孔玉梅 河北省煤田地质局物测地质队,河北 邢台 0 5 4 0 0 0
浅谈河北平原区石炭二迭系的赋存状态
孔玉梅 河北省煤田地质局物测地质队,河北 邢台 0 5 4 0 0 0
随着经济的飞速发展,我省煤炭资源较为紧缺,探明平原区煤炭资源赋存情况寻找新的煤炭工业基地对我省煤炭工业的发展与布局,具有重大的战略意义。
河北平原区;石炭; 二迭系;赋存状态河北省煤炭资源丰富、煤种齐全,煤炭开发历史悠久,其矿井规模及产量均为我国主要省份之一。其煤种之全,煤质之优闻名中外。但是随着经济的飞速发展,我省煤炭资源逐渐紧缺,探明平原区煤炭资源赋存情况寻找新的煤炭工业基地对我省煤炭工业的发展与布局,将有重大的战略意义。
河北平原在中奥陶世晚期,受加里东运动影响整体抬升为陆地,经漫长风化剥蚀夷平后,至中石炭世又逐渐下沉接受了富含煤层的海陆过渡相沉积。沉积前的基岩主要由奥陶系中统(O2)灰岩组成,北部边缘地层逐渐变老,古地理景观呈北西—南东向,平坦开阔的近海平原。
中石炭世中晚期,海水从东部侵入,气候温暖、潮湿、多雨,属热带—亚热带气候,沉积古地理背景以海湾泻湖及潮滩为主。在广阔无垠的海湾中,点缀着点点砂坝。晚石炭世海侵逐渐扩大,由于北部阴山古陆继续抬升,风化剥蚀所形成之大量陆源碎屑物随河流注入海湾泻湖,形成了三角洲前缘河口坝沉积,在宽广平缓的三角洲平原上,植物茂密的低洼地带,形成了泥炭沼泽沉积,当时的古气候与本溪期相似。晚石炭世的海侵方向从东南侵入。早二迭早期,在晚石炭世晚期海退的背景上,海水向东南方向退出。河北平原均属三角洲平原,唐山—石家庄以北以河流相沉积为主,物源区仍为阴山古陆,本期的沉积环境与晚石炭世相似,气候温暖潮湿,古植物茂密昌盛,平面分布辽阔,为山西期形成大面积的泥炭沼泽奠定了丰硕的物质基础。早二迭世晚期至晚二迭世早期,沉积环境及古地理背景相似,此时海湾泻湖及潮坪沉积已绝迹,三角洲平原逐渐由河北平原向南迁移,古气候亦由潮湿演变为干旱,对植物大面积茂盛保存极为不利,不易形成泥炭沼泽,从而石炭、二迭系也随即结束了成煤时期。
河北平原区石炭、二迭系有着广泛的分布,据粗略计算分布总面积约为29900K m2,约占平原区面积的42.7%,集中分布在沧县隆起的两翼、黄骅拗陷、邢衡隆起及冀南拗陷中。埋藏深度因地而异,残留体的赋存状态复杂多变,现分述如下:
(一)残留厚度
河北平原区内石炭、二迭系残留厚度为0~1255米。区内残留厚度不一。一般地,石炭、二迭系上覆地层有三迭系地层者即为石炭、二迭系原始沉积厚度,石炭、二迭系地层得以全部保存;上覆地层直接为侏罗系地层覆盖者,石炭、二迭系地层得以部分保留;若直接被新生界地层覆盖则石炭、二迭系地层大部分剥蚀,残留厚度较小,对寻找煤田而言,可视为有利区。区内残留厚度差别很大。同一地区残留厚度也有差异,根据区内石炭、二迭系残留的连片性和残留厚度程度,将区内划分了12个残留厚度区。
上述地区残留200米者,仅保存本溪组、太原组部分地层,分布在无极、东光东等地;残留200~400米者,保存本溪组、太原组和部分山西组地层,分布在深泽-深县、沧隆西翼等地;400~600米者,本溪组-山西组煤系地层得到全部保存,且保留了部分下石盒子组地层,分布在廊坊、南宫、文安、阜城等地;400~800米者,本溪组-下石盒子组地层全部保存,且保存了部分上石盒子组地层,分布在临清、丘县、黄骅、束鹿等地。400-1200米者;
表1 石炭、二迭系残留厚度一览表
表2 石炭、二迭系顶面埋深一览表
石炭二迭系地层全部保存,主要分布在黄骅、冀南拗陷等地。
(二)残留体埋藏深度
残留体埋藏深度在区内变化很大,多为1000米以深,最深可达8000米以下,甚至可达万米,埋藏在1000~4000米的地区有武清-文安-大城、青县、东光东,阜城、巨鹿-广宗等地,埋深大于4000的地区有黄骅(沧东)武清、临西—邯郸等地。
(三)石炭、二迭系残留体地质结构形式
河北平原区内石炭、二迭纪在不同地区有着不同的地质发展过程。在区内,根据石炭、二迭纪与上覆地层之间的迭置关系归纳出以下几种结构形式:
1.沉降型:是石炭、二迭纪沉积后的各个地质历史时间中,以沉降为主的地区,如大营镇、丘县及临清东部的冠县、萃县等凹陷,这些地区石炭、二迭纪保存全,埋深大。
2.迥返型:是指石炭、二迭纪、三迭纪沉积后,一直处于缓慢隆起为主的地区,这类地区石炭、二迭系埋深较浅,顶面埋深一般小于1500米,例如区内的大城凸起及埕宁隆起西翼等地。
3.中隆新凹型:是指石炭、二迭纪、三迭纪沉积后,侏罗白垩纪时期以隆起为主,新生代期间以沉降为主要的地区,如深县、深泽地区,这类地区石炭、二迭系顶面一般埋藏深度较深,深度可达3000~4000米,通过上述归纳可看出迥返型结构的地区是找煤有利的地区。
根据有石炭、二迭系赋存的地方就必具有工业价值的煤层存在这一普遍规律及其地层、煤层可比性强的特征,凡有中奥陶统地层存在也可当作间接找煤标志等经验,结合区内以往大量钻探、物探资料,在平原区寻找新的希望含煤区。河北平原区石炭、二迭系含煤地层分布广,埋藏深,从现有资料情况看,埋深一般均超过1000m,赋煤带多位于隆起与凹陷、凹凸过渡地带。通过上述分析,我们可以看出河北省煤系地层赋存具有一定的规律性:首先,赋存形式与地域有关,不同地域煤系地层赋存形式不同;其次,成煤时间上,从南往北成煤时代逐渐变新。
太行山东麓煤田以断裂系为特点,以往勘查多在一千米以浅,今后找煤重点应放在靠近太行山山前断裂的地带,该地带虽说煤系埋深上千米,但局部的地垒构造中煤系埋深可能变浅。冀东南沉降区找煤重点应放在中坳新隆型、中隆新隆型两种构造组合中,它们的特点是煤系地层保存较全,且埋藏深度相对较浅。
10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.006
孔玉梅,1965年出生,女,河北邢台人,地质工程师,河北省煤田地质局物测地质队从事技术工作。