早-中侏罗世聚煤规律及演化特征

如题所述

早、中侏罗世坊子组主要发育于淄博—坊子一线近EW向展布的坳陷盆地中,是以河流体系为主的典型陆相沉积,由于古地理环境及碎屑充填方式的差异,造成盆地中沉积物以育情况差别较大,章丘煤田、淄博煤田只在局部发育有可采的薄煤层或鸡窝状煤层,而坊子煤田则在下部发育有3层可采或局部可采的煤层。因此,下面以坊子煤田为例对坊子组含煤岩系的沉积和聚煤演化规律作一粗浅的剖析。

5.8.2.1 古构造古地理对成煤体系的控制

坊子含煤盆地位于潍坊坳陷的东南部,是燕山运动早期形成的坳陷盆地。坊子组直接不整合于太古宙片麻岩之上,仅局部地区不整合于残存的寒武系之上,并向南超覆,为一套砂岩、砂砾岩、泥岩夹煤层的含煤建造,沉积物由南向北逐渐增厚。

盆地形成初期,由于构造运动和剥蚀作用的影响,形成了南高北低的古地形特征,因 此,坊子组的沉积明显受控于起伏不平的古地形,在低洼地段首先接受沉积进行填平补齐,接着,在相对平坦的盆底广泛发育了河流体系的沉积,底部沉积了一套0~20 m 厚的分选差、磨圆度较好的河床砾岩;随着河道的淤浅、废弃,在废弃河道及泛滥平原之上开始了泥炭沼泽的堆积,形成了较稳定的下层煤。下层煤形成以后,由于地壳的小规模沉降,盆地被广阔的沼泽所覆盖,沉积了厚度较大的泥岩、粉砂岩,对下层煤起到了保护作用。随着河流的复苏,河流沉积取代了沼泽沉积,并对下部沉积物造成强烈的冲刷,局部地区甚至冲刷到了下层煤。由于河流的频繁废弃、复苏,在盆地中又形成了中层煤、上层煤,最后广布的河流沉积持续发育,从而终止了坊子组含煤地层的沉积。

5.8.2.2 成煤体系的空间演化和聚煤规律

根据岩性、岩相、旋回结构及含煤性等特征综合分析,坊子组沉积的古地理类型为内陆盆地型,其沉积相为河床相、天然堤、决口扇、泛滥盆地、沼泽相、泥炭沼泽相等,从剖面上可划分为以下4个旋回,由下而上河流相沉积逐渐加剧。

Ⅰ旋回:始于坊子组底部砂砾岩、终止于下层煤之上的曲流砂坝沉积,自下而上为河床相、沼泽相、泥炭沼泽相及沼泽相,主要为砂砾岩、泥岩及粉砂岩沉积,含全区稳定可采的下层煤,其间沼泽广泛发育,几乎遍布整个盆地。

Ⅱ旋回:由下层煤之上的曲流砂坝沉积至中层煤之上的河床相沉积,一般包括两个次一级小旋回,发育有曲流砂坝相、沼泽相、泛滥盆地、泥炭沼泽相,主要为细砂岩、粉砂岩、泥岩及砂泥岩互层沉积,含较稳定的中层煤,煤层局部被冲刷,但规模不大,可能是由于决口扇造成的。该旋回各种碎屑岩组成的河流相沉积,与Ⅰ旋回河流相分布大体一致,但沉积物粒度变粗,厚度变大。

Ⅲ旋回:中层煤以上的河床相至上层煤之上的河床相沉积,由河床相、河漫滩相、沼泽相及泥炭沼泽相组成,岩性为中、细粒砂岩、粉砂岩、泥岩,含局部可采的上层煤。可划分两个小旋回,上层煤以下的小旋回,以河床相开始,终止于沼泽相或泥炭沼泽相,粒度变化明显;上煤层以上的小旋回,始于河漫滩相,终止于沼泽相,粒度变化不明显。

Ⅳ旋回:始于上层煤之上的河床砂岩底至坊子组顶界,以河流体系为主,又可划分为许多次一级小旋回,第一小旋回均始于河床相或曲流砂坝相,碎屑粒度变化较大,但多呈正粒序。

坊子组含煤地层最大残厚284.10 m,上、中、下三层煤都集中沉积于含煤地层的中、下部,三层煤间距比较稳定,煤层原始沉积属较稳定煤层。煤层厚度自下而上逐渐变薄,由2.28 m至1.99 m 至1.79 m;聚煤中心在南店勘探区的中部及北大井一带,南部及西部有变薄的趋势,含煤地层的沉积中心在南店勘探区的中部及北大井的北部。由此可以看出,含煤地层沉积中心与聚煤中心大体吻合。

从煤体赋存情况看,在曲流河平原上,有利聚煤地带与河道砂体的空间分布密切相关,最厚的煤层主要形成在河道砂体之间,朝着河道砂体的方向变薄。因此,坊子组含煤地层沉积的变化规律及煤体赋存规律明显受控于地壳的振荡运动和古地理环境的演变,反映出河流形成、废弃及侧向迁移的频繁变化,在沼泽化的泛滥平原和废弃河道上多次形成稳定的煤层。

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