山东及邻区C-P浅水三角洲沉积特征及聚煤规律

【作者】 冯凯； 李增学； 王东东； 李莹； 李旭超； 张晖； 周晓娟；

【机构】 山东科技大学地球科学与工程学院； 山东交通学院交通土建工程学院； 山东省煤田地质规划勘察研究院；

【摘要】 【研究意义】山东及邻区地处华北晚古生代陆表海盆地东南缘,在晚古生代经历了由海相-海陆过渡相-陆相变迁的过程,浅水三角洲体系的出现是华北晚古生代大型聚煤盆地演化过程中重要一幕,是由陆表海盆地向陆相盆地演化过程中发育的主要沉积体系类型,标志着盆地沉积属性的变化,这是盆地充填演化过程中的重大事件。因此,对山东及邻区早二叠世晚期浅水三角洲进行研究,有助于揭示海陆交互相沉积与典型陆相沉积之间的沉积机理,进而为盆地属性的转换机制提供依据。【创新点】本文通过对山东及邻区浅水三角洲沉积特征及聚煤规律进行研究,揭示了大型陆表海盆地东南缘沉积充填末期盆地沉积属性转换的意义。【研究方法】基于山东及邻区的露头、岩心、钻井、测井数据资料,综合运用岩石学、沉积学、层序地层学方法,对浅水三角洲沉积微相进行详细划分,构建沉积模式,揭示浅水三角洲的空间展布及演化规律;利用单因素分析多因素综合作图法恢复岩相古地理特征,分析聚煤规律并建立成煤模式。【研究结果及主要结论】(1)山东及邻区浅水三角洲可划分为浅水三角洲上平原、过渡带和浅水三角洲下平原三种沉积环境,以多期分流河道砂体叠置为岩石地层骨架的上平原是浅水三角洲的主体,浅水三角洲上平原与过渡带以平均高水位为分界线、过渡带与浅水三角洲下平原以平均低潮线为分界线;(2)由于受到潮汐作用的影响,浅水三角洲序列中发育潮坪沉积。浅水三角洲沉积与河流沉积相比,岩石共生组合关系表现为陆上沉积常与水下沉积互层,河道发育数量更多且改道频繁,沉积剖面上砂岩含量也更高具有"砂包泥"的特征;与海相沉积相比,沉积物以砂岩及泥岩为主,具有明显的反旋回,常以互层的形式出现;(3)依据不同沉积旋回的等时性差异划分层序界面,将研究区划分为5个沉积旋回序列:层序Ⅰ浅水三角洲开始发育,由海相向海陆过渡相演变;层序Ⅱ三角洲体系继续向南推进,研究区处于海陆过渡相沉积;层序Ⅲ研究区内广泛发育稳定的3#煤层;Ⅳ时期全区基本脱离海水的影响,仅南部存在部分受海水影响的下平原沉积;层序Ⅴ研究区北部进入河流沉积环境,由海陆过渡相向陆相演变;(4)研究区前期存在两条主要分流河道,随着分流河道向南逐渐演化、废弃,最终只存在一条西北向东南流向主要分流河道,并以层序Ⅰ为基础建立了浅水三角洲演化模式,进而分析了研究区浅水三角洲演化-废弃阶段聚煤模式及聚煤规律:浅水三角洲活动阶段,分流河道的迁移影响聚煤单元的分布,仅在分流间湾处发育薄煤层;浅水三角洲废弃阶段,有利于聚煤作用的发生,分流间湾是聚煤的理想场所,易发生大规模泥炭沼泽的堆积,形成了分布稳定的煤层。更多还原