周衛(wèi)博

(太原煤炭氣化(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西太原030024)

1 東昆侖賦煤區(qū)帶概況

東昆侖賦煤帶是青海省重要的煤產(chǎn)地，研究區(qū)受控于不同時期特提斯洋的打開與關(guān)閉。不同其次的構(gòu)造疊加、復(fù)合、改造使得區(qū)內(nèi)構(gòu)造演化復(fù)雜多樣，從而決定了含煤盆地的演化和發(fā)展，更進(jìn)一步控制了區(qū)內(nèi)煤炭資源的賦存和分布。前人從不同角度對區(qū)內(nèi)侏羅紀(jì)構(gòu)造熱事件［1］、構(gòu)造動力學(xué)背景［2］、裂變徑跡年代學(xué)［3］和侏羅系找煤前景［4］、聚煤作用［5］進(jìn)行了一系列的深入研究和探討，而并未從沉積作用和層序地層學(xué)的角度對區(qū)內(nèi)煤炭資源分布進(jìn)行預(yù)測和評價，這直接導(dǎo)致對研究區(qū)煤炭資源的勘探和開發(fā)。本文本文以野外地質(zhì)調(diào)查、鉆探、測井成果為基礎(chǔ)，對研究區(qū)的沉積相和層序地層學(xué)研究，以期從沉積作用和層序地層學(xué)對區(qū)內(nèi)聚煤規(guī)律進(jìn)行深入研究。

東昆侖賦煤區(qū)帶位于青海省的中部，沿東昆侖中央斷裂呈近東西向展布，北以東昆侖山北緣斷裂為界，南以昆南斷裂為界，東部以鄂拉山斷裂可將本區(qū)分為東昆侖造山帶和西秦嶺造山帶。晚古生代以來，區(qū)內(nèi)構(gòu)造演化經(jīng)歷了古特提斯洋、中特提斯洋和新特提斯洋的構(gòu)造轉(zhuǎn)換和演化階段［6］，從而廣泛發(fā)育石炭系—中三疊統(tǒng)、下侏羅統(tǒng)羊曲組。下侏羅統(tǒng)羊曲組是區(qū)內(nèi)重要的含煤巖系。

2 沉積相

根據(jù)野外露頭剖面、鉆探、測井資料分析得出，這些小型含煤盆地下下侏羅統(tǒng)羊曲組沉積特征差異不大，以三角洲沉積體系、湖泊沉積體系為主。

下侏羅統(tǒng)主要發(fā)育辮狀河沉積體系，從剖面上看，有多個辮狀河道疊置而成，沉積物多為砂礫巖及粗砂巖，僅在河道間沼澤內(nèi)有煤層發(fā)育。塔妥地區(qū)下侏羅統(tǒng)含煤地層主要發(fā)育辮狀河三角洲、曲流河三角洲、湖泊沉積體系，在下侏羅統(tǒng)羊曲組下部發(fā)育辮狀河三角洲體系，在分流間灣沼澤內(nèi)有煤層發(fā)育;到羊曲組中部沉積期，湖水加深，沉積相由三角洲相演變?yōu)闉I淺湖相，植物化石比較豐富，煤層不發(fā)育;在羊曲組上段，發(fā)生湖退，湖水變淺，沉積相變?yōu)榍骱尤侵尴?，巖性為細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖及煤層，在分流間灣沼澤內(nèi)發(fā)育煤層。在尕馬羊曲和石峽地區(qū)，下侏羅統(tǒng)經(jīng)歷了辮狀河－湖泊相的沉積演化，下侏羅統(tǒng)底部為一套角礫巖、礫巖等粗碎屑沉積地層，向上直接進(jìn)入了湖泊相，沉積物為頁巖、泥灰?guī)r、粉砂巖及煤，煤層發(fā)育在濱湖沼澤或湖灣沼澤內(nèi)。

3 層序地層格架

區(qū)內(nèi)Ⅰ型層序主要發(fā)育辮狀河、辮狀河三角洲及湖泊沉積體系，湖泊相比較發(fā)育。由于盆地較小，而且多在山地之中，沒有廣闊的平緩地區(qū)，距離物源區(qū)很近，因此，盆地內(nèi)粗碎屑巖比較多，如角礫巖、礫巖、砂礫巖等，砂泥比值最高值多在5.5以上，往盆地中心方向，砂泥比值逐漸減小，這是這些小盆地的一個共同特點。本次研究對塔妥礦區(qū)下侏羅統(tǒng)羊曲組進(jìn)行層序地層特征分析，在侏羅系含煤地層中共識別出3個三級層序，即S3～S5，6個體系域。

S3底界面為辮狀河三角洲分流河道底部沖刷面。層序內(nèi)主要發(fā)育低位體系域、湖侵體系域，高位體系域不太發(fā)育。低位體系域和湖侵體系域構(gòu)成了S3長期基準(zhǔn)面上升半旋回，高位體系域構(gòu)成其下降半旋回，上升半旋回大于下降半旋回。低位體系域為三角洲平原分流河道粗砂巖沉積，厚度不大。湖侵體系域主要為三角洲分流間灣沉積，沉積物為細(xì)粒沉積物，如泥巖、粉砂巖、煤等等，此時期早期基準(zhǔn)面上升速率很快，到湖侵晚期時，基準(zhǔn)面變化速率緩慢，可容空間變化不大，低可容空間長時期得到了保持，因此，在該時期，分流間灣內(nèi)有沼澤發(fā)育，泥炭持續(xù)堆積，形成了薄煤層，高位體系域基本缺失。

S4層序底界面為曲流河三角洲平原分流河道底部沖刷面。層序內(nèi)發(fā)育低位體系域、湖侵體系域和高位體系域。前兩者構(gòu)成S4長期基準(zhǔn)面上升半旋回，后者構(gòu)成其下降半旋回。低位體系域主要由分流河道砂礫巖及粗砂巖沉積為主，水體非常淺，主要以河道沖刷為主，沒有煤層發(fā)育。湖侵體系域為曲流河分流間灣沉積，巖性以細(xì)砂巖、粉砂巖及煤層為主，反映出此時期基準(zhǔn)面上升速率不大，可容空間增加速率與沉積物供給速率基本持平，在湖侵中期，有煤層發(fā)育，之后基準(zhǔn)面又迅速上升，由三角洲相進(jìn)入了湖泊相。高位體系域以濱淺湖細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖等組成，基準(zhǔn)面下降緩慢，高可容空間仍然持續(xù)，沒有煤層發(fā)育。

S5層序?qū)?yīng)羊曲組的上部，底界面為曲流河下三角洲平原分流河道底部沖刷面。區(qū)內(nèi)該層序發(fā)育低位體系域、湖侵體系域和高位體系域，前兩者構(gòu)成長期基準(zhǔn)面上升半旋回，后者構(gòu)成基準(zhǔn)面下降半旋回。低位體系域為下三角洲平原分流河道沉積。湖侵體系域為分流間灣和水下天然堤沉積為主，在分流間灣內(nèi)有薄煤層或煤線發(fā)育。高位體系域由深湖－半深湖相油頁巖和三角洲前緣相遠(yuǎn)砂壩、河口壩砂巖沉積組成，巖性以細(xì)碎屑巖和黏土巖為主，粗碎屑巖較少。相對而言，全區(qū)低位體系域不太發(fā)育，湖侵體系域和高位體系域較發(fā)育，反映當(dāng)時基準(zhǔn)面上升速率比較大，可容空間的變化比較大，低可容空間持續(xù)時間短，不利于泥炭沼澤的發(fā)育，僅在湖灣地區(qū)有少量堆積，局部地區(qū)形成薄煤層。

表1 昆侖山—積石山賦煤帶煤層在層序格架中的分布特征

4 早侏羅世巖相古地理演化

早侏羅世早期，早侏羅世含煤地層普遍發(fā)育沖積扇、辮狀河及湖泊沉積體系，巖石類型多以陸源粗碎屑巖為主，如磨圓很差的角礫巖、礫巖、砂礫巖等，厚度大，中夾薄層泥巖、炭質(zhì)泥巖及煤層或煤線。該時期湖泊范圍小，以河流相沉積為主，沼澤不太發(fā)育，僅在岸后或廢棄河道中可形成泥炭沼澤，發(fā)育煤層，但不穩(wěn)定、不連續(xù)。

早侏羅世中期，古氣候又開始變得溫暖潮濕，相對湖平面上升，研究區(qū)內(nèi)各含煤盆地湖泊范圍擴大，湖泊范圍擴大，沉積物垂向上表現(xiàn)出由粗變細(xì)的特征。全區(qū)古地理單元多為河流－湖泊沉積體系。區(qū)內(nèi)多個含煤盆地內(nèi)發(fā)育煤層，但成煤環(huán)境有所不同，如在興海地區(qū)為河流相成煤環(huán)境，在塔妥礦區(qū)則為河流三角洲成煤環(huán)境。隨著湖泊范圍又一次擴大，古地理格局逐漸演變?yōu)楹恿魅侵蓿聪?。在尕馬羊曲和石峽地區(qū)，以半深－深湖相沉積為主，沉積物多為泥頁巖或泥灰?guī)r，成煤環(huán)境主要為河流三角洲分流間灣或濱淺湖沼澤，一般煤層厚度比較薄。

到早侏羅世晚期，相對湖平面下降，湖泊水體變淺，三角洲沉積體系不斷向湖盆中心推進(jìn)，導(dǎo)致在剖面上形成下細(xì)上粗的旋回。此時，沉積環(huán)境有利于成煤，故中侏羅世晚期發(fā)育基薄煤層。

5 結(jié)語

(1)東昆侖賦煤帶下侏羅統(tǒng)羊曲組廣泛發(fā)三角洲沉積體系、湖泊沉積體系。羊曲組底部以三角洲平原亞相為主，總部位湖泊相，頂部為三角洲相。

(2)研究區(qū)下侏羅統(tǒng)羊曲組識別出3個三級層序，即S3～S5，6個體系域。煤層多發(fā)育在湖侵體系域的晚期。

［1］王國燦，向樹元，王岸，等.東昆侖及相鄰地區(qū)中生代一新生代早期構(gòu)造過程的熱年代學(xué)記錄［J］.地球科學(xué)，2007，32(5):605 －614.

［2］張克信，朱云海，殷鴻福，等.大地構(gòu)造相在東昆侖造山帶地質(zhì)填圖中的應(yīng)用［J］.地球科學(xué)，2004，29(6):661 －666.

［3］王國燦，向樹元，John I.Garver，等.東昆侖東段哈拉郭勒一哈圖一帶中生代的巖石隆升剝露—鋯石和磷灰石裂變徑跡年代學(xué)證據(jù)［J］.地球科學(xué)，2003，28(6):645 －651.

［4］宋維剛，李衍業(yè)，賈成財，等.昆侖山賦煤帶—秋吉地區(qū)找煤前景分析［J］.西北地質(zhì)，2012，45(1):266 －276.

［5］鄧文詩，張麗霞，成永盛.青海省下下侏羅統(tǒng)含煤巖系沉積特征及聚煤作用［J］.中國煤炭地質(zhì)，2009，21(2):14 －19.

［6］黃汲清，陳炳蔚.中國及鄰區(qū)特提斯海的演化［M］.北京:地質(zhì)出版社，1987:55－56.

［7］李瑞保，裴先治，李佐臣，等，東昆侖東段晚古生代—中生代若干不整合面特征及其對重大構(gòu)造事件的響應(yīng)［J］.地學(xué)前緣，2012，19(5):244－254.