新疆托克逊煤田侏罗系成煤环境及沉积特征分析

作者:柳磊;汪立今;田继军;吴天伟;马帅 刊名:地球学报 上传者:林广海

【摘要】在对大量钻孔资料,测井资料、野外露头及古生物化石资料进行分析的基础上,应用层序地层学基本理论和方法,对托克逊煤田西山窑组进行了层序地层划分,共识别出SQ1和SQ2两个三级层序,并根据地层叠置样式、沉积旋回特征细分为6个体系域。通过沉积基础图件、沉积环境的分析明确了研究区西山窑组沉积演化特征。SQ1层序中,河控三角洲发育,在湖缘及泛滥平原区形成稳定的泥炭沼泽,且聚煤作用时间长,强度大,分布广,形成了稳定的厚煤层;SQ2层序由于构造变动频繁,加上后期剥蚀严重,导致聚煤作用逐渐减弱。通过对托克逊煤田西山窑组的沉积环境特征和煤层聚集规律的分析为下一步的煤炭勘探提供了依据。

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托克逊侏罗系煤田中下统为此煤田最主要的聚煤层位,其中以八道湾组与西山窑组为主,其独特的构造-沉积背景及其丰富的煤炭和石油资源愈来愈受到众多地质学家的重视。前人针对托克逊的研究主要在构造演化、含油气系统、物源分析等方面进行了较深入的研究,对托克逊煤田物源与吐哈盆550地球学报第三十二卷地演化有较一致的认识,对沉积环为主要的聚煤期等(邵龙义等,2009;吴因业等,1995)。本文拟在前人研究的基础上(张素梅等,2008;吕大炜等,2008),以经典层序地层学和现代沉积学的理论为指导,主要从单井相、连井剖面相和平面相三方面入手,分析托克逊煤田西山窑组的沉积特征和聚煤规律。根据新疆煤田地质局资料划分托克逊煤田位于吐鲁番-哈密盆地的西北一带。西起克尔碱,东到七泉湖,由三个独立的带状小煤田组成,整体呈东西向弧形分布。东西长约150km,南北宽约5.50~19.5km,面积约1961km2(图1)。行政区划属托克逊县、吐鲁番市等县(市)管辖。托克逊煤田矿产资源丰富、品种齐全。能源矿产主要有煤、天然气、石油、水利、油页岩等,愈来愈受到众多地质学家的重视。煤是该地区主要能源矿产。托克逊煤田主要聚煤期侏罗纪的含煤岩系称为水西沟群,自下而上被细分为下统八道湾组(下含煤组)、三工河组(不含煤组)和中统西山窑组(上含煤组)。西山窑组之上为头屯河组、齐古组和喀拉札组,头屯河属中侏罗世晚期,主要为滨浅湖相沉积,并开始出现了红层,至晚侏罗世的齐古组和喀拉札组,河流相沉积追间展至全盆地,红层更加发育,反映气候明显向干旱转变,不含煤。西山窑组和头屯河组之间的燕山运动在托克逊煤田表现为以轻微的褶皱运动为其特点,造成头屯河组以微角度不整合覆于西山窑组之上,标志着托克逊煤田南缘乃至整个吐哈盆地性质的转变界面,主要发育辫状河流、辫状河三角洲、湖泊相沉积。西山窑组主要沉积了灰白色至灰绿色砂岩、砾砂岩、灰色泥岩、黑色炭质泥岩,形成韵律状交互图1托克逊煤田构造区划简图(据柳益群等,2000修改)Fig.1TectonicunitsoftheToksuncoalfield(modifiedafterLIUYi-qunetal.,2000)层,含多层可采煤层;夹薄层透镜状菱铁矿、铁质砂岩和灰色凝灰岩;底部为块状灰白色石英质砾岩,或为灰白色巨厚的石英砂砾岩段夹煤层;往上渐变为砂岩、泥岩的频繁交互沉积,相对变细,形成一个正旋回,厚731~903m,为一套湖泊三角洲-河流相沉积。根据前人资料显示西山窑组化石含量多,种类丰富。其中发现大量的蕨类植物化石,原始松粉、松柏粉等也占一定数量,显示出中侏罗世为亚热带潮湿气候环境。在中侏罗世晚期沉积中,除含有水生藻类化石外,尚含有较丰富的介形类、双壳类、叶肢介、腹足类鱼鳞鱼骨等化石,如鄯善柴达木叶肢介、真叶肢介、达尔文介和吐鲁番假铰蚌。从以上地层中所获得的动、植物化石和孢粉资料分析,中侏罗统西山窑组的亚热带潮湿气候环境,为煤的形成提供了丰富的物质来源(商平等,1999;张鹏飞等,2003)。1层序地层分析层序可以分为不同的级次,根据层序边界(侵蚀不整合面、沉积间断面及其对应的整合面)的类型和分布,以及层序内部特征(地层分布模式、沉积相演变等)可将层序划分为巨层序组、巨层序、超层序组、超层序、层序、体系域、准层序组和准层序。本文中托克逊煤田的层序级别包括:层序(三级层序)、体系域和准层序组(金高峰等,2000)。1.1层序界面的识别层序地层界面的识别主要是根据露头、测井资料、钻井资料所反映的沉积的特征,是进行层序界面识别的关键。1)露头标志:在研究区大河沿镇出露的三工河

参考文献

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