三塘湖盆地西部地區(qū)中新生代沉積盆地的形成與演化

三塘湖盆地西部地區(qū)中新生代沉積盆地的形成與演化

新疆三塘湖盆地位于新疆東北干旱地帶東端的北緣。它從北到南分為東北褶皺帶、中心坳陷帶和西南褶皺帶。盆地內(nèi),地勢呈四周高,中間低。早侏羅世八道灣期,盆地東段漢水泉凹陷西北緣,受物源主要來自北側(cè)北塔山—大型扇三角洲沖積平原建造影響,扇三角洲的進積的近端被淤填,湖泊水體變淺(沉積速度大于湖面上升速度),形成泥炭沼澤發(fā)育環(huán)境。三塘湖盆地西部,即岔哈泉凸起以西的漢水泉凹陷、石頭梅凸起、條湖凹陷和庫木蘇凹陷一帶,同屬泥炭沼澤發(fā)育環(huán)境,該區(qū)發(fā)育完整中新生代沉積地層,無巖漿巖發(fā)育,因此通過對該區(qū)地質(zhì)特征進行分析,對西三塘湖盆地煤炭資源資源評價與預(yù)測具有重要意義。1地層及地層結(jié)構(gòu)三塘湖盆地西部以石炭-二疊系為基底的中新生代的沉積盆地,地層主要有石炭系(C)、二疊系(P)、三疊系(T)、侏羅系(J)、白堊系(K)、古近系(E)、新近系(N)、第四系(Q)。1.1下伏黑山頭-樹溝組巖組cth黑山頭組(C1h)分布于三塘湖盆地北部邊緣,為一套淺海相暗色細碎屑巖-火山碎屑巖-中基、中酸性火山巖沉積,與下伏泥盆系呈不整合接觸,厚731-4064米。姜巴斯套組(C1j)分布于。三塘湖西南邊緣,為一套淺-濱海相灰綠色陸源碎屑巖沉積,下伏黑山頭組呈不整合接觸,厚769-1503米。柳樹溝組(C1l):為一套淺海相中酸性-中基性火山碎屑巖夾火山熔巖沉積,廣泛分布,與下伏姜巴斯套組不整合接觸,厚:1181-2219米。祁家溝組(C2h)具有國內(nèi)外聞名的層型剖面,為一套淺海相陸源碎屑巖-碳酸鹽巖沉積,廣泛分布,與下伏柳樹溝組呈不整合接觸,厚452-2700米。1.2拉托洛蓋組、軍廟組、單一對比a5kl喀爾交組(P1K):為一套陸相中性火山巖、火山碎屑巖夾酸性、基性火山巖沉積,下伏上石炭統(tǒng)祁家溝組呈不整合接觸。視厚113-2195米。喀拉托洛蓋組(P1KL):為一套以酸性火山巖為主夾中性火山碎屑巖沉積與與下伏喀爾交組呈整合或平行不整合接觸,視厚2136米。將軍廟組(P2j):伴隨喀拉托洛蓋組小面積分布,為一套紅色或雜色河流相碎屑巖沉積,與下伏喀拉托洛蓋組呈不整合接觸,厚70-528米。平地泉組(P2j):小面積分布于石頭梅南部,為一套湖相為主間夾河流相的碎屑巖沉積,含雙殼和植物化石,與下伏將軍廟組呈不整合接觸。厚161-1511米。1.3不整合接觸關(guān)系部巖性為黃綠、淺紅色礫巖、砂巖、砂質(zhì)泥巖等,與下伏石炭系呈角度不整合接觸關(guān)系。最大地層厚度約1390米。本區(qū)本系地層分為克拉瑪依組(T2-3k),黃山街組(T3hs),郝家溝組(T3h)均為河流相沉積,地層整體呈整合漸變接觸關(guān)系。1.4地表沉積特征頭梅凸起南部地層成因類型主要為辮狀河、辮狀河三角洲和扇三角洲;次為沖積扇、湖濱、湖沼等。煤巖心孢粉組合特征,從孢粉總量上看裸子植物花粉占優(yōu)勢達到63.6%,蕨類植物孢子占36.4%。裸子植物花粉較多,以雙囊粉、古松柏類和單溝類花粉為主。八道灣組(J1b):該組地表未出露為扇三角洲相、湖濱相、湖沼相沉積,其中含煤段主要為湖沼相、扇三角洲相沉積。三工河組(J1s):在三塘湖盆地古環(huán)境中為湖進期,為辮狀河、三角洲、湖濱相沉積,廣泛分布于盆地內(nèi)部,多被新生代地層覆蓋。地層厚度總體趨勢由西向東逐漸變薄。西山窯組(J2x):為湖濱相、湖沼相沉積,其中含煤段主要為湖沼相沉積,廣泛分布于盆地內(nèi)部,多被新生代地層覆蓋。同時由于湖盆邊緣受水動力條件影響,煤層不穩(wěn)定,且厚度薄。頭屯河組(J2t):中侏羅統(tǒng)頭屯河組為一套湖相雜色碎屑巖沉積,主要由雜色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾凝灰?guī)r、炭質(zhì)泥巖、煤線組成,含雙殼及介形蟲等。齊古組(J3q):齊古組為一套河湖相紅色間雜以綠色砂巖、泥巖、互層沉積,局部地段夾灰白色凝灰質(zhì)砂巖。喀拉扎組(J3k):為一套棕褐色山麓河流相碎屑巖沉積,主要由礫巖、砂礫巖夾泥巖組成,整合于齊古組之上。1.5巖石學(xué)及半封式巖石一套濱湖相-淺湖相碎屑巖沉積,主要巖性為灰黃色、灰綠色及紫紅色礫巖、砂巖、泥巖、泥質(zhì)砂巖,含葉肢介化石、鱷魚牙齒和植物根莖等化石。地層厚270米,與下伏中侏羅統(tǒng)頭屯河組不整合接觸。2沉積相及發(fā)育的凹陷研究區(qū)內(nèi)發(fā)育有北東向兩組大斷裂,把本區(qū)切割為漢水泉凹陷、石頭梅凸起、條湖凹陷三個構(gòu)造單元。漢水泉凹陷位于沙河壩斷裂以西,發(fā)育有多組褶皺。石頭梅凸起位于沙河壩斷裂以東至疙瘩彎西斷裂,受斷裂拉生影響中新生代地層沉積較淺。條湖凹陷位于疙瘩彎西斷裂以東,南緣較陡,北緣較平緩,北部形成次一級小凹陷,中新生代地層沉積較淺。區(qū)內(nèi)凹陷表現(xiàn)為復(fù)向斜構(gòu)造,凸起表現(xiàn)為背斜構(gòu)造,北邊緣斷裂多為正斷層,南邊緣斷裂多為逆斷層。2.1北西西南方山西緣石炭紀(jì)地層位于三塘湖西南端,北與巴潤塔拉凸起相接,大部被第四系覆蓋,邊緣斷續(xù)出露西山窯組地層,南接石炭系地層,構(gòu)造形態(tài)為復(fù)向斜,即庫木蘇復(fù)向斜,發(fā)育北西西向、近東西向斷層。2.2巴潤拉-巴潤拉-東安縣位于三塘湖西端,夾于北部的漢水泉凹陷和南部的庫木蘇凹陷之間,呈北西寬、東南窄的楔形,西端出露二疊系地層,構(gòu)造形態(tài)為一背斜,即巴潤塔拉背斜,軸向北西西,延展長約35千米,幅值300米。兩翼基本對稱,傾角10-15°。東南部可見西山窯組出露。2.3級構(gòu)造單元及構(gòu)造發(fā)育特點位于三塘湖西部,西以斷層與石頭梅凸起相接,是規(guī)模最大的二級構(gòu)造單元,基本被第四系覆蓋,中北部邊緣零星出露頭屯河組地層,構(gòu)造形態(tài)為復(fù)向斜,即漢水泉復(fù)向斜,南北邊緣北西西向斷裂所限,中東部發(fā)育北西向、北東向斷裂。2.4側(cè)東北部逆斷層夾于漢水泉凹陷和條湖凹陷之間,兩側(cè)以北東向逆斷層為界,構(gòu)造形態(tài)為一軸向北東的背斜構(gòu)造,即石頭梅背斜,中部發(fā)育北東向、北西西向逆斷層。2.5條湖坍塌位于三塘湖中部,東臨岔哈泉凸起,構(gòu)造形態(tài)為一軸向北西向的復(fù)向斜構(gòu)造,即條湖復(fù)向斜,發(fā)育北西西向、北北西向正斷層。2.6卵圓形、東部侏羅系位于三塘湖盆地的中東部,夾于條湖凹陷和馬朗凹陷之間,呈卵圓形、東南部有侏羅系出露,構(gòu)造形態(tài)為一穹窿狀背斜,軸向北北西,軸向長約10千米,幅值250米。背斜兩翼基本對稱,西南翼傾角為5°~9°,北東翼傾角為3°~9°。3新生代巖漿巖變質(zhì)巖區(qū)外有石炭系-二疊系侵入巖出露,區(qū)內(nèi)多為新生代地層覆蓋,無巖漿巖出露,僅在個別鉆孔揭露盆地基底石炭系-二疊系中酸性火山碎屑巖-中基性火山巖,未發(fā)現(xiàn)巖漿巖侵入侏羅系。4特征4.1含煤地層劃分研究區(qū)位于三塘湖山間坳陷的漢水泉凹陷、石頭梅凸起、條湖凹陷。根據(jù)1∶50000地質(zhì)簡測和鉆孔揭露煤巖層自身、組合特征以及巖心孢粉測試成果,初步將本區(qū)含煤地層劃分為中侏羅統(tǒng)西山窯組(J2x)和下侏羅統(tǒng)八道灣組(J1b)。4.2中、下侏羅統(tǒng)煤層研究區(qū)中南部,為三塘湖盆地中央拗陷帶,沉積了較完整的中新代地層。中下侏羅世水溪溝期,出現(xiàn)了兩次大范圍湖退,致使湖泊水位及水動力條件均適合形成泥炭沼澤相沉積環(huán)境,故形成了該區(qū)中侏羅統(tǒng)西山窯組和下侏羅統(tǒng)八道灣組煤層。其含煤性較好,發(fā)育有2-35層煤,厚度在1.33-89.92米之間,成煤較穩(wěn)定,為研究區(qū)主要含煤區(qū)域,其中C3煤組在庫木蘇復(fù)式向斜內(nèi)發(fā)育較好,層位較穩(wěn)定,一般為中厚-特厚煤層;C2、C1煤組全區(qū)發(fā)育,為研究區(qū)主要煤層;B煤組僅在漢水泉西部發(fā)育,煤層變化較大,為不穩(wěn)定煤層;A煤組僅在漢水泉凹陷西北部和石頭梅凸起發(fā)育,在漢水泉凹陷西北部較穩(wěn)定,且厚度較大,在石頭梅凸起厚度較薄。4.3煤類及含礦層研究區(qū)內(nèi)含煤地層為兩個含煤時期不同聚煤作用產(chǎn)物,不同沉積環(huán)境造成了受力條件和溫度的變化,從而造成煤質(zhì)煤類的差異。C3煤組以絲娟-弱瀝青光澤為主,懶質(zhì)組份較高,為半暗-暗型煤,說明受到過相對較高溫度烘烤,煤類為不粘煤;C2煤組、C1煤組、B煤組、均以弱瀝青-弱玻璃光澤為主,鏡質(zhì)組份較高,為半暗-半亮型煤,說明沉積及沉積后沒有發(fā)生大的地質(zhì)作用,煤類以長焰煤為主;A煤組以瀝青-弱玻璃光澤為主,鏡質(zhì)組份較高,為半亮-光亮型煤,說明沉積及沉積后發(fā)生過大的地質(zhì)作用,煤類為長焰煤和氣煤。5盆地內(nèi)部煤地層西三塘湖盆地位于位于準(zhǔn)噶爾盆地東端三塘湖盆地西端,是一個以石炭-二疊系為基底的中新生代的沉積盆地,區(qū)內(nèi)沉積地層完整,但由于演化過程經(jīng)歷多次強烈構(gòu)造運動作用,多次出現(xiàn)不整合接觸,地層巖石組合復(fù)雜。區(qū)內(nèi)為三塘湖盆地中央坳陷帶,分為漢水泉凹陷、石頭梅凸起、條湖凹陷次一級構(gòu)造單元,構(gòu)