二连盆地群早白垩世含煤地层特征及对比分析.pdf

第 ４２ 卷第 ４ 期煤 炭 科 学 技 术Ｖｏｌ􀆱 ４２ Ｎｏ􀆱 ４ ２０１４ 年４ 月Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｐｒ. ２０１４ 二连盆地群早白垩世含煤地层特征及对比分析 王崇敬ꎬ马施民ꎬ郭 彪ꎬ王孝亮ꎬ杨 光ꎬ张傲翔ꎬ夏永翊 中国矿业大学北京地球科学与测绘工程学院 北京 １０００８３ 摘 要为建立整个内蒙古二连盆地群的含煤地层对比格架ꎬ采用多重地层划分与对比方法ꎬ通过古 生物特征、标志层及岩性－岩相旋回组合特征综合对比ꎬ认为介形类女星介－湖女星介－土形介组合和 孢子花粉刺毛孢－放射库里孢－孤独三孔孢－多角穴不等孢组合分别在该盆地广泛分布于大磨拐河组 和伊敏组ꎬ而大磨拐河组三段泥岩段可作为该盆区对比的标志层ꎬ对比结果可信ꎮ 研究结果表明二 连盆地群早白垩世含煤地层可划分为 ２ 组共含 ５ 段ꎬ下 ３ 段地层归于大磨拐河组ꎬ为下含煤段ꎻ上 ２ 段地层归于伊敏组ꎬ包含有上含煤段ꎬ从而基本建立起整个二连盆地群的早白垩世含煤地层空间分 布格架ꎮ 关键词二连盆地群ꎻ地层划分与对比ꎻ大磨拐河组ꎻ伊敏组 中图分类号Ｐ６１８􀆱 １０２ 文献标志码Ａ 文章编号０２５３－２３３６２０１４０４－０１０６－０３ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏａｌ－Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｉｃ ｏｆ Ｌｏｗｅｒ Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ ｉｎ Ｅｒｅｎｈｏｔ Ｂａｓｉｎｓ ＷＡＮＧ Ｃｈｏｎｇ￣ｊｉｎｇꎬＭＡ Ｓｈｉ￣ｍｉｎꎬＧＵＯ ＢｉａｏꎬＷＡＮＧ Ｘｉａｏ￣ｌｉａｎｇꎬＹＡＮＧ ＧｕａｎｇꎬＺＨＡＮＧ Ａｏ￣ｘｉａｎｇꎬＸＩＡ Ｙｏｎｇ￣ｙｉ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＣｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇꎬＢｅｉｊｉｎｇ １０００８３ꎬＣｈｉｎａ ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｌ－ｂｅａｒｉｎｇ ｓｔｒａｔａ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｒｅｎｈｏｔ ＢａｓｉｎｓꎬＩｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａꎬｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｍ￣ ｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｌｅｏｎｔｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｅａｔｕｒｅｓꎬｍａｒｋｅｒ ｂｅｄｓ ａｎｄ ｌｉｔｈｏｌｏｇｙ－ｆａｃｅｓ ｃｙｃｌｅｓ ｆｅａｔｕｒｅｓꎬｉｔ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｓｔｒａｔｉ￣ ｇｒａｐｈｉｃ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒꎬａｎｄ Ｃｙｐｒｉｄｅａ－Ｌｉｍｎｏｃｐｒｉｄｅａ－Ｉｌｙｏｃｙｐｒｉｍｏｒｐｈａ ｏｓｔｒａｃｏｄｓ ａｎｄ Ｐｌｉｏｓｉｓｐｏｒｉｔｅｓ－Ｋｕｙｌ￣ ｉｓｐｏｒｉｔｅｓ Ｒａｄｉａｔｉｆｅｒｍｉｓｅｓｓｉ－Ｎｇｕｌａｒｉｓ－Ｉｍｐａｒｄｅｃｉｓｐｏｒａ Ｃａｖｅｒｎｏｓｕｓ ｓｐｏｒｅ ｐｏｌｌｅｎ ｗｅｒｅ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｒｅｇｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｄａｍｏ￣ ｇｕａｉｈｅ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ Ｙｉｍｉｎ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬａｎｄ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ ｔｈｅ ｍｕｄｓｔｏｎｅ ｍｅｍｂｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｉｒｄ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｄａｍｏｇｕａｉｈｅ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｕｓｅｄ ａｓ ａ ｍａｒｋｅｄ ｂｅｄ.Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ｃｒｅｄｉｂｌｅ.ＣｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓＥｒｅｎｈｏｔ ｂａｓｉｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｏｗｅｒ Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ ｃｏａｌ－ｂｅａｒｉｎｇ ｓｔｒａｔａ ｗｅｒｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｗｏ ｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ５ ｍｅｍｂｅｒｓ.Ｔｈｅ ３ ｌｏｗｅｒ ｍｅｍｂｅｒｓꎬｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒ ｃｏａｌ－ｂｅａｒｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒꎬｗｅｒｅ ａｔｔｒｉｂｕｔｅｄ ｔｏ Ｄａｍｏｇｕａｉｈｅ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ２ ｕｐｐｅｒ ｍｅｍｂｅｒｓꎬｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｕｐｐｅｒ ｃｏａｌ－ｂｅａｒｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒꎬｂｅｌｏｎｇ ｔｏ Ｙｉｍｉｎ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ.Ｓｏ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ｃｏａｌ－ｂｅａｒｉｎｇ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｏｗｅｒ Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ ｓｔｒａｔａ ｗａｓ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｉｎ Ｅｒｅｎｈｏｔ ｂａｓｉｎｓ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓＥｒｅｎｈｏｔ Ｂａｓｉｎｓꎻｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎꎻＤａｍｏｇｕａｉｈｅ ＦｏｒｍａｔｉｏｎꎻＹｉｍｉｎ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ 收稿日期２０１３－１０－２７ꎻ责任编辑曾康生 ＤＯＩ１０.１３１９９/ ｊ.ｃｎｋｉ.ｃｓｔ.２０１４.０４.０２７ 基金项目全国煤炭资源潜力评价专项资助项目１２１２０１１１２１０４３ 作者简介王崇敬１９８７ꎬ男ꎬ辽宁葫芦岛人ꎬ博士研究生ꎮ Ｔｅｌ１３６８３１３６９９４ꎬＥ－ｍａｉｌｗａｎｇｃｈｏｎｇｊｉｎｇ１９８７＠ １６３􀆱 ｃｏｍ 引用格式王崇敬ꎬ马施民ꎬ郭 彪ꎬ等.二连盆地群早白垩世含煤地层特征及对比分析[Ｊ].煤炭科学技术ꎬ２０１４ꎬ４２４１０６－１０８ꎬ１２５. ＷＡＮＧ Ｃｈｏｎｇ￣ｊｉｎｇꎬＭＡ Ｓｈｉ￣ｍｉｎꎬＧＵＯ Ｂｉａｏꎬｅｔ ａｌ.Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏａｌ－Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｉｃ ｏｆ Ｌｏｗｅｒ Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ ｉｎ Ｅｒｅｎｈｏｔ Ｂａｓｉｎｓ[Ｊ].Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１４ꎬ４２４１０６－１０８ꎬ１２５. ０ 引 言 内蒙古二连盆地群位于内蒙古中东部ꎬ煤炭资 源十分丰富ꎮ 长期以来ꎬ对二连盆地的研究已经取 得了丰硕的成果ꎮ 邓胜徽[１]对霍林河早白垩世动、 植物群及孢粉化石群特征及其组合进行研究ꎬ对研 究二连盆地群提供了基础借鉴资料ꎮ 李建伏等[２－３] 对海拉尔、二连盆地群的盆地类型做了综合性的对 比研究ꎮ 黄澎涛等[４]对二连盆地群构造及聚煤规 律做了较为详实的论述ꎮ 但以往研究多缺乏对整个 二连盆地群含煤地层的研究ꎬ且相关研究中地层单 位的用法与新版地层规范要求有不符之处ꎮ 笔者以 内蒙古煤炭潜力评价项目为依托ꎬ通过总结大量基 础资料及前人研究成果ꎬ重点剖析该区丰富的地层、 古生物等资料ꎬ对该地区的含煤地层系统进行重新 厘定划分ꎬ并据此建立了新的区域性地层对比格架ꎮ ６０１ 王崇敬等二连盆地群早白垩世含煤地层特征及对比分析２０１４ 年第 ４ 期 １ 二连盆地含煤地层研究概况 前人曾在二连盆地群进行过大量地层划分对比 工作ꎮ 最早是 １９６９ 年由河北省煤管局 １１６ 队建“白 音华组”ꎬ时代定为晚侏罗世ꎬ１９７６ 年内蒙古第一区 调队改名为“巴彦花组”ꎬ改为早白垩世ꎬ１９９１ 年内 蒙古自治区区域地质志中仍称之为“巴彦花组”ꎮ 内蒙古煤田勘探系统在全国第 ２ 次煤田预测中改称 为“巴彦花群”ꎬ时代定为晚侏罗世早白垩世ꎮ 内蒙古煤炭资源远景调查汇总报告也称这套地 层为“巴彦花群”ꎬ时代确定为早白垩世ꎮ 华北石油 系统将巴彦花群自下而上划分为 ３ 个组ꎬ即阿尔善 组、腾格尔组、赛罕塔拉组ꎬ时代确定为早白垩世ꎮ 依据新的地层规范以及新一轮内蒙古煤炭资源潜力 评价地层研究成果ꎬ对二连盆地群含煤地层进行了 重新厘定ꎬ其地层为大磨拐河组及伊敏组[５]表 １ꎮ 表 １ 二连盆地群早白垩世含煤地层划分沿革 大庆油田 １９８１ 年 华北油田研究 院１９８９ 年 第 ３ 次全国煤炭潜 力评价１９９４ 年 本文 上粗段 中细段 下粗段 赛罕塔拉组 都红木组 阿尔善组 额和宝力格组 赛罕塔拉组 腾格尔组 阿尔善组 伊敏组 大磨拐河组 ２ 二连盆地群含煤地层分布 二连盆地群含煤地层时代属早白垩世[６]ꎬ地层 层序为下部的大磨拐河组及上覆伊敏组ꎬ２ 组各含 １ 组煤层ꎬ而伊敏组含煤性更好ꎬ煤炭储量巨大ꎮ 二连 盆地群含煤地层总体为一个北东向展布的带ꎬ其形 成与我国东部的北东向构造密切相关ꎮ 根据二连盆地群煤层、岩层组合特点ꎬ可将含煤 地层分为二连盆地群东部分区和二连盆地群西部分 区ꎮ 二连盆地群东部包括霍林河、白音华、乌尼特、 胜利、巴音宝力格、吉林郭勒等ꎬ多分布在凹陷的边 缘或隆起带中ꎬ这些盆地含煤性普遍较好ꎻ二连盆地 西部含煤较少ꎬ其中最好的为西白彦花ꎬ其次有赛罕 塔拉、脑木根等ꎮ 二连盆地群主要凹陷及煤田分布 如图 １ 所示ꎮ ３ 二连盆地群含煤地层划分与对比 ３􀆱 １ 二连盆地群含煤地层划分 对二连盆地群含煤地层重新分组厘定ꎬ取消以 图 １ 二连盆地群主要凹陷及煤田位置 往所划分的阿尔善组、腾格尔组及赛罕塔拉组ꎬ而代 之的是大磨拐河组和伊敏组ꎬ其中大磨拐河组与阿 尔善组及腾格尔组相当ꎬ伊敏组与赛罕塔拉组相当ꎮ 根据沉积特征以及与相邻海拉尔盆地早白垩世含煤 地层划分的对比ꎬ笔者将该区含煤地层分为底部砾 岩段、下含煤段粉砂泥岩段、上含煤段及砂砾岩段等 ５ 段ꎬ其中下部 ３ 段属于大磨拐河组ꎬ上部 ２ 段属于 伊敏组ꎮ ５ 段地层在二连盆地群发育情况简述 如下ꎮ １砾岩段ꎮ 该段为大磨拐河组一段ꎬ底部砾岩 段在二连盆地群以紫红色、灰绿、灰色或杂色厚层砂 砾岩、砾岩及砂岩为主ꎬ夹薄层粉砂岩及泥岩多层ꎬ 个别盆地以中粗粒碎屑岩夹泥岩为主ꎮ ２下含煤段ꎮ 在二连盆地群西部ꎬ极少见有粗 碎屑岩ꎬ常被厚层粉砂岩、泥岩或含砾泥岩所代替ꎬ 且基本上不含煤ꎮ 东部以灰至绿灰色泥岩、粉砂岩、 泥岩为主ꎬ夹部分含煤碎屑岩、炭质泥岩ꎬ个别盆地 以含煤碎屑岩及粉砂岩、泥岩为主ꎬ厚度不等ꎮ ３粉砂泥岩段ꎮ 该段为大磨拐河组三段ꎬ泥岩 段在二连盆地群的盆地中ꎬ多有较稳定的层位ꎬ但厚 度变化较大ꎮ 岩性以灰浅灰色厚层泥岩为主ꎬ夹 有页岩或粉砂岩ꎬ在西部厚度增大ꎬ颜色多为杂色或 紫色ꎬ并常含有砾石ꎬ其中含有丰富的动植物化石 群ꎬ岩石水平层理较发育ꎮ ４上含煤段ꎮ 该段为伊敏组一段ꎬ上含煤段在 二连盆地群分布较为普遍ꎬ是本盆地群发育较好的 主要含煤段ꎬ层位稳定ꎬ变化不大ꎬ岩性以灰、黑色或 灰白色粉砂、泥岩及中粗粒碎屑岩为主ꎬ夹较厚、较 多煤层ꎬ具有明显的层理ꎬ除西部分区和一些较大盆 地外ꎬ一般都有 ３ ５ 个或更多煤层群的规律性组 合ꎬ其间常以砾石、砂砾岩或其他碎屑岩相隔ꎬ构成 一些完整或不完整的中、小旋回ꎮ 本段中粉砂岩、泥 岩也含有较多的动、植物化石和微古生物化石群ꎮ ７０１ ２０１４ 年第 ４ 期煤 炭 科 学 技 术第 ４２ 卷 ５砂砾岩段ꎮ 该段为伊敏组二段ꎬ此段在二连 盆地群中普遍发育ꎬ但岩性和沉积厚度也不相同ꎬ其 情况常因盆地情况不同而异ꎮ 东部以浅灰、灰白色 砂岩、砾岩及砂砾岩为主ꎬ夹泥岩、细砂岩、粉砂岩ꎮ 西部以细砂岩、粉砂岩及泥岩为主ꎬ夹砂岩及砂 砾岩ꎮ ３􀆱 ２ 二连盆地群含煤地层对比 二连盆地群地层属于陆相沉积ꎬ这给地层对比 带来了很大难度ꎬ笔者根据古生物对比、标志层对比 和岩性岩相沉积旋回组合特征等方法综合对比ꎬ 确定了二连盆地群整区范围内的对比标准ꎮ １古生物地层对比ꎮ 古生物化石在二连盆地 群分布丰富ꎬ笔者采用在研究区分布广泛的介形类 和孢子花粉作为对比标准ꎮ 二连盆地群中介形类有 ３ 个组合ꎬ其中第Ⅱ组合在研究区广泛分布ꎬ见于本 区大磨拐河组一段和二段ꎮ 女星介－湖女星介－土 形介Ｃｙｐｒｉｄｅａ－Ｌｉｍｎｏｃｐｒｉｄｅａ－Ｉｌｙｏｃｙｐｒｉｍｏｒｐｈａ 组合 是本区介形类最丰富的一个组合ꎬ无论在数量还是 多样性上均占优势ꎬ且研究区分布ꎬ是良好的对比依 据[７－８]ꎮ 孢子花粉在二连盆地群中广泛存在ꎬ自下 向上可分为 ４ 个组合ꎬ笔者选取对比条件最好的第 Ⅱ组合作为标准ꎮ 本组合简称为刺毛孢－放射库里 孢－孤独三孔孢－多角穴不等孢Ｐｌｉｏｓｉｓｐｏｒｉｔｅｓ－Ｋｕｙｌ￣ ｉｓｐｏｒｉｔｅｓ Ｒａｄｉａｔｉｆｅｒｍｉｓｅｓｓｉ － Ｎｇｕｌａｒｉｓ － Ｉｍｐａｒｄｅｃｉｓｐｏｒａ Ｃａｖｅｒｎｏｓｕｓ 组合ꎬ 该组合层位大致相当于 伊 敏 组[９－１１]ꎮ ２标志层对比ꎮ 在陆相含煤地层中ꎬ一般寻找 区域性的特征明显、层位稳定的标志层比较困难ꎬ但 二连盆地群处在一个大的构造单元中ꎬ具有共同或 相似的构造发展和演化规律ꎬ因此ꎬ大多数盆地的充 填序列在一定范围内相似或基本一致ꎬ这就有可能 存在区域性明显又稳定的标志层ꎬ可用其进行煤、岩 层的划分和对比ꎮ 总观二连盆地群ꎬ大磨拐河组三段泥岩段除少 数盆地外ꎬ均有分布ꎬ层位稳定且富含淡水动物化 石ꎬ有机质含量也较高ꎬ水平层理或纹理发育ꎬ经孢 粉、介形类鉴定ꎬ证明他们所含化石组合基本相同ꎬ 还有一些指示孢子可以作为上下岩段的明显分界ꎮ 尽管少数盆地大磨拐河组三段发育不好或层位不明 显ꎬ但以本泥岩段作为标准并依靠上覆伊敏组一段 含煤层位互相对比ꎬ划分岩段界限ꎬ解决区域性地层 序列对比问题是基本可信的ꎮ ３岩性岩相沉积旋回组合特征对比ꎮ 二连 盆地群一般划分为 ３ 个大的沉积旋回ꎮ ①第 １ 旋回 从山路堆积的冲、洪积物开始ꎬ到湖泊相泥岩、粉砂 岩或沼泽相结束ꎮ 该旋回在二连盆地群除霍林河 外ꎬ其他盆地大多处于湖相和浅湖相交替沉积之中ꎬ 仅少数盆地出现过短暂沼泽或泥炭沼泽相沉积ꎮ ②第 ２ 旋回从伊敏组底部的砂、砾岩开始ꎬ到大面积 的泥炭沼泽相结束ꎬ构成一个不太完整的旋回ꎮ 该 旋回在二连盆地群出现沼泽、泥炭沼泽相与河流相 频繁交替ꎬ沉积了巨厚或为数众多的煤层ꎬ成为本区 主要含煤段ꎮ ③第 ３ 旋回由洪积物开始ꎬ到湖沼相、 河流相结束ꎬ多发育不全ꎬ旋回不完整ꎮ 二连盆地群 早白垩世含煤地层对比如图 ２ 所示ꎮ 图 ２ 二连盆地群早白垩世含煤地层柱状对比 ４ 结 论 二连盆地群的地层划分一直很混乱ꎬ曾先后出 现巴彦花组、巴彦花群ꎬ随后又将巴彦花群分成 ３ 组 为阿尔善组、腾格尔组、赛罕塔拉组及其其他划分方 法ꎬ对这一重要含煤地层单位的实际应用造成了一 定的混乱ꎮ 笔者依据现代地层学的多重地层划分与 对比理论ꎬ通过对二连盆地群早白垩世含煤地层多 重属性的分析ꎬ重新厘定了其上下层序ꎬ即下部的大 磨拐河组和其上覆的伊敏组ꎮ 大磨拐河组的三段泥 岩段可作为研究区域的对比标志层ꎬ辅以上覆伊敏 下转第 １２５ 页 ８０１