吐哈盆地早侏罗世八道湾组古环境与聚煤作用分析.pdf

第 25 卷第 2 期 辽宁工程技术大学学报 2006 年 4 月 Vol.25 No.2 Journal of Liaoning Technical University Apr. 2006 收稿日期2005-10-12 基金项目国家自然科学基金项目（40172050）；教育部优秀青年教师资助计划项目资助成果 作者简介邵龙义（1964-），男，河南 灵宝人，教授，博士，沉积学及煤田地质学。E-mail ShaoL。本文编校于永江 文章编号1008-0562200602-0189-03 吐哈盆地早侏罗世八道湾组古环境与聚煤作用分析 邵龙义1，刘天绩1，冉茂云2，罗 忠1，鲁 静1 1.中国矿业大学北京资源与地球科学系, 北京 100083; 2.四川省煤田地质局，四川 610072 摘 要对吐哈盆地以粗碎屑岩含煤为特征的八道湾组进行了沉积环境和聚煤作用分析, 编制了各种单因素图件及古地理图。识别出 盆地内来自北侧和南侧物源区的多个三角洲朵体, 其中在台北凹陷西部发育的吐鲁番七泉湖三角洲是一个典型的来自南部物源区的 大型三角洲, 它控制了台北凹陷西部的相带及煤层展布。盆地内煤层主要形成于三角洲间湾和下三角洲平原以及冲积平原岸后的沼泽 环境, 这里一般有中等的沉降幅度并且陆源碎屑供给受到限制。 关键词聚煤作用；侏罗纪；岩相；古地理；三角洲 中图分类号TE 122 文献标识码A Palaeo environments and coal accumulation of Early Jurassic Badaowan ation in Turpan-Hami oil basin northwestern China SHAO Long-yi1，，LIU Tian-ji1，，RAN Mao-yun2, LUO Zhong1, LU Jing1 1.Department of Resources and Earth Sciences, China University of Mining and TechnologyBeijing, Beijing 100083; 2.Sichuan Administration of Coal Geology, Chengdu, Sichuan 610072 AbstractThis paper mainly discusses the palaeo environments and coal accumulation of the Badaowan ation in the Turpan-Hami Basin. The Badaowan ation is composed of conglomerates and coarse-grained sandstones, interbedded with fine grained sandstones and siltstones, and intercalated with thick coal seams. The palaeo geography of this ation has been reconstructed based on a number of single factor maps. Several delta lobes along both the north and south sides have been recognised. The northern lobes include the Aiwergou delta, Kerjan delta, Kekeya delta, and Zhao 1 delta. The southern lobes include the Turpan-Qiquanhu delta, Qiketai delta, and Gadatai delta. The lake is distributed along the north side of the Taibei subdepression. The Turpan-Qiquanhu delta dominating the most area of the western part of Taibei subdepression plays a major control on the facies and coal distribution. The coals is preferentially accumulated in inter-delta bay, lower delta plain and back swamp of fluvial system, where moderate subsidence is kept and there is little of coarse-grained sediments. Key wordscoal accumulation；Jurassic；lithofacies；palaeogeography；delta 0 引 言 吐哈盆地作为中亚地区一个中生代陆相含煤 盆地，不仅有丰富的油气资源，而且蕴藏着典型的 地层和岩性型煤层气藏, 从而吸引了国内外的高度 关注如Hendrix 等, 1992; 袁明生等, 1993; 李文厚 等, 1996；张鹏飞等，1997; 中国煤炭地质总局， 2001； 刘洪林等， 2005。 尽管如此， 有关该盆地早、 中侏罗世古地理特征及聚煤模式等方面仍有许多 工作需要进行研究。本文在对该盆地早侏罗世八道 湾组岩相古地理及其对聚煤作用的控制进行分析。 1 地质背景 吐哈盆地位于我国新疆的东部，东天山南麓， 东西长约 600 km， 南北宽约 6080 km， 总面积约 5 万 km2，为一大型内陆山间盆地。该盆地经历了晚 泥盆世至早二叠世的陆间裂谷阶段、晚二叠世陆间 裂谷关闭阶段、二叠纪早、中侏罗世的前陆盆地 辽宁工程技术大学学报 第 25 卷 190 阶段，及中晚侏罗世到现代的坳陷型盆地发育阶 段。该盆地在早、 中侏罗世为伸展盆地发育阶段张 鹏飞等，1997。主要发育冲积扇、三角洲、湖泊等 沉积体系新疆地矿局第一地质大队，1992。含煤 岩系为八道湾组（J1b）和西山窑组（J2x），二者 之间是三工河组（J1s）。 2 岩相组合 八道湾组主要为灰色、灰白色、浅灰色砾岩、 含砾中粗粒砂岩、细砂岩、粉砂岩及灰黑、黄绿色 砂质泥岩， 夹炭质泥岩和煤层。 从地层等厚线图图 1可看出，八道湾组沉积期有托克逊凹陷、台北凹 陷、哈密凹陷及野马泉凹陷，这些凹陷分别代表了 当时的几个沉降带，其间分布着沼和泉隆起、了墩 隆起、南湖隆起等正向构造。托克逊凹陷内八道湾 组最厚达577m，台北凹陷最厚达377m，哈密凹陷 最厚达762m。 盆地南部大南湖、 沙尔湖及艾丁湖一 带缺失八道湾组沉积。 根据棒带岩比图图2分析可知，吐哈盆地八 道湾组几个砂砾岩比较富集的地区是艾维尔沟、柯 尔碱、七泉湖、柯柯亚、大1井，胜南1井、疙1井、 三道岭矿区及哈参1井， 这些地区岩比均在1.0以上， 代表当时冲积平原及河流三角洲比较发育的地区。 3 八道湾期古地理 该期的古地理图图3主要是根据岩比分析结 果，并结合砂岩＋砾岩厚度等值线图及泥岩百分比 等值线图编制的。当时主要的古地理单元有冲积平 原、上三角洲平原、下三角洲平原、水下三角洲和 滨浅湖等，岩比值分别为＞5、5～1.5、1.5～1.0、 1.0～0.5、＜0.5。当时来自盆地北侧的三角洲有艾 维尔沟三角洲、柯尔碱三角洲、柯柯亚三角洲以及 照1井三角洲。 来自南侧的三角洲主要有吐鲁番 （大 1井）七泉湖三角洲、七克台三角洲及疙瘩台三 角洲。哈密凹陷则有来自东、南、西三个方向沉积 物形成的三角洲，凹陷北部哈2井和哈3井附近为当 时湖泊所在地。柯尔碱三角洲、柯柯亚三角洲、照 1井三角洲、疙瘩台三角洲和哈密凹陷的各个三角 洲，砾岩厚度大于40 m，是当时的辫状河三角洲。 台北凹陷南侧发育大型的砂质曲流河三角洲， 如吐鲁番七泉湖三角洲和七克台三角洲，发育曲 流河道、分流河道、河口坝、远砂坝等沉积类型， 沉积物以砂质占绝对优势，砂岩中发育槽状层理、 板状层理及变形层理，并见冲刷面及植物树干化石 及泥砾。在七泉湖附近，该组下段发育下三角洲平 原环境，该组上段发育水下三角洲，该区以砂质为 主的河流三角洲的发育反映出七泉湖一带当时距 物源区较远以及盆缘断裂活动较弱、地形比较平缓 的古地理背景。从古水流分析看，当时七泉湖一带 水流方向由南向北。岩矿资料表明，七泉湖一带八 道湾组砂岩中石英含量较高，达26左右，钾长石 及酸性斜长石也可达15左右，说明物源可能为南 侧觉罗塔格山的石炭二叠纪中酸性火山岩、酸性深 成岩、火山碎屑岩或沉积岩。吐鲁番七泉湖三角 洲覆盖了台北凹陷西部的广大地区，该三角洲的发 育说明台北凹陷西部在八道湾期主要为来自南部 物源的三角洲沉积。其上发育较厚的含煤沉积。这 图1 吐哈盆地早侏罗世八道湾组等厚线图单位∶m Fig.1 Isopachs of the Badaowan ation in the Turpan-Hami basin 第 2 期 邵龙义等吐哈盆地早侏罗世八道湾组古环境与聚煤作用分析 191 一带的湖泊洼地可能沿桃树园七泉湖以北的博 格达山地区，以及三角洲两侧分布。 在吐哈盆地作为烃源岩的煤和碳质泥岩，其聚 积作用受构造沉降和沉积环境双重因素控制，对八 道湾组煤和碳质泥岩厚度与地层厚度及砂岩＋砾 岩百分含量的三维相关分析表明，地层厚300～ 700m之间，烃源岩 煤层＋碳质泥岩厚度最大， 反映中等沉降幅度情况下有利于煤的堆积，同时砂 砾岩含量较低的地区如三角洲间湾和下三角洲平 原也有利于煤的聚积。 图2 吐哈盆地早侏罗世八道湾组砂泥比等值线图 Fig.2 contours of the sandstone and mudstone ratio of the Badaowan ation in the Turpan-Hami basin 图3 吐哈盆地早侏罗世八道湾组沉积期古地理图 Fig.3 paleogeographical map of the Badaowan stage J1b in the Turpan-Hami basin 4 结 论 （1）吐哈盆地八道湾组古地理单元主要有冲 积平原主要为辫状河体系、上三角洲平原、下三 角洲平原、水下三角洲及浅湖等。台北凹陷发育的 南物源的吐鲁番七泉湖三角洲控制着台北凹陷 西部的沉积相及煤层的分布。 （2）聚煤作用受构造沉降和沉积环境双重因 素控制，中等沉降幅度情况下有利于煤和炭质泥岩 的聚集，同时砂砾岩含量较低的地区如三角洲间 湾、下三角洲平原以及冲积平原的岸后沼泽环境也 是有利于煤和炭质泥岩的聚积场所。 参考文献 [1] 李文厚,林晋炎,袁明生,等. 吐鲁番-哈密盆地的两种粗碎屑三角洲[J]. 沉积学报, 1996,143113-121. 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