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[科普中國]-坳陷型聚煤盆地

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坳陷型聚煤盆地亦稱波狀坳陷盆地,盆地的基底基本上為一連續(xù)界面,聚煤期地殼運動以寬緩開闊的波狀隆起和坳陷為主,含煤巖系就形成于波狀坳陷內(nèi),波狀坳陷可能是地殼薄化引起的區(qū)域沉降,也可能是殼下物質活動引起的熱沉降,或區(qū)域構造應力場造成的地殼波狀變形。坳陷型聚煤盆地內(nèi)部比較穩(wěn)定和均一,但常常鄰接活動構造帶,受到各種板塊邊緣活動動力效應的波及,因此盆地邊界構造對盆地的形成和演化有中重要的影響。1

簡介坳陷型聚煤盆地的形成直接受控于地殼的構造運動,構造運動引起基底逐漸沉降,沉降物不斷地補償過程中形成的聚煤盆地。這類盆地常形成波狀起伏的坳陷,盆地坳陷范圍大,沉降幅度中間大、邊部小,形成的煤系中間厚,最厚可達數(shù)百米,向兩邊逐漸變薄。我國華北石炭-二疊紀煤系就是在這類廣闊的坳陷盆地中形成的。

基本特征聚煤盆地的基底界面可以是連續(xù)沉積界面,也可以使遭受長期風化剝蝕的間斷面、在盆地形成演化過程中,基底脆性斷裂變形不明顯,坳陷型盆地的幾何形態(tài)多呈圓形、橢圓形或灣口型,其橫剖面有些是對稱的,有些則不對稱;盆地規(guī)??纱罂尚?,大者可達數(shù)十萬平方公里。

含煤巖系的形成主要受緩慢沉降過程所控制,沉降中心一般位于盆地的中部。在大型陸表?;騼?nèi)陸湖盆內(nèi),多種成煤沉積體系主要發(fā)育于濱岸地帶,以側向進積為主,由于充分的沉積物源和較快速的沉積速率往往超過盆地基底的沉降速度,使得盆地充填序列常表現(xiàn)為快速海退旋回特征,隨著水域進退可形成一系列含煤沉積楔形體,地層剖面中沉積間斷和河流沖蝕、再造層比較發(fā)育,構成相當復雜的盆地充填序列。盆地中部距陸源區(qū)較遠,往往出現(xiàn)欠補償環(huán)境,可能過渡為含煤層序與碳酸鹽或深水泥質巖層序的交替,呈現(xiàn)大體對稱的旋回結構。盆地的沉積中心與沉降中心可能不一致,最大沉積厚度帶往往是陸源供應充分的進積三角洲葉體。

坳陷型聚煤盆地含煤巖系的巖性巖相和含煤性比較穩(wěn)定,并沿走向和傾向作有規(guī)律的漸變。沉積物成熟度高,經(jīng)過了流水的遠距離搬運和再分配,旋回結構清晰。煤層發(fā)育比較廣泛、穩(wěn)定,易于對比。陸源區(qū)和含煤沉積區(qū)相對高差不大,因而盆地邊緣相一般表現(xiàn)為河流沉積物的顯著增加。

大型的坳陷型聚煤盆地內(nèi)部常常發(fā)育次一級隆起和坳陷,對沉積巖相、沉積厚度和聚煤作用有顯著影響,在盆地演化過程中次級隆起和坳陷可以發(fā)生轉化和遷移,相應地造成巖相的變化和巖相帶的遷移。由于坳陷型盆地具有構造相對穩(wěn)定的特征,所以流水搬運起著十分重要的作用,河道沉積構成盆地沉積體系的骨架,流水形式和水動力條件往往決定了巖性巖相和厚度分布。1

典型盆地我國華北石炭-二疊紀聚煤盆地是一個比較典型的波狀坳陷型聚煤盆地、一個克拉通內(nèi)沉積盆地。盆地南、北兩側分別以秦嶺-大別山和陰山活動構造帶為界,總體為一個由西北向東南緩傾的箕狀盆地。盆地的基底為中奧陶統(tǒng)侵蝕界面,盆緣局部地段為寒武系或震旦系。華北-石炭二疊紀煤系由一個完整的海侵-海退旋回組成,在海域不斷擴張的總趨勢下形成以潟湖、潮坪-障壁體系為主的早期聚煤環(huán)境,以穩(wěn)定的薄-中厚煤層和淺水碳酸鹽巖層的廣泛發(fā)育為特征,旋回結構清晰,煤層易于對比,晚石炭世中晚期,海域范圍最大,在盆地北緣山前地帶發(fā)育厚煤層,大約自晚石炭世晚期,由于內(nèi)蒙-大興安嶺海槽漸趨封閉,盆緣隆起帶多河系攜帶的大量陸源碎屑注入盆地,開始了盆地范圍的海退期。在富煤層段,聚煤帶呈現(xiàn)規(guī)律性變化,大體為“東西向成帶,南北向遷移”的總格局。2

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

屈明 - 副研究員 - 西南大學