东昆仑赋煤带羊曲组沉积相及层序地层分析

周卫博

(太原煤炭气化(集团)有限责任公司，山西太原030024)

1 东昆仑赋煤区带概况

东昆仑赋煤带是青海省重要的煤产地，研究区受控于不同时期特提斯洋的打开与关闭。不同其次的构造叠加、复合、改造使得区内构造演化复杂多样，从而决定了含煤盆地的演化和发展，更进一步控制了区内煤炭资源的赋存和分布。前人从不同角度对区内侏罗纪构造热事件［1］、构造动力学背景［2］、裂变径迹年代学［3］和侏罗系找煤前景［4］、聚煤作用［5］进行了一系列的深入研究和探讨，而并未从沉积作用和层序地层学的角度对区内煤炭资源分布进行预测和评价，这直接导致对研究区煤炭资源的勘探和开发。本文本文以野外地质调查、钻探、测井成果为基础，对研究区的沉积相和层序地层学研究，以期从沉积作用和层序地层学对区内聚煤规律进行深入研究。

东昆仑赋煤区带位于青海省的中部，沿东昆仑中央断裂呈近东西向展布，北以东昆仑山北缘断裂为界，南以昆南断裂为界，东部以鄂拉山断裂可将本区分为东昆仑造山带和西秦岭造山带。晚古生代以来，区内构造演化经历了古特提斯洋、中特提斯洋和新特提斯洋的构造转换和演化阶段［6］，从而广泛发育石炭系—中三叠统、下侏罗统羊曲组。下侏罗统羊曲组是区内重要的含煤岩系。

2 沉积相

根据野外露头剖面、钻探、测井资料分析得出，这些小型含煤盆地下下侏罗统羊曲组沉积特征差异不大，以三角洲沉积体系、湖泊沉积体系为主。

下侏罗统主要发育辫状河沉积体系，从剖面上看，有多个辫状河道叠置而成，沉积物多为砂砾岩及粗砂岩，仅在河道间沼泽内有煤层发育。塔妥地区下侏罗统含煤地层主要发育辫状河三角洲、曲流河三角洲、湖泊沉积体系，在下侏罗统羊曲组下部发育辫状河三角洲体系，在分流间湾沼泽内有煤层发育;到羊曲组中部沉积期，湖水加深，沉积相由三角洲相演变为滨浅湖相，植物化石比较丰富，煤层不发育;在羊曲组上段，发生湖退，湖水变浅，沉积相变为曲流河三角洲相，岩性为细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层，在分流间湾沼泽内发育煤层。在尕马羊曲和石峡地区，下侏罗统经历了辫状河－湖泊相的沉积演化，下侏罗统底部为一套角砾岩、砾岩等粗碎屑沉积地层，向上直接进入了湖泊相，沉积物为页岩、泥灰岩、粉砂岩及煤，煤层发育在滨湖沼泽或湖湾沼泽内。

3 层序地层格架

区内Ⅰ型层序主要发育辫状河、辫状河三角洲及湖泊沉积体系，湖泊相比较发育。由于盆地较小，而且多在山地之中，没有广阔的平缓地区，距离物源区很近，因此，盆地内粗碎屑岩比较多，如角砾岩、砾岩、砂砾岩等，砂泥比值最高值多在5.5以上，往盆地中心方向，砂泥比值逐渐减小，这是这些小盆地的一个共同特点。本次研究对塔妥矿区下侏罗统羊曲组进行层序地层特征分析，在侏罗系含煤地层中共识别出3个三级层序，即S3～S5，6个体系域。

S3底界面为辫状河三角洲分流河道底部冲刷面。层序内主要发育低位体系域、湖侵体系域，高位体系域不太发育。低位体系域和湖侵体系域构成了S3长期基准面上升半旋回，高位体系域构成其下降半旋回，上升半旋回大于下降半旋回。低位体系域为三角洲平原分流河道粗砂岩沉积，厚度不大。湖侵体系域主要为三角洲分流间湾沉积，沉积物为细粒沉积物，如泥岩、粉砂岩、煤等等，此时期早期基准面上升速率很快，到湖侵晚期时，基准面变化速率缓慢，可容空间变化不大，低可容空间长时期得到了保持，因此，在该时期，分流间湾内有沼泽发育，泥炭持续堆积，形成了薄煤层，高位体系域基本缺失。

S4层序底界面为曲流河三角洲平原分流河道底部冲刷面。层序内发育低位体系域、湖侵体系域和高位体系域。前两者构成S4长期基准面上升半旋回，后者构成其下降半旋回。低位体系域主要由分流河道砂砾岩及粗砂岩沉积为主，水体非常浅，主要以河道冲刷为主，没有煤层发育。湖侵体系域为曲流河分流间湾沉积，岩性以细砂岩、粉砂岩及煤层为主，反映出此时期基准面上升速率不大，可容空间增加速率与沉积物供给速率基本持平，在湖侵中期，有煤层发育，之后基准面又迅速上升，由三角洲相进入了湖泊相。高位体系域以滨浅湖细砂岩、粉砂岩、泥岩等组成，基准面下降缓慢，高可容空间仍然持续，没有煤层发育。

S5层序对应羊曲组的上部，底界面为曲流河下三角洲平原分流河道底部冲刷面。区内该层序发育低位体系域、湖侵体系域和高位体系域，前两者构成长期基准面上升半旋回，后者构成基准面下降半旋回。低位体系域为下三角洲平原分流河道沉积。湖侵体系域为分流间湾和水下天然堤沉积为主，在分流间湾内有薄煤层或煤线发育。高位体系域由深湖－半深湖相油页岩和三角洲前缘相远砂坝、河口坝砂岩沉积组成，岩性以细碎屑岩和黏土岩为主，粗碎屑岩较少。相对而言，全区低位体系域不太发育，湖侵体系域和高位体系域较发育，反映当时基准面上升速率比较大，可容空间的变化比较大，低可容空间持续时间短，不利于泥炭沼泽的发育，仅在湖湾地区有少量堆积，局部地区形成薄煤层。

表1 昆仑山—积石山赋煤带煤层在层序格架中的分布特征

4 早侏罗世岩相古地理演化

早侏罗世早期，早侏罗世含煤地层普遍发育冲积扇、辫状河及湖泊沉积体系，岩石类型多以陆源粗碎屑岩为主，如磨圆很差的角砾岩、砾岩、砂砾岩等，厚度大，中夹薄层泥岩、炭质泥岩及煤层或煤线。该时期湖泊范围小，以河流相沉积为主，沼泽不太发育，仅在岸后或废弃河道中可形成泥炭沼泽，发育煤层，但不稳定、不连续。

早侏罗世中期，古气候又开始变得温暖潮湿，相对湖平面上升，研究区内各含煤盆地湖泊范围扩大，湖泊范围扩大，沉积物垂向上表现出由粗变细的特征。全区古地理单元多为河流－湖泊沉积体系。区内多个含煤盆地内发育煤层，但成煤环境有所不同，如在兴海地区为河流相成煤环境，在塔妥矿区则为河流三角洲成煤环境。随着湖泊范围又一次扩大，古地理格局逐渐演变为河流三角洲－湖泊相。在尕马羊曲和石峡地区，以半深－深湖相沉积为主，沉积物多为泥页岩或泥灰岩，成煤环境主要为河流三角洲分流间湾或滨浅湖沼泽，一般煤层厚度比较薄。

到早侏罗世晚期，相对湖平面下降，湖泊水体变浅，三角洲沉积体系不断向湖盆中心推进，导致在剖面上形成下细上粗的旋回。此时，沉积环境有利于成煤，故中侏罗世晚期发育基薄煤层。

5 结语

(1)东昆仑赋煤带下侏罗统羊曲组广泛发三角洲沉积体系、湖泊沉积体系。羊曲组底部以三角洲平原亚相为主，总部位湖泊相，顶部为三角洲相。

(2)研究区下侏罗统羊曲组识别出3个三级层序，即S3～S5，6个体系域。煤层多发育在湖侵体系域的晚期。

［1］王国灿，向树元，王岸，等.东昆仑及相邻地区中生代一新生代早期构造过程的热年代学记录［J］.地球科学，2007，32(5):605 －614.

［2］张克信，朱云海，殷鸿福，等.大地构造相在东昆仑造山带地质填图中的应用［J］.地球科学，2004，29(6):661 －666.

［3］王国灿，向树元，John I.Garver，等.东昆仑东段哈拉郭勒一哈图一带中生代的岩石隆升剥露—锆石和磷灰石裂变径迹年代学证据［J］.地球科学，2003，28(6):645 －651.

［4］宋维刚，李衍业，贾成财，等.昆仑山赋煤带—秋吉地区找煤前景分析［J］.西北地质，2012，45(1):266 －276.

［5］邓文诗，张丽霞，成永盛.青海省下下侏罗统含煤岩系沉积特征及聚煤作用［J］.中国煤炭地质，2009，21(2):14 －19.

［6］黄汲清，陈炳蔚.中国及邻区特提斯海的演化［M］.北京:地质出版社，1987:55－56.

［7］李瑞保，裴先治，李佐臣，等，东昆仑东段晚古生代—中生代若干不整合面特征及其对重大构造事件的响应［J］.地学前缘，2012，19(5):244－254.