伊寧盆地古近系底界與下伏地層接觸關(guān)系分析

高志軍 焦葉紅 范士彥 張心彬

（1.山東省煤田地質(zhì)規(guī)劃勘察研究院，山東省泰安市，271000；2.山東省煤田地質(zhì)局，山東省泰安市，271000）

伊寧盆地古近系底界與下伏地層接觸關(guān)系分析

高志軍1焦葉紅2范士彥2張心彬1

（1.山東省煤田地質(zhì)規(guī)劃勘察研究院，山東省泰安市，271000；2.山東省煤田地質(zhì)局，山東省泰安市，271000）

新疆伊寧盆地古近系底部普遍發(fā)育一套姜黃色礫巖層，其底部存在的不整合面反映了伊寧盆地自中侏羅世末期至新生代初期的長期沉積間斷。古近系廣泛超覆于下伏中生代不同時代地層之上，總體表現(xiàn)出自盆中向南北盆緣、沿盆緣自中部向東西兩側(cè)其超覆層位逐漸偏低的接觸規(guī)律，在地質(zhì)研究、勘查工作實踐中發(fā)現(xiàn)，姜黃色底礫巖及其底部的不整合面、古風化殼及其組合均可作為良好的地質(zhì)標志層。

古近系底礫巖 不整合面 接觸關(guān)系 找煤方向 伊寧盆地

伊寧盆地位于新疆西部伊寧市、伊寧縣、霍城縣和察布查爾錫伯族自治縣境內(nèi)，是新疆中生代主要含煤盆地之一，2000m以淺預(yù)測煤炭資源量達2178.8億t。隨著新疆煤炭資源的勘探開發(fā)，對伊寧盆地構(gòu)造特征及侏羅紀含煤地層的分布規(guī)律都有了更進一步的認識。通過對古近系及其底部礫巖的巖性及分布特征、與下伏地層接觸規(guī)律的分析，得出了古近系不整合面以下含煤地層的賦存規(guī)律，將對尋找新煤炭資源及勘查開發(fā)評價將有所幫助。

1 伊寧盆地概況

伊寧盆地是在華力西晚期石炭紀斷陷盆地基礎(chǔ)上，經(jīng)印支運動長期改造，使盆地及其周圍地區(qū)基本準平原化的基礎(chǔ)上發(fā)育起來的中新生代凹陷盆地，其范圍北起博羅霍洛山南坡，南至阿拉喀爾山，西起中國與哈薩克斯坦邊界的霍爾果斯河，東到野馬渡，呈東窄西寬的三角形狀，面積約8000km2，見圖1。該盆地賦存豐富的侏羅紀煤炭資源，主要含煤地層為下侏羅統(tǒng)下段八道灣組（J1b）和中侏羅統(tǒng)下段西山窯組（J2x），因中侏羅世末期盆地整體隆升，在沉積了不完整的中侏羅統(tǒng)上段頭屯河組（J2t）地層之后，盆地結(jié)束中生代地層沉積，本區(qū)缺失晚侏羅世至白堊紀地層，古近系呈不整合廣泛超覆于下伏侏羅紀及三疊紀地層之上。

圖1 伊寧盆地構(gòu)造及形態(tài)示意圖

2 古近系姜黃色礫巖層及其底部不整合面地質(zhì)特征

伊寧盆地古近系底部普遍發(fā)育一套姜黃色礫巖層，廣泛超覆于下伏中生代地層之上，其下伏巖層風化特征明顯，古近系底界不整合面反映了伊寧盆地自中侏羅世末期至新生代初期的長期沉積間斷。筆者綜合了伊寧盆地大量的鉆孔資料，結(jié)合野外調(diào)查，發(fā)現(xiàn)姜黃色底礫巖與其下伏的古風化殼、不整合面構(gòu)成了一套固定的組合，對其下的含煤地層具有很好的預(yù)示作用。

2.1 姜黃色礫巖巖性特征

伊寧盆地古近系為一套以粗碎屑巖為主的陸相沖洪積地層，全區(qū)發(fā)育，地層厚度185～480m。巖性以棕紅、灰綠、淺黃色相雜的砂巖、礫巖為主，夾泥巖和粉砂巖，泥質(zhì)膠結(jié)，遇水易松散，整體以紅色調(diào)為主（俗稱“紅層”）。其底部發(fā)育一套醒目的姜黃色礫巖、砂礫巖層，特征明顯，可區(qū)域?qū)Ρ?。作為較年青的構(gòu)造層，該姜黃色礫巖層在伊寧盆地廣泛存在，地層厚度一般為15～90m，層位較穩(wěn)定，多為厚層狀，泥質(zhì)膠結(jié)，疏松，礫石成分復(fù)雜，以巖漿巖礫、沉積巖礫為常見，在局部地區(qū)常相變?yōu)楹[粗砂巖或粗砂巖。

2.2 古風化層特征

在姜黃色礫巖層之下，普遍存在古風化層，具古風化殼特征。如鐵廠溝45－2號鉆孔揭露，下侏羅統(tǒng)三工河組正常地層的顏色為灰、灰綠色，但在該孔姜黃色礫巖層之下的三工河組泥巖層其頂部（0.70m）呈灰黃色，疏松易碎，風化強烈，下部泥巖層呈乳白、淺黃色，含鋁土質(zhì)，雜褐黃色斑，風化特征明顯。

又如界梁子北29－9孔中，古近系底部含礫中砂巖之下，為一層鐵質(zhì)膠結(jié)細砂巖（屬八道灣組），呈褐、褐黃色，發(fā)育垂直裂隙充填鐵質(zhì)及方解石脈，其下為鋁土質(zhì)粉砂巖，呈乳白、褐黃色，見風化后的植物化石碎片，該風化層與正常的八道灣組顏色具明顯區(qū)別。

另外，在姜黃色礫巖之下附近的含煤地層或煤層中，測井資料顯示，放射性普遍較強，應(yīng)與風化殼物質(zhì)有關(guān)。

2.3 古近系底界不整合面反映了盆地整體性抬升、剝蝕和長期沉積間斷

伊寧盆地沉積缺失晚侏羅世及白堊紀地層，古近系呈不整合直接超覆于下伏的三疊系、侏羅系之上，說明盆地自中侏羅世末期至新生代初期曾經(jīng)歷過較強烈的地殼活動，根據(jù)古近系與下伏地層的接觸關(guān)系，反映了盆地整體性抬升、剝蝕和長期沉積間斷。

自中侏羅世晚期，受燕山運動影響，伊寧盆地開始整體性緩慢抬升，湖水后退，沉積范圍相對縮小，使得在沉積了中侏羅統(tǒng)頭屯河組上部的泥質(zhì)巖之后，結(jié)束了中生代沉積歷史。之后，隨著盆地的逐步抬升，已沉積的中生代地層開始遭受不同程度的剝蝕，受盆地北緣斷層F1和南緣斷層F2構(gòu)造影響，盆緣附近的中生代地層不同程度地產(chǎn)生變形，但盆地總體上仍表現(xiàn)為整體性抬升，在經(jīng)歷長期剝蝕和長期沉積間斷后，至中生代末期，盆地進入相對的地殼活動平靜期，并形成薄層風化殼。

從新生代初期開始，伊寧盆地再次沉降并進入新的演化階段，受早期喜山運動影響，盆地發(fā)生較強烈的構(gòu)造活動，主要表現(xiàn)為盆地南北山系的強烈隆起和盆地的快速拗陷，盆地由此接受了古近紀粗碎屑沉積，并沉積了厚度不一但層位較穩(wěn)定的姜黃色礫巖層。從不整合面上下巖層的接觸關(guān)系和巖層產(chǎn)狀可以看出，新生代盆地沉降形式具有整體性特點，盆地局部地區(qū)表現(xiàn)為與下伏含煤地層呈假整合接觸。

鑒于上述地層、巖性和層位組合關(guān)系在伊寧盆地的鉆孔和盆地邊緣裸露區(qū)普遍存在，筆者據(jù)此認為，古近系底部不整合面之下存在古風化殼，與伊寧盆地的構(gòu)造發(fā)展歷史相吻合，是盆地自中侏羅世末期盆地整體抬升、遭剝蝕夷平后又經(jīng)歷長期沉積間斷的地質(zhì)產(chǎn)物，其姜黃色底礫巖、不整合面、古風化殼及其組合是確定古近系與下伏老地層不整合界面的準確標志。

3 古近系姜黃色礫巖層與下伏地層接觸規(guī)律

3.1 垂向上的角度不整合關(guān)系

受大地構(gòu)造活動控制，中侏羅世末期伊寧盆地抬升隆起，致使已沉積的中生代地層遭受不同程度的剝蝕、夷平作用，經(jīng)長期沉積間斷后于新生代早期接受沉積，使古近系姜黃色礫巖層直接沉積于下伏不同時代地層之上，區(qū)域上呈角度不整合接觸關(guān)系，見圖2。由于盆地的抬升、沉降具整體性活動特點，致使姜黃色礫巖層在局部區(qū)域其礫巖層與下伏地層產(chǎn)狀基本一致，表現(xiàn)為微角度不整合或假整合接觸，見圖3。在地質(zhì)勘查過程中，當發(fā)現(xiàn)底礫巖與煤層或煤層頂板直接接觸時，應(yīng)根據(jù)不同的接觸關(guān)系加強分析，對鄰近地區(qū)的煤層賦存特征做出預(yù)測，以避免打丟煤層或浪費工作量。

圖2 界梁子地區(qū)剖面古近系與下伏地層不整合關(guān)系

3.2 平面上的超覆關(guān)系

中侏羅世末期伊寧盆地抬升遭剝蝕及新生代初期的盆地沉降接受沉積，其活動規(guī)律均具整體性特點，但受盆緣斷裂影響，靠近盆地邊緣地層遭受剝蝕及變形程度較大，剝蝕層位逐漸偏低。由此，隨著新生代初期的盆地整體沉降，姜黃色礫巖層廣泛超覆于下伏中生代不同時代地層之上，其超關(guān)系總體表現(xiàn)出自盆中向盆地邊緣、沿盆緣自中部向東西兩側(cè)其超覆層位逐漸偏低的接觸規(guī)律，以盆地北緣為例：

（1）由圖2所示界梁子地區(qū)地質(zhì)剖面可以看出，由南向北愈靠近盆地邊緣，古近系依次超覆于自新到老的頭屯河組（J2t）、西山窯組（J2x）、三工河組（J1s）、八道溝組（J1b）和三疊系（T2－3）之上。

（2）沿盆地北緣，自中部皮里青－南臺子一帶向東或向西，古近系下伏地層層位總體上表現(xiàn)為逐漸偏低，如東部皮里青一帶，姜黃色礫巖層直接與西山窯組接觸，皮里青河剖面古近系與西山窯組不整合關(guān)系示意圖見圖4；而西部的霍城一帶，姜黃色礫巖層則直接超覆于八道灣組甚至三疊系之上，見圖3。

根據(jù)上述超覆關(guān)系，結(jié)合出露巖層或已揭露地層的分析研究，可以預(yù)測或確定含煤地層西山窯組（J2x）、八道溝組（J1b）的埋藏深度及分布范圍，有利于尋找新的煤炭資源，正確指導地質(zhì)勘查工作。

4 結(jié)論

伊寧盆地沉積缺失晚侏羅世及白堊紀地層，古近系普遍發(fā)育一套姜黃色底礫巖，呈角度不整合（局部地區(qū)微角度不整合或假整合）超覆于下伏含煤地層之上，該套巖層分布較廣泛，巖性特征明顯區(qū)別于其他層位的礫石層或紅色地層。姜黃色底礫巖、其底部的不整合面、古風化殼及其組合均可作為良好的地質(zhì)標志層，在地質(zhì)研究、勘查工作實踐中，通過分析古近系與下伏地層的接觸關(guān)系與超覆規(guī)律，對尋找新的煤炭資源和地質(zhì)勘查工作具有一定的指導意義。

［1］ 新疆煤田地質(zhì)局.新疆維吾爾自治區(qū)煤炭資源預(yù)測與評價［R］.烏魯木齊：新疆煤田地質(zhì)局，1994

［2］ 新疆煤田地質(zhì)局161隊、煤炭科學研究院西安地質(zhì)分院.伊寧盆地中生代含煤地層研究報告［R］.烏魯木齊：新疆煤田地質(zhì)局，1989

［3］ 王雁飛，陳志斌.伊寧盆地侏羅系含煤地層及聚煤規(guī)律［J］.中國煤田地質(zhì)，2004（4）

［4］ 熊存衛(wèi)等.新疆伊寧盆地中生代含煤地層［C］.中國煤炭科學基金科研成果論文集（1986－1990）.北京：煤炭工業(yè)出版社，1992

［5］ 孟福印等.伊寧盆地的“紅層”與找煤方向［J］.中國煤炭地質(zhì)，2009（7）

Analysis on the contact relationship between the Paleogene base and its underlying strata in Yining basin

Gao Zhijun1，Jiao Yehong2，F(xiàn)an Shiyan2，Zhang Xinbin1
（1.Shandong Provincial Research Institute of Coal Geology Planning and Exploration，Tai＇an，Shandong 271000，China；2.Shangdong Province Bureau of Coal Geology，Tai＇an，Shangdong 271000，China）

A set of ginger conglomerate layer is generally developed at the bottom of Paleogene in Yining basin of Xinjiang.The unconformity exists in its bottom indicates a long－term depositional hiatus between the late middle Jurassic to early Cenozoic in Yining basin.The Paleogene widely overlaps on the underlying Mesozoic strata，which reflects the contact regularity of the overlapping layers height getting low from the center to the southern and northern edges of the basin，from the center to the eastern and western sides.The ginger basal conglomerate，the unconformity，the paleo－weathering crust and their composition can be taken as good mark formations for geological study and exploration work.

basal conglomerate of Paleogene，surface of uncomformity，contact relationship，coal prospecting direction，Yining basin

P618.11

A

高志軍（1963－），男，山東青州人，高級工程師，1985年畢業(yè)于山東礦業(yè)學院，主要從事煤田地質(zhì)工作。

（責任編輯 張毅玲）