大同晚古生代含煤盆地演化研究.pdf

1、本文以大同晚古生代含煤盆地演化特征為研究對(duì)象，以沉積作用研究為主線，運(yùn)用“整體、動(dòng)態(tài)、綜合”的研究思路，結(jié)合板塊構(gòu)造理論、沉積學(xué)觀點(diǎn)和煤地質(zhì)學(xué)知識(shí)對(duì)大同晚古生代含煤盆地的形成、演化、封閉及后期演變做了詳細(xì)研究，主要取得如下一些認(rèn)識(shí)： 1、大同晚古生代含煤盆地為一克拉通邊緣拗陷盆地，基底主要有兩部分組成：一部分是1800Ma呂梁期前的古老結(jié)晶基底，另一部分是下古生界寒武-奧陶系，盆地形成于華北和西伯利亞板塊發(fā)生陸-陸碰撞的區(qū)域構(gòu)造

2、背景，形成時(shí)代為早石炭世末至中石炭初。通過砂體古流向測(cè)量表明，物源區(qū)為其北側(cè)的陰山隆起構(gòu)造帶，應(yīng)用Dickinson的Q-F-L和Qm-F-Lt三角圖解對(duì)砂巖碎屑顆粒統(tǒng)計(jì)結(jié)果做了分析，確定物源區(qū)的構(gòu)造背景為華北板塊陸內(nèi)隆升的構(gòu)造背景。 2、大同晚古生代含煤盆地從盆地開始沉積到趨于封閉主要經(jīng)歷了瀉湖潮坪、三角洲、陸相河流三大沉積環(huán)境的演化過程。大同晚古生代含煤盆地在中石炭世本溪期經(jīng)歷了瀉湖潮坪沉積階段、碳酸鹽臺(tái)地邊緣淺灘沉積階段、

3、三角洲沉積環(huán)境階段。太原早、中期為三角洲沉積階段，垂向上形成了2-3個(gè)逆粒序旋回，形成了8[＃]、5[＃]兩層巨厚、穩(wěn)定的可采煤層。太原晚期演化為陸相曲流河沉積環(huán)境，沉積層序上形成了3-4個(gè)正粒序旋回，在每個(gè)沉積旋回頂部均發(fā)生泥炭沼澤化，主要形成3[＃]、2[＃]穩(wěn)定可采煤層。到早二疊世山西期，本區(qū)進(jìn)入陸相辮狀河型曲流河沉積階段，砂體側(cè)向連續(xù)性較好，形成了4個(gè)正粒序旋回，僅在下部形成山4[＃]可采煤層。早二疊世下石盒子期，大同晚古生代含

4、煤盆地進(jìn)入辮狀河沉積環(huán)境階段，河流發(fā)育，砂體側(cè)向連續(xù)性較好。晚二疊世上石盒子期和石千峰期，本區(qū)演化為河流體系的山前沖積平原沉積階段，地層骨架以含礫粗砂巖、粗砂巖為主，氣候炎熱干燥，未形成泥炭堆積。 3、大同晚古生代含煤盆地的封閉嚴(yán)格受控于區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景和動(dòng)力學(xué)機(jī)制。西伯利亞板塊與華北板塊在早二疊世末晚二疊世初進(jìn)入強(qiáng)烈陸-陸碰撞隆升造山。大同晚古生代含煤盆地在晚二疊世上石盒子期沉積分布范圍開始縮小，到石千峰期，沉積地層范圍縮小至

5、不足原面積的三分之一，盆地兩側(cè)均發(fā)生了大面積抬升，至二疊世末，盆地最終封閉。說明大同晚古生代含煤盆地封閉與兩大板塊的強(qiáng)烈碰撞、隆升造山的區(qū)域構(gòu)造背景有關(guān)。 4、大同晚古生代含煤盆地封閉后于三疊世整體抬升，發(fā)生了一次較大規(guī)模的構(gòu)造熱事件活動(dòng)，地下深處生成的煌斑巖巖漿在鵝毛口、吳家窯一帶呈巖墻狀上侵，然后順煤層侵入，使煤層結(jié)構(gòu)遭到破壞并復(fù)雜化，并導(dǎo)致巖床上、下煤層發(fā)生熱接觸變質(zhì)，局部地區(qū)喪失工業(yè)價(jià)值。到燕山運(yùn)動(dòng)初期，大同一帶產(chǎn)生以北

6、西-南東向擠壓為主的構(gòu)造作用，在大同口泉-鵝毛口一帶，產(chǎn)生向北西方向的逆沖推覆作用，使大同晚古生代含煤盆地南東邊緣連同早古生代沉積地層傾向向北西陡傾。在盆地的中部形成軸向?yàn)楸睎|向的寬緩褶皺，并在北西方向產(chǎn)生一系列規(guī)模大小不等的正斷層。同時(shí)還導(dǎo)致在大同晚古生代含煤盆地北部地區(qū)產(chǎn)生陸內(nèi)拗陷，沉積形成了侏羅系陸內(nèi)河湖相含煤沉積建造，角度不整合于大同晚古生代含煤巖系之上。隨著燕山運(yùn)動(dòng)的持續(xù)，侏羅系含煤沉積建造沉積后仍殘留有大小不同的小型拗陷，在