伊宁盆地古近系底界与下伏地层接触关系分析

高志军 焦叶红 范士彦 张心彬

（1.山东省煤田地质规划勘察研究院，山东省泰安市，271000；2.山东省煤田地质局，山东省泰安市，271000）

伊宁盆地古近系底界与下伏地层接触关系分析

高志军1焦叶红2范士彦2张心彬1

（1.山东省煤田地质规划勘察研究院，山东省泰安市，271000；2.山东省煤田地质局，山东省泰安市，271000）

新疆伊宁盆地古近系底部普遍发育一套姜黄色砾岩层，其底部存在的不整合面反映了伊宁盆地自中侏罗世末期至新生代初期的长期沉积间断。古近系广泛超覆于下伏中生代不同时代地层之上，总体表现出自盆中向南北盆缘、沿盆缘自中部向东西两侧其超覆层位逐渐偏低的接触规律，在地质研究、勘查工作实践中发现，姜黄色底砾岩及其底部的不整合面、古风化壳及其组合均可作为良好的地质标志层。

古近系底砾岩 不整合面 接触关系 找煤方向 伊宁盆地

伊宁盆地位于新疆西部伊宁市、伊宁县、霍城县和察布查尔锡伯族自治县境内，是新疆中生代主要含煤盆地之一，2000m以浅预测煤炭资源量达2178.8亿t。随着新疆煤炭资源的勘探开发，对伊宁盆地构造特征及侏罗纪含煤地层的分布规律都有了更进一步的认识。通过对古近系及其底部砾岩的岩性及分布特征、与下伏地层接触规律的分析，得出了古近系不整合面以下含煤地层的赋存规律，将对寻找新煤炭资源及勘查开发评价将有所帮助。

1 伊宁盆地概况

伊宁盆地是在华力西晚期石炭纪断陷盆地基础上，经印支运动长期改造，使盆地及其周围地区基本准平原化的基础上发育起来的中新生代凹陷盆地，其范围北起博罗霍洛山南坡，南至阿拉喀尔山，西起中国与哈萨克斯坦边界的霍尔果斯河，东到野马渡，呈东窄西宽的三角形状，面积约8000km2，见图1。该盆地赋存丰富的侏罗纪煤炭资源，主要含煤地层为下侏罗统下段八道湾组（J1b）和中侏罗统下段西山窑组（J2x），因中侏罗世末期盆地整体隆升，在沉积了不完整的中侏罗统上段头屯河组（J2t）地层之后，盆地结束中生代地层沉积，本区缺失晚侏罗世至白垩纪地层，古近系呈不整合广泛超覆于下伏侏罗纪及三叠纪地层之上。

图1 伊宁盆地构造及形态示意图

2 古近系姜黄色砾岩层及其底部不整合面地质特征

伊宁盆地古近系底部普遍发育一套姜黄色砾岩层，广泛超覆于下伏中生代地层之上，其下伏岩层风化特征明显，古近系底界不整合面反映了伊宁盆地自中侏罗世末期至新生代初期的长期沉积间断。笔者综合了伊宁盆地大量的钻孔资料，结合野外调查，发现姜黄色底砾岩与其下伏的古风化壳、不整合面构成了一套固定的组合，对其下的含煤地层具有很好的预示作用。

2.1 姜黄色砾岩岩性特征

伊宁盆地古近系为一套以粗碎屑岩为主的陆相冲洪积地层，全区发育，地层厚度185～480m。岩性以棕红、灰绿、浅黄色相杂的砂岩、砾岩为主，夹泥岩和粉砂岩，泥质胶结，遇水易松散，整体以红色调为主（俗称“红层”）。其底部发育一套醒目的姜黄色砾岩、砂砾岩层，特征明显，可区域对比。作为较年青的构造层，该姜黄色砾岩层在伊宁盆地广泛存在，地层厚度一般为15～90m，层位较稳定，多为厚层状，泥质胶结，疏松，砾石成分复杂，以岩浆岩砾、沉积岩砾为常见，在局部地区常相变为含砾粗砂岩或粗砂岩。

2.2 古风化层特征

在姜黄色砾岩层之下，普遍存在古风化层，具古风化壳特征。如铁厂沟45－2号钻孔揭露，下侏罗统三工河组正常地层的颜色为灰、灰绿色，但在该孔姜黄色砾岩层之下的三工河组泥岩层其顶部（0.70m）呈灰黄色，疏松易碎，风化强烈，下部泥岩层呈乳白、浅黄色，含铝土质，杂褐黄色斑，风化特征明显。

又如界梁子北29－9孔中，古近系底部含砾中砂岩之下，为一层铁质胶结细砂岩（属八道湾组），呈褐、褐黄色，发育垂直裂隙充填铁质及方解石脉，其下为铝土质粉砂岩，呈乳白、褐黄色，见风化后的植物化石碎片，该风化层与正常的八道湾组颜色具明显区别。

另外，在姜黄色砾岩之下附近的含煤地层或煤层中，测井资料显示，放射性普遍较强，应与风化壳物质有关。

2.3 古近系底界不整合面反映了盆地整体性抬升、剥蚀和长期沉积间断

伊宁盆地沉积缺失晚侏罗世及白垩纪地层，古近系呈不整合直接超覆于下伏的三叠系、侏罗系之上，说明盆地自中侏罗世末期至新生代初期曾经历过较强烈的地壳活动，根据古近系与下伏地层的接触关系，反映了盆地整体性抬升、剥蚀和长期沉积间断。

自中侏罗世晚期，受燕山运动影响，伊宁盆地开始整体性缓慢抬升，湖水后退，沉积范围相对缩小，使得在沉积了中侏罗统头屯河组上部的泥质岩之后，结束了中生代沉积历史。之后，随着盆地的逐步抬升，已沉积的中生代地层开始遭受不同程度的剥蚀，受盆地北缘断层F1和南缘断层F2构造影响，盆缘附近的中生代地层不同程度地产生变形，但盆地总体上仍表现为整体性抬升，在经历长期剥蚀和长期沉积间断后，至中生代末期，盆地进入相对的地壳活动平静期，并形成薄层风化壳。

从新生代初期开始，伊宁盆地再次沉降并进入新的演化阶段，受早期喜山运动影响，盆地发生较强烈的构造活动，主要表现为盆地南北山系的强烈隆起和盆地的快速拗陷，盆地由此接受了古近纪粗碎屑沉积，并沉积了厚度不一但层位较稳定的姜黄色砾岩层。从不整合面上下岩层的接触关系和岩层产状可以看出，新生代盆地沉降形式具有整体性特点，盆地局部地区表现为与下伏含煤地层呈假整合接触。

鉴于上述地层、岩性和层位组合关系在伊宁盆地的钻孔和盆地边缘裸露区普遍存在，笔者据此认为，古近系底部不整合面之下存在古风化壳，与伊宁盆地的构造发展历史相吻合，是盆地自中侏罗世末期盆地整体抬升、遭剥蚀夷平后又经历长期沉积间断的地质产物，其姜黄色底砾岩、不整合面、古风化壳及其组合是确定古近系与下伏老地层不整合界面的准确标志。

3 古近系姜黄色砾岩层与下伏地层接触规律

3.1 垂向上的角度不整合关系

受大地构造活动控制，中侏罗世末期伊宁盆地抬升隆起，致使已沉积的中生代地层遭受不同程度的剥蚀、夷平作用，经长期沉积间断后于新生代早期接受沉积，使古近系姜黄色砾岩层直接沉积于下伏不同时代地层之上，区域上呈角度不整合接触关系，见图2。由于盆地的抬升、沉降具整体性活动特点，致使姜黄色砾岩层在局部区域其砾岩层与下伏地层产状基本一致，表现为微角度不整合或假整合接触，见图3。在地质勘查过程中，当发现底砾岩与煤层或煤层顶板直接接触时，应根据不同的接触关系加强分析，对邻近地区的煤层赋存特征做出预测，以避免打丢煤层或浪费工作量。

图2 界梁子地区剖面古近系与下伏地层不整合关系

3.2 平面上的超覆关系

中侏罗世末期伊宁盆地抬升遭剥蚀及新生代初期的盆地沉降接受沉积，其活动规律均具整体性特点，但受盆缘断裂影响，靠近盆地边缘地层遭受剥蚀及变形程度较大，剥蚀层位逐渐偏低。由此，随着新生代初期的盆地整体沉降，姜黄色砾岩层广泛超覆于下伏中生代不同时代地层之上，其超关系总体表现出自盆中向盆地边缘、沿盆缘自中部向东西两侧其超覆层位逐渐偏低的接触规律，以盆地北缘为例：

（1）由图2所示界梁子地区地质剖面可以看出，由南向北愈靠近盆地边缘，古近系依次超覆于自新到老的头屯河组（J2t）、西山窑组（J2x）、三工河组（J1s）、八道沟组（J1b）和三叠系（T2－3）之上。

（2）沿盆地北缘，自中部皮里青－南台子一带向东或向西，古近系下伏地层层位总体上表现为逐渐偏低，如东部皮里青一带，姜黄色砾岩层直接与西山窑组接触，皮里青河剖面古近系与西山窑组不整合关系示意图见图4；而西部的霍城一带，姜黄色砾岩层则直接超覆于八道湾组甚至三叠系之上，见图3。

根据上述超覆关系，结合出露岩层或已揭露地层的分析研究，可以预测或确定含煤地层西山窑组（J2x）、八道沟组（J1b）的埋藏深度及分布范围，有利于寻找新的煤炭资源，正确指导地质勘查工作。

4 结论

伊宁盆地沉积缺失晚侏罗世及白垩纪地层，古近系普遍发育一套姜黄色底砾岩，呈角度不整合（局部地区微角度不整合或假整合）超覆于下伏含煤地层之上，该套岩层分布较广泛，岩性特征明显区别于其他层位的砾石层或红色地层。姜黄色底砾岩、其底部的不整合面、古风化壳及其组合均可作为良好的地质标志层，在地质研究、勘查工作实践中，通过分析古近系与下伏地层的接触关系与超覆规律，对寻找新的煤炭资源和地质勘查工作具有一定的指导意义。

［1］ 新疆煤田地质局.新疆维吾尔自治区煤炭资源预测与评价［R］.乌鲁木齐：新疆煤田地质局，1994

［2］ 新疆煤田地质局161队、煤炭科学研究院西安地质分院.伊宁盆地中生代含煤地层研究报告［R］.乌鲁木齐：新疆煤田地质局，1989

［3］ 王雁飞，陈志斌.伊宁盆地侏罗系含煤地层及聚煤规律［J］.中国煤田地质，2004（4）

［4］ 熊存卫等.新疆伊宁盆地中生代含煤地层［C］.中国煤炭科学基金科研成果论文集（1986－1990）.北京：煤炭工业出版社，1992

［5］ 孟福印等.伊宁盆地的“红层”与找煤方向［J］.中国煤炭地质，2009（7）

Analysis on the contact relationship between the Paleogene base and its underlying strata in Yining basin

Gao Zhijun1，Jiao Yehong2，Fan Shiyan2，Zhang Xinbin1
（1.Shandong Provincial Research Institute of Coal Geology Planning and Exploration，Tai＇an，Shandong 271000，China；2.Shangdong Province Bureau of Coal Geology，Tai＇an，Shangdong 271000，China）

A set of ginger conglomerate layer is generally developed at the bottom of Paleogene in Yining basin of Xinjiang.The unconformity exists in its bottom indicates a long－term depositional hiatus between the late middle Jurassic to early Cenozoic in Yining basin.The Paleogene widely overlaps on the underlying Mesozoic strata，which reflects the contact regularity of the overlapping layers height getting low from the center to the southern and northern edges of the basin，from the center to the eastern and western sides.The ginger basal conglomerate，the unconformity，the paleo－weathering crust and their composition can be taken as good mark formations for geological study and exploration work.

basal conglomerate of Paleogene，surface of uncomformity，contact relationship，coal prospecting direction，Yining basin

P618.11

A

高志军（1963－），男，山东青州人，高级工程师，1985年毕业于山东矿业学院，主要从事煤田地质工作。

（责任编辑 张毅玲）