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内蒙古阿右旗潮水盆地聚煤规律及煤质特征研究

庞起发  
【摘要】:潮水盆地位于河西走廊北部,是我国中新生代断坳叠合盆地。勘探成果表明该盆地具有较丰富的煤炭资源和油气资源勘探潜力。 本文综合利用地震、测井及钻井岩芯及其它分析测试资料,以层序地层学、煤田地质学和煤岩学理论为指导,结合构造地质学、沉积学、地球物理、地球化学的相关理论,对潮水盆地西北部早中侏罗含煤岩系的赋存状态、层序地层格架、沉积相单元构成、聚煤规律、以及煤岩煤质、煤相特征进行了研究。分析了影响煤聚集规律和煤岩煤质分布规律的主要地质控制因素,取得的主要认识和成果如下: 1)在研究区侏罗系地层单元中,识别出4个层序界面SB1、SB2、SB3和SB4。SB1为一级构造层序界面,侏罗系地层角度不整合于前寒武基底之上。SB4为二级构造层序界面,晚侏罗系沙枣河组角度不整合于中侏罗世龙凤山组之上。SB2和SB3为三级层序界面,将早中侏罗世含煤地层芨芨沟组和龙凤山组划分为sq1、sq2、sq3三个三级层序。每个三级层序都可识别出低位、湖扩及高位体系域。 2)研究区主要发育冲积扇、辫状河、曲流河、辫状河三角洲、扇三角洲及滨浅湖沉积相。研究区物源来自于北部及东北部地区,其中sq1低位域主要发育冲积扇及辨状河沉积体系,湖扩域发育滨浅湖相泥岩,高位域则主要发育高位扇及辫状河三角洲;sq2低位域以辫状河沉积体系为主,湖扩域发育滨浅湖,高位域则辫状河及曲流河冲积平原广泛发育,形成了研究区最主要的煤层。sq3低位域以发育冲积扇—辫状河沉积体系为主,湖扩段发育滨浅湖及三角洲前缘相泥岩,高位域则在研究区北部发育冲积扇及辫状河沉积体系,到南部地区则广泛发育浅湖相沉积。 3)研究区主要可采煤层中显微组分组成以镜质组为主,惰性组次之,具有中等的凝胶化指数和高的结构保存指数,煤相类型以潮湿森林沼泽相为主,其次为较浅覆水森林沼泽相。 4)研究区主要可采煤层以中等水分含量、低-中灰分和硫含量和高挥发分产率为特征;煤级为低变质烟煤—亚烟煤;煤中的常量矿物以石英和高岭石为主,部分样品中含有黄铁矿、方解石和菱铁矿以及少量的微斜长石。 5)煤中除Sr、B和Cs含量相对较高外,其它微量元素含量普遍较低。Cr、Ga、Pb、Li、Cu、Ge、V、Sc、Be、W、Th和As,以及Ti和Nb主要与硅铝酸盐矿物有好的亲和性;B和Sr可能主要以碳酸盐矿物的形式存在;S和Mo可能主要以硫化物矿物的形式存在;另外,Ti、Zr、Nb和Ta有好的相关性,可能与重矿物有关。 6)研究区早中侏罗纪聚煤控制因素为湖平面变化、基底沉降速率及沉积体系展布。基底快速沉降提供了巨大的可容纳空间,基底沉降速度的差异性为聚煤作用提供了良好的古地理(断陷坡折带及其上的缓坡区),湖平面的快速扩张与萎缩使古植物的生长并快速堆积成为可能,沉积体系的展布对泥炭沼泽的分布有控制作用。在上述控制因素的作用下,在研究区断陷坡折带及断坡带之上缓坡区辫状河三角洲及河流体系发育,在远离河道发育的冲积平原洼地或於浅的滨湖区形成厚度较大、连续性好的煤层。 7)研究区煤的聚集规律表现为:在每个三级层序中低位及湖扩体系域偶有煤线及薄煤层发育,在高位体系域时期形成重要的煤层,特别是在sq2高位体系域时期形成研究区最主要的煤层。研究区富煤带较窄,煤层向物源方向和盆地中央迅速变薄尖灭。


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