南华北盆地石炭-二叠系沉积环境与聚煤规律研究

作者:刁玉杰;魏久传;曹红 刊名:海洋科学集刊 上传者:向廷生

【摘要】南华北盆地位于东秦岭-大别山构造带北缘,华北地台的南部,横跨华北地块、华北地块南缘构造带,同时紧邻北秦岭褶皱带,为一在华北地台基础之上发育起来的中、新生代叠合盆地,包括豫西隆起区、周口拗陷、太康隆起、开封拗陷、长山隆起、信阳-合肥拗陷、淮北隆起7个一级构造单元,总面积约15×10~4km~2。韩树荣(1990)和河南煤

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南华北盆地位于东秦岭一大别山构造带北缘,华北地台的南部,横跨华北地块、华北地块南缘构造带,同时紧邻北秦岭褶皱带,为一在华北地台基础之上发育起来的中、新生代叠合盆地,包括豫西隆起区、周口拗陷、太康隆起、开封拗陷、长山隆起、信阳-合肥拗陷、淮北隆起7个一级构造单元,总面积约15x104玩2。韩树荣(1990)和河南煤田地质公司(1991)等都曾分别对两淮、河南地区石炭一二叠纪含煤地层沉积环境和聚煤规律做过详细的研究(陈晋镰等,1997;胡益成等,1997),系统地研究了整个南华北地区晚古生代含煤地层的沉积环境和岩相古地理、聚煤盆地构造特征、聚煤规律,对南华北地区找煤方向或成煤预测方面都有十分重要的意义。一尝石袖巨解抑、门~J一卜创护七Jl‘气’l少七夕U华北石炭一二叠系整体平行不整合于奥陶纪地层之上,在华北南部由于晚石炭世隆起的存在,三门峡登封许昌一确山一固始一线以南覆于寒武系之上,以北覆于奥陶系峰峰组之上。根据统一的华北岩石地层划分方案,可以将南华北地区石炭一二叠纪的岩石地层总体上自老到新划分为三大套,暗色的月门沟群,杂色的石盒子群和紫红色的石千峰群。其中月门沟群包括本溪组、太原组和山西组,石盒子群包括下石盒子组和上石盒子组,石千峰群中只有孙家沟组时代处于二叠纪,将孙家沟组和尚沟组、刘家沟组统称为石千峰群,原石千峰组改为孙家沟组(Chengetal.,1997)。区内各组岩石地层特征简述如下。二、沉积体系、沉积相及典型沉积序列分析南华北地区晚古生代沉积从豫西至淮北呈东西向条带展布,沉积盆地经历了由陆表海一三角洲一近海湖泊沉积的充填过程。通过对岩层宏观和微观的沉积学标志、砂体形态、垂向序列、测井曲线和古生物的研究,可辨别出四大沉积体系:碳酸盐台地沉积体系、障壁一渴湖沉积体系、浅水三角洲沉积体系和湖泊沉积体系。134海洋科字果刊1.碳酸盐台地沉积体系陆表海碳酸盐台地沉积体系是华北晚古生代含煤建造中的一个重要的沉积体系类型,主要分布于本溪一太原组地层中。南华北地区的灰岩比较发育,为1一18层,其中徐州地区发育层最多,达18层,总体上北少南多,西少东多。从灰岩的成因结构上看,以生物碎屑泥晶灰岩和含生物碎屑泥晶灰岩为主,代表华北陆表海总体上中等州氏能的浅水环境。交错层理、波状层理和风暴沉积的存在,说明大部分位于潮下至风暴浪基面之间。沉积相类型包括开阔台地相、局限台地相、向上变浅沉积序列(图l)和风暴沉积(周丽,2005)。图1向上变浅的沉积序列(临涣地区)2.障壁一渴湖沉积体系障壁一渴湖沉积体系主要由三大碎屑部分构成:潮下到露出水面的砂质障壁岛部分,岛后渴湖、潮坪,沟通渴湖与外海的潮汐水道系统。研究区内主要见于太原组的中上部,主要沉积相类型包括潮道、潮坪、障壁砂坝和渴湖。3.浅水三角洲沉积体系浅水三角洲沉积体系是南华北地区山西一上石盒子组的主要沉积环境,是在盆地北部边缘隆起过程中广泛发育的陆表海过渡性沉积,主要以河控三角洲为主,三角洲平原相极为发育,分流河道相占重要地位,前三角洲不发育。广阔的三角洲平原为大规模的聚煤作用创造了条件,主要沉积相类型包括三角洲前缘相和三角洲平原相。三角洲前缘相是三角洲水下部分的主体,主要由河口砂坝相、远砂坝相、前缘席状砂和分流间湾相组成(图2)。三角洲平原相是三角洲的水上部分,亦是三角洲的主体,华北晚古生代陆表海盆地三角洲平原相极其发育。主要由分流河道、天然堤、决口扇、泛滥平原相和沼泽相组成(图3)。刁玉杰等:南华北盆地石炭一二叠系沉积环境与聚煤规律研究-一一二l资资{----一/分流间洼地分流间洼地决口扇分流河道分流间湾锌.弓

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