内蒙古都呼木盆地形成演化及聚煤规律研究

罗国文

摘 要： 都呼木盆地是一个半地堑式聚煤盆地。本文论述了该盆地的形成、充填与演化，简述了盆地地层特征、煤层煤质特征等，分析了盆地聚煤规律，圈出了富煤带，为以后都呼木盆地煤炭勘查开发提供重要科学依据。

关键词： 都呼木盆地；煤层特征；聚煤规律

都呼木盆地是二连盆地群中一百多个断陷盆地中的一个，呈NE-NNE向展布。盆地形成于中生代，是一个不对称的半地堑箕状盆地，控盆断裂发育在盆地东南一侧，盆地西北部为侵蚀边界。沉积中心受好来—锡林呼都格断裂控制，在断裂西北侧形成一富煤地带。

1. 盆地的形成、充填与演化

1.1 盆地的形成

二连盆地群是古生代以来华北板块和西伯利亚板块不断双边增生，最终拼接而成的内蒙古中部华力西褶皱带基础上发育起来的；中生代以来，研究区构造演化发展进入了一个新时期，它与前中生代构造演化在受力方式、构造性质、沉积岩相、沉降幅度以及火山活动方面存在着显著的差异。三叠纪—早侏羅世，受高地温场的影响，地壳下物质受热膨胀，引起密度减小而发生区域穹隆作用，普遍缺失三叠系和部分早侏罗世沉积。中侏罗世，随着太平洋板块的增长所产生的新库拉—太平洋扩张脊朝NNE向挤压扭动，我国滨太平洋地壳强烈“活化”，以NNE向占绝对优势的挤压或压扭断层大量出现，打破了古亚洲构造域南北挤压的势态。这时，大兴安岭整体抬升，主脊两侧下陷，给二连盆地群的形成设下了构造格架。晚侏罗世中末期，古亚洲东北偶发生安第斯式碰撞，中国东北大陆处于弧后盆地，随着板块俯冲导致小型热对流，使大陆地壳逐渐拉开变薄，包括内蒙古自治区东部在内的广大地区有大体同步的强烈火山活动，以东强西弱多沿NE—NNE向线状喷发和外溢为其特征，在大兴安岭西坡发育了厚达7000m的陆相火山岩建造，在火山大规模喷发后，致使研究区地壳处于应力松弛状态，开始经历了不同于过去的地裂运动，普遍发生陷落，发育了一系列地堑式的盆地或半地堑式的箕状盆地。

都呼木盆地就是多个断陷盆地中的一个。

1.2 盆地的充填与演化

在晚侏罗世，都呼木盆地基底暴露地表，发育了上侏罗统大青山组火山岩段岩石地层，至早白垩世初期形成了一层较厚的风化壳砂砾岩层，随即下沉陷落接受沉积，组成了巴彦花群三个岩组地层。

巴彦花群下部阿尔善组：缺失了阿尔善组下部层位，直接沉积了中上部深灰色泥岩及泥岩与砂砾岩互层。粗碎屑岩含量高，一般在60%～90%之间，砾石成分主要为火山岩和变质岩，磨圆度极差，多为棱角状和次棱角状，砂岩中石英长石含量低，岩屑含量高，重矿物以不稳定矿物含量高为特征。填隙物主要为凝灰质或有其蚀变的粘土矿物以及其它粘土杂基。该岩段地层厚度平均约80m，岩相主要为冲积扇、短道直流河，属于盆地形成初期“填平补齐”的产物。

巴彦花群中部腾格尔组：分布范围较广，岩石组成除陆源碎屑岩以外，含有少量的煤屑、泥灰岩及其钙质结核等。陆源碎屑岩为灰—深灰色泥岩为主，夹灰白—灰绿色砾岩、粗砂岩和粉砂岩。各种岩石在平面上的分布规律受沉积环境控制，在盆地边缘断裂和侵蚀边界附近，砾岩和砂岩的比例相对较高，是冲积扇、扇形三角洲以及短道直流河等沉积环境比较集中地区。在盆地中心地带，以大套泥岩、细粉砂岩、泥灰岩为主，形成了浅湖—半深湖环境。该组地层厚度一般大于1000m，沉积于盆地发育中期“起覆扩张”阶段。

巴彦花群上部赛汉塔拉组：分布范围比腾格尔组要狭窄的多，西部地段已沉积缺失该组岩层，岩性组合主要为陆源碎屑岩和煤层，陆源碎屑岩为灰—灰绿色砂岩、粉砂岩和泥岩，各岩类在平面的分布特征亦受沉积环境的制约，砂岩丰度在盆缘附近一般为50%～80%，向盆地的中心部位泥质岩类和煤层厚度显著增加。都呼木盆地属于半地堑式盆地，沉积中心受好来—锡林呼都格断裂的控制，在断裂西北形成了长约30km、宽3km～7Km的富煤地带。该组地层厚度平均约168m，沉积于盆地晚期“萎缩沼泽化”阶段。

都呼木盆地的形成、充填和演化经历了“填平补齐”、“起覆扩张”、“萎缩沼泽化”三个不同阶段，体现在沉积物上是巴彦花群底部以粗碎屑砾岩、砂砾岩为主，沉积环境为冲洪积相；中部以大段的泥岩为主，沉积环境以湖相为主；上部由各种粒级的砂岩、泥岩和煤层为主，沉积环境主要为河流相、扇形三角洲、浅湖和泥炭沼泽相。

2. 煤层、煤质特征

2.1 煤层特征

盆地内共赋存有4组煤组，煤层均分布在赛汉塔拉组一岩性段，底板埋深在254～778m之间，可采煤层单层厚度为1.50～63.42m。含煤面积约300km2。在平面上，煤层主要分布在盆地东南部，呈北东向展布。东南部含煤性好，煤层层数多，煤层厚；盆地西部、北部煤层少、厚度变薄直至尖灭；总体显示由西北部向东南部逐渐变好，中南部最好，再向东南部变差的变化规律。在垂向上，含煤地层上部含煤性最差；中部与下部，含煤性稍差；中下部含煤性最好，总体显示由下至上为稍差→好→稍差→差的变化规律。

2.2 煤质特征

各层煤颜色为棕褐色—灰黑色，木质结构，层状、块状构造；煤岩组分多为暗煤，其次丝炭。宏观煤岩类型以暗淡型为主，半暗淡型次之。显微煤岩组分以有机组分为主，无机组分次之。煤类为褐煤二号。

煤质为中灰、高挥发份、中低热值、中—中高硫、低磷、低氯、低腐植酸煤。可用作动力用煤。适用于火力发电、各种锅炉，也可在建材工业、化工工业中做焙烧材料，还可以做气化用煤。

3. 聚煤规律探讨

在盆地形成初期，水动力条件强、碎屑物活动频繁，不利于泥炭沼泽地形成。而盆地发育的中期，覆水较深，亦不利于大面积沼泽化，因此也不会形成具有工业价值的煤层。只有在盆地的萎缩、消亡阶段，内部高差不大，出现准平原化，湖水已退至控盆断裂的“根部”，才有利于泥炭沼泽化的形成。研究区主要聚煤作用发生在盆地发育晚期—赛汉塔拉组的沉积时期。在平面上，由于都呼木盆地是一个不对称的半地堑箕状盆地，控盆断裂发育在盆地东南一侧，盆地的西北部为侵蚀边界，古地貌显示西北部较高，东南侧相对低洼。盆地西北部为冲积扇、短道直流河、三角洲等水动力条件较强、碎屑比较活跃的地区，而东南部为浅湖、扇形三角洲等沉积环境，有利于水体继续变浅而形成泥炭沼泽环境，因而都呼木盆地富煤带在控盆断裂的西北一侧1km～2km附近。

另外，对聚煤作用影响较大的另一因素是盆底的古地形地貌。盆地古地形呈隆坳相间之态，隆中有凹，凹中有隆。在隆起区无煤层聚集，而凹陷区才堆积砂泥质等细粒物质，之后泥炭沼泽化聚集成煤。煤层向古隆起区分岔变薄至尖灭。

4. 结语

（1）都呼木盆地地表多为第四系、新近系、古近纪覆盖，下伏地层为侏罗纪、白垩纪地层，基底为石炭纪、二叠纪地层。煤层赋存在白垩纪赛汉塔拉组地层中。

（2）都呼木盆地总体呈北东向展布，是一个不对称的半地堑箕状盆地，控盆断裂发育在盆地东南一侧，盆地西北部为侵蚀边界，古地貌显示西北部较高，东南侧相对低洼。盆地富煤带在控盆断裂西北侧1km～2km以西。

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