新疆三塘湖煤田沉積環(huán)境特征及其對煤層控制研究

【摘要】本文對三塘湖煤田地層特征構(gòu)造特征進(jìn)行詳細(xì)分析，進(jìn)而對成煤環(huán)境與沉積特征以及沉積環(huán)境演化特征進(jìn)行深入研究，最后對沉積環(huán)境對煤層的控制進(jìn)行綜合研究，對以后的工作具有十分重要的參考意義。

【關(guān)鍵詞】新疆；三塘湖煤田；沉積環(huán)境；煤層控制

1、地層特征

區(qū)域地層主要有奧陶系（O）、志留系（S）、泥盆系（D）、石炭系（C）、二疊系（P）、三疊系（T）、侏羅系（J）、白堊系（K）、古近系（E）、新近系（N）、第四系（Q）。

區(qū)域古生界泥盆系、石炭系、二疊系廣泛發(fā)育，為淺海相、濱海相、海陸交互相中基性火山巖、火山碎屑巖及正常碎屑巖，含腕足、珊瑚、三葉蟲及植物等化石，厚度巨大；中生界侏羅系廣泛發(fā)育，為多套陸相碎屑巖；含煤0-35層，三疊系、白堊系分布局限；新近系-古近系多為紅層、第四系在各凹地中亦廣泛發(fā)育，可采煤層自上而下可劃分為2、6-8、9、11-12、14-15、17-19、20、26-30、31-35等9個可采煤層（組）。

2、構(gòu)造特征

三塘湖盆地是分布于阿爾泰山系和天山山系之間的疊合、改造型盆地，該盆地經(jīng)歷了泥盆紀(jì)-早二疊世的基底形成-雛形盆地發(fā)育階段，前二疊紀(jì)基底形成過程主要受古生代大區(qū)域古亞洲洋域洋盆俯沖、陸塊增生拼貼、板塊碰撞造山過程的控制，直接受控于準(zhǔn)噶爾洋沿克拉麥里俯沖帶在泥盆紀(jì)的俯沖，西伯利亞板塊與哈薩克斯坦板塊在石炭紀(jì)的碰撞造山的構(gòu)造作用過程。

晚二疊世以來盆地經(jīng)歷了前陸盆地-拗陷盆地-再生前陸盆地等三個發(fā)育階段，現(xiàn)今表現(xiàn)為在北東向呈隆、拗相間的三個一級構(gòu)造單元，由北至南為東北沖斷褶皺帶、中央拗陷帶、西南逆沖推覆帶。中央拗陷帶為由西向東發(fā)育有庫木蘇凹陷、巴潤塔拉凸起、漢水泉凹陷、石頭梅凸起、條湖凹陷、岔哈泉凸起、馬郎凹陷、方方梁凸起、淖毛湖凹陷、韋北凸起、蘇魯克凹陷等“六凹五凸”十一個次一級構(gòu)造單元。

3、成煤環(huán)境與沉積特征

3.1地層古生物特征

三塘湖盆地侏羅系中下統(tǒng)主要發(fā)現(xiàn)雙殼類化石1屬1種，葉肢介化石4屬7種（包括1個新種，1個比較種），古植物化石11屬8種（包括1個新種，1個比較種）3個未定種以及豐富的孢粉化石資料。這些動、植物化石材料為確定三塘湖盆地中生代含煤地層之地質(zhì)時代隸屬提供了可靠依據(jù)，并自下而上建立了三塘湖盆地中生代含煤地層的五個孢粉組合。

3.2沉積相類型

在大量資料的收集、整理的基礎(chǔ)上，通過對鉆孔和測井相分析，在研究區(qū)內(nèi)目的層段中識別出扇三角洲、三角洲、湖泊、沼澤、泛濫平原5種相類型，并細(xì)分為10種亞相和22種微相。

4、沉積環(huán)境演化特征

4.1沉積演化

水西溝群為一套在潮濕、溫暖氣候條件下形成的以湖泊、河流一沼澤相為主的含煤碎屑巖建造。它與下伏地層為角度不整合接觸，與上覆地層為平行不整合和微角度不整合接觸。水西溝群含煤地層超覆不整合于下伏石炭—二疊系之上，反映繼中上三疊統(tǒng)沉積之后，早中侏羅紀(jì)沉積盆地范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

4.2沉積模式

三塘湖盆地侏羅紀(jì)氣候溫暖濕潤，有利于陸生植物生長，為煤形成提供了基本物質(zhì)條件；沉積相類型豐富多彩，變化復(fù)雜但很有規(guī)律，具有四個基本特點(diǎn)：

（1）沉積相帶的展布格局受構(gòu)造控制，周緣科古琴山、博羅霍洛山、阿吾拉勒山、察布查爾山、哈爾克山和那拉提山提供了主要的物源，各扇狀沉積體系的平面展布格局，呈側(cè)向連續(xù)疊置的朵狀，隨水深逐漸加大，過渡為與湖域相連通的淺—半深湖沉積區(qū)，深湖內(nèi)發(fā)育有零星分布的濁積扇；

（2）區(qū)域上，由盆地邊緣沖積扇（河流）和（扇）三角洲沉積體系的粗—中碎屑巖沉積相帶，向盆地中心方向逐漸過渡為湖泊—湖底扇沉積體系的細(xì)碎屑-泥質(zhì)沉積相帶，各沉積體系和沉積相、亞相、微相類型的變化及平面配置關(guān)系，都呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。

（3）各層序沉積時期沉積相的展布格局具繼承性，主要物源區(qū)未變，僅湖盆大小、范圍不同，水體深淺各時期有別，但一般來說水體都不深，多為濱淺湖，這有利于植物發(fā)育和沼澤化，從而為成煤提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

（4）各地區(qū)地形坡度的差異及其對河型的控制作用，如SQ1陡坡帶發(fā)育粗粒的沖積扇、扇三角洲，三塘湖中部緩坡帶則發(fā)育源遠(yuǎn)流長的曲流河三角洲。

5、沉積環(huán)境對煤層的控制

沉積環(huán)境包括沉積時的巖相古地理?xiàng)l件、古地貌、古植被、古氣候、泥炭沼澤類型和沼澤中的水體深度以及地球化學(xué)條件等，是煤層形成的重要因素之一。

5.1古氣候

晚三疊世，新疆聚煤域?yàn)榘敫珊怠氤睗駳夂?，聚煤作用較弱，僅在三塘湖盆地發(fā)育陸相含煤地層。早、中侏羅世，新疆聚煤域氣候轉(zhuǎn)為溫暖潮濕，聚煤資源從準(zhǔn)噶爾盆地開始，逐步向南、東的塔里木盆地、吐哈盆地?cái)U(kuò)展。

5.2沉積環(huán)境

三塘湖盆地侏羅系含煤地層主要為八道灣組和西山窯組，沉積環(huán)境為湖泊—三角洲沼澤和三角洲體系。早侏羅世八道灣組早期的聚煤作用在盆地南部主要發(fā)生在漢水泉的西北方向，在盆地西南部主要發(fā)生在庫木蘇一帶，聚煤環(huán)境為三角洲沼澤、沖積扇三角洲沼澤。早侏羅世八道灣組中晚期的聚煤作用在盆地東部主要發(fā)生在石頭梅——條湖一帶，南部深湖區(qū)一帶含煤差，其北東側(cè)含煤性較好。

八道灣組煤層在盆地北緣具有東西厚中間薄的分布特點(diǎn)。東部從東往西條湖、石頭梅一帶，含煤12層，其中一層為厚煤層，位于八道灣上部9號煤層，厚12.45米，其余均為中厚煤層至薄煤層。南緣煤組合不如北緣。西部往東漢水泉、庫木蘇一帶，含煤10層，其中一層為厚煤層，位于八道灣下部26—30號煤，厚21.15米。煤層厚度總體上由西向東，逐漸變薄；煤層沿傾向上變化不大，由南向北有變薄趨勢。

西山窯組煤層在盆地北緣分布比較零星，沿走向含煤層數(shù)和厚度均有差異。由東往西，條湖一帶含煤層數(shù)多且穩(wěn)定，屬薄煤層，聚煤作用較好，煤層發(fā)育較好，但由于后期剝蝕嚴(yán)重全區(qū)僅條湖可見1～2號煤層。

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作者簡介：郭薇，女，1987-，滿族，籍貫遼寧錦州，本科，地質(zhì)助理工程師，主要從事地質(zhì)勘查工作。