新疆克孜勒陶盆地聚煤條件分析

摘要：通過對盆地地質(zhì)特征及盆地構(gòu)造演化特征分析，結(jié)合煤層賦存規(guī)律，認為該區(qū)早—中侏羅世為主要成煤期。區(qū)域上含煤地層受挾于鐵克里克斷隆和麥蓋提斜坡控制。呈北北西—南南東分布。成煤期后構(gòu)造運動燕山運動影響微弱，受喜山運動影響造成含煤層位的不連續(xù)性，剝蝕或出露山頂。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)特征；構(gòu)造演化；成煤期；喜山運動

1. 前言

克孜勒陶盆地位于昆侖山西段北麓塔里木盆地西南緣的山間斷陷地帶，西南鄰鐵克里克隆起，北東鄰麥蓋提斜坡，呈北北西—南東向條帶狀展布。主要含煤地層為中—下侏羅統(tǒng)楊葉組和康蘇組。前人研究多針對塔里木盆地西南地區(qū)侏羅紀原型盆地類型與特征、山前帶逆沖推覆構(gòu)造特征、沉積環(huán)境等，對克孜勒陶盆地構(gòu)造及聚煤條件研究較少。本文在煤炭資源區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果的基礎(chǔ)上，對克孜勒陶盆地聚煤條件及后期構(gòu)造作用進行了分析，為區(qū)內(nèi)下一步煤田地質(zhì)工作提供地質(zhì)依據(jù)。

2. 盆地地質(zhì)特征

2.1 區(qū)域地層

克孜勒陶盆地屬塔西南地層分區(qū)的喀什地層小區(qū)及昆侖山地層區(qū)的北緣，該小區(qū)出露的地層有古生界、泥盆系、石炭系、二疊系、中生界侏羅系、新生界第四系。其中中生界中下侏羅統(tǒng)葉爾羌群為一套河流相、湖泊相及泥炭沼澤相的碎屑巖含煤建造。

2.2 含煤地層

勘查區(qū)內(nèi)含煤地層主要為中—下侏羅統(tǒng)楊葉組和康蘇組。煤層分布不均，厚度不一，大致走向北西—南東，由于地層活動強烈，構(gòu)造發(fā)育，以褶皺、揉皺為主。向斜、背斜發(fā)育，煤層主要分布于向斜、背斜的兩翼，即高海拔山頂部，而溝谷底部的含煤地層或煤層已被剝蝕。

康蘇組為一套湖泊沼澤相、泥炭沼澤相的含煤碎屑建造，巖石組合為含炭泥巖，含炭粉砂質(zhì)泥巖，粉砂巖，細—中粒石英砂巖，含礫粗砂巖，厚層狀砂礫巖及細礫巖和少量泥灰?guī)r、夾煤層、煤線。含可采煤層8層。一般厚度800m。

楊葉組聚煤期湖泊分布范圍逐漸減小，湖濱河口相及湖口三角洲相較發(fā)育，此地帶多形成泥炭沼澤沉積，為一套河湖沼澤相含煤建造。主要為褐色巨厚層狀細礫巖，粗、細粒石英砂巖、粉砂巖，石英、硅質(zhì)巖屑砂、泥巖。膠結(jié)致密、不易風(fēng)化，形成峭壁，一般厚度約150m。

康蘇組地層在賽斯特蓋煤礦見標志層K1，為較穩(wěn)定的灰色厚層狀砂礫巖、粗粒石英砂巖夾含炭細砂巖。位于上含煤段底部將上、下含煤段分開，該套厚層砂礫巖可作為局部性標志層進行地層對比。（圖2-1）

圖2—1 賽斯特蓋煤礦康蘇組地層綜合柱狀圖

2.2.1 褶皺

克孜勒陶聚煤盆地位于西昆侖褶皺系中新生代山間斷陷盆地的東端，區(qū)內(nèi)構(gòu)造運動劇烈，構(gòu)造形態(tài)復(fù)雜，構(gòu)造線的方向以近南北向為主，中生界侏羅系形成于泥盆、奧陶系為基底的山間坳陷中，盆地基底西南側(cè)受鐵克里克斷裂控制[1]東北部以庫牙克—庫斯拉甫東斷裂與塔里木地臺鐵克里克斷隆為界，西以克孜勒陶—庫斯拉甫深斷裂與西昆侖為界[2]。

區(qū)域內(nèi)的褶皺構(gòu)造有四次運動的形態(tài)存在：

（1）第一次為南北向的褶皺：受東西向的擠壓力，形成南北向的背斜和向斜構(gòu)造，礦區(qū)的含煤建造，就形成在向斜的山間盆地之中。

（2）第二次為北東—南西向的褶皺：受北西—南東向的擠壓，形成北東—南西向的背斜和向斜構(gòu)造，并與第一次褶皺發(fā)生疊加，使褶皺軸向由南北向北東偏轉(zhuǎn)而彎曲。北東—南西向的主溝多為背斜出現(xiàn)。其北東—南西向山脊多為復(fù)式向斜存在。

（3）第三次為北西—南東向的褶皺：受北東—南西向的擠壓，形成北西—南東向的背斜和向斜構(gòu)造。該次的褶皺運動，使南北向、北東—南西向的褶皺發(fā)生疊加，并使區(qū)域的褶皺構(gòu)造復(fù)雜化，并產(chǎn)生大量的北西—南東向的斷層，破壞了煤層的連續(xù)性。因此，在區(qū)域含煤建造地段的褶皺構(gòu)造主要反映為第三次和第二次及疊加的褶皺構(gòu)造形態(tài)。北西—南東向的溝谷多為背斜，其間的山脊多為復(fù)式向斜存在。

（4）第四次為北西西—南東東向的褶皺：該區(qū)的構(gòu)造運動使第三次的北西—南東向的褶皺軸在區(qū)域含煤建造地段中大量發(fā)生彎曲，在1km或3km～5km范圍內(nèi)，同一個褶皺的軸部在不同地點的連線是彎曲的，該次褶皺是區(qū)域內(nèi)的層間褶皺發(fā)育的具體表現(xiàn)。該次褶皺軸向多為北西西—南東東向。

因此，區(qū)域內(nèi)的北西—南東向的溝谷為主要的背斜構(gòu)造，區(qū)域內(nèi)的西西北—東東南向的溝谷為次要的背斜，風(fēng)化剝蝕作用形成現(xiàn)有的溝谷地貌。背斜軸部多被風(fēng)化剝蝕，形成溝谷，其中，一、二次構(gòu)造的南北向、北東—南西向的溝谷為主要的背斜軸部地帶，其深部為侏羅系下統(tǒng)莎里塔什組地層及以下的老地層分布，尤其北東—南西向的溝谷因剝蝕，將溝兩側(cè)的煤礦分隔成兩個含煤片區(qū)，即北西片區(qū)和南東片區(qū)。所以，分析在南北向、北東—南西向的溝谷中煤層被剝蝕。向斜中的煤層分布在離北東—南西向的溝谷兩側(cè)較近的半山腰以上或山脊附近（一般遠離北東—南西向的溝谷的2km～4km）出露；背斜中的煤層一般分布在遠離北東—南西向的溝谷5km～10km地段的北西—南東向或西西北—東東南向溝谷旁側(cè)或溝谷的兩側(cè)出露。所以，在遠離南北向、北東—南西向主溝的北西—南東向或西西北—東東南向溝谷旁側(cè)或溝谷的兩側(cè)含煤性較大。

2.2.2 斷層

勘查區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，以逆斷層為主，總體構(gòu)造線方向為北北西向。規(guī)模較大的斷裂有克孜勒陶—庫斯拉普斷層，齊姆根逆沖推覆斷層位于勘查區(qū)南部。

克孜勒陶—霍什拉普斷層。為貫通全區(qū)規(guī)模最大的斷層，總體走向335°左右，舒緩波狀彎曲。斷層面傾向西，傾角為50°～62°，為高角度逆沖斷層。該斷層大部分為侏羅系下統(tǒng)與泥盆系中統(tǒng)的界線。斷層上盤為侏羅系，下盤為泥盆系中統(tǒng)。

3. 構(gòu)造控煤作用分析

3.1 盆地構(gòu)造演化特征

克孜勒陶聚煤盆地是在西昆侖地塊華力西期邊緣裂谷的基礎(chǔ)上再次活動斷續(xù)發(fā)展、演化形成的。晚古生代以來，經(jīng)歷了以下演化階段，分別為華力西裂谷演化階段；印支—燕山期山間斷陷聚煤盆地形成階段。早、中侏羅世，在區(qū)域弱伸展背景下形成伸展斷陷湖盆[3]。早侏羅世，快速下沉，為扇三角洲礫巖、濁積巖沉積，中侏羅世早期構(gòu)造活動減弱，盆地進入穩(wěn)定沉降擴展階段，沖積扇和湖泊連為一片，泥炭沼澤普遍發(fā)育，受沖積扇水流和湖水侵擾頻繁，泥砂量大，多形成炭質(zhì)泥巖，煤層較少且層薄，穩(wěn)定性差。中侏羅世晚期盆地下降速度大于物源補償，水體變深，接受深湖相沉積，多形成灰黑色頁巖。自白堊世以后受燕山、喜山運動的造山作用影響，盆地逐步抬升，以碎屑巖建造為主。

3.2 區(qū)域構(gòu)造對含煤區(qū)的控制

克孜勒陶盆地位于塔里木盆地西南緣，主屬塔里木微板塊的塔里木克拉通構(gòu)造帶，以喀什坳陷（Ⅱ4-2）為主（圖2-3）。受燕山運動影響，晚侏羅世早期岡底斯地塊、喜馬拉雅地塊與印度板塊一起向北碰撞、俯沖，迫使塔里木古陸南緣和昆侖山地區(qū)快速隆起，沿塔里木盆地南緣形成北西—南東向的山前坳陷帶和推覆構(gòu)造帶。侏羅紀時期，塔西南地區(qū)受挾于鐵克里克斷隆和麥蓋提斜坡，并依附于西昆侖北緣斷裂，西南緣沿北北西向延伸，平面上呈狹長條帶狀沉積盆地[4]。位于塔里木盆地西南緣的克孜勒陶聚煤盆地構(gòu)造運動強烈，盆地內(nèi)褶皺斷裂極其發(fā)育，抬升、剝蝕、斷裂作用強烈，使原沉積范圍不廣的煤系地層及煤層又遭嚴重破壞。

圖2—3 勘查區(qū)區(qū)域構(gòu)造單元區(qū)劃圖

3.3 成煤期后構(gòu)造運動對含煤區(qū)的影響

早—中侏羅世成煤期是盆內(nèi)主要成煤期，晚侏羅世受燕山運動的影響，南北對沖擠壓，造成喀什凹陷整體上隆，克孜勒陶斷盆也進入消亡期[5]，湖泛面積減小，以濱淺湖相為主，巖性粒度上自下向上由細變粗。顏色由灰黑色—灰色漸變?yōu)榛揖G色—紫紅色，氣候變?yōu)榘敫珊怠珊淡h(huán)境，為不含煤煤系地層沉積。本次構(gòu)造事件對早—中侏羅世含煤地層影響較小，早—中侏羅世含煤地層靠近山前隆起，但并未強烈剝蝕，主要作用使晚侏羅世成為不含煤煤系地層。白堊紀—古近紀以來受燕山運動的影響盆地快速沉降擴張接受廣泛海侵。使得早—中侏羅世含煤地層埋深加大，有利于煤層的保存。新近紀—第四紀帕米爾弧形斷裂的形成與南北向區(qū)域擠壓作用下，盆地面積縮小，地層抬升較大，構(gòu)造極為發(fā)育，使得區(qū)內(nèi)局部地區(qū)早—中侏羅世含煤地層剝蝕殆盡，出露下伏老地層，或者地層呈倒轉(zhuǎn)產(chǎn)出。本次事件對盆地內(nèi)煤層賦存影響最大，因此分析及控制新近紀以來構(gòu)造運動對研究盆內(nèi)煤炭賦存規(guī)律具有重大意義。

4. 結(jié)論

（1） 通過過對盆地構(gòu)造演化特征分析：早—中侏羅世為主要成煤期。成煤期的構(gòu)造運動對該區(qū)侏羅系的形成、分布起著決定性的作用，晚侏羅世后期的抬升、剝蝕、斷裂破壞，使原沉積范圍不廣的煤系地層及煤層又遭嚴重破壞，故侏羅系及所含煤層保存范圍有限，多賦存于相互獨立的山間小盆地之中。

（2） 區(qū)域上含煤地層受挾于鐵克里克斷隆和麥蓋提斜坡控制。呈北北西—南南東分布，盆地西南部含煤性較好。

（3） 成煤期后燕山運動對煤層連續(xù)性影響微弱，主要受喜山運動影響造成含煤層位復(fù)雜的斷裂和不同類型的褶曲，隆起高的部位被風(fēng)化剝蝕后缺失，傾伏低凹部位保留完整。這種缺失與保留，形成了當(dāng)下的含煤層位不連續(xù)性。

參考文獻：

[1] 賈承造，張師本，吳紹祖，等.塔里木盆地及周邊地層（下）·各分區(qū)地層表[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

[2] 肖序常，劉訓(xùn)，高銳等.塔里木盆地與青藏高原西北緣碰撞構(gòu)造—西昆侖山地質(zhì)、地球物理多學(xué)科調(diào)查新成果[J].地質(zhì)學(xué)報，2001，75（2）：126-132.。

[3] 何登發(fā)，賈承造，李德生，等.塔里木多旋回疊合盆地的形成與演化[J].石油與天然氣地質(zhì)，2005，26（1）：64-75.

[4] 張少麗，程遂欣，張煒.塔里木盆地西南緣侏羅紀含煤巖系聚煤規(guī)律[J].新疆地質(zhì)，2002，20（1）：67-70.

[5] 李盛富.喀什凹陷中生代以來的構(gòu)造事件對中—下侏羅統(tǒng)鈾礦化的影響 [J].世界核地質(zhì)科學(xué)，2008，25（1）：8-12.

[6] 李書海. 新疆伊南煤田阿爾瑪勒勘查區(qū)煤中硫分、灰分成因探討[J]. 西部資源， 2015（2）：100-105.