东北地区早白垩世含煤岩系层序地层研究

作者:邵凯;邵龙义;曲延林;张强;王举;高迪;王东东;李柱 刊名:煤炭学报 上传者:黎光明

【摘要】利用煤田钻孔资料,对东北地区早白垩世主要盆地群的含煤岩系层序地层格架及聚煤规律进行研究。根据区域不整合面、下切谷砂砾岩体底面以及沉积相转换面等4类型层序界面,在研究区识别出6个层序界面,将区内含煤岩系划分为5个三级层序。层序Ⅰ属于盆地的初始断陷阶段,层序Ⅱ、层序Ⅲ是盆地持续沉降阶段,层序Ⅳ、层序Ⅴ时期是湖泊缓慢回升,萎缩的过程。聚煤作用从层序Ⅰ到层序Ⅴ的趋势依次为:弱,强,弱,强,弱。层序Ⅱ处于盆地的缓慢裂陷期,层序Ⅳ处于盆地缓慢回升期,这两个时期都有适度的湖平面上升速率,能保证可容空间增加速率与泥炭堆积速率之间的相对平衡关系,从而形成了区域性的厚煤层,这两个层序分别对应形成了区域上的下含煤段和上含煤段。

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早白垩世是我国地史上的一个重要聚煤期,聚煤作用主要发生在中国东北部数量众多的陆相断陷盆地内,煤炭资源量巨大。围绕东北白垩纪断陷盆地构造演化、聚煤模式及地层划分对比等,众多学者进行了深入研究,进行了大区域的地层划分对比[1],提出了断陷盆地构造演化模式[2],总结出东北早白垩世聚煤规律[3-4],这些成果虽然对东北地区煤田勘探及煤炭资源预测起到了积极的作用,但是东北地区大区域性的煤层对比、盆地内煤层成因模式及富煤带的展布规律仍然是大家争论的问题。近年来,层序地层学理论及新的聚煤作用理论的提出对不同构造背景下的聚煤盆地,从基准面旋回及可容空间变化规律方面重新认识聚煤作用机理提供了可能性。层序地层格架下的聚煤模式及富煤中心分布规律,为煤炭资源预测的客观性及煤田勘查准确性提供了可靠保证。笔者在参加新一轮全国煤炭资源潜力评价期间,有机会对整个东北地区早白垩世含煤岩系层序地层格架及聚煤作用规律进行研究。本文即根据煤炭资源潜力评价的资料,对东北地区早白垩世含煤岩系层序地层对比方案及相关的聚煤规律进行总结。1地质背景东北地区的含煤盆地分布在天山兴蒙东西构造域和吉黑南北构造域两套拼贴增生褶皱带的交汇部位。在盆地的形成和演化过程中,除受到太平洋构造域的挤压俯冲与裂陷伸展的交替作用外,还受到北部和西南部周边板块碰撞效应及大陆内部各圈层的耦合作用。在中生代的早期,东北地区的板块拼合为统一的欧亚大陆。随后在东侧库拉太平洋板块沿NW和NNW方向向欧亚大陆的俯冲挤压和欧亚大陆沿SE和SEE方向裂解拉伸的交替作用下,除了在黑龙江东部的三江穆棱一带有海相沉积,其他地区形成了一系列的断坳、断陷盆地[5]。东北地区早白垩世含煤盆地分布在黑龙江、吉林、辽宁及内蒙古自治区东部约160万km2的范围内。含煤盆地主要展布在西部带、中部带、东部带3个NNE向条带上:西部带以大兴安岭山脉以西的海拉尔群和二连盆地群为主,中部带以松辽盆地为主,东部带以三江穆棱延吉盆地群为主(图1)。图1东北地区早白垩世盆地分布(据文献[6]修改)Fig.1DistributionofEarlyCretaceouscontinentalriftingcoalbasinsinNortheasternChina(modifiedafterReference[6])该区含煤地层从西往东可分为:西部带海拉尔盆地群为主,含煤地层为大磨拐河组和伊敏组,二连盆地的含煤地层主要为阿尔善组、腾格尔组和赛汉塔拉组;中部带以松辽盆地东缘盆地群为代表,含煤地层主要为沙河子组和营城组;东部带以三江穆棱盆地群为主,含煤地层为滴道组、城子河组和穆棱组(图2)。图2东北地区早白垩世含煤地层对比(据文献[7-8]修改)Fig.2StratigraphiccorrelationoftheEarlyCreataceouscoalmeasuresinnortheasternChina(modifiedafterReference[7-8])东北地区的早白垩世通常具有两个含煤层位,下含煤层和上含煤层。盆地的演化和主要沉积相总体分为5个演化阶段:第1阶段为初始裂陷期,相当于地层的义县阶到九佛堂阶,发育火山喷发冲积扇相沉积;第2阶段为缓慢裂陷期,主要发育河流-湖泊相沉积;第3阶段为急速裂陷期,主要发育湖泊相沉积,这两个阶段相当于地层的沙海阶;第4阶段为缓慢回升期,主要发育湖泊-三角洲沉积;第5阶段为抬升消亡期,主要发育河流-冲积扇沉积相当于地层的,后两个阶段相当于地层的阜新阶[9]。2东北地区层序地层格架在本次层序地层学研究中,层序的定义及体系域的划分以Exxo

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