依兰盆地古近系含煤地层岩相特征及古地理格局

马立军， 曲 晗

(1.黑龙江省煤田地质勘察设计研究院，哈尔滨 150008;2.黑龙江省煤田地质物测队，哈尔滨 150008)

依兰盆地位于黑龙江省中部松花江两岸，与依兰县西南、方正、通河三县相接，地理坐标:东经129°～129°30'，北纬 46°～ 46°20'。文中涉及的研究区平均长约25 km，宽约15 km，面积约365 km2。该区域为广阔的冲积平原地貌，是黑龙江省主要产煤地区[1－6]。笔者从岩相类型入手，对依兰盆地古近系含煤地层岩相特征及古地理格局进行研究。

1 岩相类型及其特征

岩石相是综合岩石结构特征和沉积构造特征来反映各微相沉积物形成过程中古水动力能量大小和变化的术语[1]。从研究区钻孔岩心、岩屑录井资料看，区内岩石类型多样，沉积构造、颜色丰富，所形成的岩相如表1 所示。

表1 新生代含煤地层主要岩石类型Table 1 Main rock types of new generation of coal-bearing strata

由表1 可知，砾岩类岩性以砾岩和砂砾岩为主，磨圆度为次棱角状－次圆状，分选性差，砾石成分以花岗岩及变质岩为主。砾岩底部一般有冲刷面，发育槽状层理等，如图1 所示。

图1 达连河组煤层及油页岩上部砂砾岩Fig.1 Darien river formation oil shale seams and upper conglomerate

砂岩类岩性为粗砂岩、中砂岩、细砂岩，分选从差到好均有，岩石成分多以石英和长石为主，主要发育冲刷面、槽状层理、板状层理、平行层理等，并含有植物化石，见图2。

图2 达连河组下段细砂岩及植物化石Fig.2 Darien river formation lower fine sandstone and plant fossils

粉砂岩类岩性以粉砂岩和粉砂质泥岩为主，分选较好，颜色以灰黑色为主，发育水平层理、波状层理及植物化石。

有机岩类岩性以炭质泥岩、煤层和油页岩为主，炭质泥岩和煤颜色以褐色和黑色为主，油页岩颜色以黑色和棕褐色为主，发育水平层理并含植物化石及黄铁矿等，见图3 和图4。

图3 依兰盆地达连河组中段油页岩Fig.3 Yilan middle basin darien river formation oil shale

图4 依兰盆地达连河组中、下段岩性Fig.4 Yilan darien river basin group，lower lithology

2 古近系含煤地层主要岩相组合

通过岩相分析，总结出该区中的新生代含煤地层主要发育三大类岩石组合类型，每种岩石组合代表了不同的沉积环境[7]，见表2。

表2 依兰盆地下古近系含煤地层岩相组合类型Table 2 Yilan basin coal-bearing strata of paleogene facies assemblages

由表2 可以看出，岩石组合A:由浅灰色砾岩和砂砾岩，夹有薄层的细砂岩和粉砂岩组成，其中砾岩和砂砾岩分选磨圆较差，下部发育冲刷面，代表了冲积扇沉积体系中泥石流沉积和辫状河沉积。岩石组合B:由深棕色到黑色的厚层油页岩组成，有页理发育，在依兰盆地的达连河组和鸡东盆地的虎林组发育，代表了深水湖泊沉积。岩石组合C:由灰白色砾岩、上部细砂岩和厚层的粉砂岩组成，底部有冲刷面，发育槽状层理，粉砂岩中有缓波状层理，代表了扇三角洲沉积体系的扇三角洲平原上的分流河道和天然堤沉积等。

3 含煤岩系岩相古地理格局与演化

通过对盆地中钻孔资料的筛选及统计，绘制了依兰盆地古近系富锦组的地层厚度等值线、砂泥比等值线等图件。依兰盆地的层序Ⅰ相当于达连河组，主要发育的岩性有砾岩、含砾粗砂岩、中砂岩、细粉砂岩、炭质泥岩、泥岩、油页岩和煤层。对依兰盆地的层序Ⅰ的古地理面貌的研究，主要通过对盆地中的Ⅰ层序的地层等厚线、砂泥比等值线、煤层厚度等值线及油页岩厚度等值线4 份图伴，并结合单井和对比图中的优势相，最终绘制依兰盆地Ⅰ层序沉积期的岩相古地理图。

(1)地层等厚线

图5a 是依兰盆地古近系达连河组层序Ⅰ的地层厚度等值线示意。由图5a 可以看出，盆地中达连河组的最大地层厚度在260～1 200 m，从北往南地层厚度逐渐增加，从北部的300 m 向南过渡为1 100 m 以上，向东逐渐变为约700 m。但由于沉积期后期盆地北部抬升，结合地层厚度和对比图中所反映的构造情况，盆地的沉积中心先是盆地中、北部，后期转向盆地的东南部。

(2)油页岩等厚线

在达连河组层序Ⅰ的油页岩等值线图5b 中，层序Ⅰ发育大套的油页岩，厚度在20～200 m，油页岩沉积的最大厚度在盆地的中部，向四周逐渐减薄，表明层序Ⅰ沉积前期盆地中部发育了深湖沉积。

(3)煤层等厚线

在依兰盆地古近系达连河组层序Ⅰ的煤层厚度等值线图(图5c)中，层序Ⅰ的煤层厚度为0～25 m，煤层最大厚度主要在zk04－10、zk60－239、zk60－242附近，向东北和西南方向逐渐减少。

(4)砂泥比等值线

图5d 是达连河组层序Ⅰ的砂泥比等值线图，层序Ⅰ中的砂泥比值从东部和西部向矿区的中部减小，盆地两侧的砂泥比值较大，中部则相对较小。

(5)层序Ⅰ古地理图

古地理的划分结合岩砂泥比等值线，以及煤层和油页岩等厚线，绘制出层序Ⅰ沉积时的古地理面貌，见图6。由图6 可见，盆地沉积期的剥蚀区主要集中在盆地的东西两侧，物源主要来源于盆地西部，其次来自盆地东部，沉积中心基本上位于盆地中心。依兰盆地层序Ⅰ中发育的古地理单元主要有冲积扇，扇三角洲平原、滨浅湖、深湖等;矿区的东北部和西部主要发育了冲积扇，依次向盆地中心过渡为扇三角洲平原、滨浅湖、深湖;古地理单元基本上呈对称分布，湖泊发育在盆地中心;扇三角洲平原和深湖大面积发育主要集中在湖侵体系域和高位体系域早期，而冲积扇大面发育则集中在高位体系域后期。盆地中有利聚煤古地理单元为扇三角平原，聚煤中心则主要分布在盆地北部的扇三角洲平原上，聚煤作用向周围减弱[7－8]。

图5 依兰盆地古近系达连河组等值线示意Fig.5 Yilan paleogene basins darien river formation contours indicate

图6 依兰盆地古近系达连河组岩相古地理面貌Fig.6 Yilan paleogene basins darien river formation lithofacies paleogeography

4 结束语

笔者从岩相及其特征入手，研究依兰盆地古近系含煤地层重要岩相组合，绘制出地层厚度、油页岩厚度、煤层厚度以及砂泥比等值线图，并根据上述图件绘制出层序Ⅰ沉积时的古地理面貌图。从依兰盆地古近系达连河组岩相古地理结合煤层总厚度图可以看出，聚煤中心主要集中在盆地的西部及西北部，煤层最大厚度约为20 m，为扇三角洲平原上发育的沼泽环境成煤。煤层主要形成于层序Ⅰ的湖浸体系域早期，且在盆地内发育比较广泛。

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