文摘
Dananhu煤田,吐哈盆地的南缘,新疆,具有良好的成煤地质条件。由于研究水平低的沉积环境和煤炭积累、综合煤矿是受限制的。基于钻井和切片露头资料,沉积特征、岩相古地理学、煤炭积累西方Dananhu煤田含煤地层的分析。中间的成员- Dananhu煤田的主要含煤地层,由砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、可燃有机岩,可进一步细分为14根据物质组成、岩相沉积物纹理,和结构。在早中侏罗世含煤时期,冲积扇、冲积平原、河流三角洲和浅湖沉积在西方发达从东北到西南Dananhu矿区。煤炭积累最发达的中心地区研究区延长从东北到西南,这主要是集中在边缘的粉丝,泛滥平原,interdeltaic海湾、和湖岸环境,尤其是之间的过渡区冲积平原和三角洲平原西部矿区。这个煤炭积累主要受同沉积构造沉降控制和碎屑沉积物供应或沉积环境、构造沉降是主要的控制因素和源供应二级控制因素对煤炭积累,为煤炭预测提供了理论支持和在西方Dananhu煤田地质勘探。
1。介绍
近年来,发现厚燃煤煤层形成于侏罗纪盆地位于中国西北大陆,一直特别注意到应用程序层序地层学和沉积特征和煤堆积大陆煤炭措施(1- - - - - -8]。吐哈盆地,富含石油、天然气、煤炭资源,能源是一个重要的能源盆地勘探和开发在中国西北1,9]。的-中侏罗世吐哈盆地是主要的煤炭轴承系列包含了丰富的古气候演化信息煤炭积累时期(10,11),已经成为一个焦点的沉积演化和能源地质研究[12- - - - - -16]。吐哈盆地的Dananhu煤田是14日中国最大煤炭基地。由于其丰富和稳定的煤层,它已经被内部和外部学者广泛关注。最近,许多研究,如煤层对比(17- - - - - -19],煤层气地质[20.,21),和地球物理勘查22,23),已获得;然而,他们中的大多数都集中在重点发展区域的Dananhu矿区和一些在西北方向,尤其是西部地区。结果、地质勘探和生产发展西部地区煤炭资源极大地限制了沉积环境和煤炭积累的罕见的报道,而且,更不了解巨大的厚煤层的遗传机制。
本文基于钻井和测井资料,2和3的西部矿区Dananhu煤田(图1(c)),陆地煤层的沉积学的特点从中间的成员-提出了沉积环境和古地理学煤炭积累时期重建。从这些数据,煤堆积模型的因素以及控制煤层开发提出了。预计这项工作不仅会促进煤预测和地质勘探,但它也将提供理论支持,煤炭资源的开发和利用。
2。地质背景
Dananhu煤田,位于吐哈盆地的南缘,是哈密城市西南约80公里,属于Dananhu浅凹陷。是相邻的纱湖隆起带北部和F1断层以及Jueluotag anticlinoria在南方。由吐哈盆地构造演化的控制,在燕山晚期时期,中间和上部部分Dananhu煤田侏罗纪的侵蚀,因为碰撞和压缩的羌塘块。喜马拉雅期间,一系列的断层和褶皱结构扩展联合行动以来,东北形成压缩Haerlik山的西南和南部边缘山地系统的阻塞24- - - - - -26)(图1(a))。
区域地层接触Dananhu煤田主要包括-中侏罗世和中粮的形成和一些新第三纪和第四纪(图1(b))。含煤地层是在下侏罗的-,中粮的形成中侏罗世珍稀化石。主要含煤地层中间-成员,主要由细碎屑岩和丰富的植物化石总厚度平均350 ~ 650 m和477 m。这个成员包含总共52煤层,总厚度是在36 - 142米,平均为92.3米,其中24可开采的煤层(17,19]。
Dananhu浅凹陷开始下沉明显在晚侏罗纪早期(mid-Sangonghe)和形成陡坡导致大量的泥石流从北方起源地区累积,然后充满了南部湖泊。湖罪过发达广泛的盆地不适合泥炭泥沼的广泛传播。-早期时期,盆地的沉降仍强劲。由于填充和补充作用,地形往往是温和,和湖水变浅,导致越来越多的湖海侵范围和退化湖泊扇三角洲地区。煤层只有发达地区的扇三角洲平原。在中间-时期,随着海岸线向南迁移,冲积迷三角洲湖系统演变为冲积fan-fluvial plain-delta-lake系统。然后,构造沉降保持稳定了很长一段时间。因为Dananhu浅凹陷和吐哈盆地相对孤立和湖水平很少变化,泥炭泥沼在凹陷持续稳定发展合适的气候条件下,形成了大面积的extrathick煤层。-末时期,湖盆继续下沉,连续而缓慢湖罪过导致煤炭积累逐渐停止(10,27,28]。
3所示。沉积特征和环境中产-的成员
3.1。岩石类型和岩相特征
基于野外观察岩性、古生物学和paleobotanical标准钻孔岩心的研究区域(图1(b)),五种不同的岩石类型,如砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩,和可燃有机岩(煤),确定了在中间-的成员。结合岩石组合、结构和沉积构造特征14可以进一步划分岩相类型:(1)矩阵集团支持,(2)粒子集团支持,(3)巨大的层理砂岩,(4)波纹层压层理砂岩,(5)板状交错层理砂岩,平行层理砂岩(6),(7)槽交错层理砂岩、粗砂岩(8)铺,(9)巨大的床上用品粉砂岩,水平顺层粉砂岩(10),(11)波纹层压层粉砂岩,泥岩(12),(13)碳泥岩,(14)煤(总结表1)。
集团,可怜的排序和舍入,可分为matrix-supported集团和particle-supported集团支持的方法。matrix-supported企业集团,发展同基底胶结的侵蚀基地,最可能形成的辫状河和泥石流冲积扇和扇三角洲的沉积。砾石particle-supported集团被安排在一个叠瓦模式偶尔,porous-contact胶结。这些企业集团建议大多形成于辫状河冲积扇的沉积和冲积平原。
根据沉积构造,砂岩可分为块状层理砂岩,波纹层压层理砂岩,parallel-bedded砂岩,板状交错层砂岩,trough-shaped交错层砂岩,大规模铺粗砂岩。巨大的层理砂岩normal-sorted和圆形的,大多是在三角洲开发口酒吧和冲积扇片流沉积。波纹层理砂岩层标准井排序和圆形,这被认为是广泛分布于沉积环境等自然堤坝,洪水平原,裂缝张开,interdeltaic海湾、湖岸和浅水湖泊。normal-rounded板状交错层理砂岩,底部冲刷面可见,容易患上河海滩和嘴里酒吧。平行层理砂岩分类和圆形,剥离线理层面上可以看到,反映水流能量高,大多是发达在冲积平原,interdeltaic频道,和嘴酒吧。Trough-shaped交错层砂岩一般是圆形的,偶尔的底部冲刷面,是最有可能在冲积平原和interdeltaic渠道开发。大规模铺粗砂岩poor-sorted normal-rounded, base-porous胶结和丰富的树干化石以及一些底部冲刷面。这些大多是建议形成渠道滞后的编织频道,河流冲积平原,冲积扇和嘴酒吧,冲积平原,或扇三角洲。
根据沉积构造,沙泥岩可分为大床上用品粉砂岩,水平层理沙泥岩,波纹层压床上用品粉砂岩。大床上用品粉砂岩含植物化石碎片,被解读为在环境形成河的海滩、口酒吧,远端酒吧。水平层理粉砂岩分选好的normal-rounded和含有植物叶子化石。他们建议被广泛开发的洪泛区,interdeltaic海湾、远端酒吧、湖岸和浅水湖泊。moderate-well圆形波纹层压层粉砂岩,很可能被广泛开发的辫状河冲积平原,蜿蜒的河流自然堤坝,interdeltaic海湾、裂缝张开,远端酒吧、湖岸和浅水湖泊。
泥岩分为泥岩、碳质泥岩组成特征。泥岩,偶尔黄铁矿发现,表明分布在泛滥平原沉积环境,interdistributary海湾、湖岸和浅水湖泊。碳质泥岩发育水平层理,相对较高的碳含量和丰富的植物化石碎片。这可能是积累在interdistributary海湾、泛滥平原、泥沼。
3.2。岩相、沉积相
根据纵向序列组合及其空间分布特征的岩相类型,中间的沉积环境系统的成员- Dananhu煤田西部可以概括为冲积扇、河流、三角洲、湖泊(图2)。
冲积扇沉积物来源大多是在附近发现Dananhu东北煤田和由集团主导,砂岩,粉砂岩,泥岩,显示一个整体罚款上升趋势,可分为根粉丝,midfan,保证金扇相。Matrix-supported集团通常底部的沉积序列,差分类,圆形,没有明显的结构,属于根风机相由泥石流沉积。薄particle-supported砾岩和砂岩沉积向上。砾岩的砾石是安排在一个叠瓦构造。树干可以偶尔粗砂岩中发现的化石槽交错层理、平行层理。这属于中间风扇相以辫状河沉积为主。上面的顺序由砂岩和泥岩的传播就像一条毯子在飞机上,水平和巨大的床上用品。水平层理反映水流的低能量,和巨大的床上用品表示重力流。这属于边缘扇相相对平坦的地形主要由片流沉积。保证金扇相可以联系形成湖泊辫状河三角洲或直接进入湖泊扇三角洲(图发展2(a))。
冲积平原沉积主要是东部发达的西方Dananhu煤田的一部分,包括集团、砂岩、粉砂岩、泥岩和煤。根据通道类型,它可以分为编织冲积平原和蜿蜒的冲积平原,包括渠道滞后,河海滩,泛滥平原湖泊、漫滩泥沼,泛滥平原(辫状河流)、天然堤、决口扇(蜿蜒的河流),显示了一个垂直upward-fining继承。铺粗砂岩,侵蚀基地和树干化石,一般发达底部,砾石被安排在一个特定的方向,这是渠道滞后存款。沉积序列向上转变为medium-fine发展中槽和板状交错层理砂岩单层厚度一般2 - 6米,通道边滩沉积。相比,蜿蜒的河流、重叠和切割辫状河流的通道金沙程度较高。上面的序列组成的薄层状粉砂岩和泥岩,涟漪叠层和水平层理和偶尔的煤层,这属于沼泽和湖泊沉积物冲积平原(图2(b))。
三角洲开发的系统主要是西方Dananhu煤田中部和西部地区,包括砂岩、粉砂岩、泥岩、煤,可以划分为三角洲平原、三角洲方面,前三角洲和沿海浅湖沉积。三角洲平原系统可以细分为分流渠道,interdistributary海湾、自然堤坝裂隙张开,interdistributary泥沼。三角洲前缘系统可以细分为口酒吧和远端酒吧。典型的三角洲系统包括一个upward-coarse继承下部和罚款的序列上升上。降低系统的岩性主要为粉砂岩和细砂岩,涟漪叠层,水平,大床上用品以及偶尔的植物叶子化石。泥质、粉砂质沉积物与波纹夹层和水平层理的三角洲前缘远端酒吧存款,存款和桑迪与巨大的床上用品和波纹层压层理是河口坝沉积物。上面的序列通常体现在沉积层序由桑迪,泥质和煤矿。在这个序列中,泥质沉积通常是由上覆砂单位侵蚀表格和波纹层状交错层理,和砂质沉积物的粒度和结构规模下降一个向上的趋势。交错的存款在三角洲平原沉积物分流渠道,和波纹层压层理和水平层理砂岩和层间的泥泞的存款属于天然堤和interdistributary海湾沉积物。煤层形成interdistributary湾淤泥大多是由分流夹泥存款分流河道砂(图或侵蚀2(c))。
湖沉积,主要在西南西方Dananhu煤田的一部分开发的,由泥岩、粉砂岩、煤,可以细分为湖岸和浅湖沉积。湖岸存款由粉砂、泥质和层间的煤层存款水平和波纹层压床上用品以及偶尔的菱铁矿结核和植物叶子化石。浅湖系统以泥质沉积为主,其单一的厚度可以超过12米,水平层理和生物扰动结构(图发展2(d))。
4所示。岩相古地理学的中间-的成员
中间的层厚度的成员-大约是165米~ 772米。考虑的影响在2号矿区露天采矿,总层厚度365米~ 765米,平均约为550米。层厚度逐渐增加整体从北到南,与最厚部分超过620位于西南三号矿区,其次是东南2号矿区普遍超过510米。地层厚度的分布表明,从北到南逐渐增加沉降和沉降中心发生在西南三号矿区;同时,南部1号的沉降矿区也相对较大(图3(一个))。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
集团床的厚度范围从0到105,平均约10.9米。自集团床主要分布在中下游地区的含煤系列、床厚度不受露天开采的影响,从东北到西南逐渐增加。厚的部分发生在1号矿区通常超过12米,最厚的出现在西北甚至达到65 m和东部也厚的厚度约为44米。集团不发达2和3号矿区,通常小于6米。企业集团的分布表明,沉积供应可能来自北部和东部。较大的沉降范围在1号的南部矿区提供了足够的住宿空间和阻碍了交通的碎石残骸的三号矿区西南(图3 (b))。
粗粒沉积物(砂岩和砾岩)的厚度大约是0 - 370米,平均为125.5 m。尽管露天采矿领域的影响,厚度范围从75到320米。作为一个整体,它显示了一个增厚趋势从东到西,最厚的沉积发生在1号矿区东北部的超过320 m和薄的部分出现在西南三号矿区的范围从75米到110米。粗粒沉积物的分布表明,碎屑供应可能来自东北来源地区。碎屑主要积累在西部三号矿区的三角洲砂存款或1号矿区南部的河道砂沉积物(图3 (c))。
煤层厚度范围从25米到152米,平均68米。露天开采的影响,考虑厚度变化通常从52米到152米,平均78和6 - 37%的煤含量系数。的最大厚度从西方位于1号之间的连接矿区1号和3号矿区,那里通常厚度超过83米,逐步减少至48米扩展到周边地区(图3 (d))。
粗(砾岩和砂岩)——好(粉砂岩和泥岩)比率范围从0.02到4.55,平均为0.65,减少从东北到西南。发生在1号矿区比例最高,从0.27到2.8和减少从东北到西南,紧随其后的是2号矿区范围0.23 - -1.3,从东向西逐渐减少。最低的比率出现在三号矿区西南部通常小于0.2(图3 (e))。粗泥沙(砾岩和砂岩)-地层比率范围从2%到75%,整体降低从东北到西南的最大值位于东北矿区(图3 (f))。
coarse-fine比例的平面分布特征和粗泥沙含量反映沉积供应可能来自东北部震源冲积扇和far-source冲积体系在1号矿区的东部。三角洲砂分布在2号矿区的西部,东北部和东部三号矿区的一部分。冲积平原冲积扇和三角洲砂沉积物之间被广泛开发。由于沉积供给的缺乏,西部矿区2号和三号矿区的西南地区形成了湖泊环境。结合垂直(图序列2)和岩相古地理单因素等值线图(图3)、岩相古地理学是重建,其中冲积扇、冲积平原有界的coarse-fine比1.3和三角洲和冲积平原之间的边界是西边的三角洲砂存款(coarse-fine比0.7),从三角洲和湖泊分离coarse-fine比0.35(数字3和4)。
5。控制因素对煤炭积累
这是一个温暖而潮湿的气候中侏罗世期间Dananhu煤田区域,在成煤植物蓬勃发展(28],广泛开发保证金和煤炭积累粉丝,泛滥平原,interdeltaic海湾和湖岸环境主要位于中部和西部矿区1号和2号矿区的东部和南部地区,以及之间的枢纽地区1号和3号矿区。总的来说,煤厚、煤富裕地区,主要是集中在中心区域的研究区域扩展从东北到西南。煤炭积累是构造沉降的影响和材料供应。之间的过渡区冲积平原和三角洲平原西部的温和的构造沉降强度1号矿区最适合煤炭积累。
煤层厚度取决于增长率之间的相对平衡的能力空间和泥炭积累的速度(29日,前者是全面控制的供应结构沉降和沉积。以平衡填充状态的早期- Dananhu浅凹陷进去,地层厚度可以更好地反映构造沉降,以及粗碎屑沉积供应可以澄清的内容(1]。煤层厚度之间的关系,地层厚度、粗粒沉积物内容,coarse-fine比率(图5)显示,当层厚度范围在410米和520米之间,煤层厚度一般超过75,这表明构造沉降是煤炭积累的主要控制因素。在地层厚度400米~ 428米的范围和粗泥沙含量在16%到35%之间,煤层厚度可以达到145反映煤炭积累的最有利的结合是构造沉降和供应来源。当层厚度超过520米,coarse-fine比在0.4 ~ 1.6的范围,煤层厚度普遍大于70 m,但是在某些情况下,它可能会少于35米,国家供应来源是煤炭的二级控制因素积累。
(一)
(b)
6。结论
基于钻井和解剖数据Dananhu西部煤田露头,5岩石类型:企业集团,砂岩,粉砂岩,泥岩、煤,是公认的-在中间的成员,可以进一步划分为14个岩相类型。-时期,沉积相包括冲积扇、冲积平原、三角洲和湖泊相的研究领域从东北到西南。煤炭积累在保证金球迷最发达,泛滥平原,interdeltaic海湾、和湖岸环境,这主要是集中在中心区域的研究区域扩展从东北到西南,尤其是之间的过渡区冲积平原和三角洲平原的西部矿区。煤炭积累主要受同沉积构造沉降控制和碎屑沉积物供应或Dananhu浅凹陷的沉积环境。温和的构造沉降是主要的控制因素,和温和的源供应煤炭积累二级控制因素。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的结果都包含在这篇文章中,通过数据和表显示。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这项研究得到了国家自然科学基金(42102213),这是极大的赞赏。