中国东北部最主要的一套含煤地层。在大兴安岭以西,以富含巨厚褐煤层著名;在黑龙江省东部则盛产炼焦煤。该含煤地层由陆相或海陆交替相碎屑岩及火山熔岩、火山碎屑岩及煤层组成,岩性、厚度及含煤性各地差异甚大。其地质年代尚有较大争议,但不会超出晚侏罗世至早白垩世时限,距今约137Ma左右。
释义中国东北部最主要的一套含煤地层。在大兴安岭以西,以富含巨厚褐煤层著名;在黑龙江省东部则盛产炼焦煤。该含煤地层由陆相或海陆交替相碎屑岩及火山熔岩、火山碎屑岩及煤层组成,岩性、厚度及含煤性各地差异甚大。其地质年代尚有较大争议,但不会超出晚侏罗世至早白垩世时限,距今约137Ma左右。
地层特征中国境内侏罗白垩纪含煤地层具代表性的地方名称及其对比关系如表1所示。根据岩石沉积类型,分为陆相和海陆交替相两类含煤地层。
陆相含煤地层下部以火山岩类为主,夹沉积岩;上部则以正常碎屑沉积岩为主,夹火山岩。
(1)下部。以中性火山岩为主,包括中基性、中酸性和酸性的一套火山熔岩及火山碎屑岩,间夹正常碎屑岩或正常碎屑—火山碎屑岩沉积夹层; 厚度变化极大,一般超出2000m,但又在部分地区缺失。在大兴安岭及其西坡地区,该地层称兴安岭群,分布广泛,常成为一些侏罗白垩纪聚煤盆地的基底; 在呼盟东北部的甘河流域一带,该群中部的九峰山组还夹可采煤层。这套火山岩组一般不整合覆盖于中晚侏罗世红层之上,有时超覆在更老地层甚至变质岩系之上。
(2)上部。各种粒级的一套碎屑岩组,以角砾岩、砾岩和粗砂岩等粗碎屑岩居多,粉砂岩、泥岩较少,夹有煤层、油页岩等。该地层中一般还夹有火山熔岩及火山碎屑岩,以中酸性为主,在部分地区火山岩相当发育。其厚度由数百米至千余米不等,在一些地区为一个含煤组(霍林河组、巴彦花群);在另一些地区则可分为上、下两个含煤组(伊敏组和大磨拐河组、阜新组和九佛堂组)。其含煤性在大兴安岭以西较好;而以东的吉林、辽宁以及西部的内蒙古固阳、甘肃南部等地区则较差。在吉林桦甸等地,该地层中还产出油页岩多层,岩石的色调以灰黑色为主,但到西部的固阳及甘肃南部以及辽宁东部、吉林南部,却都夹有红色岩层;由冀北向南越过燕山到北京一带,则全部变为红层。该地层普遍被早中白垩世红层假整合覆盖。
海陆交替相含煤地层分布于黑龙江省东部鸡西—双鸭山一带及其以东的完达山区和三江平原区,向西南可以延伸到长春附近。在鸡西、勃利、双鸭山地区,该含煤地层统称鸡西群。它分上、下两部,下部称滴道组,由中性火山熔岩、火山碎屑岩及正常碎屑岩组成,以陆相为主,岩性及厚度变化大,厚400~680m,偶夹薄煤层;上部称城子河组和穆棱组,系陆相夹少量海相的碎屑岩组,均产可采煤层,厚1000~3000m。在密山、虎林一带,该地层相当于当地龙爪沟群的中、下部。其靠下的云山组则是海陆交替相碎屑岩组; 靠上的珠山组基本属陆相碎屑岩组,两组总厚约3000m,岩性厚度均较稳定,都产出可采煤层。鹤岗地区缺少下部的火山岩组,而发育两套陆相碎屑岩含煤组,其岩性、厚度稳定,属于海陆交替相近海型含煤沉积的边缘部分。
形成条件包括古地理、古气候等。
古地理中国东北侏罗白垩纪含煤地层,明显地形成于两类不同的古地理环境。一类是近海—滨海环境,当时,从吉林长春附近起始,向东北方进入黑龙江省,经三江平原、完达山区出境到俄罗斯,是一个向东北方倾斜、开口的海盆边缘。大致以黑龙江鸡西为界,向西南属于陆地的后滨地带,向东北则属于近滨及前滨地带。这一环境的古构造活动较弱,沉积条件相对比较稳定。另一类是内陆盆地环境,除上述地区外,均属此类,盆地一般形成于燕山期拉分型断裂,盆地一侧或两侧存在着同沉积断裂,盆地充填的碎屑岩均源于盆缘断裂外侧。单一盆地都是独立的沉积单元,时—空上存在山坡→山麓→平原→河→湖的演变,沉积物相变剧烈,每一特定沉积层(如煤、湖相泥岩)都限定于一定的层位和地段。由于古构造条件的地区差异,不同盆地其侏罗白垩系的发育状况不尽一致。
古气候中国整个东、北部地区,在侏罗纪、白垩纪时,总体呈现出干燥、炎热的气候,仅在早中侏罗世及侏罗纪、白垩纪之间,两度出现过潮湿温暖的气候。侏罗纪、白垩纪间潮湿温暖气候的分布范围也很有限,其南界在吉林浑江一河北张家口一线,西界大致在内蒙古固阳附近,而其以南、以西,在中国境内则基本上全为干燥气候所控制。在甘肃南部的西秦岭,由于地形复杂造成的小气候,也形成过山间盆地内的小范围潮湿环境。
分布按侏罗白垩纪含煤地层赋存的具体地质型式,可将它的分布划分黑龙江东部,辽、吉、冀北,内蒙古中、东部 和甘肃南部四个区。
黑龙江东部区即海陆交替相含煤地层分布区。其原始沉积范围大,且连续成片,经后期构造变动,主要以断块形式保存于鸡西—双鸭山以东地区。该区一般含煤层数十层,以中厚至薄层状为多,稳定性好,产出中至低灰,中至低硫,炼焦用煤,煤质尚可。区内主要煤田有:鸡西、鹤岗、双鸭山、勃利、集贤、双桦、宝清—密山等。
辽、吉、冀、北区其南界即为吉林浑江—河北张家口一线,不包括辽东半岛。含煤地层赋存于一些小型中新生代内陆盆地中,受后期构造和火山岩覆盖影响,分布面积一般仅十到数百平方公里。一般含煤层数层到十余层,以中厚至厚煤层为多,但稳定性差,厚煤层展布范围不大,煤种以低变质烟煤为主。主要煤田有:阜新、浑江、辽源、蛟河、和龙、汪清等。
内蒙古中东部区包括包头市以东的内蒙古六个盟,西部止于固阳。含煤地层赋存于大兴安岭以西的百余个小型内陆盆地中,盆地具明显方向性,长轴一般为北东一北北东向。除少数星散者外,有三个集中分布的盆地群,即:位于呼盟的呼伦贝尔盆地群,位于锡盟、哲盟的巴彦胡硕盆地群和位于乌盟的多伦盆地群。区内含煤地层受后期构造破坏程度较轻,一般含煤层数十层,以中至厚层状为主,最厚可达239.15m (锡盟阿巴哈纳尔旗的胜利煤田),但亦有相当多的盆地无含煤地层,有些盆地则缺失煤层。盆地中的富煤带主要位于古地理的河流—山麓地带。区内煤种基本上为褐煤。区内重要的煤田有伊敏河、扎赉诺尔、陈旗、大雁、牙克石、拉布达林、免渡河、霍林河、巴彦花、胜利、元宝山、平庄、西乌旗、阿拉坦合力、黑城子、青石砬等。
甘肃南部区小片分布于徽县、成县等地,产出不稳定薄煤层,常呈瓜藤状,最厚处可达20m,煤种为低变质烟煤。
中国东北部侏罗白垩纪含煤地层向东、向北延伸出国境,在俄罗斯远东及西伯利亚、蒙古东部也形成了一些重要的煤田,包括俄罗斯的勒拿(ленекий)、南雅库特 (южно-якутский)、布列雅(Буреннский)等煤田和蒙古的纳来哈、巴格—诺尔、昌德甘塔尔等煤田。1
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李航 - 副教授 - 西南大学