四川攀枝花地区晚三叠世层序地层与聚煤作用研究

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攀枝花地区位于扬子准地台西缘川滇黔"菱形地块"(传统意义的康滇地轴)。晚三叠世早期,康滇断隆带处于松潘—甘孜造山运动及特提斯边缘微陆块与扬子地台西缘软碰撞的构造松弛阶段,攀枝花断裂复活,其西侧早三叠世形成的宝鼎盆地再度下降,在断陷盆地背景下沉积了晚三叠世早期大荞地组含煤岩系;晚三叠世晚期,伴随着东西向挤压应力增强,研究区向大型拗陷盆地转化,宝鼎组含煤岩系广泛超覆于老地层之上。宝鼎盆地大荞地组为一套陆相断陷盆地背景下的碎屑岩沉积,下部l段至3段以细砂岩、粉砂岩和泥质岩为主,含煤性较差:中部4段至8段以砂质岩为主,夹泥质岩和煤层,是主要含煤段;上部9段至11段以砾岩为主,夹砂岩和泥质岩,含煤性减弱。自下而上碎屑岩粒度向上变粗,并经历了湖泊—三角洲—辫状河—冲积扇的沉积环境演化过程。采用"Vail"学派的观点,识别出的层序界面:①河道下切谷,伴随着基准面下降,由河流回春作用形成的下切谷是层序界面的典型标志。下切谷充填沉积一般以叠置的厚层及透镜状砂砾岩体为特征;②河道间的古土壤:它是冲积平原河道间层序界面的极好标志。研究区晚三叠世大养地组共识别出12个层序界面,划分了11个层序。由于大荞地组时代大致对应于晚三叠世卡尼期至诺利早期,延续了约14.7Ma,考虑当时大荞地组底部不整合面造成的部分地层的缺失,划分的每个层序时限应该小于1Ma,应相当于Vail的四级层序。在内陆断陷盆地,基准面上升速率(可容空间增加速率)主要受控于与构造有关的盆地基底沉降速率,研究区宝鼎盆地晚三叠世大荞地组沉积期为一典型内陆断陷盆地,伴随着东西向拉张应力的减弱而挤压应力的增强,断陷盆地基底沉降速率减缓,并在宝鼎组沉积期演化为一大型内陆拗陷盆地。在大荞地组断陷盆地沉积期,随着盆地基底沉降速率减缓,基准面上升速率(可容空间增加速率)也减慢,自下而上沉积物粒度变粗,沉积环境经历了湖泊—浅水三角洲—辫状河—冲积扇的演化过程。从层序格架内聚煤强度看,由于断陷盆地早期(层序Ⅰ—层序Ⅲ))盆地基底沉降速率(基准面上升及可容空间增加速率)过快,聚煤作用很差,儿乎没有可采煤层发育;断陷盆地发育中期(层序Ⅳ—层序Ⅷ),伴随盆地基底沉降速率变慢,聚煤作用呈逐渐增强趋势;断陷盆地发育晚期(层序Ⅸ—层序Ⅺ),由于基底沉降过慢,有利于聚煤作用发生的可容空间增加速率变慢,聚煤作用相应地变弱直至终止。垂向上大荞地组各层序聚煤强度(含煤系数)曲线呈先增强再减弱的趋势。从主要煤层在层序格架中发育和分布位置看,断陷盆地发育中期主要煤层分布于低位体系域、初始湖泛面附近和高位体系域的中后期,伴随盆地基底沉降速率变慢,可容空间增加速率减小,主要煤层逐渐向基准面上升速率及可容空间增加速率最快的最大湖泛面附近迁移。从横向上看,断陷盆地不同位置盆地基底沉降速率差异较大,总体上表现为由盆地东部控盆断裂带(攀枝花断裂带)一侧的陡坡带向西部缓坡带,基底沉降速率逐渐变小。因此,断陷盆地基准面上升速率(可容空间增加速率)也表现为由盆地陡坡带向缓坡带逐渐减慢。再从物源供给速率看,典型断陷盆地物源主要来自两个,即盆地陡坡带的主要物源和盆地缓坡带的次要物源,并且平面上物源供给速率由盆地边缘向盆地中心呈逐渐降低趋势。结果造成盆地沉降中心在盆地东部断裂带-陡坡带一侧,而沉积中心则在陡坡带和缓坡带转折的部位(大致在盆地中部),即沉降中心与沉积中心的不一致。从聚煤强度看,在断陷盆地演化中期,聚煤中心主要位于可容空间增加速率中等以及陆源碎屑供给速率中等的的三角洲平原环境,从盆地缓坡带到陡坡带,聚煤强度曲线围绕沉积中心两侧呈双峰分布;在断陷盆地发展晚期,聚煤中心随着沉积中心的向西迁移而迁移,在宝鼎盆地范围内的聚煤强度曲线呈单峰分布。在大荞地组沉积晚期以及宝鼎组沉积期聚煤中心应该在现今大箐向斜的西侧。
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