新疆三塘湖煤田沉積環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造特征進行詳細分析，進而對成煤環境與沉積特征以及沉積環境演化特征進行深入研究，最后對沉積環境對煤層的控制進行綜合研究，對以后的工作具有十分重要的參考意義。

【關鍵詞】新疆；三塘湖煤田；沉積環境；煤層控制

1、地層特征

區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）。

區域古生界泥盆系、石炭系、二疊系廣泛發育，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，該盆地經歷了泥盆紀-早二疊世的基底形成-雛形盆地發育階段，前二疊紀基底形成過程主要受古生代大區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，直接受控于準噶爾洋沿克拉麥里俯沖帶在泥盆紀的俯沖，西伯利亞板塊與哈薩克斯坦板塊在石炭紀的碰撞造山的構造作用過程。

晚二疊世以來盆地經歷了前陸盆地-拗陷盆地-再生前陸盆地等三個發育階段，現今表現為在北東向呈隆、拗相間的三個一級構造單元，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”十一個次一級構造單元。

3、成煤環境與沉積特征

3.1地層古生物特征

三塘湖盆地侏羅系中下統主要發現雙殼類化石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時代隸屬提供了可靠依據，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、整理的基礎上，通過對鉆孔和測井相分析，在研究區內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，并細分為10種亞相和22種微相。

4、沉積環境演化特征

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，反映繼中上三疊統沉積之后，早中侏羅紀沉積盆地范圍進一步擴大。

4.2沉積模式

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

（1）沉積相帶的展布格局受構造控制，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，呈側向連續疊置的朵狀，隨水深逐漸加大，過渡為與湖域相連通的淺—半深湖沉積區，深湖內發育有零星分布的濁積扇；

（2）區域上，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碎屑-泥質沉積相帶，各沉積體系和沉積相、亞相、微相類型的變化及平面配置關系，都呈現有規律的變化。

（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，這有利于植物發育和沼澤化，從而為成煤提供了物質基礎。

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

5、沉積環境對煤層的控制

沉積環境包括沉積時的巖相古地理條件、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，新疆聚煤域為半干旱—半潮濕氣候，聚煤作用較弱，僅在三塘湖盆地發育陸相含煤地層。早、中侏羅世，新疆聚煤域氣候轉為溫暖潮濕，聚煤資源從準噶爾盆地開始，逐步向南、東的塔里木盆地、吐哈盆地擴展。

5.2沉積環境

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生在漢水泉的西北方向，在盆地西南部主要發生在庫木蘇一帶，聚煤環境為三角洲沼澤、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生在石頭梅——條湖一帶，南部深湖區一帶含煤差，其北東側含煤性較好。

八道灣組煤層在盆地北緣具有東西厚中間薄的分布特點。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，沿走向含煤層數和厚度均有差異。由東往西，條湖一帶含煤層數多且穩定，屬薄煤層，聚煤作用較好，煤層發育較好，但由于后期剝蝕嚴重全區僅條湖可見1～2號煤層。

參考文獻：

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[2]張磊，牛軍強，張培賢.新疆卡姆斯特調查區沉積環境及聚煤規律[J].新疆地質，2012（2）.

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