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[摘要]尤尔都斯盆地位于伊犁地块南缘活动带南部与南天山褶皱带北部之间[1],断层和侵入岩体将其分隔为东边的小尤尔都斯盆地和西边的大尤尔都斯盆地。煤矿区处于大、小尤尔都斯盆地的连接带上,构造较复杂。查证孔0601孔位于煤矿区中部,终孔深度618.80米,钻遇地层自上而下主要为泥岩、砂质泥岩、煤、粉砂岩、砾岩和含砾粗砂岩。与附近老煤井对比,该孔所钻遇的煤层较薄,且煤层顶底板并非附近煤窑或露头所见的砾岩,而是砂质泥岩、泥岩。同时,三百多米厚的砾岩一直见煤线,加之岩芯上显示地层倾角较陡(可达到70度),煤层和地层产状和形态可能主要受后期构造改造控制,并以此为思路,通过区域地质资料、岩芯特征、测井特征和构造演化特征,推测该孔在550-570米钻遇F3断层,该断层的形成和演化对煤层的空间分布和产状形态具有重要的影响作用。
[关键词]断层特征 煤层 研究
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-10-107-1
1區域背景
南天山造山带为前寒武纪南天山洋盆向南北两侧俯冲消减过程中,两侧陆块及增生杂岩等拼贴碰撞形成的碰撞造山带。
据前人[2]研究表明,古南天山洋至少在早志留世开始即向伊犁-中天山板块下俯冲,至二叠纪末期关闭。印支期,受那拉提山与艾尔滨山深大断裂的控制,导致大、小尤尔都斯盆地的构造演化不径相同[3],大尤尔都斯处于剥蚀状态,小尤尔都斯局部形成拉分盆地,接受河流相沉积。燕山期的构造运动在区域的东部表现明显。受石炭纪末古地貌、古构造格架的影响,大尤路都斯盆地隆起处于相对稳定状态, 只是周边堆积了一些磨拉石建造。而小尤路都斯盆沉积了侏罗系含煤沉积建造。巴音布鲁克—小尤路都斯一带局部接受了中生代沉积,尤其在侏罗纪时期巴音布鲁克一带则为小型的山间断陷河沼相—湖沼相沉积。
进入第三纪,边界断裂尤其是那拉提受印度板块向北移与亚洲板块碰撞的远端效应影响,该地区的各大断裂再度复活,导致大、小尤路都斯的古地理面貌发生转变。大尤路都斯基底挠曲下沉断陷形成典型的山间盆地,接受了巨厚的第三纪沉积,早第三纪为洪积平原环境,晚第三纪以典型的湖相沉积为主; 小尤路都斯则不同,整个第三系沉积厚度明显不如大尤路都斯,地震解释表明小尤路都斯下第三系地层可能不完整,甚至局部地区缺失,很显然,第三纪—第四纪小尤路都斯的古地势背景要高于大尤路都斯。最后,喜马拉雅晚期的强烈挤压构造运动,使盆地周边造山带向盆内推挤,全区强烈褶皱隆升。
2岩芯特征
岩芯特征上,553.19-570.44米岩性段与上下砾岩段明显不同。上下砾岩段皆为固结度高的灰色、灰红色砾岩,而此段岩芯主要为浅红色、肉红色泥岩以及松散的含砾粗砂岩。这些岩芯易破碎,风化,泥岩固结差,所夹的薄层含砾粗砂岩中砂、砾磨圆差,呈棱角状,角砾粒径主要在3-5mm之间。
3测井特征
测井特征上(图1),550米和554米两处井径扩张, 550-570米之间自然伽马值表现高异常,聚焦电阻率极低异常,均表示该段为高泥岩段。上下段的测井特征则都指示巨厚的砾岩段,与该段泥岩异常明显不同。
4演化阶段
印支阶段,造山运动逐渐停止,盆地边缘开始剥蚀,在煤矿区沉积冲积扇和辫状河道砂砾岩。
燕山阶段(J-K),F3断层还未形成,煤矿区处于稳定沉积阶段。燕山末期,受印度板块和亚洲板块碰撞的远端效应,F3断层经挤压作用开始低角度逆冲。
喜马拉雅阶段(E-N),F3断层继续逆冲,断距逐渐增大;进人喜马拉雅末期,受更强烈的挤压构造运动,使断层强烈逆冲,倾角近直立。在露头上可见北边的S3b地层逆冲到J1b之上,F1、F2断层断面向北倾,倾角近直立,与F3断层形成盆地与山系的逆冲推覆带。
5讨论
0601孔岩芯多见煤线,254-560米之间的砾岩间隔每3-6米见煤线,局部见片状黄铁矿。据以往研究资料,认为砾岩多为冲积扇相或辫状河道相沉积,这样,煤线的出现可能为F3断层且过煤层段,呈粒状、片状、块状的煤沿裂隙、断层进入周围的砾岩中。
F3断层上盘131.17-132.44米,142.78-143.39米和153.46-153.82米见煤三段,这三段煤层可能受到挤压、塑性变形作用。同时,根据逆断层,上部断距大,下部断距下得特征及砾岩段见煤线的范围推测F3断层断距可能会达到400米,与上盘的三层煤对应,下盘的煤层可能在2000米作用出现,且可能比已见的上盘三层煤厚度大。
6结论
通过分析区域地质资料、构造演化特征,观察岩芯、测井特认为0601孔可能钻遇F3断层,其形成和演化对煤层的空间分布和产状形态具有重要的影响作用。推测该断层切割主煤层,上盘煤层较薄,且产状陡,下盘煤层偏厚,产状相对较缓。
参考文献
[1]何国琦,李茂松,韩宝福. 中国西南天山及邻区大地构造研究[J].新疆地质, 2001, 19(1):7-11.
[2]朱志新,王克卓,李锦轶,等. 新疆西天山巴音布鲁克组火山岩地质特征及构造意义[J].新疆地质, 2006, 24(1):9-12.
[3]周宗良,高树海. 西天山尤路都斯盆地构造演化与原型盆地古环境分析[J].新疆地质, 1998, 16(4):374-380.
[关键词]断层特征 煤层 研究
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-10-107-1
1區域背景
南天山造山带为前寒武纪南天山洋盆向南北两侧俯冲消减过程中,两侧陆块及增生杂岩等拼贴碰撞形成的碰撞造山带。
据前人[2]研究表明,古南天山洋至少在早志留世开始即向伊犁-中天山板块下俯冲,至二叠纪末期关闭。印支期,受那拉提山与艾尔滨山深大断裂的控制,导致大、小尤尔都斯盆地的构造演化不径相同[3],大尤尔都斯处于剥蚀状态,小尤尔都斯局部形成拉分盆地,接受河流相沉积。燕山期的构造运动在区域的东部表现明显。受石炭纪末古地貌、古构造格架的影响,大尤路都斯盆地隆起处于相对稳定状态, 只是周边堆积了一些磨拉石建造。而小尤路都斯盆沉积了侏罗系含煤沉积建造。巴音布鲁克—小尤路都斯一带局部接受了中生代沉积,尤其在侏罗纪时期巴音布鲁克一带则为小型的山间断陷河沼相—湖沼相沉积。
进入第三纪,边界断裂尤其是那拉提受印度板块向北移与亚洲板块碰撞的远端效应影响,该地区的各大断裂再度复活,导致大、小尤路都斯的古地理面貌发生转变。大尤路都斯基底挠曲下沉断陷形成典型的山间盆地,接受了巨厚的第三纪沉积,早第三纪为洪积平原环境,晚第三纪以典型的湖相沉积为主; 小尤路都斯则不同,整个第三系沉积厚度明显不如大尤路都斯,地震解释表明小尤路都斯下第三系地层可能不完整,甚至局部地区缺失,很显然,第三纪—第四纪小尤路都斯的古地势背景要高于大尤路都斯。最后,喜马拉雅晚期的强烈挤压构造运动,使盆地周边造山带向盆内推挤,全区强烈褶皱隆升。
2岩芯特征
岩芯特征上,553.19-570.44米岩性段与上下砾岩段明显不同。上下砾岩段皆为固结度高的灰色、灰红色砾岩,而此段岩芯主要为浅红色、肉红色泥岩以及松散的含砾粗砂岩。这些岩芯易破碎,风化,泥岩固结差,所夹的薄层含砾粗砂岩中砂、砾磨圆差,呈棱角状,角砾粒径主要在3-5mm之间。
3测井特征
测井特征上(图1),550米和554米两处井径扩张, 550-570米之间自然伽马值表现高异常,聚焦电阻率极低异常,均表示该段为高泥岩段。上下段的测井特征则都指示巨厚的砾岩段,与该段泥岩异常明显不同。
4演化阶段
印支阶段,造山运动逐渐停止,盆地边缘开始剥蚀,在煤矿区沉积冲积扇和辫状河道砂砾岩。
燕山阶段(J-K),F3断层还未形成,煤矿区处于稳定沉积阶段。燕山末期,受印度板块和亚洲板块碰撞的远端效应,F3断层经挤压作用开始低角度逆冲。
喜马拉雅阶段(E-N),F3断层继续逆冲,断距逐渐增大;进人喜马拉雅末期,受更强烈的挤压构造运动,使断层强烈逆冲,倾角近直立。在露头上可见北边的S3b地层逆冲到J1b之上,F1、F2断层断面向北倾,倾角近直立,与F3断层形成盆地与山系的逆冲推覆带。
5讨论
0601孔岩芯多见煤线,254-560米之间的砾岩间隔每3-6米见煤线,局部见片状黄铁矿。据以往研究资料,认为砾岩多为冲积扇相或辫状河道相沉积,这样,煤线的出现可能为F3断层且过煤层段,呈粒状、片状、块状的煤沿裂隙、断层进入周围的砾岩中。
F3断层上盘131.17-132.44米,142.78-143.39米和153.46-153.82米见煤三段,这三段煤层可能受到挤压、塑性变形作用。同时,根据逆断层,上部断距大,下部断距下得特征及砾岩段见煤线的范围推测F3断层断距可能会达到400米,与上盘的三层煤对应,下盘的煤层可能在2000米作用出现,且可能比已见的上盘三层煤厚度大。
6结论
通过分析区域地质资料、构造演化特征,观察岩芯、测井特认为0601孔可能钻遇F3断层,其形成和演化对煤层的空间分布和产状形态具有重要的影响作用。推测该断层切割主煤层,上盘煤层较薄,且产状陡,下盘煤层偏厚,产状相对较缓。
参考文献
[1]何国琦,李茂松,韩宝福. 中国西南天山及邻区大地构造研究[J].新疆地质, 2001, 19(1):7-11.
[2]朱志新,王克卓,李锦轶,等. 新疆西天山巴音布鲁克组火山岩地质特征及构造意义[J].新疆地质, 2006, 24(1):9-12.
[3]周宗良,高树海. 西天山尤路都斯盆地构造演化与原型盆地古环境分析[J].新疆地质, 1998, 16(4):374-380.