乌拉山煤田东部含煤盆地聚煤规律研究

乌拉山煤田东部含煤盆地聚煤规律研究

马鹏坤

内蒙古煤炭地质勘查（集团）一五一有限公司  包头  014010

摘要:本文通过全面收集和研究乌拉山煤田东部地区已有的地质、矿产等各类资料，分析研究研究区域内含煤盆地的聚煤规律,从而指导该区域内找煤等矿产项目,为下一步煤炭勘查提供地质依据。

关键词:    乌拉山煤田    含煤盆地    聚煤规律

煤炭在我国的能源结构中占有60%以上的比重，在今后很长一段时期内仍将保持这一水平。乌拉山煤田东部地区，由于地质工作程度低和煤炭资源短缺，是自治区煤炭相对缺乏的地区之一。在该地区开展含煤盆地聚煤规律的研究能够指引煤炭资源调查或勘查工作的进行，有利于促进地方经济的发展。

1、研究区地质

区域内出露的地层为华力西期侵入岩，印支期侵入岩、燕山早期侵入岩；太古界桑干群、五台群，元古生界渣尔泰群、震旦系什那干群；古生界寒武系、奥陶系；晚古生界石炭系；中生界侏罗系，白垩下统及新近系上新统、第四系，其中晚古生界石炭系、中生界侏罗系、白垩下统为主要含煤地层。

大地构造分区为阴山断隆区（I22），受历来多次构造运动，尤以燕山运动影响剧烈，主要是受来自南及南西方向的应力作用，主要的构造线皆循此方向延伸，也有北来的造山力量，造成账房沟～柳树沟大逆掩断层和小北岭倒转向斜等构造产生。区内有华力西期、燕山期侵入岩，主要岩性为花岗岩、花岗闪长岩、黑云母花岗岩。

乌拉山煤田东部大部分区域位于内蒙台背斜中部，北与狼山－白云鄂博台缘坳陷相接，南与山西台背斜毗邻，其太古界结晶片岩系组成台背斜之核心，由于长期处于隆起剥蚀状态，并经历多次构造运动的强烈影响，形成了构造极为复杂的基底岩系，其地球物理场比较复杂。

2、研究区含煤盆地聚煤规律分析

主要分析研究不同聚煤时期（区内的主要聚煤时期为晚古生代石炭二叠纪，中生代侏罗纪、白垩纪）的古地理格局、含煤岩系沉积边界、分布范围、以及古地理格局对沉积环境、聚煤规律的控制，用已知推测未知的方法达到对找煤的目的。

2.1含煤岩系岩石特征

1、晚古生代石炭系：主要分布在大佘太东部及煤窑沟一带，出露地层为上石炭统拴马桩组。主要为陆源碎屑岩类，次为可燃有机岩类一煤和炭质泥岩。化学岩类丰度最低，化学岩类呈透镜体夹在其它岩类之中，泥岩、粉砂岩为滨岸沼泽沉积。

2、中生代侏罗纪含煤岩系岩石特征：主要为陆源碎屑岩和可燃有机岩—煤。其中以陆源碎屑岩为主，岩性和厚度变化很大。砾岩为盆地初期充填沉积物，主要为冲积扇和河道沉积；砂岩形成于水动力较强的河流环境，物源区距离沉积区较近；泥质岩类的沉积环境初步认为是湖沼沉积。

3、中生代白垩纪含煤岩系岩石特征：固阳组岩石下部为暗紫、黄绿色砾岩、砂岩夹泥岩，中上部为灰黑色、褐灰色泥岩、粉砂岩夹油页岩和煤层。阴山地区的固阳组沉积期间未形成深水湖盆，固阳组二岩段为含煤地层，含煤岩段中共有2～3层煤层，各煤层分层变化大，无规律性。

2.2聚煤盆地特征

研究区由北向南分布三个盆地，分别为白垩系地层含煤盆地、侏罗系地层含煤盆地，石炭系地层含煤盆地。含煤地层时代主要为中生界和晚古生界。

1、白垩系地层含煤盆地：位于侏罗系含煤地层北部，呈东西向展布。含煤地层主要为白垩系固阳组，局部为中下侏罗统五当沟组。岩性分三部分：下部为紫色、灰紫色厚层砾、含砾粗砂、粗砂岩；中部为灰黑色薄层页岩、油页岩夹灰色中薄层砂岩；上部为灰黄色厚层含砾粗砂岩与灰黑色薄层炭质泥岩组成不等厚互层。岩性自下而上总体显示粗→细→粗的旋回特征。与下伏地层不整合接触。构造比较简单，地层近水平产出。

2、侏罗系地层含煤盆地：含煤地层主要为中下侏罗统五当沟组，陆相沉积。主要可分为5个岩性段。

一岩段下部为浅灰色、厚层块状含砾中粗-中细粒岩屑长石砂岩，中厚-中薄层中粗-中细粒长石石英砂岩夹粉细砂岩、炭质页岩，上部为黑色薄层粉砂岩、粉砂质页岩夹薄层长石石英细砂岩，水平层理发育，含大量植物化石，反映浅湖相沉积。

二岩段为浅灰色中薄层中细粒长石石英砂岩与粉细砂岩、炭质页岩及薄层煤互层，发育斜层理、交错层理及大量植物化石，为滨湖相、泥炭沼泽相沉积。

三岩段为灰绿-灰白色厚层块状砾岩，砂砾岩与中薄层中粗-中细粒长石石英砂岩及粉细砂岩、炭质页岩构成。含大量植物化石。岩层变形强烈，形成了紧闭同斜褶皱。

四岩段为灰色厚层块状中粗粒长石砂岩、长石石英砂岩与粉细砂岩、粉砂质页岩及薄层煤互层，发育交错层理，小波痕等层理、层面构造，植物化石丰富，为滨浅湖相沉积。

五岩段为炭质页岩、粉砂质页岩、油页岩夹泥灰岩，水平层理发育，为滨浅湖相及半深湖相沉积。单斜构造，呈东南—西北向展布，倾向大致为北向，局部发育有与单斜构造走向方向一致的断裂构造。

3、石炭系地层含煤盆地：含煤地层主要为晚石炭世栓马桩组，陆相沉积。该组地层下部缺失下石炭统，与奥陶系不整合接触，形成一套有别于华北地台型沉积—以粗碎屑岩为主的滨海相含煤岩系，其岩性下部多为砾岩、含砾粗砂岩夹细砂岩与砂质泥岩。砾石磨圆度较好。上部为炭质泥岩、黑色粘土岩和煤层，间夹细砂岩和砂质泥岩，煤层多为厚层状，但厚度变化大，不稳定，构造复杂。处于色尔腾山褶皱带，经历了长期复杂多次的构造活动，有两个断层，四个背斜、四个向斜。

2.3不同时期沉积环境和聚煤规律

乌拉山煤田的主要聚煤时期有古生代石炭～二叠系，中生代侏罗系、白垩系。不同地质时期的古构造格局控制着含煤盆地的构造类型及沉积类型，控制着聚煤作用的发生范围。

1、晚古生代石炭～二叠系聚煤环境及聚煤规律：聚煤作用主要发生在阴山以南、贺兰山西麓断裂以东的鄂尔多斯地区和阴山中段的大青山煤田，前者属华北晚古生代近海型含煤区的西北部分，沉积了一套海陆交互相的含煤建造，阴山地区受后期构造改造作用十分强烈，根据区内已有资料分析,研究区内石炭系煤层主要出露在构造引起的基岩出露地带,例如大佘太东部及煤窑沟一带,煤层露头多出露在基岩上,煤层相对不稳定,零星分布,且煤层倾角较陡。

2、中生代侏罗系聚煤环境及聚煤规律：聚煤作用发生范围较广，阴山南北均有发生，在规模、构造类型以及聚煤作用的强度等方面各不相同，虽同属内陆盆地型沉积，但阴山以南的鄂尔多斯盆地为特大型的内陆凹陷盆地，含煤建造沉积厚度不大，平均只有200m左右，聚煤强度大，现为我国煤炭储量最丰富的第一大煤田；阴山及阴山以北地区，主要为中～小型的山间谷地式含煤盆地，沉积厚度较大，聚煤作用相对较弱，阴山地区由于受后期构造改造作用十分强烈，对本次研究工作产生了一定的难度，根据对以往资料分析研究发现,区内煤层多在山间盆地内出露,多呈窝状,煤层不稳定。

3、白垩系聚煤环境及聚煤规律：聚煤作用主要发生在阴山以北和阴山地区，含煤盆地的类型为拉张性断陷盆地，从而使得彼此分隔又有成因联系的大大小小的断陷盆地成群出现。聚煤作用强度相对比较大，在某些盆地沉积了200m以上的煤系地层，这些盆地在煤炭资源上的具有巨大潜力，目前在固阳县周边已通过钻探验证有4层煤出露,其中可采2层，在白垩系固阳组五段地层北部和西部地区煤层分布相对集中,可以作为下一步研究方向。

3、总结

研究煤层的聚煤规律对找煤具有重要的指导意义，通过对古岩相古地理、含煤岩系岩石特征、聚煤盆地特征、沉积环境等等的分析研究，对区内不同聚煤时期（区内的主要聚煤时期为晚古生代石炭二叠纪，中生代侏罗纪、白垩纪）的古地理格局、含煤岩系沉积边界、分布范围、以及古地理格局对沉积环境、聚煤规律的影响等等有了一个认识，由已知推测未知、从起源到发展、由宏观到微观的方法，寻找赋煤规律，达到对找煤工作的指导作用。

参考文献：

[1]马鹏坤，等.内蒙古自治区乌拉山煤田东部煤炭资源调查报告》[M].内蒙古：内蒙古自治区煤田地质局151勘探队，2013年.

[2]高振源，等.《内蒙古自治区煤炭资源预测与评价报告》（第三次煤田预测）.内蒙古：内蒙古自治区煤田地质局，1995年.