田曉紅 馬云平 張曉東
摘要:在早白堊紀,由于燕山運動,在新華夏系第三沉降帶二連區(qū)形成了眾多的斷陷盆地。這些盆地的形成含煤巖系的沉積提供了良好的場所。這些斷陷盆地走向近東西。主要發(fā)育有白堊系的大磨拐河組含煤建造。
由于盆地基底不平,形態(tài)千差萬別致使該地層非全區(qū)發(fā)育。沉積環(huán)境從淺部的沖積、洪積相過渡到沼澤相、淺水湖相,在水深適中,環(huán)境相對穩(wěn)定的區(qū)域,交互沉積了煤層,砂巖、砂礫巖等為主的大磨拐河組含煤段。古構造對沉積環(huán)境有著巨大的影響,因而對煤層的形成也起著決定性的作用。研究盆地古構造形態(tài)對進一步勘查煤層的賦存范圍及制定各種技術指標都有著一定的指導意義。
關鍵詞:二連盆地群 烏蘭呼都格盆地 古地理 煤層 沉積旋回 含煤性
烏蘭呼都格盆地處于新華夏系構造體系第三沉降帶,內(nèi)蒙古弧形褶皺帶與巨型緯向構造體系陰山—天山構造帶中段相連接的地方。受區(qū)域構造的影響,區(qū)內(nèi)總體構造線方向為近東西。聚煤盆地的形成和其展布方向嚴格的受構造控制。自二疊紀華力西運動后,區(qū)內(nèi)結束了地槽發(fā)展的歷史。從早二疊世晚期至中侏羅世,本區(qū)一直處于長時期的剝蝕狀態(tài)。晚侏羅世,燕山運動早期的強烈地殼運動,在華力西褶皺帶上形成了近東西向的隆起和凹陷。由于受到南北方向壓應力的強大擠壓作用,表現(xiàn)在褶皺和斷裂的方向為近東西向。形成了眾多的中生代斷陷盆地。沉積了白堊系含煤地層。
1.物探資料分析
二連盆地群的聚煤盆地分布范圍較廣,形成有規(guī)模大小不一的各種次級盆地。如何判斷各個盆地的含煤性就需要收集各類物探資料進行綜合分析,但主要以電測深和重力資料為主要依據(jù)。從以往工作經(jīng)驗和實地勘查效果來看,電測深和重力資料在盆地中套和程度好的其聚煤條件也好,含煤性亦不錯,反之則含煤性一般。因為在該盆地形成以后,由于其在接受沉積過程中未能持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展,造成成煤物質(zhì)不能很好地在有利環(huán)境下保存,在各個盆地的鉆探工程中得到驗證。
2.第四紀地貌
晚侏羅世,燕山運動早期的強烈地殼運動后,本區(qū)總體處于下降接受沉積階段,有個別盆地也有抬升,但盆地的總體形態(tài)變化不大。從現(xiàn)在的第四紀地貌也可大致看出中生代盆地的形態(tài),雖然不能詳細準確地把握盆地古地理形態(tài),但具有一定的參考價值。在以往工作經(jīng)驗和實踐中也驗證了這一情況。在地形起伏變化大的地區(qū),煤層也跟著起伏變化,在現(xiàn)代地貌高區(qū),煤層變薄甚至尖滅,沉積相特征以河流相,三角洲相為主,巖相特征為粗砂巖,砂礫巖等,泥質(zhì)含量減少。反之,在現(xiàn)代地貌低區(qū),以湖泊相為主,砂巖、粉砂巖、泥巖逐漸增厚,對形成煤層具有利條件。由于受南北構造應力影響,盆地主要為近東西發(fā)展的狹長地帶。在地貌上也能體現(xiàn)出這一特征。該特征對實際勘查工作也具有一定的指導意義。
3.烏蘭呼都格盆地整體形態(tài)表現(xiàn)為北陡南緩,東西長,南北相對狹窄,盆地北部鉆孔揭露的巖性粒度較粗,且大多含礫石,沉積環(huán)境不穩(wěn)定,為湖泊周圍發(fā)育的沖積沉積體系,因而含煤性較差。而盆地南部鉆孔揭露的巖性粒度變細,多為泥巖,泥質(zhì)粉砂巖等,為沉積環(huán)境穩(wěn)定的湖泊沉積相,并發(fā)育較好的煤層。
烏蘭呼都格盆地劃分為東西兩個亞盆地,各亞盆地形態(tài)與整體盆地形態(tài)基本一致。東部亞盆地含煤性差,只有兩個鉆孔見0.5m左右的不可采煤層。其西部亞盆地含煤性好于東部亞盆地,西亞盆地的煤層較厚,煤層分布范圍廣泛,可采煤層兩層,總體含煤性較好。煤層沉積相特征為淺水湖泊相,煤的變質(zhì)程度較低。
通過二連盆地群大磨拐河組含煤巖性的對比,一般可見五個巖段,也有六個的。大致分為三個沉積旋回,大磨拐河組一、二、三巖段為第一沉積旋回,一段砂礫質(zhì)含量少,二巖段的含煤性變差,煤層層數(shù)變少厚度變薄,基本不含煤,且與三段界限不好劃分,由細砂巖、粉砂巖、泥巖組成,顏色顯示紫紅色。大磨拐河組的四巖段為第二沉積旋回,在各個盆地中均比較發(fā)育,煤層層數(shù)厚度各個盆地有差異,上下兩個旋回的含煤地層巖性、厚度比較穩(wěn)定,在不同的盆地,同一盆地中所處盆地位置即盆緣和盆地中心不同,其深度厚度變較大,不易對比。中部旋回為大磨拐河組的四巖段,上部旋回為大磨拐河組的五、六巖段,一般顆粒較粗,碎屑成分以中細砂巖為主。
4.古地理對盆地的影響
斷裂帶在早白堊紀,由于燕山運動,烏蘭呼都格盆地持續(xù)下降接受了大磨拐河組含煤地層的沉積,這一時期持續(xù)長,深水湖泊被淤淺變成大型淺水湖泊,為以后提供了最有利的條件,陸續(xù)形成了5個煤組,所以大磨拐河組地層以淺湖相特征為主。中淺湖相周期性出現(xiàn)。在淺水湖泊的基礎上,盆地開始沼澤化。盆緣以河流相為主而盆地內(nèi)部占優(yōu)勢,反映了盆地晚期受頻繁的升降構造運動控制的結果。
河流沉積物雖然常為煤層的直接頂板,但煤層在傾向和走向上的厚度變化不大,說明河流底侵能力很差,對煤層影響不大,綜上所述,盆地由南東向北西巖性橫向變化具有一定的規(guī)律性,即砂礫巖逐漸變薄,砂巖、粉砂巖、泥巖逐漸增厚,煤層層間距、組間距由北西向南東逐漸增大。
S.sp.球蜆未定種
上述介形類化石中,Cypridea,Mongolocypris和Darwinula三屬的個體數(shù)量較多,其他屬和成員個體數(shù)量較少。女星介中僅見左瓣大于右瓣者,Cypridea(Cypridea)unicostata和C.(C.)prognata在蒙古人民共和國東南部、我國內(nèi)蒙古二連盆地和遼西等地早白堊世地層中廣泛分布,且主要分布在義縣組及其相當層位的地層之上,孫家灣組及其相當?shù)牡貙又?。Mongolocyprisabagensis始見于二連盆地阿巴嘎旗下白堊統(tǒng)賽漢塔拉組。Mongolianellapalmosa、Lycopterocyprisinfantilis和Darwinulacontrata雖時限較長,但在早白堊世沉積中常見。根據(jù)介形類化石組合面貌,可與二連盆地都紅木組——賽漢塔拉組尤其是后一組進行對比(參見李宏容著二連盆地中生代介形類,1989)。
該樣品的介形類化石屬原地或準原地埋藏,以底棲類群為主,代表淺水湖泊沉積環(huán)境。除介形類外,還有大量的腹足類及雙殼類化石。
這一鑒定結果也說明了該盆地的古地理環(huán)境和沉積相特征。