长城窝堡井田煤系地层沉积环境分析.pdf

第 25 卷增 刊 辽宁工程技术大学学报 2006 年 6 月 Vol.25 Suppl. Journal of Liaoning Technical University Jun. 2006 收稿日期2006-03-20 作者简介刘国兴（1980-）男，河北 唐山人，硕士研究生。本文编校孙树江 文章编号1008-05622006增刊 1-0095-03 长城窝堡井田煤系地层沉积环境分析 刘国兴，张振文 （辽宁工程技术大学 资源与环境工程学院，辽宁 阜新 123000） 摘 要为了确定长城窝堡井田沉积类型及其沉积环境的演化过程，应用沉积学理论通过对长城窝堡井田区域地质、地层的岩性、 沉积构造、古生物化石和煤系分布规律等因素进行综合分析研究，从而确定了该地区为滨浅湖沉积类型及其沉积环境的演化过程；并 为该井田煤层的赋存规律性的认识，开采方案的确定、储量挖潜等工作提供了理论依据；最后，根据这一成煤理论，推测了张强盆地 内其它可能聚煤区域，为该区域煤炭资源进一步勘探提供了新的靶区。 关键词沉积环境；沉积相；冲积扇 中图分类号P 622.6 文献标识码A Analysis of great wall wobao well field coal ation stratumde positing environmental LIU Guo-xing，，ZHANG Zhen-wen （（College of Resource and Environment Engineering, Liaoning Technical University,Fuxin 123000,China）） AbstractIn order to infers the Great Wll wobu well field area deposition type of this area and deposition type and the deposition environment evolutionary process, though synthesis analysising and researching the factor of the Great Wall wobao well field area geologic structure, stratum rock nature, depositin structure, ancient biological fossil and coal bed distributing rule, thus this article infers that the deposition type of this area is shallow lake and lake shore depositing type and the deposition environment evolutionary process; and provides the theory base to understand the coal bed existence regulation, determinat mining plan and estimates the reserves；at last, according to this producting coal theory, infers to other area where can product coal in Zhangqiang basin, provides new target area to coal mine investigation in this area. Key wordsdepositing environmental；sedimentary facies；silting deposition fan 0 引 言 长城窝堡井田位于辽宁省康平县张强镇北与 内蒙古自治区哲里木盟科尔沁左冀后旗散都乡的 交界处，地理座标东经12258′24″12304′22″， 北纬4244′13″4247′02″。矿区东西长6.5km，南北 宽4 km，面积26 km2。整个井田处于科尔康油田内 部，从地貌形态来看，该区南北两侧高，中部低， 北部有西马莲河，南部有二道河和四道号水库，两 条季节性河流自西向东径流通过，形成了较为平坦 冲积平原。 1 区域地质概况 本区地处张强凹陷构造带内。张强凹陷是铁岭 昌图盆地次级构造单元之一，处于天山阴山纬向 构造带与新华夏第二沉降带的交接复合部位，由于 地处两大构造单元交界，张强凹陷构造较为复杂。 凹陷中部发育一长城背斜，该背斜为同沉积背斜， 总体走向为北西西向，面积约32 km2，长城背斜构 造由于受后期构造挤压的影响，断层发育，且均为 陡倾斜张性正断层。长城窝堡井田正处于长城背斜 构造部位南翼（图1）,由于隆起和断层作用，煤层 （埋藏）较浅。井田西南侧发育一同沉积断层F1， 该断层最活跃时期为凹陷形成的初期，走向 N15W，落差6001 000 m[2]。 该地区在勘探范围内，地层由老至新为白垩系 及第四系。白垩系下统地层又分为由火山岩系组成 的义县组和以碎屑岩为主的沙海组。义县组岩性为 安山岩、玄武岩及火山碎屑岩，不整合于中上元古 代地层之上。沙海组为本区含煤岩系，岩石色调以 灰色为主，平行不整合于义县组之上。白垩系上统 孙家湾组，以中粗碎屑岩为主，颜色为紫红、红、 杂色等，不含化石；与下伏地层平行不整合接触。 辽宁工程技术大学学报 第 25 卷 96 第四系，主要为现代残、坡积物，岩性为黄色粘土、 亚粘土、砂土及砾质沉积物，与下伏地层呈角度不 整合接触。 井田煤层总体走向近东西，局部变化很大，倾 角一般515，倾向南。由于区域构造挤压，煤层 中断层比较发育，均为正断层，断层面倾角一般为 70左右。 2 煤系地层岩性特征和沉积相特征 长城窝堡井田含煤地层为白垩系下统沙海组， 根据成因地层划分原则，将该组充填沉积系列自下 而上划分为以下5套岩性组合[3]。 （1） 冲积扇-扇三角洲相 形成沙海组下部砂岩、 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；砾石成分以变 质岩和火成岩砾为主，分选性由差到一般，磨圆度由 较差到较好，见粒序层理及小型交错层理。 （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。泥岩中常含黄铁矿及菱 铁矿结核。水平层理发育，楔形交错层理极发育。 井田东部及南部的厚层泥岩中见同生变形构造（包 卷层理）。本层富含动植物化石，其中植物化石有 西伯利亚似银杏、华丽拟刺葵、枝脉蕨，动物化石 为腹足类、瓣鳃类、鱼类和昆虫类。 （3）扇三角洲相 为砂岩、砂砾岩层，成分 以灰色、灰白色砂岩、砾岩及砾次之；分砂砾岩为 主，局部夹泥岩及薄煤线；砾石成分以火山岩砾为 主，变质岩选、磨圆都较差，以正粒序层理为主， 大型及小型交错层理次之；富含动植物化石。 （4）浅湖相 岩性主要为深灰、灰黑色泥岩 及粉砂岩，含12煤线，多见水平层理，含黄铁矿 结核及方解石脉，并开始见动物化石螺、蚌等， 个别孔见植物化石。 （5）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；分选较差， 磨圆度较差，层理以粒序层理为主，植物化石碎屑 丰富，不含动物化石。 3 煤系地层沉积环境分析 张强凹陷内部区域受构造运动影响曾发生沉 降，形成了深湖沉积环境，这为该地区科尔康油田 的形成创造了条件。但位于科尔康油田内部的长城 窝堡井田同时又处于长城背斜断裂构造范围内，由 于断层作用和长城背斜的隆起，使这一地区抬升， 再加上断层发育，导致该地区油气的圈闭条件很 差，不利于油气存储。可是这种整体凹陷、局部抬 升的构造却形成了深湖边缘带滨浅湖沉积环境，有 利于以后煤系的形成。 根据地层岩性和沉积相特征可判断本井田是 湖滨带和湖滨三角洲及局部沼泽化的产物。主要沉 积相有冲积扇相、扇三角洲相、湖滨三角洲相、 湖滨相和浅湖相（图 2）。含煤地层沉积在义县组 的火成岩之上，由于基底起伏不平，对煤系的沉积 产生很大影响。 当煤系沉积时，由于地形高差较大，又受井田 西侧同沉积断裂影响，在该区西北部首先堆积了较 小范围的冲积扇，岩性为角粒状安山岩砾，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 井田南部出现，逐渐向北扩大而分布全区，形成单 一的较复杂结构煤层。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，结束了沙海组含煤段的 沉积，为滨浅湖沉积类型图 3。湖盆发展到后期， 构造运动加强，湖泊沉积接近尾声，以冲洪积扇或 长 城 向 斜 吉尔 向 斜 嘎 郎 井田窝堡 长城 F2 起 凸 秋 新 后 F1 起 凸 山 虎 八 斜 背 城 长长 地 盆 强 张 散都 康 平 张强 图 1 区域构造示意图 Fig.1 areal structure schematic drawing 增 刊 刘兴国等长城窝堡井田煤系地层沉积环境分析 97 扇三角洲沉积为主，充填淤浅了湖盆，而演化到三 台子组上部砂岩、砂砾岩段和砂泥岩段下部砂岩、 砂砾岩层的沉积阶段，在这阶段中的充填过程中， 又发生过一次较小规模的地壳下降运动，造成不同 地段的浅湖、深湖环境，沉积了一套以泥岩、粉砂 岩为主的浅湖沉积物。因此在垂向上岩相具有规律 变化图 4。 而横向上， 岩相也具有明显的分带现象， 由西到东为山麓相、湖滨相或湖滨三角洲相、 沼泽相、湖泊相（图 3）[2]。 浅湖相 扇三角洲相 湖滨三角洲相 冲积扇相 湖滨相 图 例 图2 长城窝堡井田沙海组沉积环境图 Fig.2 depositing picture of Great wall wobao well field Shahai groups environment 地层岩性柱状相 扇三角洲 湖 泊 扇三角洲 深 湖 沼 泽 湖 滨 三 台 子 组 100 50 0 m 同生断裂6.火成岩基底 5.4. 浅湖沉积 3. 泛滥平原及沼泽环境 2. 湖滨三角洲沉积 沉积冲积扇 1. 6 5 4 3 2 1 图3 滨浅湖沉积类型 图4 煤系垂直层序878孔 Fig.3 depositing of shallow lake and lake shore type Fig.4 vertical layer preface of coal measure（Hole878） 4 结 论 根据分析，长城窝堡井田沉积环境属于滨浅湖 沉积类型;因为该井田沉积环境是在张强凹陷内部、 受断层和长城背斜的影响，使该地区抬升所形成的 沉积环境，由此,可以推测，张强凹陷内的其它隆起 地区以及凹陷的边缘地区也具备类似的沉积环境 形成，这些区域均可能有煤田的赋存。此外，今后 找矿方向还有 （1）长城窝堡井田北侧及西南侧，北侧经勘 察以取得较大进展； 西南侧受同沉积断层F1的影响， 煤层位于正断层的上盘， 煤层应较厚， 但埋藏较深。 （2）根据本井田沉积环境演化过程，张强盆地 内具有形成油气的沉积条件。 该井田的勘探资料也表 明从背斜轴部向南北两侧，油页岩有加厚的趋势。 是寻找新的矿产资源的途径。 参考文献 [1] 张振文.长城窝堡井田采后地应力变化及其对现有油田设施影响程 度研究报告[R].辽宁工程技术大学,2004. [2] 马银起.辽宁省康平县长城窝堡煤矿勘探 （精查） 报告.东北煤田地质 局 101 队,第一物测队，1992. [3] 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,2005,1714-7. [4] 曲国胜,周永胜, 徐 杰,等.张强凹陷及邻区的构造应力分析[J].地震 地质,1997,194341-351. [5] 曾 伟,张 强.凹陷上侏罗统成岩作用及储层分布[J].西南石油学院 学报,1996,1849-14. [6] 姚丹姝,程爱国.张强凹陷长北背斜原油分析[J].地质地球化 学,1997457-62.