三塘湖盆地条湖一号井田沉积演化和聚煤规律分析

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摘要：本文介绍了三塘湖盆地条湖一号井田的沉积演化和古地理环境，并结合条湖一号井田勘探，分析其聚煤规律和富煤中心。

关键词：沉积演化、古地理环境、聚煤规律

中图分类号： P512.2文献标识码： A

三塘湖盆地位于新疆的东北部,准噶尔盆地东端，盆地呈北西一南东向条带状夹峙于莫钦乌拉山与大哈甫提克山-苏海图山-额仁山-克孜勒塔格山之间，东西长约500km，南北宽40-70km，面积约23000km2。一号井田位于三塘湖盆地中部、条湖凹陷西部。

一、沉积演化

三塘湖盆地以下石炭统地层为基底，经历了泥盆纪-早石炭世盆地形成阶段、晚石炭世一早二叠世雏形盆地发育阶段、晚二叠世前陆盆地发育阶段、中生界拗陷盆地发育阶段和新生界再生前陆盆地发育阶段共五个演化阶段。本次评价主要针对中生界拗陷盆地发育阶段相关的聚煤沉积演化分析。

三叠纪沉积时期，盆地变形相对较弱，可能以垂向的升降运动为主，表现为早期形成的断弯背斜普遍被削蚀，地貌被准平原化，三叠系地层分布零星，并与下伏地层角度不整合接触。

进入侏罗纪以后，构造活动相对微弱，侏罗纪地层是三塘湖盆地发育规模较大的地层。推测侏罗纪时期三塘湖盆地的南北边界大致在现今南北山系附近。早侏罗世盆地范围较小，部分地区缺失下侏罗统沉积，中侏罗世湖盆扩大，沉积普遍发育，盆地西端乌通苏一带（西山窑组沉积特征与北塔山地区相似），西部可能与库普盆地水体相通（廖卓庭，1996），东部延伸入蒙古国，盆地总体展布方向为北西向。晚侏罗世湖盆逐步萎缩，沉积范围随之缩小。

早侏罗世八道湾早期，三塘湖盆地为北陡南缓的不对称箕状盆地，湖盆范围较小，仅在汉水泉凹陷、条湖凹陷、淖毛湖凹陷东部等区域沉积，凹陷边缘为辫状河沉积，中部为曲流河沼相-滨浅湖沉积，沉积地层以浅灰色砂岩为主，夹有薄层的泥岩。库木苏凹陷、石头梅凸起南缘、马朗凹陷以东（除淖毛湖凹陷）处于隆升区，地势较高，整个地区处于剥蚀状态，早侏罗世八道湾晚期，随着盆地西部盆范围扩大，库木苏凹陷、石头梅凸起南缘等区域由剥蚀状态转变为沉积状态，多为辫状河沉积，汉水泉凹陷中西部，条湖凹陷西北部等区域为三角州前缘-前三角州沉积。

早侏罗世三工河组沉积时期，盆地在东西方向上和八道湾组沉积期地形格局基本相似，但地形发生了变化，在南北向上，北侧沉降明显比南侧加剧，北陡南缓的不对称格局更加突出。该时期是三塘湖盆地侏罗纪的一次最大水进时期，条湖凹陷沉积地层发育了一套滨浅湖暗色的泥岩沉积。三工河组表现为一套粗～细～粗的沉积旋回，反映了一完整的水进水退过程。

中侏罗世西山窑组时期，随着基底沉降及水位上升，盆地较八道湾组沉积期地形格局变化较大，盆地东西两侧马朗凹陷与条湖凹陷连通，使原为剥蚀区的马朗凹陷以东的区域在西山窑组早期开始接受沉积，盆地内发生了强烈的沼泽化，西山窑组发育了煤层。汉水泉凹陷、条湖凹陷、马朗凹陷和淖毛湖凹陷的东北部主要分布扇三角洲沉积；汉水泉凹陷西北部和东南部、石头梅凸起、条湖凹陷东南部和马朗凹陷的北部、淖毛湖凹陷西部和苏鲁克凹陷北部发育滨浅湖沉积；苏鲁克凹陷中南部和方方梁凸起为曲流河相沉积。

中晚侏罗世头屯河组时期，盆地开始萎缩，盆地北侧地区逐渐隆升，开始向对称性坳陷发展，造成头屯河组与下伏西山窑组呈削截关系；受特提斯洋流影响，古气候发生了向半干旱-干旱的转变，出现了红、灰颜色相间为特征的沉积组合。薄层的凝灰岩的出现表明三塘湖盆地周围存在火山活动。头屯河组时期，盆地的两侧边缘为大面积的冲积扇沉积，中部为辫状河沉积。

齐古组时期，三塘湖盆地进一步萎缩，随着盆地北侧地区逐渐隆升，形成北缓南陡的不对称箕状盆地，大部分为以粗碎屑的砂砾岩、砂岩和泥岩为主的辫状河沉积，只有条湖凹陷中部发育滨浅湖沉积。

二、古地理环境

本次条湖一号井田勘探报告未单独对本区古地理环境进行研究分析，采用条湖区详查报告古地理环境分析成果，以对比本区与相邻区的古地理环境差异。

条湖详查区以岩石层序及古生物确定地层单元，统计各时期地层厚度。参考吐哈盆地砂岩/泥岩比值，泥岩百分含量，砂岩百分含量等指标与古地理单元对应关系和区内钻孔控制的典型古地理单元标志层建立本区古地理单元参数。在井田范围内选择控制层位较全的钻孔，统计其地层厚度、砂岩厚度、泥岩厚度、煤层厚度，砂岩和泥岩比值，泥岩百分含量，砂岩百分含量，砾岩百分含量，作为本次岩相古地理单元确定的依据；制作泥岩比等值线及岩相古地理图，分析古地理环境。

条湖一号井田位于盆地条湖凹陷西部，三叠纪时期，盆地邹型形成，该凹陷涉水较深，从边缘至核部沉积相由扇三角洲相过度为湖相，扇三角洲相岩性组合特征为绿色砂砾岩与红色粉砂岩、泥岩互层，湖相岩性组合特征为深灰色泥岩夹灰色粉砂岩。进入侏罗纪以后，随着地层升降运动，地貌被准平原化，早侏罗世八道湾期勘查区沉积为辫状河三角洲相-湖相，沉积微相从西北向东南分别为辫状分流河道、砂质河口坝、远砂坝、前三角洲、浅湖，岩性从西北向东南由成熟度较低的巨厚层砂砾岩、砂岩过度为成熟度中等的为灰色粉细砂岩、泥岩、煤层再过度为灰绿色、灰色泥岩、泥岩粉砂质夹薄层粉砂岩；早侏罗世三工河期是盆地侏罗纪的最大水进时期，湖面范围扩大，勘查区西北部早侏罗世八道湾晚期的成煤沉积体系遭到破坏，勘查区南部湖相沉积向西北推进，范围扩大，岩性为灰绿色、灰色泥岩、粉砂岩；辫状河三角洲相向西北退缩，西北部三角洲前缘亚相范围萎缩，岩性较前期砂泥比缩小；东北部发育辫状河三角洲相，沉积微相为砂质河口坝、远砂坝，滨浅湖沉积向南转移，范围缩小，岩性为灰色粉砂岩、泥岩。在三工河沉积晚期滨浅湖背景中，盆地地形相对平缓，构造运动较稳定，基底沉降速率和沉积物补给速率大致平衡，湖盆水体较浅，加之气候潮湿，沼泽相开始发育。中侏罗世西山窑早期，随着基底上升，盆地地貌被广泛准平原化，勘查区中部、南部沉积转变为滨湖亚相，沉积微相有浅湖、湖湾沼泽、滨湖砂坝，岩性为灰色粉细岩、泥岩，分选性中等，成熟度中等，分选性中等，磨圆度为次圆状，为勘查区广泛成煤奠定了古地理环境；勘查区北部沉积为辫状河三角洲平原和前缘亚相，沉积微相有分流河道 、砂质河口坝，岩性为杂色砂砾岩和灰色砂岩夹薄层泥岩，成熟度较低，分选性差-中等，磨圆度为次圆-次棱角状；中侏罗世头屯河期以后，盆地开始萎缩，勘查区沉积全面过渡为辫状河沉积体系，沉积微相有砾质分流河道、砂质分流河道、砂质河口坝、远砂坝、席状砂，另外受古特提斯洋流影响，古气候发生了向半干旱-干旱的转变，出现了红、绿色相间为特征的沉积组合。沉积环境的转变造成侏罗纪聚煤结束。

三、聚煤规律和富煤中心

早侏罗世八道湾晚期本区北部发育辫状河三角洲相沉积，在三角洲前缘发育有泥炭沼泽沉积，南部、东部为湖相沉积，涉水较深，未能发育泥炭沼泽沉积。故而该期仅在条湖一号井田北部成煤，因构造运动较稳定，断裂活动较少，成煤具有层数较少，厚度较大，结构较简单的特点。勘查区沉积中心位于井田北部；富煤中心位于L1线以北。勘查区中侏罗世八道湾晚期煤层总体变化趋势由西北向东南部变薄尖灭，沿走向由西向东煤层层数增多，厚度先变大后变小，结构简单-复杂，煤质变化不大，均为长焰煤。

中侏罗世西山窑早期，随着基底上升，地貌被广泛准平原化，转变为浅湖洼陷，勘查区沉积以滨湖亚相为主，配合适当的古气候条件，泥炭沼泽沉积广泛发育，该时期构造运动较为稳定，故而形成煤层具有层数较少，厚度较大、结构简单-中等的特点。勘查区沉积中心位于井田区南部；富煤中心位于井田中部。勘查区中侏罗世西山窑早期煤层总体变化趋势沿走向由东向西煤层层数增多，厚度分叉变薄，结构简单-较简单，煤质变化较有规律，为不粘煤与长焰煤。

参考文献：

1、《叠合盆地构造-热演化研究-以新疆吐哈、三塘湖盆地为例》廖卓庭等，1996

2、《新疆巴里坤哈萨克自治县三塘湖矿区条湖一号井田煤炭勘探报告》 新疆煤田地质局一六一队 2012年8月