康北煤田地质特征及找煤研究

孔庆河+张素梅+杨国敏+李铭铭

摘 要：用现代沉积学理论及综合勘探方法对康北地区地层、构造、古生物化石和煤系分布规律等进行了综合分析研究，确定了该区为滨浅湖沉积类型，分析了该区沉积环境的演化过程。提出康北地区内的其它隆起地区以及凹陷的边缘地区也具备类似的沉积环境，这些区域均可能有煤系的赋存。此外，在本区北侧经勘察已发现煤层和丰富的油气资源；西南侧受同沉积断层的影响，煤层位于正断层的上盘，煤层应较厚，但埋藏较深。

关键词：沉积相；地质特征；综合勘探；煤层赋存

前言

运用地震地层学和层序地层学的理论和研究方法，结合地层、构造和煤田地质学、煤岩学、沉积学等基础地质理论和研究成果，对研究区进行沉积盆地分析研究。

根据不整合面的存在对沉积层序的划分，研究沉积体系、沉积相及其时空分布，研究沉积相的分布规律和有利成煤的沉积环境，确定煤的沉积环境模式，揭露富煤带的分布和埋藏深度。并对康北地区的煤炭资源远景做出实事求是的评价。

1 地质构造特征

铁岭～彰武区位于一级的新华夏系第二沉降带内，它的主轴是北北东向延伸的，属中新生代凹陷区，沉积了较厚的陆相碎屑岩。由于其它构造体系的分割和干扰，在该区内又划分若干次级构造，因此，该区夹于西部新华夏系闾山～山海关凸起和东部第二巨型隆起带西丰～旅大断裂之间。北以库伦～甘旗卡～四平东西向隆起，南有珠尔山～三面船东西向断褶带与南侧的下辽河凹陷相隔。从地貌上反映出东西端为山地，南北方向地势平坦，中部为丘陵而两侧低洼。其沉积特征：

（1）它主要是白垩系以来发育起来的中新生代沉积盆地。（2）前震旦系构成了盆地基底。（3）白垩系含煤盆地如昌图～铁法、康平三台子、康平三家子等呈多字型排列，他们亦被一系列呈北东向多字型排列的调兵山、卧龙山（罗卜山）隆起分割。是受新华夏系列构造控制的含煤盆地。（4）含煤盆地主轴皆为北北东向，而沉积中心又多偏向西侧。均沉积了一套灰色、深灰色、灰黑色等含煤的岩性，个别夹有中基性火山岩。

详细情况见图1。

图1 研究区构造刚要图

2 煤系地层特征

白垩系下统义县组（K1y）：本组可分为四段。

一段（K1y1）（或称朱家层）：主要见于八道壕、四架山、东百子屯、五家子一带。该层底部多为砾岩，往上为灰色、灰绿色泥岩夹砂岩及薄煤层。在八道壕矿区含四个可采煤层群。含大量狼鳍鱼、蜉蝣、叶肢介、球蚬、田螺及一些晚白垩纪常见的植物化石。地层总厚度一般600～1000米。与下伏岩层为不整合接触。二段（K1y2）：为一套火山喷发熔岩及其火山碎屑岩，由下而上一般呈现基性～中性～基性的垂直分异规律。厚度不详，与朱家层为平行不整合关系。三段（K1y3）：分布于法库登仕堡、昌图沙河子一带。与前震旦系不整合或断层接触。底部常常有岩性单纯的底砾岩，其上为泥岩、粉砂岩夹砾岩层。含戴氏狼鳍鱼、三尾拟蜉蝣和大量瓣鳃、腹足、叶肢介及介姓虫化石，厚度2333米。四段（K1y4）：见于昌图沙河子、铁岭西营盘、柏家沟、法库丁家房、登仕堡、康平老边登地。属火山岩相。岩性主要有灰绿、灰紫色的凝灰岩、安山粗面岩、安山集块岩和安山岩及砾岩等。厚度0～450米。与三段呈平行不整合接触。

白垩系中统（K2）：岩性以砂岩、砂砾岩及砾岩为主，并含有砂质泥岩。白垩系中统分为二层，上部为赭色砂砾岩层，下部为灰绿色砂砾岩层，与白垩系下统地层呈平行不整合接触。

白垩系上统（K3）：九佛堂组～阜新组（K3jf～K3f）：全区广泛分布。铁法煤田含煤建造可分为上下含煤段由灰、深灰、灰黑色砂岩粉砂岩、泥岩及煤层组成，含有20个煤层，主要可采煤层有10层。下含煤段采有下列化石：（布列亚、拟金粉蕨型、睡莲）锥叶蕨、齿状枝脉蕨、中华焦羽叶、胡顿银杏、西伯利亚似银杏、吉林似银杏、纤细拜拉、东北枞型枝等。

上含煤段采有下列化石：（布列亚、拟金粉蕨型、睡莲、斯氏）锥叶蕨、伸长拟金粉蕨、葛伯特茹福德蕨、西伯利亚似银杏、纤细拜拉、东北枞型枝等。

康平三台子煤田，可分为三台子含煤段和下部砂岩砾岩段。含煤段由下至上为黑色泥岩层，黑褐色含油页岩和煤层组成。在黑色泥岩中含有鱼、介形虫、腹足和瓣鳃类等化石。在张强区、刘凤鸣窝堡区、马圈子区、四道号区含煤地层为三台子组，由1-12个自然分层组成的复杂结构煤层，由三个分煤层组成。

阜新组为主要含煤地层，岩性由下至上大致可分为三段，下和上段岩性较粗，以砾岩为主，夹薄层砂岩、泥岩层，偶含煤层。终端岩性较细，以砂岩、泥岩夹煤层为主，在谢林台区含煤层90余层，其中可采8层。厚约1000米。

3 沉积特征

3.1 冲积扇-扇三角洲相：形成九佛堂组～阜新组下部砂岩、砂砾岩段，以灰绿色砂岩、砾岩、含砾泥岩夹紫色泥岩、砂岩为主，其次为杂色砾岩、灰色砂岩、砾岩、灰黑色泥岩，局部见厚层泥岩、砾岩，砾岩成分以变质岩和火成岩砾为主，分选型有差到一般，磨圆度由较差到较好，见粒序层理及小型交错层理。

3.2 浅湖相：形成本组砂泥岩段，为含煤段，由灰、灰黑、灰绿色泥岩、粉砂岩与灰白色泥灰岩互层。下部含一复杂结构煤层，煤中夹石为炭质泥岩、粉砂岩及少量油页岩，泥中常含有黄铁矿及菱铁矿结核；水平层理发育，楔形交错层理及发育。东部及南部的厚层泥岩中见同生变形构造，富含动植物化石。

3.3 扇三角洲相：为砂岩、砂砾岩层，以灰色、灰白色砂岩、砾岩为主，局部夹泥岩及薄煤线；砾岩成分以火山岩砾为主，变质岩次之，分选、磨圆度较差，以正粒序层理为主，富含动植物化石。

3.4 冲积扇相：岩性为灰绿色、灰色砂岩；灰绿色、灰白色砾岩；砂砾岩夹泥岩及煤线，砾岩成分主要为火成岩砾，少见变质岩砾。分选、磨圆度较差，层理以正粒序为主。植物化石碎屑丰富，不含动物化石。

4 沉积环境分析endprint

根据地层特征及沉积相特征可判断本区为湖滨带、湖滨三角洲及局部沼泽化的产物。主要沉积有：冲积扇相、扇三角洲相、湖滨三角洲相、湖滨相和浅湖相。含煤地层沉积在义县组的火成岩之上，由于底部起伏不平，对煤系的沉积产生较大影响。当煤系沉积时，由于地形高差较大，又受西部同沉积断裂影响，该区西北部首先堆积了较小范围的冲积扇，岩性为角砾状安山岩砾，扇三角洲发育于扇前，岩性为暗紫色、灰绿色砂泥岩，砂砾岩。物源位于本区西侧，物源碎屑经长距离搬运后快速堆积在原先就已经存在的小型湖泊中，在湖滨带及三角洲平原上发育泥炭沼泽，泥炭沼泽先在本区南部出现，逐渐向北扩大而分布全区，形成单一的较结构复杂的煤层。后因区域总体下降，从而形成趋于稳定的浅水湖泊沉积环境，最终形成了泥岩和粉砂岩互层的厚层岩层，结束了含煤段的沉积。湖盆发展到后期，构造运动加强，湖泊沉积接近尾声，以冲积扇或扇三角洲沉积为主，充填淤浅了湖盆，从而演化到佛堂组～阜新组上部砂岩、砂砾岩段和砂泥岩段下部砂岩、砂砾岩层的沉积阶段。

5 研究成果

5.1 刘凤鸣窝堡含煤预测区

经过分析研究，认为该区为较好的含煤有望区。面积大约26平方千米，煤层底板标高在-300～-800米之间。预测储量9500万吨。

5.2 张强东北部含煤预测区

经过分析研究，认为该区为较好的含煤有望区。面积大约28平方千米，煤层底板标高在-600～-2300米之间。预测储量14000万吨。

5.3 卧牛石含煤预测区

该区正处于张强盆地南缘的盆缘，向北倾斜。经过分析研究，认为该区为含煤有望区。面积大约7.00平方千米，预测储量1700万吨。

5.4 四道号水库含煤预测区

经过分析研究认为该区为含煤有望区。面积大约9.00平方千米，预测储量2000万吨。

6 结束语

6.1 通过沉积环境分析选择含煤靶区；采用综合勘探控制预测区构造、地层、煤层发育情况。思路正确、方法可行，体现了新技术在找煤领域的应用。

6.2 在深入分析以往勘探及研究成果的基础上，选择本次研究工作的重点找煤靶区，依据充分。预测区的选择既体现当前勘探程度，又代表了研究成果的主流观点。

6.3 在重点煤田预测区有针对性地开展综合勘探工作，解释成果客观反映了地质体的发育状态，突出地质现象，使以往有争议的问题得到了解决。

参考文献

[1]万明弼.彰武地区中生代张强凹陷地热史研究[J].西安石油学院学报（自然科学版），1997（1）.

[2]商出岫，姚丹姝，王瑞璞.张强凹陷长北背斜生油岩有机地球化学特征[J].辽宁地质，1996（4）.

[3]田晓玲.张强凹陷长北地区石油地质与油气成藏规律[J].油气地质与采收率，2001（1）.

[4]王万贵，程爱国.辽宁张强盆地聚煤与构造特征[J].中国煤田地质2005（1）.

[5]刘国兴，张振文，冯文丽.长城窝堡井田沉积特征与找矿预测[J].中国煤田地质，2007（1）.

作者简介：孔庆河（1964-），男，吉林东辽人，1988年毕业于中国矿业大学测量物探系勘查地球物理专业，2011年获得辽宁工程技术大学地质工程专业工程硕士学位，高级工程师，从事地震勘探工作。endprint

根据地层特征及沉积相特征可判断本区为湖滨带、湖滨三角洲及局部沼泽化的产物。主要沉积有：冲积扇相、扇三角洲相、湖滨三角洲相、湖滨相和浅湖相。含煤地层沉积在义县组的火成岩之上，由于底部起伏不平，对煤系的沉积产生较大影响。当煤系沉积时，由于地形高差较大，又受西部同沉积断裂影响，该区西北部首先堆积了较小范围的冲积扇，岩性为角砾状安山岩砾，扇三角洲发育于扇前，岩性为暗紫色、灰绿色砂泥岩，砂砾岩。物源位于本区西侧，物源碎屑经长距离搬运后快速堆积在原先就已经存在的小型湖泊中，在湖滨带及三角洲平原上发育泥炭沼泽，泥炭沼泽先在本区南部出现，逐渐向北扩大而分布全区，形成单一的较结构复杂的煤层。后因区域总体下降，从而形成趋于稳定的浅水湖泊沉积环境，最终形成了泥岩和粉砂岩互层的厚层岩层，结束了含煤段的沉积。湖盆发展到后期，构造运动加强，湖泊沉积接近尾声，以冲积扇或扇三角洲沉积为主，充填淤浅了湖盆，从而演化到佛堂组～阜新组上部砂岩、砂砾岩段和砂泥岩段下部砂岩、砂砾岩层的沉积阶段。

5 研究成果

5.1 刘凤鸣窝堡含煤预测区

经过分析研究，认为该区为较好的含煤有望区。面积大约26平方千米，煤层底板标高在-300～-800米之间。预测储量9500万吨。

5.2 张强东北部含煤预测区

经过分析研究，认为该区为较好的含煤有望区。面积大约28平方千米，煤层底板标高在-600～-2300米之间。预测储量14000万吨。

5.3 卧牛石含煤预测区

该区正处于张强盆地南缘的盆缘，向北倾斜。经过分析研究，认为该区为含煤有望区。面积大约7.00平方千米，预测储量1700万吨。

5.4 四道号水库含煤预测区

经过分析研究认为该区为含煤有望区。面积大约9.00平方千米，预测储量2000万吨。

6 结束语

6.1 通过沉积环境分析选择含煤靶区；采用综合勘探控制预测区构造、地层、煤层发育情况。思路正确、方法可行，体现了新技术在找煤领域的应用。

6.2 在深入分析以往勘探及研究成果的基础上，选择本次研究工作的重点找煤靶区，依据充分。预测区的选择既体现当前勘探程度，又代表了研究成果的主流观点。

6.3 在重点煤田预测区有针对性地开展综合勘探工作，解释成果客观反映了地质体的发育状态，突出地质现象，使以往有争议的问题得到了解决。

参考文献

[1]万明弼.彰武地区中生代张强凹陷地热史研究[J].西安石油学院学报（自然科学版），1997（1）.

[2]商出岫，姚丹姝，王瑞璞.张强凹陷长北背斜生油岩有机地球化学特征[J].辽宁地质，1996（4）.

[3]田晓玲.张强凹陷长北地区石油地质与油气成藏规律[J].油气地质与采收率，2001（1）.

[4]王万贵，程爱国.辽宁张强盆地聚煤与构造特征[J].中国煤田地质2005（1）.

[5]刘国兴，张振文，冯文丽.长城窝堡井田沉积特征与找矿预测[J].中国煤田地质，2007（1）.

作者简介：孔庆河（1964-），男，吉林东辽人，1988年毕业于中国矿业大学测量物探系勘查地球物理专业，2011年获得辽宁工程技术大学地质工程专业工程硕士学位，高级工程师，从事地震勘探工作。endprint

根据地层特征及沉积相特征可判断本区为湖滨带、湖滨三角洲及局部沼泽化的产物。主要沉积有：冲积扇相、扇三角洲相、湖滨三角洲相、湖滨相和浅湖相。含煤地层沉积在义县组的火成岩之上，由于底部起伏不平，对煤系的沉积产生较大影响。当煤系沉积时，由于地形高差较大，又受西部同沉积断裂影响，该区西北部首先堆积了较小范围的冲积扇，岩性为角砾状安山岩砾，扇三角洲发育于扇前，岩性为暗紫色、灰绿色砂泥岩，砂砾岩。物源位于本区西侧，物源碎屑经长距离搬运后快速堆积在原先就已经存在的小型湖泊中，在湖滨带及三角洲平原上发育泥炭沼泽，泥炭沼泽先在本区南部出现，逐渐向北扩大而分布全区，形成单一的较结构复杂的煤层。后因区域总体下降，从而形成趋于稳定的浅水湖泊沉积环境，最终形成了泥岩和粉砂岩互层的厚层岩层，结束了含煤段的沉积。湖盆发展到后期，构造运动加强，湖泊沉积接近尾声，以冲积扇或扇三角洲沉积为主，充填淤浅了湖盆，从而演化到佛堂组～阜新组上部砂岩、砂砾岩段和砂泥岩段下部砂岩、砂砾岩层的沉积阶段。

5 研究成果

5.1 刘凤鸣窝堡含煤预测区

经过分析研究，认为该区为较好的含煤有望区。面积大约26平方千米，煤层底板标高在-300～-800米之间。预测储量9500万吨。

5.2 张强东北部含煤预测区

经过分析研究，认为该区为较好的含煤有望区。面积大约28平方千米，煤层底板标高在-600～-2300米之间。预测储量14000万吨。

5.3 卧牛石含煤预测区

该区正处于张强盆地南缘的盆缘，向北倾斜。经过分析研究，认为该区为含煤有望区。面积大约7.00平方千米，预测储量1700万吨。

5.4 四道号水库含煤预测区

经过分析研究认为该区为含煤有望区。面积大约9.00平方千米，预测储量2000万吨。

6 结束语

6.1 通过沉积环境分析选择含煤靶区；采用综合勘探控制预测区构造、地层、煤层发育情况。思路正确、方法可行，体现了新技术在找煤领域的应用。

6.2 在深入分析以往勘探及研究成果的基础上，选择本次研究工作的重点找煤靶区，依据充分。预测区的选择既体现当前勘探程度，又代表了研究成果的主流观点。

6.3 在重点煤田预测区有针对性地开展综合勘探工作，解释成果客观反映了地质体的发育状态，突出地质现象，使以往有争议的问题得到了解决。

参考文献

[1]万明弼.彰武地区中生代张强凹陷地热史研究[J].西安石油学院学报（自然科学版），1997（1）.

[2]商出岫，姚丹姝，王瑞璞.张强凹陷长北背斜生油岩有机地球化学特征[J].辽宁地质，1996（4）.

[3]田晓玲.张强凹陷长北地区石油地质与油气成藏规律[J].油气地质与采收率，2001（1）.

[4]王万贵，程爱国.辽宁张强盆地聚煤与构造特征[J].中国煤田地质2005（1）.

[5]刘国兴，张振文，冯文丽.长城窝堡井田沉积特征与找矿预测[J].中国煤田地质，2007（1）.

作者简介：孔庆河（1964-），男，吉林东辽人，1988年毕业于中国矿业大学测量物探系勘查地球物理专业，2011年获得辽宁工程技术大学地质工程专业工程硕士学位，高级工程师，从事地震勘探工作。endprint