河南登封晚古生代層序地層及聚煤特征研究.pdf

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1、第37卷第1期2010年2月中國(guó)地質(zhì)GEoLoGYINCHINAV01．37，No．1Feb．，2010河南登封晚古生代層序地層及聚煤特征研究宋建軍董大嘯邵龍義(中131礦業(yè)大學(xué)(北京)資源與地球科學(xué)系，北京100083)提要：運(yùn)用露頭、鉆井巖心層序地層學(xué)的有關(guān)理論方法．對(duì)蹬槽剖面的晚古生代地層進(jìn)行了詳細(xì)的沉積學(xué)和層序地層學(xué)研究，共識(shí)別出8個(gè)三級(jí)層序界面，把本研究區(qū)域晚古生代地層劃分為7個(gè)三級(jí)層序。s，大致相當(dāng)于本溪組；S：大致相當(dāng)于太原組；S，大致相當(dāng)于山西組；S．和S；分別對(duì)應(yīng)下石盒子組的上

2、下部分；S。對(duì)應(yīng)上石盒子組；S，對(duì)應(yīng)石千峰組。在這些層序中，低位體系域往往以發(fā)育三角洲平原分流河道相砂礫巖、或殘積相風(fēng)化殼、或?yàn)I湖相中細(xì)砂巖為特征，而水進(jìn)體系域多障壁島一漏湖相泥巖和粉砂巖、三角洲前緣相砂泥層以及淺湖相細(xì)砂巖為主，高位體系域則主要為淺海相碳酸鹽巖、前三角洲相泥巖及富泥質(zhì)的淺湖相沉積序列。層序S，～層序S：物源不豐富。聚煤作用主要發(fā)生在海侵初期或海退時(shí)期；層序S廣層序S。物源相對(duì)豐富．聚煤作用主要出現(xiàn)在最大海泛附近。關(guān)鍵詞：登封地區(qū)；晚古生代；層序地層；聚煤中圖分類號(hào)：P539．2

3、；t)618．11文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1000—3657(2010)01—0167-17華北晚古生代聚煤盆地為一巨型克拉通盆地。其煤炭資源富集程度及盆地形成與保存的相對(duì)完整性均為中國(guó)各時(shí)代各類型盆地之首【1】。石炭一二疊紀(jì)是華北克拉通盆地的主要成煤期．吸引了眾多學(xué)者舊。前人對(duì)整個(gè)盆地的石炭一二疊系沉積相及層序地層特征進(jìn)行過(guò)研究．但是有關(guān)一個(gè)地區(qū)石炭～二疊系層序地層格架的深入分析還比較少見。本文在詳細(xì)的沉積學(xué)研究和精細(xì)的地層劃分對(duì)比基礎(chǔ)上．從層序界面及體系域界面識(shí)別人手進(jìn)行層序的劃分與對(duì)比，建

4、立了登封地區(qū)石炭一二疊系層序地層格架。1地質(zhì)背景華北盆地是一個(gè)多旋回?cái)噗贽D(zhuǎn)化型的含油氣盆地嘲。晚古生代時(shí)期的沉積作用受控于北部的古興蒙洋和南部的秦嶺洋向華北板塊俯沖動(dòng)力的平衡性tTI。晚石炭世．由于古興蒙洋的俯沖暫緩．形成北低南高的古地形．致使海水從NE和E或NW方向侵入華北地臺(tái)區(qū)，抵達(dá)三門峽一鄭州一鄢陵一線，接受本溪組的沉積。早二疊世，由于古興蒙洋俯沖加?。貛X洋俯沖相對(duì)暫緩，形成北高南低的古地形。由于豫西、豫西南的伏牛古陸和中條古陸的存在．在河南造成了向sE傾斜的古斜坡，海水進(jìn)退方向?yàn)镹W

5、—SE向。晚石炭世一早二疊世均是陸表海碳酸鹽臺(tái)地一碎屑堡島復(fù)合沉積體系。中二疊世。古興蒙洋持續(xù)俯沖加劇，在河南形成淺水三角洲體系．不斷向南推進(jìn)。晚二疊世。秦嶺洋俯沖加劇，伏牛古陸和中條古陸迅速隆起，在河南形成陸緣近海湖環(huán)境。早三疊世，秦嶺洋閉合。其中。石炭紀(jì)一二疊紀(jì)地形的“蹺蹺板”變化最為顯著．成為含煤地層“北型南相”的重要原因。由于加里東運(yùn)動(dòng)的影響。華北板塊在志留紀(jì)、泥盆紀(jì)和早石炭世隆起接受剝蝕．有多于100MalSl的沉積間斷。在本溪組底部形成以鋁土質(zhì)泥巖為主的風(fēng)化殼。晚石炭世，華北板塊逐漸

6、被海水淹沒。登封地區(qū)產(chǎn)生以鋁土質(zhì)泥巖、水云母泥巖、高嶺石泥巖為代表的溻湖相沉積。早二疊世．海侵進(jìn)一步加大，本區(qū)主要呈現(xiàn)碳酸鹽臺(tái)地沉積．以多層的泥晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r為主要巖石類型。中二疊世，海退開始，出現(xiàn)以河控三角洲為主的沉積類型。其中，也有小規(guī)牧稿日期：2009-04-10：改回日期：2009-12-04基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃973課題(2006CB202202)資助。作者簡(jiǎn)介：宋建軍，男，1963年生。博士生，從事沉積學(xué)、工程地質(zhì)和聚煤規(guī)律研究；E-mail：song：iianj

7、un0906@163．corn。168中國(guó)地質(zhì)2010矩模的海侵海退過(guò)程．在蹬槽剖面上石盒子組中發(fā)現(xiàn)了硅質(zhì)海綿巖、海綠石等半深海相巖相。晚二疊世．登封地區(qū)基本脫離海洋的環(huán)境以陸相湖泊沉積為主。Sr／Ba小于1，發(fā)育了扇三角洲沉積。但是這一時(shí)期還不斷受到小規(guī)模海水的影響．地層中發(fā)現(xiàn)有少量的海綠石同，腕足動(dòng)物化石等海相沉積。華北南部及鄰區(qū)的石炭一二疊系。由于受傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)方案的影響一直采用石炭系三分和二疊系二分的方案。但是由金玉開等p_呵編制完成的《中國(guó)地層典》己經(jīng)采用了石炭系二分和二疊系三分的劃分方案

8、。石炭系二分和二疊系三分已經(jīng)成為地質(zhì)學(xué)研究的趨勢(shì)。因此本論文也采用石炭系二分和三疊系二分的方案(表1)。表1華北地臺(tái)晚古生代地層對(duì)比簡(jiǎn)表lS-lelTable1CorrelationofLatePaleozoicstratain2層序關(guān)鍵界面的識(shí)別及層序的劃分原則層序地層的關(guān)鍵界面指層序界面、海侵面和最大海泛面等，這些關(guān)鍵界面的識(shí)別對(duì)于層序劃分有著極其重要的意義。(1)---級(jí)層序界面的識(shí)別標(biāo)志11區(qū)域不整合面古構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的不整合面是典型的層序界面。研究區(qū)本溪組底部發(fā)育的含鋁土質(zhì)泥巖，其底面為