新疆三塘湖煤田沉积环境特征及其对煤层控制研究

【摘要】本文对三塘湖煤田地层特征构造特征进行详细分析，进而对成煤环境与沉积特征以及沉积环境演化特征进行深入研究，最后对沉积环境对煤层的控制进行综合研究，对以后的工作具有十分重要的参考意义。

【关键词】新疆；三塘湖煤田；沉积环境；煤层控制

1、地层特征

区域地层主要有奥陶系（O）、志留系（S）、泥盆系（D）、石炭系（C）、二叠系（P）、三叠系（T）、侏罗系（J）、白垩系（K）、古近系（E）、新近系（N）、第四系（Q）。

区域古生界泥盆系、石炭系、二叠系广泛发育，为浅海相、滨海相、海陆交互相中基性火山岩、火山碎屑岩及正常碎屑岩，含腕足、珊瑚、三叶虫及植物等化石，厚度巨大；中生界侏罗系广泛发育，为多套陆相碎屑岩；含煤0-35层，三叠系、白垩系分布局限；新近系-古近系多为红层、第四系在各凹地中亦广泛发育，可采煤层自上而下可划分为2、6-8、9、11-12、14-15、17-19、20、26-30、31-35等9个可采煤层（组）。

2、构造特征

三塘湖盆地是分布于阿尔泰山系和天山山系之间的叠合、改造型盆地，该盆地经历了泥盆纪-早二叠世的基底形成-雏形盆地发育阶段，前二叠纪基底形成过程主要受古生代大区域古亚洲洋域洋盆俯冲、陆块增生拼贴、板块碰撞造山过程的控制，直接受控于准噶尔洋沿克拉麦里俯冲带在泥盆纪的俯冲，西伯利亚板块与哈萨克斯坦板块在石炭纪的碰撞造山的构造作用过程。

晚二叠世以来盆地经历了前陆盆地-拗陷盆地-再生前陆盆地等三个发育阶段，现今表现为在北东向呈隆、拗相间的三个一级构造单元，由北至南为东北冲断褶皱带、中央拗陷带、西南逆冲推覆带。中央拗陷带为由西向东发育有库木苏凹陷、巴润塔拉凸起、汉水泉凹陷、石头梅凸起、条湖凹陷、岔哈泉凸起、马郎凹陷、方方梁凸起、淖毛湖凹陷、韦北凸起、苏鲁克凹陷等“六凹五凸”十一个次一级构造单元。

3、成煤环境与沉积特征

3.1地层古生物特征

三塘湖盆地侏罗系中下统主要发现双壳类化石1属1种，叶肢介化石4属7种（包括1个新种，1个比较种），古植物化石11属8种（包括1个新种，1个比较种）3个未定种以及丰富的孢粉化石资料。这些动、植物化石材料为确定三塘湖盆地中生代含煤地层之地质时代隶属提供了可靠依据，并自下而上建立了三塘湖盆地中生代含煤地层的五个孢粉组合。

3.2沉积相类型

在大量资料的收集、整理的基础上，通过对钻孔和测井相分析，在研究区内目的层段中识别出扇三角洲、三角洲、湖泊、沼泽、泛滥平原5种相类型，并细分为10种亚相和22种微相。

4、沉积环境演化特征

4.1沉积演化

水西沟群为一套在潮湿、温暖气候条件下形成的以湖泊、河流一沼泽相为主的含煤碎屑岩建造。它与下伏地层为角度不整合接触，与上覆地层为平行不整合和微角度不整合接触。水西沟群含煤地层超覆不整合于下伏石炭—二叠系之上，反映继中上三叠统沉积之后，早中侏罗纪沉积盆地范围进一步扩大。

4.2沉积模式

三塘湖盆地侏罗纪气候温暖湿润，有利于陆生植物生长，为煤形成提供了基本物质条件；沉积相类型丰富多彩，变化复杂但很有规律，具有四个基本特点：

（1）沉积相带的展布格局受构造控制，周缘科古琴山、博罗霍洛山、阿吾拉勒山、察布查尔山、哈尔克山和那拉提山提供了主要的物源，各扇状沉积体系的平面展布格局，呈侧向连续叠置的朵状，随水深逐渐加大，过渡为与湖域相连通的浅—半深湖沉积区，深湖内发育有零星分布的浊积扇；

（2）区域上，由盆地边缘冲积扇（河流）和（扇）三角洲沉积体系的粗—中碎屑岩沉积相带，向盆地中心方向逐渐过渡为湖泊—湖底扇沉积体系的细碎屑-泥质沉积相带，各沉积体系和沉积相、亚相、微相类型的变化及平面配置关系，都呈现有规律的变化。

（3）各层序沉积时期沉积相的展布格局具继承性，主要物源区未变，仅湖盆大小、范围不同，水体深浅各时期有别，但一般来说水体都不深，多为滨浅湖，这有利于植物发育和沼泽化，从而为成煤提供了物质基础。

（4）各地区地形坡度的差异及其对河型的控制作用，如SQ1陡坡带发育粗粒的冲积扇、扇三角洲，三塘湖中部缓坡带则发育源远流长的曲流河三角洲。

5、沉积环境对煤层的控制

沉积环境包括沉积时的岩相古地理条件、古地貌、古植被、古气候、泥炭沼泽类型和沼泽中的水体深度以及地球化学条件等，是煤层形成的重要因素之一。

5.1古气候

晚三叠世，新疆聚煤域为半干旱—半潮湿气候，聚煤作用较弱，仅在三塘湖盆地发育陆相含煤地层。早、中侏罗世，新疆聚煤域气候转为温暖潮湿，聚煤资源从准噶尔盆地开始，逐步向南、东的塔里木盆地、吐哈盆地扩展。

5.2沉积环境

三塘湖盆地侏罗系含煤地层主要为八道湾组和西山窑组，沉积环境为湖泊—三角洲沼泽和三角洲体系。早侏罗世八道湾组早期的聚煤作用在盆地南部主要发生在汉水泉的西北方向，在盆地西南部主要发生在库木苏一带，聚煤环境为三角洲沼泽、冲積扇三角洲沼泽。早侏罗世八道湾组中晚期的聚煤作用在盆地东部主要发生在石头梅——条湖一带，南部深湖区一带含煤差，其北东侧含煤性较好。

八道湾组煤层在盆地北缘具有东西厚中间薄的分布特点。东部从东往西条湖、石头梅一带，含煤12层，其中一层为厚煤层，位于八道湾上部9号煤层，厚12.45米，其余均为中厚煤层至薄煤层。南缘煤组合不如北缘。西部往东汉水泉、库木苏一带，含煤10层，其中一层为厚煤层，位于八道湾下部26—30号煤，厚21.15米。煤层厚度总体上由西向东，逐渐变薄；煤层沿倾向上变化不大，由南向北有变薄趋势。

西山窑组煤层在盆地北缘分布比较零星，沿走向含煤层数和厚度均有差异。由东往西，条湖一带含煤层数多且稳定，属薄煤层，聚煤作用较好，煤层发育较好，但由于后期剥蚀严重全区仅条湖可见1～2号煤层。

参考文献：

[1]新疆维吾尔自治区地质矿产局.新疆维吾尔自治区区域地质志[M].北京：地质出版社，1993.

[2]张磊，牛军强，张培贤.新疆卡姆斯特调查区沉积环境及聚煤规律[J].新疆地质，2012（2）.

作者简介：郭薇，女，1987-，满族，籍贯辽宁锦州，本科，地质助理工程师，主要从事地质勘查工作。