東北地區(qū)早白堊世發(fā)育眾多的呈NNE向展布的斷陷盆地群,蘊(yùn)藏著豐富的煤炭和煤層氣資源。本論文在系統(tǒng)收集東北地區(qū)的鉆孔、巖心、測井、露頭、地震剖面及古生物資料的基礎(chǔ)上,將野外地質(zhì)調(diào)查與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析相結(jié)合,運(yùn)用沉積學(xué)、層序地層學(xué)和煤巖學(xué)相結(jié)合的方法,對東北地區(qū)早白堊世巖石學(xué)特征、沉積特征、層序地層特征、聚煤作用及聚煤主控因素、厚煤層的成因進(jìn)行研究。取得了以下幾方面的認(rèn)識:(1)東北地區(qū)下白堊統(tǒng)共識別出礫巖類、砂巖類、粉砂巖類、泥巖類和有機(jī)巖類5種巖性類型及相應(yīng)的14種巖相類別;共識別出沖積扇、扇三角洲、辮狀河、辮狀河三角洲、曲流河、曲流河三角洲和湖泊7種沉積體系,東北地區(qū)主要成煤環(huán)境為扇(辮狀河)三角洲和濱淺湖沉積環(huán)境。(2)東北地區(qū)下白堊統(tǒng)具有相似的沉積充填演化序列,自下而上依次為:底部粗碎屑巖段、含煤碎屑巖段和湖相泥巖段、湖相泥巖段、含煤碎屑巖段、頂部粗碎屑巖段;相似的沉積充填序列說明東北地區(qū)區(qū)域上構(gòu)造演化的同步性,該同步性為東北地區(qū)全區(qū)域的層序地層對比提供可能。共識別出區(qū)域不整合面、下切谷沖刷面、古土壤、沉積相轉(zhuǎn)換面等6種層序界面,可將東北地區(qū)下白堊統(tǒng)劃分為5個(gè)三級層序,其中層序Ⅰ-層序Ⅴ分別對應(yīng)于盆地演化初始沉降階段、快速沉降階段、穩(wěn)定沉降階段、萎縮早期階段和萎縮晚期階段。西部賦煤帶厚煤層主要位于層序Ⅳ、層序Ⅳ和層序Ⅴ的湖侵體系域,中部賦煤帶厚煤層主要位于層序Ⅱ和層序Ⅳ的湖侵體系域,東部賦煤帶厚煤層主要位于層序Ⅱ、層序Ⅲ和層序Ⅳ的湖侵體系域。(3)東北地區(qū)西部賦煤帶厚煤層發(fā)育且層數(shù)較多,厚煤層主要分布在海拉爾盆地群東部(伊敏凹陷、呼和湖凹陷和舊橋凹陷)、北部(扎賚諾爾凹陷)和二連盆地群東北部(吉爾嘎郎圖凹陷、白音華凹陷、霍林河凹陷、阿南凹陷),同沉積裂陷階段比萎縮階段聚煤作用差。與西部賦煤帶相比,中部賦煤帶煤層厚度減小,但煤層廣泛發(fā)育且連續(xù)性較好,厚煤層主要分布在松遼盆地東部、北部和阜新盆地北部,同沉積裂陷階段比萎縮階段聚煤作用好。東部賦煤帶煤層厚度最小,厚煤層主要分布在泛三江盆地群雞西盆地、雙鴨山盆地和鶴崗盆地,主要形成于同沉積裂陷階段(城子河組),萎縮階段(穆棱組)聚煤作用較差。(4)基于Olsen(1990)提出的斷陷盆地沉積模式和Carroll and Bohacs(1999)提出的湖盆類型,結(jié)合西部賦煤帶斷陷盆地下白堊統(tǒng)沉積環(huán)境和聚煤特征,提出了西部賦煤帶斷陷盆地下白堊統(tǒng)不同構(gòu)造演化階段的3種聚煤模式�；袅趾有途勖耗Ｊ�:對應(yīng)于斷陷盆地演化的穩(wěn)定沉降階段,湖盆類型與Newark類型和平衡充填湖盆特征相似。勝利型聚煤模式:對應(yīng)于斷陷盆地演化的萎縮早期階段,湖盆類型介于Newark類型和Richmond類型,處于過充填-平衡充填的過渡階段。伊敏型聚煤模式:對應(yīng)于斷陷盆地演化的萎縮晚期階段,湖盆類型與Richmond類型和過充填湖盆特征相似。中部賦煤帶以松遼盆地徐家圍子斷陷為例,總結(jié)了徐家圍子斷陷不同位置的聚煤模式。聚煤模式1:在徐家圍子斷陷北部,徐西斷裂傾角較小,斷層沉降速度等于基底沉降,速度陡坡帶和緩坡帶坡度相似,煤層在陡坡帶和緩坡帶都比較發(fā)育。聚煤模式2:在徐家圍子斷陷中部,中間地區(qū)存在中央隆起,與北部相比,斷層傾角變大,煤層在緩坡帶發(fā)育比陡坡帶好。聚煤模式3.:在徐家圍子斷陷南部,斷層傾角比中部大,基底沉降速度大于斷層沉降速度,煤層主要發(fā)育在緩坡帶。東部賦煤帶以三江盆地群為例,提出了兩個(gè)主要成煤期的聚煤模式。快速沉降階段(層序Ⅱ)聚煤模式的主要特征:處于平衡充填階段,厚煤層主要形成于火山活動(dòng)平靜期三角洲平原與濱淺湖沉積環(huán)境,位于湖侵體系域。萎縮早期階段(層序Ⅳ)聚煤模式的主要特征:處于過充填階段,與層序Ⅱ時(shí)期相比,層序Ⅳ時(shí)期沉積環(huán)境變化不大,聚煤作用變差,受劇烈的構(gòu)造活動(dòng)影響較大。(5)每個(gè)賦煤帶具有明顯不同的聚煤作用特征,主要是由于早白堊世時(shí)期不同的構(gòu)造、古地理、古氣候、火山活動(dòng)和沉積環(huán)境造成。東北地區(qū)早白堊世位于北緯40°-60°,整體處于溫暖潮濕的氣候帶,這為植物的生長和泥炭堆積提供了有利條件。中部賦煤帶松遼盆地和東部賦煤帶萎縮階段聚煤作用明顯變差,這可能與萎縮階段古太平洋板塊向亞洲板塊俯沖拆沉引起的火山作用變強(qiáng)有關(guān)。頻繁的火山作用導(dǎo)致了古氣候的劇烈改變,炎熱干旱的古氣候破壞了泥炭沼澤發(fā)育的環(huán)境,造成植物大面積死亡,不適合大規(guī)模聚煤作用的發(fā)生,故只在部分地區(qū)發(fā)育了薄煤層。而西部賦煤帶萎縮階段構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對比較穩(wěn)定,受火山作用影響較小,適合大規(guī)模聚煤作用的發(fā)生。(6)東北地區(qū)厚煤層中識別出5種關(guān)鍵層序地層界面:湖侵沼澤化面(PaS)、湖退沼澤化面(TeS)、可容空間轉(zhuǎn)換面(ARS)、湖泛面(NFS)和放棄湖侵面(GUTS)。二連盆地6#厚煤層泥炭沼澤處于缺氧、水深的環(huán)境。6#厚煤層垂向上由7個(gè)向上變深旋回、7個(gè)向上變淺旋回和層序地層界面交替疊加構(gòu)成,受控于可容空間產(chǎn)生速率和泥炭堆積速率之間的高頻率變化。海拉爾盆地16#厚煤層泥炭沼澤處于富氧、水淺的環(huán)境,16#厚煤層垂向上由12個(gè)向上變深旋回、5個(gè)向上變淺旋回和層序界面交替疊加構(gòu)成。
【學(xué)位單位】：中國礦業(yè)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P618.11
【部分圖文】：

（１）總結(jié)多個(gè)相互獨(dú)立的斷陷盆地不同構(gòu)造演化階段的聚煤模式和聚（２）分析巨厚煤層垂向上煤相參數(shù)變化規(guī)律，識別煤層內(nèi)部層序界面，架下的巨厚煤層成因模式。逡逑究方法和路線逡逑系統(tǒng)收集、整理、精細(xì)研宄野外露頭、鉆孔巖心、測井、地震和古礎(chǔ)上，采取巖石學(xué)－煤巖學(xué)－沉積學(xué)－層序地層學(xué)等多學(xué)科相結(jié)合的研內(nèi)測試化驗(yàn)分析，對東北地區(qū)早白堊世含煤巖系巖石學(xué)特征、巖相分析，總結(jié)早白堊世含煤巖系沉積體系類型，指出主要的成煤環(huán)境層序地層界面基礎(chǔ)上，進(jìn)行單孔、對比剖面的沉積相和層序地層分地層格架，分析東北地區(qū)各層序時(shí)期不同構(gòu)造演化階段的聚煤規(guī)律并建立相應(yīng)的聚煤模式。通過厚煤層垂向上煤相參數(shù)分析，識別出間斷面，分析厚煤層的形成機(jī)理。具體工作流程如下圖（圖Ｕ）所｜ｗ外．N作｜逡逑

－ｒａ＾ｆＫ％Ｖ逡逑圖２．３東北地區(qū)構(gòu)造綱要區(qū)劃示意圖［８９１逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｄｉｖｉｓｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｅｃｔｏｎｉｃ邋ｕｎｉｔｓ邋ｉｎ邋ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ邋Ｃｈｉｎａ１８９１逡逑１２逡逑

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本文編號：2819976