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富有机质页岩的沉积特征:揭开成岩作用

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:三角洲沼泽微相岩性主要为深灰色泥岩、泥炭等,发育水平层理和透镜状层理。下面以黔西、川南、滇东晚二叠世含煤地层沉积环境与聚煤规律为例进行介绍。同时大面积的河流沉积由陆相区向过渡相区延伸,在川南、黔北陆相地层也增多,煤层更加发育。泥炭沼泽的发育要求有更加严格的水文条件。在龙潭早期,构造沉降速率平稳,海平面上升明显,两者之和大于沉积物的充填速率,从而导致聚煤盆地不断扩大,海水侵进,聚煤区向陆超覆迁移。

富有机质页岩的沉积特征:揭开成岩作用

三角洲沼泽微相岩性主要为深灰色泥岩、泥炭等,发育水平层理和透镜状层理。该沉积相处于贫—厌氧环境,是重要的成煤环境。下面以黔西、川南、滇东晚二叠世含煤地层沉积环境与聚煤规律为例进行介绍。

图3—4 以海浪搬运为主的三角洲沉积模式(米阿尔,1979)

图中小箭头代表一个分流推进沉积的小旋回,箭头方向表示颗粒由细变粗。

黔西、川南、滇东晚二叠世聚煤盆地坐落在扬子陆块的西段。黔西、川南、滇东聚煤盆地大致以黔北—川南隆起为界,北部以大面积缓慢的地壳差异沉降为主,断裂构造较少,基底地形平缓,河流不发育,陆源物质供给少,沉积物粒度细,过渡相区海相层占的比例较大,煤层层数较少,但层位及厚度的稳定性较好,主要反映整体性海平面升降造成的沉积旋回结构特征。南部断块活动较强,古陆剥蚀区地势较高,冲积扇与河流发育,陆源物质补给充分,地层厚度大,煤层层数多,较难对比。在海陆过渡沉积区内,水城—紫云断裂与盘县断裂之间形成断陷区。它既是地层厚度较大的沉积中心和富煤中心,也是西部河流的汇水区和海水侵入的通道,在断陷区形成的含煤地层旋回结构更为复杂,不仅有整体性海平面升降的影响,而且有同期构造活动造成的结果(王小川等,1996)。

区内海陆过渡区主要有盘县三角洲、水城三角洲、古蔺三角洲(龙潭期)和筠连三角洲(长兴期)。从三角洲向外有普安海湾、大方海湾和綦江海湾。

古蔺三角洲位于黔北—川南隆起地区,向东南和东北分别注入普安海湾和大方海湾,主道不明显,向北注入綦江海湾。长兴期形成的筠连三角洲规模最小,局限于筠连、珙县、威信等地。主道不明确,向东注入半局限的碳酸盐台地。在大方海湾的北西侧毕节、镇雄地区也可能还有单独的三角洲沉积(图3—5、图3—6、图3—7)。

黔西、川南、滇东晚二叠世聚煤盆地演化过程可分为以下三个阶段。

(1)大规模的玄武岩喷发后,构造活动处于相对稳定时期,使得盆地基底由风化剥蚀阶段进入风化残积阶段,煤系底部普遍形成基性凝灰质残积层。

(2)龙潭早期,以边缘断裂为界的盆地整体沉降加剧,剥蚀区地形高差较大,大量碎屑物质进入聚煤盆地。盆地边缘冲积扇砾岩较发育,局部扩大延伸形成砾质辫状河。同时海侵逐渐超覆到残积平原及玄武岩斜坡区的东缘。冲积扇砾岩向东与海侵沉积向西相向扩大,是聚煤盆地整体沉降较快的表现(图3—5)。

(3)龙潭晚期,盆地沉降速度减慢,剥蚀区地形高差减小。粗粒的冲积扇体退缩,较细粒的碎屑物质补偿过剩,向浅海的方向填积,海岸后退,平原化程度增高,沼泽化向陆和向海作双向性扩大,出现了沉积补偿性海退(图3—6)。同时大面积的河流沉积由陆相区向过渡相区延伸,在川南、黔北陆相地层也增多,煤层更加发育。在滇东南丘北地区的碳酸盐台地上,多次出现海水变浅,形成碳酸盐潮坪沼泽成煤。龙潭晚期的含煤性最好,煤层层数和可采煤层较多,这种沉积补偿性的海退,有利于煤层的形成。煤层堆积后顶板为陆相层覆盖,减少了顶板层海相硫的影响程度,有利于低硫煤的形成。(www.xing528.com)

煤层是通过泥炭沼泽聚集起来的。泥炭沼泽的发育要求有更加严格的水文条件。在海陆过渡沉积区的三角洲、潟湖—海湾潮坪等环境位于海平面上下,所以有利于形成泥炭沼泽。在龙潭早期,构造沉降速率平稳,海平面上升明显,两者之和大于沉积物的充填速率,从而导致聚煤盆地不断扩大,海水侵进,聚煤区向陆超覆迁移。龙潭晚期,构造沉降速率平稳,海平面升降没有发生明显改变,沉积物充填速率加快,聚煤盆地变化不大,但聚煤区呈现出向西和向东明显的双向性扩展,造成沉积补偿性海退。长兴期,构造沉降速率进一步减小,但海平面上升明显,沉积物充填速率减慢,导致沉积盆地扩大,海水向西推进超覆,聚煤区缩小并向西迁移(图3—7、图3—8)。

图3—5 龙潭早期岩相古地理(王小川等,1996)

图3—6 龙潭晚期岩相古地理(王小川等,1996)

图3—7 长兴期岩相古地理(王小川等,1996)

图3—8 晚二叠世聚煤盆地构造—沉积演化(王小川等,1996)

(a)龙潭早期;(b)龙潭晚期;(c)长兴期;(d)长兴末期

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