■鄭琳琳
(東北煤田地質(zhì)局勘察設(shè)計(jì)研究總院 遼寧 沈陽 110013)
遼寧省中新生代聚煤規(guī)律及控制因素
■鄭琳琳
(東北煤田地質(zhì)局勘察設(shè)計(jì)研究總院遼寧沈陽110013)
遼寧省典型聚煤盆地以早中生代北票盆地、晚中生代阜新盆地和古近紀(jì)撫順盆地為代表。現(xiàn)以典型煤田為例,說明中新生代聚煤作用規(guī)律及控制因素。
地質(zhì)聚煤
中新生代的J1-2、K1、E2時(shí)代,DS2和DS3層序形成上下煤組,富含多個(gè)煤層(E2除外),所形成的湖濱三角洲平原及扇前扇間平原為主要聚煤環(huán)境,對應(yīng)于水侵體系域(TST)和高位體系域(HST)所形成的下煤組煤層和上煤組煤層。
構(gòu)造是控煤的主導(dǎo)因素,它控制海水的進(jìn)退,從而控制古地理環(huán)境的形成和變化,在適宜的古氣候條件下,在適宜的部位(古地理)形成煤層。構(gòu)造的持續(xù)作用,持續(xù)或反復(fù)產(chǎn)生適宜的古地理環(huán)境,使泥炭層逐漸加積或反復(fù)出現(xiàn),形成賦煤中心。
早中生代聚煤作用主要發(fā)生在北票~平莊賦煤帶、太子河~渾江賦煤帶,平崗~西豐賦煤帶及復(fù)洲灣賦煤帶有零星分布。
晚古生代聚煤作用后地殼總體呈上升的趨勢,沉積了P2-3的地層。長期的構(gòu)造和沉積作用,仍然使復(fù)洲灣賦煤帶、太子河~渾江賦煤帶保持著低洼的地勢,但西豐~平崗賦煤帶為相對隆起區(qū)。
J1-2聚煤盆地大部分為孤立的內(nèi)陸小型孤立的山間湖盆,如鐵嶺大甸子盆地。北票盆地規(guī)模稍大,盆地發(fā)育有湖濱三角洲體系,三角洲前緣及朵葉體之間發(fā)生聚煤作用。
太子河~渾江賦煤帶在晚古生代東西向條帶狀海灣的基礎(chǔ)上,廣泛發(fā)育網(wǎng)狀河,在廢棄的河道內(nèi)沉積泥炭層,規(guī)模小,但分布較廣,煤層呈透鏡狀,連續(xù)性差。復(fù)洲灣賦煤帶與太子河~渾江賦煤帶聚煤作用基本相同,但規(guī)模更小。
晚中生代(即K1)是遼寧省重要的聚煤期,聚煤作用強(qiáng)烈,范圍廣泛,主要聚煤作用發(fā)生在阜新~鐵法賦煤帶,西豐~平崗賦煤帶局部也發(fā)生煤作用。聚煤盆地類型多為斷陷型,盆緣發(fā)育有同生斷裂,控制著煤系煤層的沉積、展布。
斷陷盆地中充填了一套厚度較大的陸相含煤碎屑巖系,一般假整合于火山巖之上或前震旦系變質(zhì)巖之上,煤系為阜新組和沙海組,火山巖中夾湖湘沉積層,局部火山巖中有煤層。
燕山運(yùn)動(dòng)先期構(gòu)造應(yīng)力場為左旋壓扭,形成了以NE為主導(dǎo)方向的褶皺構(gòu)造,呈雁行狀排列。后期以裂陷作用為主,形成NE方向的裂谷和一系列的斷陷盆地等,其時(shí)代為J3~K1。
所形成的盆地呈狹長形,長寬比一般為4:1,盆地以中小型為主,相互獨(dú)立,盆緣控制性斷裂向盆內(nèi)傾斜,斷裂在剖面上呈梨狀或鏟狀,盆地有三種樣式,即地塹式、半地塹式和階梯狀,但以半地塹式為主,盆地群平面上呈雁行狀斜列。
盆地內(nèi)的充填物底部普遍發(fā)育一套正粒序的粗碎屑沖積物,為沖積扇沉積,在盆緣斷裂一側(cè)較厚,向盆地中心迅速變?。幌虏克樾紟r含煤段,橫向上與底部粗碎屑巖段呈指狀過渡,含可采煤層,盆地中心過渡為湖區(qū),垂向上呈現(xiàn)水進(jìn)序列,煤層呈水進(jìn)序列的馬尾狀(退積);中部細(xì)碎屑巖段,主要反映水進(jìn)形成的湖相泥巖等,有時(shí)最大湖面達(dá)到盆緣斷裂附近;上部碎屑巖含煤段,一般是主含煤段,以下伏的巖段呈指狀過渡,為水退序列,煤層呈水退序列的馬尾狀(進(jìn)積),由扇三角洲向湖心方向推進(jìn),進(jìn)積序列煤層發(fā)育較好;頂部粗碎屑巖段,是扇三角洲的水上部分所形成。
盆地的賦煤帶一般背向盆緣斷裂一側(cè),平面上呈條帶狀,剖面上呈馬尾狀與盆緣斷裂一側(cè)的砂體呈指狀交互,水退和水進(jìn)序列煤層均呈不同形狀的馬尾狀,向盆地中心方向煤層持續(xù)發(fā)育,合并到馬尾的根部,形成厚煤層。盆地內(nèi)部可有多個(gè)賦煤中心,受盆地內(nèi)部次一級(jí)褶皺的控制而產(chǎn)生側(cè)向遷移,賦煤中心的部位由沉積時(shí)的水深所決定,合適的水深才能持續(xù)發(fā)育厚煤層,對應(yīng)的盆地內(nèi)構(gòu)造部位有時(shí)為背斜軸部,有時(shí)為向斜軸部,間或二者的轉(zhuǎn)折部位。
聚煤作用廣泛發(fā)育在阜新~鐵法賦煤帶內(nèi),主要聚煤盆地有阜新、八道壕、謝林臺(tái)、雷家、三臺(tái)子、金城、鐵法、亮中等。同期的聚煤作用也發(fā)生在西豐~平崗賦煤帶內(nèi),但在遼寧境內(nèi)僅有西豐盆地,規(guī)模很小,向東北進(jìn)入吉林的遼源,聚煤作用較好。
中生代末期是燕山運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)烈的一幕,較薄的太平洋板塊向西北與歐亞板塊碰撞,太平洋板塊俯沖在大陸板塊之下。引起板塊漂移碰撞的原因是地幔軟流圈對流,引發(fā)海底擴(kuò)張帶動(dòng)板塊漂移,平均以每年14毫米的速度(美國,1995)做相對運(yùn)動(dòng),積蓄一定能量后與大陸板塊發(fā)生強(qiáng)烈碰撞,這就是最強(qiáng)烈的一幕。強(qiáng)烈后的相對穩(wěn)定期軟流圈地幔對流并未終止,繼續(xù)對流引起大陸板塊前緣拉張,形成裂谷(巖石圈斷裂,侏羅紀(jì)時(shí)期形成)。沿裂谷(相當(dāng)于撫密斷裂)分離出第一幕條狀地塊,分離地塊在軟流圈地幔的作用下,繼續(xù)向東南漂移與洋塊碰撞,碰撞增加了地塊移動(dòng)的阻尼系數(shù),速度減慢,與第二幕沿佳依斷裂分離(侏羅紀(jì)晚期形成)的運(yùn)動(dòng)較快的地塊碰撞(碰撞期約為古近紀(jì)末期)。這種先后分離、東西碰撞的地塊間的裂谷構(gòu)成我國東北特有的“手風(fēng)琴”式斷裂系,由撫密斷裂、佳依斷裂等組成,表現(xiàn)為先張后壓、先后生成的性質(zhì),反映在沉積物上先老后新的變化過程。這種斷裂系與印度板塊向北做“手風(fēng)琴”式運(yùn)動(dòng)(黃汲青,1984)所形成的喜馬拉雅褶皺域的作用過程剛好相反。
我國東部的郯廬斷裂是巖石圈斷裂的代表,所形成的橄欖玄武巖發(fā)育于火山旋廻的底部,這種巖漿巖的形成表明斷裂體系已切穿了地殼,到達(dá)上地幔。郯廬斷裂形成初期以拉張裂陷作用為主,伴有短期頻繁的火山活動(dòng)。在沈陽附近向北分為三支(彭光才等,1983)。
撫密斷裂的最南端為撫順煤田,佳伊斷裂與撫密斷裂的南端交匯處為沈北煤田和沈南的永樂煤產(chǎn)地。
[1]李思田,1988,地質(zhì)出版社,《斷陷盆地分析與煤聚積規(guī)律》
[2]王萬貴等,1992,內(nèi)部資料,《撫順~清源找煤研究》
P62[文獻(xiàn)碼]B
1000-405X(2016)-9-73-1