陳紅東,姜 波,屈爭輝,汪吉林,王琳琳

(1.中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院,江蘇徐州 221116;2.中國礦業(yè)大學(xué)煤層氣資源與成藏過程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇徐州 221116)

臨汾與保德地區(qū)構(gòu)造差異性特征及其對煤層含氣性的控制

陳紅東1,2,姜 波1,2,屈爭輝1,2,汪吉林1,2,王琳琳1,2

(1.中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院,江蘇徐州 221116;2.中國礦業(yè)大學(xué)煤層氣資源與成藏過程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇徐州 221116)

為研究鄂爾多斯盆地東緣煤層含氣性的構(gòu)造控制作用,在野外構(gòu)造變形特征系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景分析及構(gòu)造應(yīng)力場恢復(fù),揭示了鄂爾多斯盆地東緣臨汾和保德區(qū)塊構(gòu)造發(fā)育的差異性特征及其對煤儲層含氣性的控制作用。結(jié)果表明:研究區(qū)主要經(jīng)歷了燕山期NW—SE向的構(gòu)造擠壓作用和喜馬拉雅期NW—SE向的伸展作用;南部臨汾區(qū)塊燕山期NW—SE向的擠壓作用強(qiáng)烈,發(fā)育NE—NNE向的逆沖斷層和次級寬緩褶皺構(gòu)造等,有利于煤層氣的保存,即使后期疊加了一定的喜馬拉雅期NW—SE向的伸展作用,使煤層氣部分散失,但總體含量較高,且高值區(qū)與構(gòu)造位置相關(guān)性很好;北部保德區(qū)塊燕山期擠壓構(gòu)造變形作用不顯著,喜馬拉雅期NW—SE向的伸展作用較突出,NE向正斷層較為發(fā)育,為煤層氣的運(yùn)移及散失提供了條件,致使煤層含氣量相對較低。

臨汾地區(qū);保德地區(qū);構(gòu)造應(yīng)力場;構(gòu)造變形;煤層含氣量

陳紅東,姜 波,屈爭輝,等.臨汾與保德地區(qū)構(gòu)造差異性特征及其對煤層含氣性的控制[J].煤炭學(xué)報(bào),2014,39(3):510－517.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2013.1574

Chen Hongdong,Jiang Bo,Qu Zhenghui,et al.Diversity structural characteristics and control action on coal bed gas content in Linfen and Baode area[J].Journal of China Coal Society,2014,39(3):510－517.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2013.1574

鄂爾多斯盆地是中國中西部重要的能源基地,盆地內(nèi)煤層氣資源量占中國煤層氣總資源量的1/3～1/4[1－2]。其中有利于煤層氣開發(fā)的區(qū)域主要集中在盆地東緣[3－4],主體沿黃河流域呈NS向分布,南北長逾560 km,東西寬50～200 km,面積約8×104km2,煤層埋深在1 500 m以淺的煤層氣地質(zhì)資源量約9× 1012m3[5],開發(fā)潛力巨大。

鄂爾多斯盆地東部主體為一向西和北西緩傾的大型單斜構(gòu)造,有利于煤層氣的形成、保存及勘探開發(fā)[6]。據(jù)前人研究,鄂東地區(qū)對煤層含氣量影響明顯的構(gòu)造因素為斷層[7]。不同地區(qū)不同性質(zhì)、類型的構(gòu)造對煤層氣的生成、運(yùn)移和保存具有不同的控制作用[8－11]。筆者以鄂爾多斯盆地東緣的臨汾和保德區(qū)塊為研究對象,通過對比分析各區(qū)的構(gòu)造演化史、不同期次構(gòu)造變形特征以及煤層含氣量等特征,揭示了不同區(qū)塊不同期次構(gòu)造變形及其組合特征,探討了構(gòu)造差異性對煤層含氣性的控制作用。

1 地質(zhì)背景

鄂爾多斯盆地東緣以現(xiàn)今晉陜撓褶帶地區(qū)為主體,盆地東側(cè)邊界以離石斷裂帶為界與山西斷隆相鄰(圖1)[12－14]。離石斷裂帶總體走向近NS,由于受到不同構(gòu)造運(yùn)動的影響,其地表分段特征非常明顯。根據(jù)構(gòu)造組成和變形特點(diǎn)可劃分為北、中、南3段:北段僅發(fā)育若干雁行排列的逆沖斷層,斷裂斷距不大;南段斷裂帶由密集的逆沖斷裂組成,擠壓破碎現(xiàn)象十分明顯,擠壓－剪切變形比北段強(qiáng)烈得多。離石斷裂西側(cè)是內(nèi)部變形較弱的鄂爾多斯盆地,地層總體呈向西傾斜的單斜構(gòu)造,局部因次級褶皺構(gòu)造的發(fā)育而復(fù)雜化。鄂爾多斯盆地東緣的構(gòu)造特征對煤層氣的成藏起到了重要的控制作用,導(dǎo)致不同區(qū)域煤層氣成藏條件的明顯差異。

研究區(qū)為鄂爾多斯盆地東緣南部的臨汾區(qū)塊和北部的保德區(qū)塊(圖1),主要含煤地層為石炭系－二疊系的太原組和山西組,其中山西組的5號煤和太原組的8號煤為本區(qū)煤層氣勘探的主力煤層。

2 研究區(qū)構(gòu)造演化

圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造單元劃分及研究區(qū)位置(據(jù)文獻(xiàn)[6]修改)Fig.1 The tectonic units of the Ordos Basin and place of the study region(modified from Reference[6])

三疊紀(jì)時(shí)期,鄂爾多斯盆地南緣雖受構(gòu)造運(yùn)動影響明顯,但盆地東部受印支期近NS向的構(gòu)造擠壓變形影響較小,主要經(jīng)歷了燕山期和喜馬拉雅期兩期構(gòu)造應(yīng)力場的作用[15－19]。筆者在區(qū)域構(gòu)造背景和研究區(qū)構(gòu)造發(fā)育及組合特征分析的基礎(chǔ)上,采用共軛“X”剪節(jié)理分析方法,通過臨汾區(qū)塊野外節(jié)理的系統(tǒng)測量和分期配套工作,分別繪制燕山期和喜馬拉雅期節(jié)理玫瑰花圖40幅和37幅。依據(jù)優(yōu)勢節(jié)理方位及其夾角的變化規(guī)律,確定了各節(jié)理測量點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài),然后將同名主應(yīng)力按照其變化規(guī)律繪制最大和最小應(yīng)力跡線,得到了臨汾區(qū)塊燕山期和喜馬拉雅其構(gòu)造應(yīng)力場圖(圖2)。

2.1 燕山期構(gòu)造應(yīng)力場

臨汾區(qū)塊燕山期構(gòu)造應(yīng)力場以NW—SE向擠壓為顯著特征(圖2(a)),相應(yīng)的伸展方向?yàn)镹E—SW向。主壓應(yīng)力跡線總體呈NW—SE向延伸,并呈向NE突出的弧形彎曲,與區(qū)塊邊界的主要構(gòu)造的走向近于垂直,表明這些構(gòu)造的形成與燕山期構(gòu)造應(yīng)力場作用密切相關(guān),均具有擠壓性質(zhì)的構(gòu)造變形。區(qū)塊東部邊界離石斷層的走向不穩(wěn)定,呈近NS—NNW向,與主壓應(yīng)力的夾角為70°左右,反映其遭受燕山期擠壓作用的影響,但可能經(jīng)歷了更為復(fù)雜的構(gòu)造疊加與改造。

圖2 臨汾區(qū)塊燕山期和喜馬拉雅期構(gòu)造應(yīng)力場及節(jié)理測量點(diǎn)位置Fig.2 Yanshan and Himalaya tectonic stress field map and joint measurement location map of Linfen block

2.2 喜馬拉雅期構(gòu)造應(yīng)力場

喜馬拉雅期構(gòu)造應(yīng)力場與燕山期相比發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變,即由NW—SE向的擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)镹E—SW向擠壓(圖2(b)),與燕山期擠壓構(gòu)造方向近垂直,最大主應(yīng)力跡線呈略向NW突出的弧形彎曲。在臨汾區(qū)塊喜馬拉雅期的構(gòu)造變形形跡不是很顯著,但由于發(fā)育與燕山期構(gòu)造走向近垂直的拉張伸展作用,對早期的改造作用較為顯著,使早期的壓性構(gòu)造轉(zhuǎn)變?yōu)閺埿詷?gòu)造,發(fā)生構(gòu)造性質(zhì)的轉(zhuǎn)變。

3 構(gòu)造變形特征

鄂爾多斯盆地東緣為過渡型盆緣構(gòu)造類型,盆地內(nèi)部構(gòu)造相對穩(wěn)定。由于不同區(qū)域在不同期次構(gòu)造作用下變形存在一定的差異,使得研究區(qū)內(nèi)不同地區(qū)構(gòu)造發(fā)育各具特色。

3.1 臨汾地區(qū)構(gòu)造變形特征

3.1.1 構(gòu)造位置及構(gòu)造分帶性

臨汾區(qū)塊位于研究區(qū)的南部區(qū)域,夾持于離石斷裂由走向NE向NS的過渡部位,東以離石大斷裂為界,西抵黃河。主要構(gòu)造線呈向E突出的弧形展布,在隰縣以北為NS向,向S逐漸過渡為NNE向及NE向,由東向西由老到新分布有中奧陶統(tǒng)—三疊系等地層(圖3)。依據(jù)構(gòu)造變形特征的差異,可以分為盆緣斷坳帶、斜坡凹隆帶和緩坡帶3個(gè)構(gòu)造帶(圖4)。

圖3 臨汾區(qū)塊構(gòu)造綱要及觀測點(diǎn)位置Fig.3 Structural outline map and field observation location map of Linfen block

盆緣斷坳帶為構(gòu)造變形最為強(qiáng)烈的地帶,發(fā)育一系列壓性斷層、撓曲及其伴生構(gòu)造。斜坡凹隆帶位于盆緣斷坳帶西側(cè),次級褶皺較為發(fā)育,帶內(nèi)以隆凹相間的褶皺構(gòu)造為主,伴有小型斷層。緩坡帶地層傾向W,傾角很小,一般1°～5°,甚至水平;雖有少量的波狀起伏,但幅度很小,基本屬緩傾單斜構(gòu)造。

圖4 臨汾區(qū)塊構(gòu)造剖面(剖面位置如圖3所示)Fig.4 Structural cross-sectional view of Linfen block(section location shown in Fig.3)

3.1.2 不同構(gòu)造期次變形特征

(1)燕山期構(gòu)造變形特征。

研究區(qū)內(nèi)燕山期構(gòu)造運(yùn)動最為強(qiáng)烈,在不同的區(qū)域范圍內(nèi),應(yīng)力作用方向稍有差異,但應(yīng)力強(qiáng)度差別較大,構(gòu)造強(qiáng)烈變形主要發(fā)育于盆地東緣地帶,形成了以離石大斷裂為代表的近NS向擠壓逆沖斷層,盆內(nèi)石炭、二疊和三疊系等地層隨山西隆起的上升而整體抬升,并形成了褶皺和斷裂構(gòu)造。變形由東緣向盆地內(nèi)部逐漸減弱。

1)褶皺構(gòu)造。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造主要發(fā)育于盆地內(nèi)部,在野外觀測中可以發(fā)現(xiàn),本區(qū)褶皺較為發(fā)育,褶皺類型主要為寬緩背斜,如窯街寬緩背斜(圖5)、榆林子寬緩背斜和拔子溝背斜等,背斜軸向總體為NNE—NE;同時(shí)還發(fā)育有不協(xié)調(diào)褶皺類型,如義泉村不協(xié)調(diào)褶皺(圖6),在下二疊統(tǒng)山西組(P1s)砂巖層中,由于中厚層砂巖與薄層砂巖的巖性不同,在薄層砂巖中形成不對稱的撓曲構(gòu)造,而中厚層砂巖僅形成了單斜巖層,從而在剖面上形成了不協(xié)調(diào)褶皺(觀測點(diǎn)位置如圖3所示)。

圖5 窯街寬緩背斜構(gòu)造(觀測點(diǎn)1)Fig.5 Relief anticline structure diagram of Yaojie (observation point 1)

圖6 義泉村不協(xié)調(diào)褶皺(觀測點(diǎn)5)Fig.6 Uncoordinated fold diagram of Yiquancun (observation point 5)

圖7 茨溝撓曲構(gòu)造(觀測點(diǎn)3)Fig.7 Destructure diagram of Cigou(observation point 3)

臨汾區(qū)塊褶皺的另一種類型撓曲構(gòu)造也較為發(fā)育,主要表現(xiàn)為巖層產(chǎn)狀的急劇變化,常由近水平的巖層突變?yōu)槎竷A角巖層。典型構(gòu)造有太平莊撓曲構(gòu)造和茨溝撓曲構(gòu)造(圖7),巖性均為中－厚層砂巖,撓曲軸向呈NNE向延伸。通過以上野外地質(zhì)現(xiàn)象可以看出,臨汾區(qū)塊的褶皺構(gòu)造主要發(fā)育于研究區(qū)的中、西部;褶皺形態(tài)以變形較弱的開闊背斜和撓曲構(gòu)造為主,向斜構(gòu)造相對不發(fā)育。野外觀測可見,被卷入褶皺的最新地層為三疊系。這些褶皺和撓曲有一個(gè)共同的特點(diǎn),就是軸向均呈NE—NNE向延伸,顯示了NW—SE向的擠壓應(yīng)力作用,根據(jù)區(qū)域應(yīng)力場演化特征分析,其應(yīng)該是燕山期構(gòu)造應(yīng)力場作用的產(chǎn)物。

2)斷裂構(gòu)造。盆地內(nèi)部斷裂構(gòu)造不發(fā)育,僅在局部可見規(guī)模較小的斷層,但在研究區(qū)的東部及東南部邊界,斷裂構(gòu)造發(fā)育較為強(qiáng)烈。主要斷裂構(gòu)造有彩疙瘩溝逆斷層(圖8)、化樂鄉(xiāng)南逆斷層、管頭逆斷層及吉家原鄉(xiāng)南逆斷層等。斷層走向以NE向?yàn)橹?斷層面平直光滑,并多表現(xiàn)出壓性變形的特征,具逆斷層性質(zhì)。斷裂帶多發(fā)育擠壓片理構(gòu)造,部分?jǐn)鄬用嫔线€形成鏡面及擦痕,而彩疙瘩溝逆斷層上盤巖層在逆沖作用過程中形成牽引構(gòu)造(圖8)。

圖8 彩疙瘩溝逆斷層及上盤牽引構(gòu)造(觀測點(diǎn)10)Fig.8 Thrust and traction structure on the upper plate of Caigedagou(observation point 10)

(2)喜馬拉雅期構(gòu)造變形特征。

在區(qū)域構(gòu)造演化的控制下,鄂爾多斯盆地喜馬拉雅運(yùn)動構(gòu)造應(yīng)力場也發(fā)生了根本的改變,即擠壓方向由NW向轉(zhuǎn)變?yōu)镹E向,最大主壓應(yīng)力軸的優(yōu)選方位是30°～210°,傾角1°～2°;最小主壓應(yīng)力軸的優(yōu)勢方向是121°～301°,傾角幾近水平;中間主壓應(yīng)力軸大都近于直立或略有傾斜。臨汾區(qū)塊喜馬拉雅期構(gòu)造變形較弱,僅在局部見到與該期應(yīng)力場相適應(yīng)的寬緩褶皺和撓曲,如軸向NW的解家河寬緩背斜和龐家疙瘩撓曲,偶見張性斷裂構(gòu)造,如后洞溝正斷層和茨溝正斷層等,這些斷層規(guī)模小,斷距小。

以上野外構(gòu)造變形特征反映出臨汾區(qū)塊喜馬拉雅期構(gòu)造變形較為微弱,而且具有局部發(fā)育的特點(diǎn),但由于喜馬拉雅期的構(gòu)造變形主要為NW—SE向的伸展作用,故對燕山期構(gòu)造有一定的改造作用,可使部分早期壓性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)閺埿蕴卣?。綜合前述分析,臨汾區(qū)塊構(gòu)造變形特征以燕山期壓性構(gòu)造為主,并受到后期喜馬拉雅期微弱張性改造。

3.2 保德地區(qū)構(gòu)造變形特征

保德區(qū)塊位于鄂爾多斯盆地東緣的北部,構(gòu)造的形成和演化同樣受到區(qū)域構(gòu)造背景的控制,即主要經(jīng)歷了燕山期NW—SE向的構(gòu)造擠壓作用和喜馬拉雅期NW—SE向的伸展作用,但不同期次的構(gòu)造變形與南部的臨汾區(qū)塊存在較大差異。

前已述及,鄂爾多斯東緣地區(qū)的邊界斷裂－離石斷裂帶具有顯著的分段性特征,燕山期的構(gòu)造變形強(qiáng)度在南段明顯高于北段,即變形具有由南向北逐漸減弱的特點(diǎn),在盆地內(nèi)部這一特點(diǎn)也有較好的反映。

保德區(qū)塊位于構(gòu)造變形相對較弱的離石大斷裂北段的西部,主要表現(xiàn)為大型撓曲,活動性相對較弱,盆地內(nèi)構(gòu)造比較簡單。地層產(chǎn)狀較為平緩,基本上為一走向NE,向NW傾斜的單斜構(gòu)造(圖9,10,剖面A—A′),傾角一般在5°～10°,為燕山期構(gòu)造作用所奠定,但變形強(qiáng)度顯著低于臨汾地區(qū)。

圖9 保德區(qū)塊構(gòu)造綱要圖及觀測點(diǎn)位置Fig.9 Structural outline map and field observation location map of Baode block

野外觀測區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造以走向NE的正斷層為主,但規(guī)模較小。主要斷裂構(gòu)造有發(fā)育于奧陶系灰?guī)r和石炭—二疊系砂巖中的階梯狀正斷層等及煤層中的正斷層(圖11)。其中煤層中正斷層規(guī)模較小,斷層帶較窄,兩盤地層產(chǎn)狀不協(xié)調(diào)。階梯狀正斷層走向NNE、傾向W,傾角高達(dá)80°,由E向W依次下掉,單條斷層的斷距均小于1 m,反映了喜馬拉雅期NE—SW向構(gòu)造擠壓作用的特征。

3.3 構(gòu)造變形差異特征

從構(gòu)造變形強(qiáng)度分析,燕山期構(gòu)造擠壓作用在南部地區(qū)強(qiáng)于北部地區(qū),主要體現(xiàn)在南部的東緣以NE—NNE向的逆沖斷層的發(fā)育為顯著特征,而北部地區(qū)斷裂發(fā)育較弱,主要為褶皺變形,顯示了應(yīng)力作用強(qiáng)度的差異性;盆內(nèi)雖然均以單斜構(gòu)造為主體,但南部地區(qū)在此基礎(chǔ)上疊加了次級褶皺和局部發(fā)育逆沖斷層,而北部地區(qū)次級構(gòu)造變形發(fā)育較弱,NE向的逆斷層和次級褶皺較為罕見。喜馬拉雅期的構(gòu)造變形在北部地區(qū)表現(xiàn)較為突出,以走向NE的正斷層為特征,而南部地區(qū)表現(xiàn)并不顯著,僅在局部地區(qū)發(fā)育NE向正斷層。

圖10 保德區(qū)塊構(gòu)造剖面(剖面位置如圖9所示)Fig.10 Structural cross-sectional view of Baode block(section location shown in Fig.9)

圖11 河曲太原組煤層中的小斷層(觀測點(diǎn)8)Fig.11 Small fault in Taiyuan coal seam of Hequ(observation point 8)

4 煤層含氣量特征及構(gòu)造控制機(jī)理

4.1 煤層含氣量特征

臨汾區(qū)塊由于壓性構(gòu)造發(fā)育,有利于煤層氣的保存,即使后期疊加了一定的張性構(gòu)造,使煤層氣部分散失,但總體含量仍較高。

根據(jù)實(shí)際資料,臨汾地區(qū)5號煤層含氣量一般均在15.0 m3/t以上,個(gè)別井可以超過20.0 m3/t,僅少數(shù)井小于15.0 m3/t(圖12(a)),反映該區(qū)5號煤層具有較高的含氣量;平面上煤層含氣量等值線總體呈NE向分布,具有中部高、邊緣低的特點(diǎn),且5號煤層含氣量高值區(qū)與NE向壓性構(gòu)造發(fā)育位置密切相關(guān),顯示燕山期構(gòu)造對煤層氣賦存的控制作用。8號煤層含氣量低于5號煤層,原因在于5號煤層頂?shù)装鍡l件比8號煤層優(yōu)越,多為泥巖,封蓋能力強(qiáng),煤層氣保存條件較好;8號煤層頂板多為灰?guī)r,封蓋能力相對較差,尤其是構(gòu)造發(fā)育區(qū)的灰?guī)r裂隙發(fā)育,對氣體的封蓋能力變差,導(dǎo)致煤層含氣量降低。

圖12 臨汾地區(qū)和保德地區(qū)5號煤層含氣量等值線(據(jù)文獻(xiàn)[6]修改)Fig.12 Gas content isogram of seam No.5 in Linfen and Baode blocks(modified from Reference[6])

北部保德地區(qū),張性構(gòu)造發(fā)育,有利于煤層氣的運(yùn)移和散失,含氣量相對較低。保德區(qū)塊內(nèi)4+5號煤層含氣量一般在9.55～13.04 m3/t(圖12(b)),低于南部臨汾區(qū)塊的含氣量。平面上呈現(xiàn)南北兩端煤層含氣量略高,中間低;自東向西含氣量逐漸增高的分布特點(diǎn),顯示含氣量隨埋深的增加而增大,與該區(qū)單斜構(gòu)造格局對應(yīng)。

4.2 含氣量差異的構(gòu)造控制機(jī)理

南部臨汾地區(qū)主力煤儲層的含氣量顯著高于北部的保德地區(qū),除煤級的影響因素之外,構(gòu)造發(fā)育的差異性是重要的控制因素。南部臨汾地區(qū)燕山期構(gòu)造變形強(qiáng)烈,并且以壓性構(gòu)造為主,使得裂隙系統(tǒng)閉合,阻礙氣體的運(yùn)移,有利于煤層氣的保存,即使后期疊加了一定的張性構(gòu)造,使得煤層氣部分散失,但總體含氣量仍較高,且該區(qū)煤層含氣量高值區(qū)與構(gòu)造位置相關(guān)性很高;而北部地區(qū),喜馬拉雅期構(gòu)造作用較為顯著,張性構(gòu)造發(fā)育,且與燕山期構(gòu)造主應(yīng)力軌跡垂直,促使原構(gòu)造裂隙張開,為煤層氣的運(yùn)移和散失提供了便利條件,致使煤層含氣量相對較低。

5 結(jié) 論

(1)鄂爾多斯盆地東緣構(gòu)造變形以燕山期和喜馬拉雅期為主。燕山期以NW—SE向擠壓構(gòu)造為顯著特征,奠定了研究區(qū)主體構(gòu)造格局;喜馬拉雅期轉(zhuǎn)變?yōu)镹E—SW向擠壓構(gòu)造作用,使早期的壓性構(gòu)造發(fā)生性質(zhì)的轉(zhuǎn)變。

(2)研究區(qū)南部的臨汾和北部的保德構(gòu)造變形存在顯著差異。臨汾區(qū)塊東緣主要發(fā)育NE—NNE向的逆沖斷層及盆內(nèi)次級褶皺,NE向正斷層發(fā)育較弱,顯示該區(qū)塊的構(gòu)造作用主要為燕山期NW—SE向的擠壓作用;保德區(qū)塊NE向的正斷層發(fā)育較為突出,顯示了喜馬拉雅期的構(gòu)造變形特征較突出。

(3)研究區(qū)構(gòu)造發(fā)育的差異性是煤層含氣量的重要控制因素之一,南部臨汾區(qū)塊燕山期NW—SE向的擠壓變形強(qiáng)烈,于東緣形成了NE—NNE向的逆沖斷層,有利于煤層氣的保存,即使后期疊加了一定的NW—SE向伸展作用,使得煤層氣部分散失,但煤層總體含氣量仍較高,且該區(qū)煤層含氣量高值區(qū)與構(gòu)造位置相關(guān)性很高;而北部的保德區(qū)塊燕山期構(gòu)造活動不明顯,以喜馬拉雅期伸展作用為主,張性構(gòu)造發(fā)育,為煤層氣的運(yùn)移及散失提供了便利條件,致使煤層含氣量相對較低。

[1] 馮三利,葉建平,張遂安.鄂爾多斯盆地煤層氣資源及開發(fā)潛力分析[J].地質(zhì)通報(bào),2002,21(10):658－662.

Feng Sanli,Ye Jianping,Zhang Suian.Coalbed methane resources in the Ordos Basin and its development potential[J].Geological Bulletin,2002,21(10):658－662.

[2] 張?jiān)罉?施 煒,廖昌珍,等.鄂爾多斯盆地周邊斷裂運(yùn)動學(xué)分析與晚中生代構(gòu)造應(yīng)力體制轉(zhuǎn)換[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2006,80(5): 639－647.

Zhang Yueqiao,Shi Wei,Liao Changzhen,et al.Fault kinematic analysis and change in Late Mesozoic tectonic stress regimes in the peripheral zones of the Ordos Basin,North China[J].Acta Geologica Sinica,2006,80(5):639－647.

[3] Su X,Zhang L,Zhang R.The abnormal pressure of the Pennsylvanian No.8 coalbed methane reservoir in Liulin-Wupu district,eastern Ordos Basin,China[J].International Journal of Coal Geology,2003, 53:227－239.

[4] 劉新社,席勝利,周煥順.鄂爾多斯盆地東部上古生界煤層氣儲層特征[J].煤田地質(zhì)與勘探,2007,35(1):37－40.

Liu Xinshe,Xi Shengli,Zhou Huanshun.Features of Upper Paleozoic coalbed methane reservoir in Eastern Ordos Basin[J].Coal Geology &Exploration,2007,35(1):37－40.

[5] 接銘訓(xùn).鄂爾多斯盆地東緣煤層氣勘探開發(fā)前景[J].天然氣工業(yè),2010,30(6):1－6.

Jie Mingxun.Prospects in coalbed methane gas exploration and production in the Eastern Ordos Basin[J].Natural Gas Industry,2010, 30(6):1－6.

[6] 王琳琳,姜 波,屈爭輝.鄂爾多斯盆地東緣煤層含氣量的構(gòu)造控制作用[J].煤田地質(zhì)與勘探,2013,41(1):14－19.

Wang Linlin,Jiang Bo,Qu Zhenghui.Structural control on gas content distribution in eastern margin of Ordos Basin[J].Coal Geology &Exploration,2013,41(1):14－19.

[7] 張勝利,陳曉東,鄂爾多斯盆地東緣煤層氣控制因素探討[J].石油勘探與開發(fā),1996,23(4):11－14.Zhang Shengli,Chen Xiaodong.The control factors discussion of coalbed methane in the eastern margin of the Ordos Basin[J].Petroleum Exploration and Development,1996,23(4):11－14.

[8] 姜 波,秦 勇,琚宜文,等.煤層氣成藏的構(gòu)造應(yīng)力場研究[J].中國礦業(yè)大學(xué)報(bào),2005,34(5):564－569.

Jiang Bo,Qin Yong,Ju Yiwen,et al.Research on tectonic stress field of generate and reservoir of coalbed methane[J].China University of Mining&Technology,2005,34(5):564－569.

[9] 廖昌珍,張?jiān)罉?溫長順.鄂爾多斯盆地東緣邊界帶構(gòu)造樣式及其區(qū)域構(gòu)造意義[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2007,81(4):466－474.

Liao Changzhen,Zhang Yueqiao,Wen Changshun.Structural styles of the eastern boundary zone of the Ordos Basin and its regional tectonic significance[J].Acta Geologica Sinica,2007,81(4):466－474.

[10] Frodsham K,Gayer R A.The impact of tectonic deformation upon coal seams in the South Wales coalfield,UK[J].International Journal of Coal Geology,1999,38:297－332.

[11] Jiang Bo,Qu Zhenghui,Geoff G X Wang,et al.Effects of structural deformation on formation of coalbed methane reservoirs in Huaibei coalfield,China[J].International Journal of Coal Geology,2010, 82:175－183.

[12] 楊俊杰.鄂爾多斯盆地構(gòu)造演化與油氣藏分布[M].北京:石油工業(yè)出版社,2002.

[13] 張 抗.鄂爾多斯斷塊構(gòu)造與資源[M].西安:陜西科技出版社,1989.

[14] Xu Xiwen,Ma Xingyuan.Geodynamics of the Shanxi rift system[J].China Tectonophysics,1992,208:325－340.

[15] 吳福元,葛文春,孫德有,等.中國東部巖石圈減薄研究中的幾個(gè)問題[J].地學(xué)前緣,2003,10(3):51－60.

Wu Fuyuan,Ge Wenchun,Sun Deyou,et al.Discussions on the Lithospheric thinning in Eastern China[J].Earth Science Frontiers,2003,10(3):51－60.

[16] 楊興科,楊永恒,季麗丹,等.鄂爾多斯盆地東部熱力作用的期次和特點(diǎn)[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2006,80(5):705－711.

Yang Xingke,Yang Yongheng,Ji Lidan,et al.Stages and characteristics of thermal actions in eastern part of Ordos Basin[J].Acta Geologica Sinica,2006,80(5):705－711.

[17] 趙重遠(yuǎn),劉池洋.華北克拉通沉積盆地形成與演化及其油氣賦存[M].西安:西北大學(xué)出版社,1990.

[18] 趙 越,張拴宏,徐 剛,等.燕山板內(nèi)變形帶侏羅紀(jì)主要構(gòu)造事件[J].地質(zhì)通報(bào),2004,23(9/10):854－863.

Zhao Yue,Zhang Shuanhong,Xu Gang,et al.Major tectonic event in the Yanshanian intraplate deformation belt in the Jurassic[J].Geological Bulletin,2004,23(9/10):854－863.

[19] Zhan Yueqiao,Ma Yinsheng,Yang Nong,et al.Cenozoic estensional stress evolution in North China[J].Journal of Geodynamics, 2003,36:591－613.

Diversity structural characteristics and control action on coal bed gas content in Linfen and Baode area

CHEN Hong-dong1,2,JIANG Bo1,2,QU Zheng-hui1,2,WANG Ji-lin1,2,WANG Lin-lin1,2

(1.School of Resources and Geoscience,China University of Mining&Technology,Xuzhou 221116,China;2.Key Laboratory of CBM Resources and Reservoir Formation Process,the Ministry of Education,China University of Mining&Technology,Xuzhou 221116,China)

In order to study the tectonic control action for the eastern edge of the Ordos Basin coal bed gas,based on system research of field structural deformation,also combined with regional tectonic analysis and tectonic stress field recovery,revealed the differences of structural development and control action on coal bed gas content in Linfen and Baode blocks,eastern edge of Ordos Basin.The results show that study area mainly experiences the Yanshan NW－SE trending tectonic compression action and Himalayan NW－SE trending extensional action.Yanshan NW－SE trending compression developed strongly in Linfen block of the southern study area.Conducive to the preservation of coal bed methane with NE－NNE trending thrust faults and secondary gentle folds,etc.Late superimposed certain Himalayan NW－SE trending extensional action making coal bed methane partial loss.But on the whole the content is higher and high values area correlates well with the structural position.Yanshan compression tectonic deformation was not significant in Baode block of the northern study area,Himalayan NW－SE trending extensional was more outstanding.NE－trending normal faults development provided favorable conditions for coal bed methane migration and loss,resulting in relatively low gas content.

Linfen block;Baode block;tectonic stress field;tectonic deformation;coal bed gas content

P618.11

A

0253－9993(2014)03－0510－08

2013－10－29 責(zé)任編輯:韓晉平

國家科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目(2011ZX05034－001)

陳紅東(1989—),男,河南鄭州人,碩士研究生。E－mail:chd1003746247@163.com。通訊作者:姜 波(1957—),男,安徽宿州人,教授,博士。Tel:0516－83591002,E－mail:jiangbo@cumt.edu.cn