大楊樹盆地九峰山組地層聚煤規(guī)律分析

柳玉潔，樊金云，王志民

（1.太原理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，山西 太原 030024；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)煤田地質(zhì)局109勘探隊(duì)，內(nèi)蒙古 海拉爾 021008）

大楊樹盆地九峰山組地層聚煤規(guī)律分析

柳玉潔1，樊金云2，王志民2

（1.太原理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，山西 太原 030024；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)煤田地質(zhì)局109勘探隊(duì)，內(nèi)蒙古 海拉爾 021008）

大楊樹盆地為中生代斷陷盆地，具有火山間歇噴發(fā)型盆地特點(diǎn)，主要含煤地層為九峰山組。九峰山組地層自下而上可劃分為：斷陷初期粗碎屑充填階段、水進(jìn)體系域局部含煤階段、湖泊相超覆深水泥巖階段、盆地整體萎縮水退體系域主要成煤階段。盆地的同沉積構(gòu)造和古地理環(huán)境是主要的控煤因素。文章分析得出，九峰山組時(shí)期具有兩個(gè)成煤階段和相應(yīng)聚煤模式。

大楊樹盆地；火山間歇噴發(fā)；地層劃分；聚煤規(guī)律

1 大楊樹盆地的區(qū)域地質(zhì)特點(diǎn)

1.1 地理位置

大楊樹盆地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東部阿榮旗～鄂倫春自治旗及黑龍江省甘南縣境內(nèi)，位于大興安嶺褶皺帶，與松遼盆地緊鄰、被嫩江斷裂相隔，是一個(gè)北北東向的狹長型中新生代斷陷盆地，具有被火山巖體覆蓋的殘留的晚中生代盆地特點(diǎn)[1]。本文研究區(qū)域位于大楊樹盆地中部，包括雙好-達(dá)爾濱勘探區(qū)和哈達(dá)陽勘探區(qū)兩部分，見圖1。

圖1 研究區(qū)的斷層分布

1.2 構(gòu)造演化

圖2 研究區(qū)城的地層巖性和層序分析

結(jié)合鉆孔和前人資料表明，大楊樹盆地是在古生代中酸性侵入巖、變質(zhì)巖基底上的中生代斷陷盆地，具有火山間歇噴發(fā)型盆地特點(diǎn)，形成了噴發(fā)（早白堊龍江組）-沉積（早白堊九峰山組）-再噴發(fā)（早白堊甘河組）的火山噴發(fā)沉積旋回結(jié)構(gòu)[2-3]，見圖2：（1）九峰山組時(shí)期為穩(wěn)定熱沉降期。初始階段由于剝蝕區(qū)物源充足、水動(dòng)力強(qiáng)，在盆地邊緣先形成一套粗粒沉積。之后，地殼的持續(xù)水平伸展和薄化引起了廣大地區(qū)普遍沉降，形成一套由粗變細(xì)的水進(jìn)層序。末期由于沉降作用減弱，物源區(qū)的不斷剝蝕、搬運(yùn)、沉積，在盆緣形成三角洲和扇三角洲向盆地中心快速進(jìn)積，淤塞湖泊；使得湖泊面積不斷減少，湖泊中心水位不斷降低，大范圍形成淺水湖沼環(huán)境，聚積了主要的1、2號(hào)煤層。局部鉆孔可見九峰山組含煤地層夾溢流相玄武巖，表明九峰山組末期存在多次的小范圍火山活動(dòng)。（2）甘河組時(shí)期主控?cái)嗔言俅螐?qiáng)烈活動(dòng)，火山噴發(fā)以溢流相為主。溢流玄武巖幾乎完全填充盆地可容空間，有間斷沉積，但無可采煤層發(fā)現(xiàn)。

1.3 九峰山組的地層特點(diǎn)

大楊樹盆地主要含煤地層為九峰山組，根據(jù)多個(gè)代表性鉆孔資料分析，九峰山組地層自下而上可劃分為：斷陷初期粗碎屑充填階段、水進(jìn)體系域局部含煤階段、湖泊相超覆深水泥巖階段、盆地整體萎縮水退體系域主要成煤階段。識(shí)別出的相類型主要有沖積扇、扇三角洲、濱湖沼澤、湖泊相。根據(jù)研究區(qū)域綜合柱狀圖分析，九峰山組地層巖性由下至上表現(xiàn)為含礫粗砂巖、局部含煤層、泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、粗砂巖、局部夾玄武巖薄層、泥巖、煤、泥巖、煤的沉積序列。具有粗-細(xì)-粗的沉積旋回特點(diǎn)，九峰山組末期局部地區(qū)可見多個(gè)小沉積旋回，見圖2。

2 聚煤規(guī)律分析

大楊樹盆地煤層的富集和沉積形式，明顯地受盆地的構(gòu)造演化的改變而變化。盆地充填的整體面貌，是盆地構(gòu)造演化各個(gè)階段沉積疊加的表現(xiàn)。因此，煤層的聚集主要受同沉積構(gòu)造和古地理環(huán)境的影響。同沉積構(gòu)造控制著盆地的沉降中心和可容納空間的大小。古地理環(huán)境古地貌控制著物源方向、地層坡度、水動(dòng)力條件、沉積物供應(yīng)量。根據(jù)鉆孔、聯(lián)井剖面資料，聚煤模式分析如下：

盆地整體水進(jìn)階段的扇三角洲聚煤模式：九峰山組初期以邊緣主控?cái)鄬訛榻纾璧鼗撞粩嘞鲁粒鄬?duì)的剝蝕區(qū)快速上升，形成了高山深谷的古地貌。由于剝蝕區(qū)物源充足、地面坡度大、水動(dòng)力強(qiáng)等特點(diǎn)，在盆地邊緣形成了底層粗碎屑沉積物。之后，隨著盆地底部的穩(wěn)定沉降，地殼的水平伸展，形成一套由粗變細(xì)的水進(jìn)層序，此時(shí)也形成了盆地整體水進(jìn)階段的扇三角洲聚煤期，見圖3。此種模式受控于可容納空間和沉積物供應(yīng)量的變化。只有A模式，相對(duì)沉降緩慢、物源供應(yīng)充足才可出現(xiàn)開闊的三角洲平原，間歇性的廢棄三角洲，形成可采煤層。B模式為S＜A，所以形成三角洲小而窄，局部僅可形成薄煤層及煤線，不利于成煤。據(jù)鉆孔資料和地層巖性分析，九峰山組初期水進(jìn)聚煤時(shí)期地層坡度陡、以快速水進(jìn)的B模式為主，因此不利于寬廣、穩(wěn)定的煤層出現(xiàn)，只在局部地區(qū)鉆孔見到薄煤層及煤線，不是主要成煤時(shí)期。

盆地整體水退的扇三角洲平原、濱湖沼澤聚煤模式：九峰山組末期盆地進(jìn)入了整體萎縮期，隨著盆地基底沉降作用的進(jìn)一步減弱，物源區(qū)不間斷的剝蝕沉積物供給，在盆地邊緣形成了三角洲和扇三角洲向盆地中心快速進(jìn)積充填可容納空間，形成寬廣的扇三角洲平原和大面積的淺水湖泊轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗵墩訚森h(huán)境。

研究區(qū)域的煤層分布穩(wěn)定、厚度大，具有泥巖、煤層、泥巖、煤層的地層巖性特點(diǎn)，屬于淺水湖泊淤淺沼澤化的濱湖泥炭沼澤環(huán)境。這種沉積環(huán)境對(duì)煤的富集最為有利，煤層穩(wěn)定性好，分布范圍廣，是大楊樹盆地九峰山組最為主要的聚煤時(shí)期。

圖3 水進(jìn)階段的三角洲聚煤模式圖

3 結(jié)論

大楊樹盆地具有火山間歇噴發(fā)型盆地特點(diǎn)，主要含煤地層九峰山組具有2個(gè)成煤階段及相應(yīng)聚煤模式。其中，九峰山初期盆地整體水進(jìn)階段由于地層坡度大、快速水進(jìn)的地層沉積特點(diǎn)不利于大面積成煤；至九峰山組末期，研究區(qū)域已經(jīng)進(jìn)入淤塞、湖沼的盆地整體萎縮時(shí)期。盆地基底沉降減弱，沉積物的大量充填，湖泊面積減少、水位降低、淤淺沼澤化，使該階段成為了九峰山組最主要的聚煤時(shí)期。

［1］ 臧世偉.大楊樹盆地構(gòu)造特征及其演化[D].北京:中國地質(zhì)大學(xué)，2006.

［2］ 劉廷海，佟卉，李桂范，向淑敏.大楊樹盆地中生代巖相特征及沉積模式[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，32（6）：9-11.

［3］ 孫德忠，姜成才，王永貴.東北晚中生代斷陷盆地聚煤規(guī)律和聚煤模式[J].煤炭技術(shù)，2006，46（3）：90-93.

Analysis on Coal Accumulation Pattern of Jiufengshan Group Formation in Dayangshu Basin

LIU Yu-jie1,FAN Jin-yun2,WANG Zhi-min2
(1.College of Mining Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi 030024;2.The No.109 Survey Team of Inner Mongolia Coalfield Geology Bureau,Hailar Inner Mongolia 021008)

Dayangshu Basin is a Mesozoic fault basin and is characteristic of volcanic intermittent eruption.Its main coal-bearing stratum is Jiufengshan Group.The Jiufengshan Group can be divided into4 stages from top to bottom:initial rifting coarse clastic filling stage,transgressive systems tract(TST)local coal bearing stage,lacustrine facies overriding deep mudstone stage,and basin shrinking regressive system tract (RST)coal accumulation stage.Syndepositional structure and palco-geographic environment of the basin are two major factors.The results show that Jiufengshan formation period consists of two coal accumulation stages with corresponding accumulating patterns.

Dayangshu basin;volcanic intermittent eruption;stratigraphic division;coal accumulating pattern

TD163+.1

A

1672-5050（2012）11-0055-03

2012-06-10

柳玉潔（1985—），男，天津人，在讀碩士研究生，從事沉積盆地分析的研究。

樊 敏