程。两次沼泽化(聚煤期)时间分别为早什罗世八道湾期和中什罗世西山窑期早期,两次湖化、湖泊扩张期为早诛罗世三工河期和中诛罗世西山窑期晚期,总体趋势是沉积范围逐步扩大。物源区以盆地南侧的觉罗塔格山为主,北侧的博格达一哈尔里克山在早、中株罗世仅为局部隆起,构成次要物源。八道湾组沉积期是盆地沉降初期,盆缘断裂活动较强烈,地形高差悬殊,沉积物以砂砾岩为主,沉积范围窄,沉积厚度约700余米。主要的古地理单元有冲积平原、上三角洲平原、下三角洲平原、水下三角洲和滨浅湖等。拗陷内部主要为三角洲沉积,组成三角洲朵体的沉积物以来自南侧为主(图2)。在三角洲体系基础上的沼泽化有利于聚煤作用发生,有利的成煤环境包括三角洲间湾、下三角洲平原、上三角洲平原等,厚煤层主要分布于西部拗陷区。三工河组沉积期为湖泊扩张期,以细粒沉积为主。早期主要发育一些水进型三角洲,晚期则主要为湖泊沉积。与八道湾期相比,三角洲规模大大变小,水体明显加深,并且多为水进型水下三角洲。以湖泊体系为主的沉积环境不利于聚煤作用发育,但湖相暗色泥岩构成有利的烃源岩类型。西山窑组是在充填三工河期扩张了的湖盆过

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