大杨树盆地九峰山组地层聚煤规律分析

柳玉洁，樊金云，王志民

（1.太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原 030024；2.内蒙古自治区煤田地质局109勘探队，内蒙古 海拉尔 021008）

大杨树盆地九峰山组地层聚煤规律分析

柳玉洁1，樊金云2，王志民2

（1.太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原 030024；2.内蒙古自治区煤田地质局109勘探队，内蒙古 海拉尔 021008）

大杨树盆地为中生代断陷盆地，具有火山间歇喷发型盆地特点，主要含煤地层为九峰山组。九峰山组地层自下而上可划分为：断陷初期粗碎屑充填阶段、水进体系域局部含煤阶段、湖泊相超覆深水泥岩阶段、盆地整体萎缩水退体系域主要成煤阶段。盆地的同沉积构造和古地理环境是主要的控煤因素。文章分析得出，九峰山组时期具有两个成煤阶段和相应聚煤模式。

大杨树盆地；火山间歇喷发；地层划分；聚煤规律

1 大杨树盆地的区域地质特点

1.1 地理位置

大杨树盆地位于内蒙古自治区东部阿荣旗～鄂伦春自治旗及黑龙江省甘南县境内，位于大兴安岭褶皱带，与松辽盆地紧邻、被嫩江断裂相隔，是一个北北东向的狭长型中新生代断陷盆地，具有被火山岩体覆盖的残留的晚中生代盆地特点[1]。本文研究区域位于大杨树盆地中部，包括双好-达尔滨勘探区和哈达阳勘探区两部分，见图1。

图1 研究区的断层分布

1.2 构造演化

图2 研究区城的地层岩性和层序分析

结合钻孔和前人资料表明，大杨树盆地是在古生代中酸性侵入岩、变质岩基底上的中生代断陷盆地，具有火山间歇喷发型盆地特点，形成了喷发（早白垩龙江组）-沉积（早白垩九峰山组）-再喷发（早白垩甘河组）的火山喷发沉积旋回结构[2-3]，见图2：（1）九峰山组时期为稳定热沉降期。初始阶段由于剥蚀区物源充足、水动力强，在盆地边缘先形成一套粗粒沉积。之后，地壳的持续水平伸展和薄化引起了广大地区普遍沉降，形成一套由粗变细的水进层序。末期由于沉降作用减弱，物源区的不断剥蚀、搬运、沉积，在盆缘形成三角洲和扇三角洲向盆地中心快速进积，淤塞湖泊；使得湖泊面积不断减少，湖泊中心水位不断降低，大范围形成浅水湖沼环境，聚积了主要的1、2号煤层。局部钻孔可见九峰山组含煤地层夹溢流相玄武岩，表明九峰山组末期存在多次的小范围火山活动。（2）甘河组时期主控断裂再次强烈活动，火山喷发以溢流相为主。溢流玄武岩几乎完全填充盆地可容空间，有间断沉积，但无可采煤层发现。

1.3 九峰山组的地层特点

大杨树盆地主要含煤地层为九峰山组，根据多个代表性钻孔资料分析，九峰山组地层自下而上可划分为：断陷初期粗碎屑充填阶段、水进体系域局部含煤阶段、湖泊相超覆深水泥岩阶段、盆地整体萎缩水退体系域主要成煤阶段。识别出的相类型主要有冲积扇、扇三角洲、滨湖沼泽、湖泊相。根据研究区域综合柱状图分析，九峰山组地层岩性由下至上表现为含砾粗砂岩、局部含煤层、泥岩、粉砂岩、细砂岩、粗砂岩、局部夹玄武岩薄层、泥岩、煤、泥岩、煤的沉积序列。具有粗-细-粗的沉积旋回特点，九峰山组末期局部地区可见多个小沉积旋回，见图2。

2 聚煤规律分析

大杨树盆地煤层的富集和沉积形式，明显地受盆地的构造演化的改变而变化。盆地充填的整体面貌，是盆地构造演化各个阶段沉积叠加的表现。因此，煤层的聚集主要受同沉积构造和古地理环境的影响。同沉积构造控制着盆地的沉降中心和可容纳空间的大小。古地理环境古地貌控制着物源方向、地层坡度、水动力条件、沉积物供应量。根据钻孔、联井剖面资料，聚煤模式分析如下：

盆地整体水进阶段的扇三角洲聚煤模式：九峰山组初期以边缘主控断层为界，盆地基底不断下沉，相对的剥蚀区快速上升，形成了高山深谷的古地貌。由于剥蚀区物源充足、地面坡度大、水动力强等特点，在盆地边缘形成了底层粗碎屑沉积物。之后，随着盆地底部的稳定沉降，地壳的水平伸展，形成一套由粗变细的水进层序，此时也形成了盆地整体水进阶段的扇三角洲聚煤期，见图3。此种模式受控于可容纳空间和沉积物供应量的变化。只有A模式，相对沉降缓慢、物源供应充足才可出现开阔的三角洲平原，间歇性的废弃三角洲，形成可采煤层。B模式为S＜A，所以形成三角洲小而窄，局部仅可形成薄煤层及煤线，不利于成煤。据钻孔资料和地层岩性分析，九峰山组初期水进聚煤时期地层坡度陡、以快速水进的B模式为主，因此不利于宽广、稳定的煤层出现，只在局部地区钻孔见到薄煤层及煤线，不是主要成煤时期。

盆地整体水退的扇三角洲平原、滨湖沼泽聚煤模式：九峰山组末期盆地进入了整体萎缩期，随着盆地基底沉降作用的进一步减弱，物源区不间断的剥蚀沉积物供给，在盆地边缘形成了三角洲和扇三角洲向盆地中心快速进积充填可容纳空间，形成宽广的扇三角洲平原和大面积的浅水湖泊转变为泥潭沼泽环境。

研究区域的煤层分布稳定、厚度大，具有泥岩、煤层、泥岩、煤层的地层岩性特点，属于浅水湖泊淤浅沼泽化的滨湖泥炭沼泽环境。这种沉积环境对煤的富集最为有利，煤层稳定性好，分布范围广，是大杨树盆地九峰山组最为主要的聚煤时期。

图3 水进阶段的三角洲聚煤模式图

3 结论

大杨树盆地具有火山间歇喷发型盆地特点，主要含煤地层九峰山组具有2个成煤阶段及相应聚煤模式。其中，九峰山初期盆地整体水进阶段由于地层坡度大、快速水进的地层沉积特点不利于大面积成煤；至九峰山组末期，研究区域已经进入淤塞、湖沼的盆地整体萎缩时期。盆地基底沉降减弱，沉积物的大量充填，湖泊面积减少、水位降低、淤浅沼泽化，使该阶段成为了九峰山组最主要的聚煤时期。

［1］ 臧世伟.大杨树盆地构造特征及其演化[D].北京:中国地质大学，2006.

［2］ 刘廷海，佟卉，李桂范，向淑敏.大杨树盆地中生代岩相特征及沉积模式[J].大庆石油学院学报，2008，32（6）：9-11.

［3］ 孙德忠，姜成才，王永贵.东北晚中生代断陷盆地聚煤规律和聚煤模式[J].煤炭技术，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

柳玉洁（1985—），男，天津人，在读硕士研究生，从事沉积盆地分析的研究。

樊 敏