黑龍江省莫霍面的深度與地溫場(chǎng)特征概略分析

李春先，王寶君

(黑龍江省煤田地質(zhì)一○八勘探隊(duì)，黑龍江 雞西 158100)

黑龍江省莫霍面的深度與地溫場(chǎng)特征概略分析

李春先，王寶君

(黑龍江省煤田地質(zhì)一○八勘探隊(duì)，黑龍江 雞西 158100)

通過(guò)對(duì)黑龍江省莫霍面深度起伏特征劃分，將黑龍江省地殼深部構(gòu)造劃分為五個(gè)區(qū)，進(jìn)一步分為三大構(gòu)造分區(qū)。根據(jù)莫霍面深度確定三大構(gòu)造分區(qū)的地溫梯度，根據(jù)地層厚度和地溫梯度確定煤類。對(duì)白堊系、古近系、新近系煤深成變質(zhì)條件進(jìn)行了分析，并對(duì)黑龍江省煤類分布進(jìn)行了劃分。

莫霍面;地溫場(chǎng);深成變質(zhì);煤類

黑龍江省莫霍面等深線總體呈北北東向展布，坳陷相間，并存在與深大斷裂耦合的莫霍面深度出現(xiàn)深度陡變帶，并影響了局部莫霍面等深線走向，主要為與嫩江斷裂帶大致耦合的北北東向大興安嶺東坡的深度陡變帶；與佳依地塹帶大致耦合的北北東向的嘉蔭—舒蘭深度陡變帶；與塔溪—林口斷裂帶相耦合的北西走向的塔溪—雞西深度陡變帶。在黑龍江省莫霍面等深線圖上相互交叉構(gòu)成了兩個(gè)“X”型。這些特點(diǎn)，與黑龍江省構(gòu)造特征基本吻合。

一 深部構(gòu)造分區(qū)

根椐莫霍面深度起伏特征將地殼深部構(gòu)造劃分為：大興安嶺幔坡區(qū)(莫霍面深度從東到西為35—47km)；松嫩幔隆區(qū)(莫霍面深度從中心到邊緣為小于33—35km)；小興安嶺幔坳區(qū)(莫霍面深度為33—36.5km)；張廣才嶺幔坳區(qū)(莫霍面深度為32.5—40km)；佳木斯幔隆區(qū)(莫霍面深度為30—32.5km)。

進(jìn)一步可分為三大構(gòu)造分區(qū)，即嫩江斷裂以西的西部大興安嶺幔坡區(qū)；嫩江斷裂以東—牡丹江斷裂以東的小興安嶺—張廣才嶺的中部幔坳區(qū)；牡丹江斷裂以東的東部佳木斯幔隆區(qū)。大興安嶺幔坡帶莫霍面深度為41.25km，中部小興安嶺—張廣才幔坳區(qū)為34.5km，東部佳木斯幔隆區(qū)為31.25km。

二 莫霍面深度與地溫場(chǎng)對(duì)煤變質(zhì)影響概析

黑龍江省的莫霍面深度起伏變化對(duì)新生界反映不明顯，除佳依地塹切割較深，形成了陡變帶外。敦密斷裂反映非常不明顯，而對(duì)應(yīng)有第四系、古近系、新近系的平原區(qū)，反映微弱，如松嫩平原、三江平原、穆棱河平原等。表現(xiàn)為莫霍面等值線密度稀，深度變化較平緩。因此現(xiàn)今的黑龍江省莫霍面深度應(yīng)為白堊紀(jì)末期形成，新生代變化很小，根椐深部構(gòu)造三大分區(qū)的平均莫霍面深度，確定西部區(qū)大興安嶺幔坡區(qū)地溫梯度3.0℃/0.1km，中部松嫩幔隆區(qū)地溫梯度以3.5℃/0.1km，東部佳木斯幔隆區(qū)域地溫梯度以4.0℃/0.1km。

1.下白堊統(tǒng)煤深成變質(zhì)條件概析。

大興安嶺幔坡區(qū)含煤地層主要為九峰山組，蓋層為甘河組，甘河組地層厚度在500—1500米，其它蓋層厚度推測(cè)為1000米，根據(jù)地溫梯度3℃/0.1km，蓋層下最高溫度估算為45—75℃，可為長(zhǎng)焰煤—?dú)饷?。這與霍拉盆盆地的煤類為長(zhǎng)焰煤及氣煤相吻合。而西部地區(qū)的其它盆地，呼瑪歐浦盆地、呼瑪盆地、白音那盆地均為褐煤。

小興安嶺—張廣才嶺南幔坳區(qū)含煤地層為建興組、西崗子組和淘淇河組。上覆地層較少，淘淇河組沉積厚度巨大，為1700—2500米，上覆地層與第四系不整合接觸。局部見(jiàn)有與古近系達(dá)連河組不整理合接觸。淘淇河組含煤部位為下段上部，上段地層厚度約為1500米。區(qū)域地溫梯度推測(cè)為3.5℃/0.1km，煤變質(zhì)溫度估算為52.5℃，煤類為長(zhǎng)焰煤，與尚志鳳山盆地，伊春翠嶺盆地，延壽玉河盆地煤點(diǎn)煤類相符。建興組沉積厚度為300—600米，上覆多被第四系不整合覆蓋。本組分布于松嫩盆地東部邊緣，曾被松嫩盆地泉頭—青山口組覆蓋，推測(cè)覆蓋厚度1000—1500米。煤層變質(zhì)溫度估算為35—52.5℃，可形成煤類為褐煤、長(zhǎng)焰煤，與綏棱縣建興盆地為褐煤，木蘭煤地青山小煤礦為長(zhǎng)焰煤相符。

松嫩幔隆區(qū)莫霍面深度為30—35km，平均值為32.5km。椐大慶油田資料，在1000米深度地溫梯度在平均為4.1℃/0.1km。據(jù)《黑龍江區(qū)域地質(zhì)志》資料，盆地內(nèi)登婁庫(kù)組、泉頭組在深度1823.26米—3103.96米地層中首現(xiàn)濁沸石等變質(zhì)砂物。濁沸石是地層變質(zhì)開(kāi)始的指示性礦物。在發(fā)現(xiàn)濁沸石礦物的地層中獲得最大鏡質(zhì)體反射率為1.0—1.3%，推算其形成溫度為120—140℃，按此溫度推測(cè)可形成肥煤及焦煤，松遼盆地沉積總厚度達(dá)5000米以上，其下部地層溫度更高，煤變質(zhì)程度更高，地溫梯度值高，地溫高，有利于城烴特質(zhì)熱演化生油生氣，松遼盆地下部的含煤巖系埋藏深度巨大，無(wú)找煤勘查意義，在盆地部分尚有找煤希望。

佳木斯幔隆區(qū)含煤地層多，沉積相變大，地層厚，蓋層厚，構(gòu)造沉積變化大，煤變質(zhì)作用為深成變質(zhì)作用復(fù)雜。在三江穆棱河斷陷帶含煤地層西部為滴道組、城子河組、穆棱組；勃利盆地西部有裴德組、七虎林河組、云山組、珠山組，蓋層地層有東山組、猴石溝組、海浪組等新生界地層等厚度巨大，以本區(qū)西部雞西群為例進(jìn)行概略分析。滴道組沉積厚度為200—900米，城子河組沉積厚度為500—1300米，穆棱組沉積厚度為500—1000米，上覆蓋層?xùn)|山組為200—1200米，猴石溝組為110—2000米，以及海浪組沉積厚度大于1476米，局部被古近系、新近系覆蓋，煤系地層上覆地層厚度雖巨大，但因煤變質(zhì)與沉積盆地的含煤地層沉降埋藏歷史密切相關(guān)，即地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相關(guān)。東山組沉積后，是滴道組和城子河組為深成變質(zhì)作用最主要時(shí)期，穆棱組之上的東山組和海浪組分別是穆棱組深成變質(zhì)作用的最主要時(shí)期。

滴道組煤層變質(zhì)溫度估算為48—140℃，可形成長(zhǎng)焰煤—肥煤。在猴石溝組沉積后，可形成貧煤甚至無(wú)煙煤。城子河組煤層要經(jīng)歷三次深成變質(zhì)作用期，第一次為東山組沉積后，其煤層變質(zhì)溫度估算為28—88℃，可形成褐煤、長(zhǎng)焰煤及氣煤。下部煤層變質(zhì)溫度估算可達(dá)120℃，可形成氣煤。第二次為猴石溝組沉積后，根椐埋深和地溫梯度估算其煤層變質(zhì)溫度估算為32.4—168℃，變質(zhì)煤類可達(dá)肥煤，下部煤層煤或可達(dá)瘦煤。第三次為海浪組沉積后，此時(shí)煤系上覆地層沉積總厚度達(dá)4600米，但多數(shù)含煤盆地未沉積，僅在盆地邊緣發(fā)展。

穆棱組煤層深成變質(zhì)作用主要經(jīng)歷兩次。第一次為東山組沉積之后煤層變質(zhì)溫度估算為8—48℃，可形成褐煤及長(zhǎng)焰煤。第二次為猴石溝組沉積后，煤層變質(zhì)溫度估算為12.4—128℃，可形成褐煤—肥煤。

早白堊世含煤盆地西部邊緣分散的小型盆地如林口盆地，林口柳樹(shù)盆地、穆棱市紅房子盆地、新立盆地、東寧縣東寧盆地、老黑山盆地等含煤地層為穆棱組，這些盆地位于三江—穆棱河斷陷區(qū)東部或南部邊緣，均為山間小型盆地，無(wú)滴道和城子河組，這些盆地穆棱組原始沉積，厚度可達(dá)600—1000米，加上蓋層，煤層上覆地層總厚可達(dá)1200—1500米左右。地層薄，煤類均為長(zhǎng)焰煤。為深成變質(zhì)作用形成。

2.古近系、新近系煤深成變質(zhì)概析。

黑龍江省古近系、新近系的煤層主要為褐煤，只有方正斷陷依蘭達(dá)連河組煤層煤類為長(zhǎng)焰煤及氣煤，從各煤層鏡質(zhì)體最大反射率來(lái)看，從上至下為0.5655%遞升為0.603%，符合希爾特定律，為深成變質(zhì)作用形成，且未見(jiàn)有后期巖漿侵入活動(dòng)。達(dá)連河組之上含煤地層有寶泉嶺組及道臺(tái)橋組，推測(cè)其變質(zhì)溫度為50—100℃，佳依地塹屬地塹型盆地，推測(cè)其地溫梯度為3.5℃/0.1km。反推其上覆地層厚度應(yīng)為1500—3000米。

三 根據(jù)莫霍面深度分布劃分煤類分布

根椐煤田地質(zhì)勘查獲得煤類分布資料和黑龍江省地殼莫霍面的深度分布特征，將黑龍江省煤類分布劃分為東部氣煤—焦煤帶，中部長(zhǎng)焰煤(褐煤)帶，西部褐煤(長(zhǎng)焰煤)帶，這種劃分以含煤盆地分布廣泛，含煤性最佳，煤炭資源最豐富的早白堊世含煤地層的煤類分布為基礎(chǔ)劃分的。西部褐煤(長(zhǎng)焰煤)帶，包括了中侏羅世含煤地層太平川組，其煤類為瘦煤等，分布于龍江縣李三店、山泉和顏家溝盆地，以及漠河盆地的銹峰組、二十二站組、漠河組和開(kāi)庫(kù)康組的中晚侏羅世含煤盆地，煤類為長(zhǎng)焰煤—肥煤。中部長(zhǎng)焰煤帶(褐煤)中包括了依佳地塹帶內(nèi)局部的方正斷陷，達(dá)連河組為長(zhǎng)焰煤，五常市的山河斷陷達(dá)連河組為褐煤，勝利斷陷的達(dá)連河組為褐煤類。東部氣煤—焦煤帶煤類齊全，包括了佳依地塹北部湯原斷陷內(nèi)的鶴崗東部普查區(qū)寶泉嶺組的褐煤。敦密斷裂帶的雞東盆地、虎林盆地、七星河盆地以及樺南盆地、二九O盆地等。林口縣五林盆地、黃花盆地虎林組均為褐煤。迎門山盆地、珍子山盆地早二迭世珍子山組為無(wú)煙煤、瘦煤等。

本文詳細(xì)分析了黑龍江省莫霍面等深線總體呈北北東向展布，與黑龍江省構(gòu)造特征基本吻合。將地殼深部構(gòu)造劃分為西部大興安嶺幔坡區(qū)、小興安嶺—張廣才嶺的中部幔坳區(qū)、東部佳木斯幔隆區(qū)。根據(jù)地層厚度和地溫梯度確定煤類。對(duì)白堊系、古近系、新近系煤深成變質(zhì)條件進(jìn)行了分析，將黑龍江省煤類分布劃分為東部氣煤—焦煤帶，中部長(zhǎng)焰煤(褐煤)帶，西部褐煤(長(zhǎng)焰煤)帶。

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ClassNo.:TD163DocumentMark：A

(責(zé)任編輯：蔡雪嵐)

AnalysisofCharacteristicsofDepthandGeothermalFieldofMohorovicicDiscontinuity

Li Chunxian，Wang Baojun

(Heilongjiang Coalfield Geology No.108 Exploration Team，Jixi, Heilongjiang 158100，China)

By the division of the fluctuating characteristics of Mohorovicic discontinuity in Heilongjiang province , we got five areas data of the crustal structure in Heilongjiang, and the geothermal gradient of the three major tectonic divisions is judged from Mohorovicic discontinuity. The types of coal is decided according to the geothermal gradient and the thickness of strata. Cretaceous, Paleogene, Neogene deep burial metamorphism of coal are analyzed in this paper as well as the division of the coal types.

Mohorovicic discontinuity；geotemperature field；deep burial metamorphism of coal；coal types

李春先，高級(jí)工程師，黑龍江省煤田地質(zhì)一○八勘探隊(duì)。

1672-6758(2013)05-0049-2

TD163

A