內蒙古都呼木盆地形成演化及聚煤規律研究

羅國文

摘 要： 都呼木盆地是一個半地塹式聚煤盆地。本文論述了該盆地的形成、充填與演化，簡述了盆地地層特征、煤層煤質特征等，分析了盆地聚煤規律，圈出了富煤帶，為以后都呼木盆地煤炭勘查開發提供重要科學依據。

關鍵詞： 都呼木盆地；煤層特征；聚煤規律

都呼木盆地是二連盆地群中一百多個斷陷盆地中的一個，呈NE-NNE向展布。盆地形成于中生代，是一個不對稱的半地塹箕狀盆地，控盆斷裂發育在盆地東南一側，盆地西北部為侵蝕邊界。沉積中心受好來—錫林呼都格斷裂控制，在斷裂西北側形成一富煤地帶。

1. 盆地的形成、充填與演化

1.1 盆地的形成

二連盆地群是古生代以來華北板塊和西伯利亞板塊不斷雙邊增生，最終拼接而成的內蒙古中部華力西褶皺帶基礎上發育起來的；中生代以來，研究區構造演化發展進入了一個新時期，它與前中生代構造演化在受力方式、構造性質、沉積巖相、沉降幅度以及火山活動方面存在著顯著的差異。三疊紀—早侏羅世，受高地溫場的影響，地殼下物質受熱膨脹，引起密度減小而發生區域穹隆作用，普遍缺失三疊系和部分早侏羅世沉積。中侏羅世，隨著太平洋板塊的增長所產生的新庫拉—太平洋擴張脊朝NNE向擠壓扭動，我國濱太平洋地殼強烈“活化”，以NNE向占絕對優勢的擠壓或壓扭斷層大量出現，打破了古亞洲構造域南北擠壓的勢態。這時，大興安嶺整體抬升，主脊兩側下陷，給二連盆地群的形成設下了構造格架。晚侏羅世中末期，古亞洲東北偶發生安第斯式碰撞，中國東北大陸處于弧后盆地，隨著板塊俯沖導致小型熱對流，使大陸地殼逐漸拉開變薄，包括內蒙古自治區東部在內的廣大地區有大體同步的強烈火山活動，以東強西弱多沿NE—NNE向線狀噴發和外溢為其特征，在大興安嶺西坡發育了厚達7000m的陸相火山巖建造，在火山大規模噴發后，致使研究區地殼處于應力松弛狀態，開始經歷了不同于過去的地裂運動，普遍發生陷落，發育了一系列地塹式的盆地或半地塹式的箕狀盆地。

都呼木盆地就是多個斷陷盆地中的一個。

1.2 盆地的充填與演化

在晚侏羅世，都呼木盆地基底暴露地表，發育了上侏羅統大青山組火山巖段巖石地層，至早白堊世初期形成了一層較厚的風化殼砂礫巖層，隨即下沉陷落接受沉積，組成了巴彥花群三個巖組地層。

巴彥花群下部阿爾善組：缺失了阿爾善組下部層位，直接沉積了中上部深灰色泥巖及泥巖與砂礫巖互層。粗碎屑巖含量高，一般在60%～90%之間，礫石成分主要為火山巖和變質巖，磨圓度極差，多為棱角狀和次棱角狀，砂巖中石英長石含量低，巖屑含量高，重礦物以不穩定礦物含量高為特征。填隙物主要為凝灰質或有其蝕變的粘土礦物以及其它粘土雜基。該巖段地層厚度平均約80m，巖相主要為沖積扇、短道直流河，屬于盆地形成初期“填平補齊”的產物。

巴彥花群中部騰格爾組：分布范圍較廣，巖石組成除陸源碎屑巖以外，含有少量的煤屑、泥灰巖及其鈣質結核等。陸源碎屑巖為灰—深灰色泥巖為主，夾灰白—灰綠色礫巖、粗砂巖和粉砂巖。各種巖石在平面上的分布規律受沉積環境控制，在盆地邊緣斷裂和侵蝕邊界附近，礫巖和砂巖的比例相對較高，是沖積扇、扇形三角洲以及短道直流河等沉積環境比較集中地區。在盆地中心地帶，以大套泥巖、細粉砂巖、泥灰巖為主，形成了淺湖—半深湖環境。該組地層厚度一般大于1000m，沉積于盆地發育中期“起覆擴張”階段。

巴彥花群上部賽漢塔拉組：分布范圍比騰格爾組要狹窄的多，西部地段已沉積缺失該組巖層，巖性組合主要為陸源碎屑巖和煤層，陸源碎屑巖為灰—灰綠色砂巖、粉砂巖和泥巖，各巖類在平面的分布特征亦受沉積環境的制約，砂巖豐度在盆緣附近一般為50%～80%，向盆地的中心部位泥質巖類和煤層厚度顯著增加。都呼木盆地屬于半地塹式盆地，沉積中心受好來—錫林呼都格斷裂的控制，在斷裂西北形成了長約30km、寬3km～7Km的富煤地帶。該組地層厚度平均約168m，沉積于盆地晚期“萎縮沼澤化”階段。

都呼木盆地的形成、充填和演化經歷了“填平補齊”、“起覆擴張”、“萎縮沼澤化”三個不同階段，體現在沉積物上是巴彥花群底部以粗碎屑礫巖、砂礫巖為主，沉積環境為沖洪積相；中部以大段的泥巖為主，沉積環境以湖相為主；上部由各種粒級的砂巖、泥巖和煤層為主，沉積環境主要為河流相、扇形三角洲、淺湖和泥炭沼澤相。

2. 煤層、煤質特征

2.1 煤層特征

盆地內共賦存有4組煤組，煤層均分布在賽漢塔拉組一巖性段，底板埋深在254～778m之間，可采煤層單層厚度為1.50～63.42m。含煤面積約300km2。在平面上，煤層主要分布在盆地東南部，呈北東向展布。東南部含煤性好，煤層層數多，煤層厚；盆地西部、北部煤層少、厚度變薄直至尖滅；總體顯示由西北部向東南部逐漸變好，中南部最好，再向東南部變差的變化規律。在垂向上，含煤地層上部含煤性最差；中部與下部，含煤性稍差；中下部含煤性最好，總體顯示由下至上為稍差→好→稍差→差的變化規律。

2.2 煤質特征

各層煤顏色為棕褐色—灰黑色，木質結構，層狀、塊狀構造；煤巖組分多為暗煤，其次絲炭。宏觀煤巖類型以暗淡型為主，半暗淡型次之。顯微煤巖組分以有機組分為主，無機組分次之。煤類為褐煤二號。

煤質為中灰、高揮發份、中低熱值、中—中高硫、低磷、低氯、低腐植酸煤。可用作動力用煤。適用于火力發電、各種鍋爐，也可在建材工業、化工工業中做焙燒材料，還可以做氣化用煤。

3. 聚煤規律探討

在盆地形成初期，水動力條件強、碎屑物活動頻繁，不利于泥炭沼澤地形成。而盆地發育的中期，覆水較深，亦不利于大面積沼澤化，因此也不會形成具有工業價值的煤層。只有在盆地的萎縮、消亡階段，內部高差不大，出現準平原化，湖水已退至控盆斷裂的“根部”，才有利于泥炭沼澤化的形成。研究區主要聚煤作用發生在盆地發育晚期—賽漢塔拉組的沉積時期。在平面上，由于都呼木盆地是一個不對稱的半地塹箕狀盆地，控盆斷裂發育在盆地東南一側，盆地的西北部為侵蝕邊界，古地貌顯示西北部較高，東南側相對低洼。盆地西北部為沖積扇、短道直流河、三角洲等水動力條件較強、碎屑比較活躍的地區，而東南部為淺湖、扇形三角洲等沉積環境，有利于水體繼續變淺而形成泥炭沼澤環境，因而都呼木盆地富煤帶在控盆斷裂的西北一側1km～2km附近。

另外，對聚煤作用影響較大的另一因素是盆底的古地形地貌。盆地古地形呈隆坳相間之態，隆中有凹，凹中有隆。在隆起區無煤層聚集，而凹陷區才堆積砂泥質等細粒物質，之后泥炭沼澤化聚集成煤。煤層向古隆起區分岔變薄至尖滅。

4. 結語

（1）都呼木盆地地表多為第四系、新近系、古近紀覆蓋，下伏地層為侏羅紀、白堊紀地層，基底為石炭紀、二疊紀地層。煤層賦存在白堊紀賽漢塔拉組地層中。

（2）都呼木盆地總體呈北東向展布，是一個不對稱的半地塹箕狀盆地，控盆斷裂發育在盆地東南一側，盆地西北部為侵蝕邊界，古地貌顯示西北部較高，東南側相對低洼。盆地富煤帶在控盆斷裂西北側1km～2km以西。

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