簡介
富煤帶是聚煤盆地中含煤相對富集的部位。其範圍可根據煤層厚度等值線的輪廓圈定,富煤帶內部煤的聚積並不是均一的,常有一個以上的聚煤中心。與聚煤盆地的總面積相比較,富煤帶在聚煤盆地中所占的面積雖然不大,但是卻可能占有盆地內煤儲量的大部分。例如,遼寧省早白堊世鐵法盆地的富煤帶,其面積僅占盆地總面積的1/20左右,而儲量卻占盆地總儲量的1/2以上;中國南方二疊紀的主要富煤帶在貴州省西部和雲南省東部的部分地區,其主要部分為六盤水煤田,煤儲量卻超過南方12省其他地區二疊紀煤儲量的總和。因此,在沉積盆地中圈定和預測富煤帶具有重大經濟意義。
形成條件
富煤帶形成於沉積盆地中有利的古地理環境與古構造條件的疊加部位。富煤帶形成的古地理環境是:
①海成湖泊的三角洲,大的富煤帶皆形成於廢棄的三角洲平原上;
②沖積平原,特別是曲流河兩側的泛濫平原,當河流決口或改道後,原河道旁側的泛濫平原可形成面積廣大而穩定的沼澤化地區;
③有障壁沙壩保護的濱海平原;
④扇前窪地;
⑤淺水湖盆沼澤化區等。
此外,還需要具備有利的、能保證造成成煤植物繁茂生長的古氣候條件和古構造條件。
形成原因
富煤帶的形成是古地理和古構造因素綜合作用的結果,這兩個方面的作用可通過沉積相組合、含煤岩系厚度和旋迴結構等方面分析加 以揭示。
適當的沉降速度,即當泥炭的堆積速度與基底沉降速度長期保持平衡的條件下,才有利於原煤層的形成。統計分析表明,富煤帶的範圍與盆地中適當的地層厚度範圍相吻合。地層厚度過大(即沉積過快)與地層厚度過薄(即沉降過慢)的地區,均不利於富煤帶的形成。
富煤帶的分布受控於聚煤盆地中的古地理和古構造單元的分布格局。同一聚煤盆地中可以有一個或多個富煤帶,如狹長的地塹式斷陷中富煤帶呈串珠狀或雁列狀分布於扇間洪泛窪地中,而每個富煤帶又與一定的低一級別古構造有關。
形成過程
富煤帶的展布在中、新生代斷陷盆地中表現的最為明顯,因為斷陷盆地聚煤作用的重要特徵是煤層厚度大,橫向變化快,富煤帶的分布受沉積體系分布和古構造活動的雙重控制(李思田等,1988)。右圖為阜新盆地切過富煤帶的橫向剖面,由該剖面可以看出由盆地邊緣向盆地中心煤的富集特徵可明顯的分為三個帶,即向盆地邊緣的煤層急劇分叉帶,向盆地中心的煤層緩慢分叉帶和它們之間的煤層合併帶。在煤層的急劇分叉帶,煤層迅速分叉變薄,並與盆緣的扇三角洲前緣指狀砂體頻繁交替,煤層層數多,但厚度較薄,基底的沉降速率和沉積物的堆積速率較快;在煤層緩慢分叉帶,煤層主要與河道透鏡狀砂體和淺湖細碎屑沉積交替,煤層分叉程度較低,煤體形態和厚度的變化梯度較小,煤層層數和煤層厚度中等,基底的沉降速率和沉積物的堆積速率較煤層急劇分叉帶慢,該頻寬度通常 >1~2km;在煤層合併帶,煤層層數少,單一煤層厚度大,煤層結構簡單,基底的沉降速率較慢,為相對較穩定的古隆起區,基底的沉降與泥炭的堆積保持相對穩定的補償狀態,該頻寬度通常 1~2.5km,構成了明顯的富煤帶。
典型事例
右表明阜新盆地海州組太平上段沉積體系和富煤帶分布特徵,富煤帶總體分布於盆地中部,並與盆地展布方向一致,並由南往北煤的富集特徵又可明顯地分為三個區。這主要由於在整個海州組沉積時期,城南和伊瑪圖地區的盆緣扇活動最強烈,兩側的粗碎屑沉積複合體時常在這裡對接(圖a)。
因此,將盆地分隔為三個聚煤條件不同的分區,由北向南依次為新邱區、海州 -東梁區和艾友 -清河門區。在這些分區的中央帶,除網結河道沉積物較粗外,河道間濕地主要為細粒的碎屑沉積和煤,濕地沼澤化和河道廢棄可以形成分布面積廣、持續時間長的泥炭沼澤,因而形成巨厚煤層(圖 b)。
由此可以看出控制海州組煤層分布的主要因素有如下兩個方面:
(1)古環境條件是控制聚煤的直接因素。在由橫向沖積扇、扇前辮狀河和縱向網結河系統組成的沉積體系中,地形平坦,坡度較緩的網結河沖積平原是有利的聚煤場所。河道之間或河道邊緣的濕地沼澤化、淺湖淤淺和河道廢棄都可能轉化為持續時間較長的泥炭沼澤,形成厚煤層。但靠近盆地邊緣沖積扇的活動會干擾甚至破壞穩定的聚煤環境。
(2)在斷陷盆地中,聚煤作用除了與古環境因素有關外,還受古構造因素控制。在泥炭堆積過程中,只有構造活動相對穩定時期,才能保持泥炭堆積和基底沉降的平衡,更重要的方面是在盆地演化過程中,各階段的古環境配置受古構造運動,特別是盆緣斷裂活動性的控制。海州組時期各階段橫向上環境分帶和縱向上的分區性與斷陷盆地的同沉積構造格架密切相關。