华北地台晚石炭世-早二叠世含煤岩系聚煤规律研究

作者:董大啸;邵龙义;李明培; 刊名:煤炭科学技术 上传者:林相

【摘要】为了建立华北地台晚石炭世-早二叠世层序地层格架,绘制相应的岩相古地理图,找出华北地台聚煤作用控制因素,通过对野外露头及钻孔剖面资料分析等工作,将华北地台晚石炭世-早二叠世含煤地层划分为7个三级层序,煤层主要发育在SⅢ3和SⅢ5层序.利用单因素分析多因素综合作图法恢复了各层序中岩相古地理,并对煤层分布规律进行分析,结果表明:SⅢ3层序中煤层发育受到沉积相南北分异、东西展布特征的控制,华北地台北缘以河流泛滥盆地沉积为主,煤层层数少但单煤层厚度大,南缘以碳酸盐台地沉积为主,煤层层数众多但单煤层厚度小,SⅢ3层序的聚煤中心主要位于华北地台北部地区;SⅢ5层序中煤层受到沉积相和基底沉降速率的双重控制,碎屑沉积不活跃沉积相带有利于成煤,30~40 m的层序地层厚度地区有利于成煤,SⅢ5的聚煤中心主要位于河南、京津冀和银川附近地区.

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引用格式:董大啸,邵龙义,李明培.华北地台晚石炭世-早二叠世含煤岩系聚煤规律研究[J].煤炭科学技术,2017,45(9):175-181,187.DONGDaxiao,SHAOLongyi,LIMingpei.StudyoncoalaccumulatinglawoflateCarboniferous-earlyPermiancoal-bearingstratainNorthChinaPlatform[J].CoalScienceandTechnology,2017,45(9):175-181,187.0引言近年来,层序地层学原理在聚煤作用分析中得到广泛应用,等时性的层序地层格架的建立则有助于预测厚煤层的分布规律,同时丰富了煤地质学的研究内容。目前已认识到厚煤层的形成受制于可容空间增加速率和泥炭堆积速率的匹配度,而泥炭堆积速率的大小受到古地理环境的影响,可容空间增加速率的大小受到基底沉降速率和绝对海平面升降速率的控制[1-2]。我国华北地区煤炭资源分布广、储量大、开发历史悠久,是我国重要的煤炭工业基地,尤其是近几年深部煤炭资源研究的深入,以及煤层气、页岩气等非常规天然气勘探的兴起,华北地台石炭-二叠纪沉积环境、聚煤规律等一直都是研究的热点,陆续的有专家学者展开研究,华北地台石炭-二叠纪沉积环境、聚煤规律等一直都是研究的热点,陆续的有专家学者展开研究,邵龙义等[3]建立了华北地台石炭-二叠纪近海型含煤岩系层序地层格架,杨华等[4]对鄂尔多斯盆地古生界煤成气勘探进展进行总结,鲁静等[5]以鄂尔多斯盆地东缘为例揭示了克拉通陆表海盆地层序界面形成机制及等时地层格架内古地理背景下煤层聚集特征,付娟娟等[6]认为心水盆地的有机地化参数、矿物组成、孔隙发育及结构特征都有利于页岩生烃和页岩气储存,王保玉等[7]综合分析了沁水盆地太原组的岩性、沉积构造、实体化石、遗迹化石和沉积序列等沉积特征,吕大炜、李增学等[8-9]分析了华北地台晚古生代海侵事件成煤与海侵过程成煤的差异。但是近几年研究多局限于沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘等地区,针对华北地台全区石炭二叠纪含煤岩系的层序地层及聚煤古地理研究则比较少见。由于华北地台晚古生代克拉通盆地的特殊古地理背景(如极为低平的盆地基底),海侵过程常呈现快速侵进的特征,沉积地层展布具有大范围、可对比等特点,有条件、有必要进行全区的岩相古地理恢复和聚煤作用分析,为区内热点地区的研究工作提供更好的帮助。笔者在进行全国新一轮煤炭资源潜力评价期间,利用不同省份钻孔和露头等资料,建立了华北地台晚石炭世-早二叠世层序地层格架,绘制了相应的岩相古地理,分析了有利聚煤的古地理单元及其分布,提出华北地台聚煤作用控制因素,建立起陆表海环境和过渡相三角洲环境的层序地层格架下的厚煤层带发生和迁移模式,为煤田勘探预测提供依据。1区域地质概况华北地台范围北临阴山造山带、南临秦岭造山带、西部以贺兰山六盘山造山带为界、东部以郯庐断裂带为界(图1)。华北地台是一个古老的地台,保留有太古宙早期地层,早在1800Ma就已经克拉通化[10-11]。华北板块自中、新元古宙慢慢进入板块构造发展阶段。新元古宙至早古生代,华北板块的位置逐渐固定,板块变形阶段结束,北靠古亚洲洋,和西伯利亚陆块相邻,南部和扬子板块通过特提斯洋的北侧分支古秦岭洋隔海相望。晚古生代时期,海西运动开始,全球动力学系统发生调整,华北板块与南北两侧的扬子板块、西伯利亚板块开始有序拼合,古亚洲洋和古秦岭洋慢慢闭合,变为残余洋盆或残余海盆,最后于石炭纪或二叠纪消亡。中生代起,华北板块独立板块的时代结束,与南北两侧的

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