內(nèi)蒙古都呼木盆地形成演化及聚煤規(guī)律研究

羅國(guó)文

摘 要： 都呼木盆地是一個(gè)半地塹式聚煤盆地。本文論述了該盆地的形成、充填與演化，簡(jiǎn)述了盆地地層特征、煤層煤質(zhì)特征等，分析了盆地聚煤規(guī)律，圈出了富煤帶，為以后都呼木盆地煤炭勘查開發(fā)提供重要科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 都呼木盆地；煤層特征；聚煤規(guī)律

都呼木盆地是二連盆地群中一百多個(gè)斷陷盆地中的一個(gè)，呈NE-NNE向展布。盆地形成于中生代，是一個(gè)不對(duì)稱的半地塹箕狀盆地，控盆斷裂發(fā)育在盆地東南一側(cè)，盆地西北部為侵蝕邊界。沉積中心受好來(lái)—錫林呼都格斷裂控制，在斷裂西北側(cè)形成一富煤地帶。

1. 盆地的形成、充填與演化

1.1 盆地的形成

二連盆地群是古生代以來(lái)華北板塊和西伯利亞板塊不斷雙邊增生，最終拼接而成的內(nèi)蒙古中部華力西褶皺帶基礎(chǔ)上發(fā)育起來(lái)的；中生代以來(lái)，研究區(qū)構(gòu)造演化發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)期，它與前中生代構(gòu)造演化在受力方式、構(gòu)造性質(zhì)、沉積巖相、沉降幅度以及火山活動(dòng)方面存在著顯著的差異。三疊紀(jì)—早侏羅世，受高地溫場(chǎng)的影響，地殼下物質(zhì)受熱膨脹，引起密度減小而發(fā)生區(qū)域穹隆作用，普遍缺失三疊系和部分早侏羅世沉積。中侏羅世，隨著太平洋板塊的增長(zhǎng)所產(chǎn)生的新庫(kù)拉—太平洋擴(kuò)張脊朝NNE向擠壓扭動(dòng)，我國(guó)濱太平洋地殼強(qiáng)烈“活化”，以NNE向占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的擠壓或壓扭斷層大量出現(xiàn)，打破了古亞洲構(gòu)造域南北擠壓的勢(shì)態(tài)。這時(shí)，大興安嶺整體抬升，主脊兩側(cè)下陷，給二連盆地群的形成設(shè)下了構(gòu)造格架。晚侏羅世中末期，古亞洲東北偶發(fā)生安第斯式碰撞，中國(guó)東北大陸處于弧后盆地，隨著板塊俯沖導(dǎo)致小型熱對(duì)流，使大陸地殼逐漸拉開變薄，包括內(nèi)蒙古自治區(qū)東部在內(nèi)的廣大地區(qū)有大體同步的強(qiáng)烈火山活動(dòng)，以東強(qiáng)西弱多沿NE—NNE向線狀噴發(fā)和外溢為其特征，在大興安嶺西坡發(fā)育了厚達(dá)7000m的陸相火山巖建造，在火山大規(guī)模噴發(fā)后，致使研究區(qū)地殼處于應(yīng)力松弛狀態(tài)，開始經(jīng)歷了不同于過(guò)去的地裂運(yùn)動(dòng)，普遍發(fā)生陷落，發(fā)育了一系列地塹式的盆地或半地塹式的箕狀盆地。

都呼木盆地就是多個(gè)斷陷盆地中的一個(gè)。

1.2 盆地的充填與演化

在晚侏羅世，都呼木盆地基底暴露地表，發(fā)育了上侏羅統(tǒng)大青山組火山巖段巖石地層，至早白堊世初期形成了一層較厚的風(fēng)化殼砂礫巖層，隨即下沉陷落接受沉積，組成了巴彥花群三個(gè)巖組地層。

巴彥花群下部阿爾善組：缺失了阿爾善組下部層位，直接沉積了中上部深灰色泥巖及泥巖與砂礫巖互層。粗碎屑巖含量高，一般在60%～90%之間，礫石成分主要為火山巖和變質(zhì)巖，磨圓度極差，多為棱角狀和次棱角狀，砂巖中石英長(zhǎng)石含量低，巖屑含量高，重礦物以不穩(wěn)定礦物含量高為特征。填隙物主要為凝灰質(zhì)或有其蝕變的粘土礦物以及其它粘土雜基。該巖段地層厚度平均約80m，巖相主要為沖積扇、短道直流河，屬于盆地形成初期“填平補(bǔ)齊”的產(chǎn)物。

巴彥花群中部騰格爾組：分布范圍較廣，巖石組成除陸源碎屑巖以外，含有少量的煤屑、泥灰?guī)r及其鈣質(zhì)結(jié)核等。陸源碎屑巖為灰—深灰色泥巖為主，夾灰白—灰綠色礫巖、粗砂巖和粉砂巖。各種巖石在平面上的分布規(guī)律受沉積環(huán)境控制，在盆地邊緣斷裂和侵蝕邊界附近，礫巖和砂巖的比例相對(duì)較高，是沖積扇、扇形三角洲以及短道直流河等沉積環(huán)境比較集中地區(qū)。在盆地中心地帶，以大套泥巖、細(xì)粉砂巖、泥灰?guī)r為主，形成了淺湖—半深湖環(huán)境。該組地層厚度一般大于1000m，沉積于盆地發(fā)育中期“起覆擴(kuò)張”階段。

巴彥花群上部賽漢塔拉組：分布范圍比騰格爾組要狹窄的多，西部地段已沉積缺失該組巖層，巖性組合主要為陸源碎屑巖和煤層，陸源碎屑巖為灰—灰綠色砂巖、粉砂巖和泥巖，各巖類在平面的分布特征亦受沉積環(huán)境的制約，砂巖豐度在盆緣附近一般為50%～80%，向盆地的中心部位泥質(zhì)巖類和煤層厚度顯著增加。都呼木盆地屬于半地塹式盆地，沉積中心受好來(lái)—錫林呼都格斷裂的控制，在斷裂西北形成了長(zhǎng)約30km、寬3km～7Km的富煤地帶。該組地層厚度平均約168m，沉積于盆地晚期“萎縮沼澤化”階段。

都呼木盆地的形成、充填和演化經(jīng)歷了“填平補(bǔ)齊”、“起覆擴(kuò)張”、“萎縮沼澤化”三個(gè)不同階段，體現(xiàn)在沉積物上是巴彥花群底部以粗碎屑礫巖、砂礫巖為主，沉積環(huán)境為沖洪積相；中部以大段的泥巖為主，沉積環(huán)境以湖相為主；上部由各種粒級(jí)的砂巖、泥巖和煤層為主，沉積環(huán)境主要為河流相、扇形三角洲、淺湖和泥炭沼澤相。

2. 煤層、煤質(zhì)特征

2.1 煤層特征

盆地內(nèi)共賦存有4組煤組，煤層均分布在賽漢塔拉組一巖性段，底板埋深在254～778m之間，可采煤層單層厚度為1.50～63.42m。含煤面積約300km2。在平面上，煤層主要分布在盆地東南部，呈北東向展布。東南部含煤性好，煤層層數(shù)多，煤層厚；盆地西部、北部煤層少、厚度變薄直至尖滅；總體顯示由西北部向東南部逐漸變好，中南部最好，再向東南部變差的變化規(guī)律。在垂向上，含煤地層上部含煤性最差；中部與下部，含煤性稍差；中下部含煤性最好，總體顯示由下至上為稍差→好→稍差→差的變化規(guī)律。

2.2 煤質(zhì)特征

各層煤顏色為棕褐色—灰黑色，木質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀、塊狀構(gòu)造；煤巖組分多為暗煤，其次絲炭。宏觀煤巖類型以暗淡型為主，半暗淡型次之。顯微煤巖組分以有機(jī)組分為主，無(wú)機(jī)組分次之。煤類為褐煤二號(hào)。

煤質(zhì)為中灰、高揮發(fā)份、中低熱值、中—中高硫、低磷、低氯、低腐植酸煤?？捎米鲃?dòng)力用煤。適用于火力發(fā)電、各種鍋爐，也可在建材工業(yè)、化工工業(yè)中做焙燒材料，還可以做氣化用煤。

3. 聚煤規(guī)律探討

在盆地形成初期，水動(dòng)力條件強(qiáng)、碎屑物活動(dòng)頻繁，不利于泥炭沼澤地形成。而盆地發(fā)育的中期，覆水較深，亦不利于大面積沼澤化，因此也不會(huì)形成具有工業(yè)價(jià)值的煤層。只有在盆地的萎縮、消亡階段，內(nèi)部高差不大，出現(xiàn)準(zhǔn)平原化，湖水已退至控盆斷裂的“根部”，才有利于泥炭沼澤化的形成。研究區(qū)主要聚煤作用發(fā)生在盆地發(fā)育晚期—賽漢塔拉組的沉積時(shí)期。在平面上，由于都呼木盆地是一個(gè)不對(duì)稱的半地塹箕狀盆地，控盆斷裂發(fā)育在盆地東南一側(cè)，盆地的西北部為侵蝕邊界，古地貌顯示西北部較高，東南側(cè)相對(duì)低洼。盆地西北部為沖積扇、短道直流河、三角洲等水動(dòng)力條件較強(qiáng)、碎屑比較活躍的地區(qū)，而東南部為淺湖、扇形三角洲等沉積環(huán)境，有利于水體繼續(xù)變淺而形成泥炭沼澤環(huán)境，因而都呼木盆地富煤帶在控盆斷裂的西北一側(cè)1km～2km附近。

另外，對(duì)聚煤作用影響較大的另一因素是盆底的古地形地貌。盆地古地形呈隆坳相間之態(tài)，隆中有凹，凹中有隆。在隆起區(qū)無(wú)煤層聚集，而凹陷區(qū)才堆積砂泥質(zhì)等細(xì)粒物質(zhì)，之后泥炭沼澤化聚集成煤。煤層向古隆起區(qū)分岔變薄至尖滅。

4. 結(jié)語(yǔ)

（1）都呼木盆地地表多為第四系、新近系、古近紀(jì)覆蓋，下伏地層為侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)地層，基底為石炭紀(jì)、二疊紀(jì)地層。煤層賦存在白堊紀(jì)賽漢塔拉組地層中。

（2）都呼木盆地總體呈北東向展布，是一個(gè)不對(duì)稱的半地塹箕狀盆地，控盆斷裂發(fā)育在盆地東南一側(cè)，盆地西北部為侵蝕邊界，古地貌顯示西北部較高，東南側(cè)相對(duì)低洼。盆地富煤帶在控盆斷裂西北側(cè)1km～2km以西。

參考文獻(xiàn)：

[1] 內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志[M].北京，地質(zhì)出版社，1991：7-80.

[2] 賈超.蘇世杰.劉禧超.內(nèi)蒙古鄂爾多斯地區(qū)延安組聚煤規(guī)律分析[J].西部資源，2015（4）.

[3] 王陸超.汪吉林.蘇南地區(qū)區(qū)域構(gòu)造演化及其對(duì)煤層賦存的控制[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2011（7）：93-97.

[4] 黃澎濤，武學(xué)維，馬占王琴.內(nèi)蒙古自治區(qū)二連盆地區(qū)域構(gòu)造和聚煤特征[J].中國(guó)煤炭地質(zhì)，2009，21（s1）：9-11.

[5] 李艷華.準(zhǔn)哈諾爾盆地沉積特征和聚煤規(guī)律研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2010（3）：29-30.

[6] 劉敬杰，趙磊，侯慶林，等. 內(nèi)蒙古賽罕塔拉煤田地質(zhì)特征及其聚煤規(guī)律研究[J].山東國(guó)土資源， 2012， 28（3）：5-8

[7] 王雙明，張玉平.鄂爾多斯侏羅紀(jì)盆地形成演化和聚煤規(guī)律[J].地學(xué)前緣，1999（s1）.

[8] 崔新省，李建伏.內(nèi)蒙古二連盆地群晚中生代煤盆地的類型和聚煤特征[J].現(xiàn)代地質(zhì).

[9] 賈超，蘇世杰，劉禧超，等.內(nèi)蒙古鄂爾多斯地區(qū)延安組聚煤規(guī)律分析[J].西部資源，2015（4）：22-24.

[10] 陳立云，周志玲.紹根煤田沉積特征及聚煤規(guī)律研究[J].西部資源，2015（4）：104-105.