鹤岗盆地含煤岩系层序格架及聚煤规律研究

作者:王文娟;李柱;张金彪 刊名:黑龙江科技信息 上传者:胡津瑄

【摘要】本文通过搜集峻德、兴安、南山等七个矿区钻孔柱状剖面,对其沉积相及地层层序分析研究,建立了鹤岗早白垩世含煤地层城子河组及穆棱组的层序地层格架,确定鹤岗矿区中部新陆矿、南山矿地区为聚煤富煤中心。并从古气候、沉积环境、古地理、古构造四个方面分析鹤岗盆地控煤因素及聚煤规律,指出冲积平原发育的沼泽相及湖泊三角洲相为本区最佳聚煤环境。

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鹤岗盆地位于黑龙江省东北部,小兴安岭东南麓与三江平原西北部边缘交界处,地势西北部高为低山丘陵,东南部低为平原区,海拔标高一般为450150m,年平均气温2.5,年降水量为600mm,无霜期147天。区内有鹤佳、鹤北铁路,有鹤岗至伊春、鹤岗至大连等公路以及村镇间砂石公路,交通较为方便。行政区划属鹤岗市和萝北县。地理坐标为:470949474439,13013101304315。面积1308.51km2。1区域地层鹤岗盆地发育在太古界和元古界地层及兴东期、加里东期、华力西期和印支期花岗岩之上,含煤地层为早白垩世城子河组、穆棱组,其上有白垩系以及新生界盖层。2鹤岗盆地早白垩世层序S3沉积期聚煤特征鹤岗盆地早白垩世层序S3沉积时聚煤中心位于鹤岗煤田的大陆新一矿区附近,煤层最厚可达50米,为冲积平原沼泽及湖泊三角洲平原环境成煤,此外在北大岭及兴安台矿区也有可采煤层发育,为冲积平原的沼泽成煤。3鹤岗盆地聚煤作用控制因素3.1古气候对聚煤作用的影响古气候环境最终控制着成煤植物的生长,繁殖,是聚煤作用发生的前提条件,温暖潮湿气候有利于成煤植物的生长繁殖,而炎热干旱气候不利于成煤植物生长繁殖。早白垩世在东北地区温暖潮湿的古气候环境是研究区发生聚煤作用的前提条件。3.2沉积环境对聚煤作用的影响沉积环境是成煤植物生长繁衍的物质基础,是聚煤作用的主要因素之一。从盆地边缘的冲积扇、冲击平原、湖泊三角洲再到盆地沉积中心,沉积物的砂泥比值表现出由高到低的有规律变化。因此,可以用砂泥比值与含煤系数的相关性来反映沉积环境对聚煤作用的控制作用。聚煤强度中心位于冲击平原及三角洲平原上的泥炭沼泽,煤层厚度向盆地边缘减少。3.3古地理因素该沉积区范围内古地理对含煤岩系及煤层厚度有明显控制作用。黑龙江省境内鹤岗盆地的沉积环境及古地理面貌主要为盆地边缘发育冲积扇、向盆地中央发育河流和三角洲平原及湖泊。煤层主要发育在三角洲平原及冲积平原上的沼泽发育地带,因此古地理控制了聚煤作用。3.4古构造因素古构造控制了盆地的地层发育的厚度及盆地的物源方向,物源主要来自盆地的西部,也间接的控制了煤层发育的展布方向。4鹤岗盆地层序S3聚煤模式研究鹤岗盆地西缘在近南北向同生断裂控制下,接受含煤地层的沉积,形成今天鹤岗盆地各主要矿区所采的煤层。下面主要以鹤岗盆地西部矿区为例,介绍一下研究区的沉积模式(图1)。鹤岗盆地为近南北走向,冲积扇带经常出现在盆地的活动边缘,在矿区的西侧由于坡度较大,形成厚层的冲积扇沉积,向东粒度逐渐从粗变细。盆地的物源主要来自盆地的西部山区,以侧向补给为主,纵向补给为辅,不过在城子河组沉积末期纵向补给增加。岩石相带及其展布方向与盆地长轴近于平行,与主要搬运方向近于直交。城子河组沉积期的古地理景观:北部的石头庙子区、尚志区主要为湖泊沉积,周围的水系向湖区汇集。在盆地中部存在一条贯穿盆地南北的大型河流,向北注入湖泊。矿区从西部山区发育多条河流向东注入,盆地中央的大型河流。总体上,在盆地中构成了冲积扇河流三角洲湖泊沉积体系模式。厚煤层主要形成在冲积平原发育的沼泽及湖泊三角洲的平原之上,主要由于在剩余可溶空间的增加速率与泥炭的堆积速率增加速率相对保持平衡。5结论鹤岗盆地为陆相断陷湖盆沉积,冲积扇辨状河曲流湖湖泊三角洲湖泊沉积体系,主要聚煤环境为河流冲积相的洪泛盆地和三角洲平原环境。通过对鹤岗盆地含煤岩系层序地层分析对城子河组划分出2个三级层序组,即S2、S3,穆棱组划分出2个三级层序组即S4、S5。并相应划分出低位体系域、湖侵体系域和高位体系域。湖侵体系域为最佳聚煤环境,盆地北部和西部为冲积扇向盆

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