准东侏罗系含煤层地层岩相古地理特征研究

作者:骆垠山;张哨楠;邓南涛;苟迎春;赵为永 刊名:煤炭技术 上传者:文凯

【摘要】以准噶尔盆地东部地区侏罗系主要含煤地层八道湾组和西山窑组为研究对象,通过大量钻井岩心观察,结合前人研究成果,分析含煤地层岩性组合特征及岩相古地理特征,认为八道湾组中期为最大湖泛期,八道湾组晚期和西山窑组早期为最主要的成煤时期,识别了深湖、半深湖-浅湖、辫状河三角洲、曲流河三角洲、辫状河、曲流河、沼泽和扇三角洲等沉积环境,其中辫状河三角洲和曲流河三角洲为最有利的成煤环境。

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准噶尔盆地最我国煤炭资源的主要产地之一,在我国煤炭产业中占重要位置。八道湾组和西山窑组是侏罗系主要的含煤地层,具分布范围广、厚度大、煤层连续、煤质特征好等特点。前人分别对八道湾组和西山窑煤层发育特征、成煤环境及煤质特征等做了较多研究。但2组内动植物化石基本相同,岩性组合特征相似,应作为一整体进行研究。本文以八道湾组和西山窑组的岩性组合特征为基础,结合区域盆地周缘造山带作用,总结聚煤时期的岩相古地理特征,优选有利成煤环境,为进一步开采方案的制定提供地质理论依据。1含煤地层特征准噶尔盆地侏罗系底部依次发育,八道湾组、三工江组和西山窑组,其中八道湾组和西山窑组是主要的含煤地层。1.1八道湾组地层特征八道湾组为典型的陆相含煤地层,与三叠系地层不整合接触。岩石类型为砾岩、砂岩、泥岩及煤层。按岩性组合的旋回性可划分为3段,其中上段和下段煤层发育较好。下段煤层主要发育于盆地南部,北部煤层较薄。中段主要为灰色泥岩、粉砂质泥岩,局部发育少量细砂岩。上段底部发育薄层砾岩,煤层发育较好,为八道湾组的主要含煤层段。1.2西山组岩性特征西山窑组是在早侏罗世晚期沉积的一套以浅灰、灰、绿灰色细砂岩、泥质粉砂岩、泥质砂岩、不等粒砂岩夹砂砾岩和褐色、黄褐色、深灰色泥岩夹多层煤层以及碳质泥岩夹层的沉积物组合。由于盆地基底向南倾斜,地层南厚北薄。西山窑期是准噶尔盆地重要成煤期,曲流河三角洲及湖泊相是其主要沉积体系。白家海凸起西山窑组厚度为50~320m,底部为厚层灰色中细砂岩为主,中上部岩性主要为中厚-巨厚紫褐色、褐灰色、绿灰色、灰色泥岩夹中厚-厚层灰色泥质粉砂岩、泥质细砂岩及煤。按其岩性组合特征可划分为上、下2段,主要含煤地层发育于下段。2含煤地层岩相古地理特征准噶尔盆地早中侏罗系地处于震荡型陆内凹陷发展阶段,松弛凹陷阶段与挤压凹陷阶段交替进行。盆地稳定沉积,褶皱平缓,鼻状构造发育,后期局部地区发育张裂隙。燕山运动在盆地西部作用较强烈。侏罗系中早期盆地经历一次整体抬深作用,基底部分断裂,造成不同区域差异抬升,沉积体系差异明显(见图1)。(a)八道湾中期(b)八道湾晚期(c)三工河组(d)西山窑组早期图1准东地区八道湾组-西山窑组岩相古地理特征A.深湖B.半深湖-浅湖C.辫状河三角洲D.曲流河三角洲E.辫状河F.曲流河G.沼泽H.扇三角洲2.1八道湾组岩相古地理特征八道湾组时期为明显的水体变深后又变浅的过程。由于盆地基底缓慢下降,河流、湖泊沼泽大面积发育,气候温暖,蕨类植物繁盛。准东地区发育的河流多发源于克拉美丽山,经过较长区域,注入湖泊。八道湾中期湖泊面积发育最大,后缓慢后退。在此期间,沼泽面积广阔,植物发育较好,为最有利的成煤时期。博格达山前发育曲流河沉积,少量扇三角洲。克拉美丽山前发育曲流河三角洲和辫状河三角洲,盆地腹部主要为半深湖-浅湖区域,玛纳斯附近为深湖沉积,乌鲁木齐西部发育少量曲流河三角洲。八道湾晚期博格达山与克拉美丽山之间发育曲流河沉积,局部发育少量沼泽。盆地腹部主要为半深湖-浅湖沉积。北部发育曲流河三角洲和辫状河三角洲沉积乌鲁木齐附近为扇三角洲沉积。2.2三工河组岩相古地理特征三工河组时期湖盆面积萎缩,克拉美丽山为主要物源,河道砂体大面积发育。博格达山与克拉美丽山之间发育曲流河沉积,克拉美丽山西侧发育曲流河三角洲。盆地腹部主要为半深湖-浅湖,博格达山西侧发育辫状河三角洲。2.3西山窑组岩相古地理特征西山窑组时期,气候温暖,河流水量明显增加,湖泊面积扩大,植物的发育又进入高峰期。周缘造山带活动较弱,碎屑物质供给较差,水动力条件较稳定的沼泽环境为成煤提供了良好的场所。博

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