第三章沉积岩

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1、第三章沉积岩测区内的沉积岩主要是中生代的沉积岩,分布面积约占测区面积的30%。分为鸡西群、桦山群及龙爪沟群,其中鸡西群约占沉积岩面积的60%,桦山群30%、龙爪沟群约占10%;鸡西群由下向上地层单元可分为滴道组(笛d)、城子河组(笛C、穆棱组(笛加)及东山组(Kds);桦山群测区内为猴石沟组(Ki2h);龙爪沟群由下向上地层单元可分为裴德组(J3KP)、七虎林河组(笛纟)及云山组(K)。鸡西群为陆源碎屑沉积,在滴道组(笛)内发现有沟鞭藻类海相化石及在城子河组(KQ泥岩中发现海相化石层,说明滴道组(笛)在沉积过程中曾有过短暂的海侵发生,在城子河组中发生过较大的海侵。该群沉积岩主要为砾岩、砂岩、粉

2、砂岩、泥岩及其过渡类型岩石含煤层(工业煤层)。猴石沟组(K_2h)岩石组合下部以砾岩为主、上部以砂岩为主含薄层的粉砂岩、泥岩及其过渡类型,局部见薄煤层(不具开采价值)。龙爪沟群为海陆交互相沉积体系,为含煤地层。岩石组合裴德组J3KP)以砂岩为主,含砾岩、粉砂岩、泥岩及其岩石过渡类型,含薄煤层,七虎林河组(K1q)以海相泥岩为主夹粉砂泥岩,为海相化石主要赋存层位;云山组(K?)以砂岩为主,含粉砂岩、泥岩及薄煤层,含海相化石。第一节沉积岩岩石及岩相一、沉积岩岩石类型测区内沉积岩共分两大类正常沉积碎屑岩及火山沉积碎屑岩。沉积岩粒级划分标准根据沉积岩类区1:5万区域地质填图方法指南4,64mm卵石、6

3、42mm砾、2一1mm粗砂、1一0.5mm中砂、0.50.063mm细砂、0.0630.039mm粉砂、V0.039mm为泥。据此将测区内沉积岩分类如下:(一)正常沉积碎屑岩包括砾岩、砂岩、粉砂岩及泥岩、煤。下面分别介绍岩石特征。1、砾岩类(1)卵石砾岩:多因风化,卵石已脱落,风化面浅褐黄色,新鲜面灰色,卵石砾状结构,厚层状构造,见向上变细的粒序层理。岩石中卵石含量60一70%,成分复杂,有花岗岩、火山岩及变质岩。卵石为滚圆状、扁圆状、少量为次圆状、次棱角状,大小20一120mm,个别可达500mm;填隙物为砂岩、粉砂岩,约占3040%;据统计,卵石形态为扁圆体、椭球体,其中A:B:C3:2:

4、1(其中A为长轴,B为中轴,C为短轴)。卵石砾岩分布于鸡西群滴道组(K1d)城子河组(叫小的底部及桦山群猴石沟组(K12h)的下部。龙爪沟群裴德组(J3K1p、的底部也存在,其中以猴石沟组(K12h)最发育。(2)砾岩浅黄褐色、杂色、浅灰色,砾状结构,块状构造,见粒序层理。砾石为圆状一滚圆状,大小2一60mm,含量30一60%,成分多样,有火山岩、花岗岩、变质岩、沉积岩。填隙物为砂岩、粉砂岩及泥岩。为孔隙型混基砾岩,分选差。粗砾岩、中砾岩及细砾岩的岩石特征相似,除砾石粒径大小不同外,砾石的分选程度不同,砾石越细,分选越好。砾岩普遍存在于滴道组(叫)、城子河组(KQ、猴石沟组(K1-2h、及裴德

5、组(J3K1p、中,其它组也存在砾岩,但多以夹层或底砾岩薄层的形式存在。(3)砂砾岩为浅黄褐色,砂砾结构,块状构造,见粒序层理,由砾石、砂及粉砂组成。砾石成分为花岗岩、火山岩、变质岩,为滚圆状,大小220mm,含量230%。砂及粉砂含量70%左右。砂砾岩多存在于滴道组()、城子河组(K)、猴石沟组(Kh)及裴德组(J3K)中,以猴石沟组(Ki2h)砂砾岩居多。2、砂岩类砂岩按粒度分为粗、中、细砂岩,个别砂岩含砾石。按成分主要有岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩及杂砂岩。(1)岩屑长石砂岩为浅黄色,砂状结构,具平行层理、斜层理、交错层理及块状层理。主要成分为石英、长石及岩屑,其中石英为无色,粒状,含量约

6、2030%,长石为浅黄白色,板状,含量约3050%,岩屑含量为1020%;岩石颗粒为次圆次棱角状,为颗粒支撑,接触式胶结。岩屑长石砂岩主要存在于城子河组(K。、云山组(Kj)中,其中城子河组(Kc)以粗、中粒岩屑长石砂岩为主;云山组(K)以中细粒岩屑长石砂岩为主。(2)长石岩屑砂岩与岩屑长石砂岩相比,成分含量不同,其中长石含量2530%,岩屑4060%,石英1520%。颗粒为次棱角状,颗粒支撑,接触式胶结及孔隙式胶结。长石岩屑砂岩主要存在于滴道组(Kd)、裴德组(J3KP)、猴石沟组(K_2h)中,其中猴石沟组(Kh)以粗粒为主,滴道组(笛)以粗、中粒长石岩屑砂岩为主;裴德组(J3KP、以中、

7、细粒长石岩屑砂岩为主。(3)杂砂岩是指杂基含量大于15%的砂岩。测区内杂砂岩存在于滴道组(笛)、猴石沟组(K_2h)及裴德组(J3K)中,猴石沟组(Ki2h)以粗粒杂砂岩居多;滴道组(叫d)及裴德组(J3Kip)以中细粒杂砂岩居多。上述砂岩除七虎林河组(笛纟)含砂岩较少之外,其余各组砂岩累计厚度均较大。3、粉砂岩类为灰色、浅灰色,粉砂质结构,水平层理、波状层理。主要成分为石英,其次为长石,岩石颗粒为次棱角状,分选好。粉砂岩赋存于鸡西群及龙爪沟群地层中,猴石沟组(Ki2h)粉砂岩较少。穆棱组(Kim).城子河组(叫C)、七虎林河组(笛纟)的粉砂岩累计厚度较大。4、泥岩类为深灰色、灰黑色,泥质结构

8、,水平层理,由小于0.039mm的细小颗粒组成。普遍存在于鸡西群、龙爪沟群及猴石沟组(Ki2h)中,其中穆棱组(Kim).七虎林河组(Kiq)泥岩较厚,其它各组中泥岩以薄层的形式存在。5、煤煤为黑色,具条带状构造。宏观上可分为暗煤、半暗煤、半亮煤及亮煤四种类型。煤在测区内主要分布于鸡西群城子河组(KiC)、穆棱组(Kim)中,其中以城子河组(Kic)中煤质最好,多为半亮煤及亮煤,发热量高,为主要工业煤层。龙爪沟群及猴石沟组(Ki2h)中,夹薄煤层,但煤质较差,一般为暗煤、半暗煤,不具工业价值。(二)火山碎屑沉积岩火山碎屑沉积岩在测区内较发育,多以沉积夹层的形式出现,主要为沉凝灰岩、凝灰质砂岩。

9、鸡西群及龙爪沟群沉积岩中均含有火山碎屑沉积岩。1、沉凝灰岩为灰黑色,沉凝灰结构,略具水平纹理,90%以上为细火山灰,同时含有少量的晶屑、玻屑及岩屑,薄片中见有磁铁矿物,火山物质定向性明显。以沉积夹层的形式多存在于穆棱组(K%)、滴道组(Kd)中,城子河组(Kic)中含量较少。2、凝灰质砂岩砂岩中含有火山灰物质,一般火山灰含量525%,其余成分为砂质。多为凝灰砂质结构,具平行层理,存在于穆棱组(笛加)及城子河组(K1C)中。二、沉积岩岩相测区内沉积岩分布广,面积大,多为中生代盆地内的沉积岩,按沉积地层层序特征、岩石组合特征,把测区内的沉积岩划分为5个岩相:卵石砾岩相、砾岩相、砂岩相、粉砂岩相及泥

10、岩相。(一)岩相特征1、卵石砾岩相以卵石砾岩为主,含有漂砾,填隙物以细砾粗砂为主的岩性段,通常夹薄层的粉砂岩、含砾粗砂岩。2、砾岩相以中、中细砾岩为主,含有粗砾,填隙物以粗砂、中砂为主的岩性段,通常夹薄层的粗砂岩、中砂岩。3、砂岩相以细、中、粗砂岩为主体的岩性段,夹有粉砂岩及泥岩的沉积薄层。4、粉砂岩相以粉砂岩为主体的岩性段,通常夹有薄层的粉砂质泥岩及泥岩。5、泥岩相以泥岩为主体的岩性段,夹有薄层的粉砂岩及泥质粉砂岩。(二)岩相分布特征1、鸡西群(1)滴道组(笛d)底部为卵石砾岩层相,下部为砾岩相,上部砂岩相。表现山麓冲积沉积特征。(2)城子河组(KQ底部发育砾岩相,向上砂岩相最发育,含有粉砂

11、岩相及泥岩相。表现为山麓冲积扇三角洲平原的沉积特征。(3)穆棱组(K1m)发育砂岩相,粉砂岩相及泥岩相,反映为三角洲平原滨湖平原的沉积特征。2、龙爪沟群(1)裴德组(J3KP)底部发育卵石砾岩相、砾岩相,上部发育砂岩相,反映山麓冲积扇三角洲平原沉积特征。(2)七虎林河组(K1q)发育砂岩相、粉砂岩相及泥岩相,含大量海相化石,反映为滨海泻湖沉积的特征。(3)云山组(K1y)砂岩相发育,含有粉砂岩相及泥岩相,含海相化石,反映为河流三角洲滨海平原沉积的特征。3、桦山群猴石沟组(Kh)12下部为卵石砾岩相、砾岩相;上部为砂岩相,含有粉砂岩相及泥岩相,反映河流冲积河流三角洲沉积特征。第二节层序地层分析一

12、、各级层序地层分析测区内中生代盆地鸡西与勃利盆地,为含海相层的陆相盆地,并非真正意义上的海陆交互相含煤盆地,而龙爪沟盆地则为海陆交互相含煤盆地,并且测区内的中生代沉积岩区主要沿北东向敦密山断裂北侧分布。因此,分析沉积盆地的各级层序特征对研究沉积盆地的生成、发展、演化具有重要意义。(一) 沉积盆地特征测区内的鸡西、勃利盆地及龙爪沟沉积盆地主要受敦密断裂及依舒断裂控制,因此沉降分异大,构造分区明显,沉积物堆积快,物源较近。盆地在发育不同时期具有不同的沉降中心,具多方向物源沉积,沉积相变快、相变窄等特点,同时盆地的水域分布受构造沉降、气候条件的控制。其中构造作用是控制盆地沉积的主导因素,因此盆地沉积

13、的构造旋回性强,盆地的形成、发育、演化和废弃的阶段性也较强。(二) 盆地层序地层特征测区内的陆相盆地地层层序构成样式与区域构造具密切的关系,层序内部单元的层次和级别依构造活动的阶段性不同而有所差异。层序内体系的划分与级别及小层序的划分,主要依据盆地水域体制的变化;层序级别的划分与构造运动的规模及级次相对应。测区内引用林畅松等(1995)通过对乌里雅斯太断陷盆地的分析,反映如下特征:(1)一个二级层序是一个构造沉降幕或裂陷幕的产物。(2)二级层序的不整合面是沉降速率减少到零,直至盆地遭受剥蚀的结果。(3)三级层序的发育也可能与更次一级的间歇性构造沉降差异有关。顾家裕(1995)在建立陆相盆地层序

14、地层中应用低水位、水进和高水位三种体系域的三分法。测区内的一级层序相对应的构造为敦密断裂带,二级层序对应鸡西勃利盆地及龙爪沟盆地的基底面,三级层序相对应的为鸡西群、龙爪沟群及桦山群内的各组层序。(三) 盆地层序的主要控制因素陆相盆地中,控制层序发育的主要因素是盆地基底沉降、沉积物供给和气候10,上述三种因素中构造是主导因素,在整个盆地演化过程中,三级层序的分界面都与构造事件有关。通过测区内露头、剖面的实际观测,下面几种界面为鸡西与勃利盆地及龙爪沟盆地内三级层序的界面。1、古构造运动面为盆地充填沉积带代表基底面或盆地萎缩阶段古风化剥蚀面,代表构造运动形成的区域不整合面,与区域构造事件有关,如鸡西

15、与勃利盆地及龙爪沟盆地基底面。2、构造应力场转换面由于构造背景的转换,盆地所处的构造应力场发生变动。盆地从扩张到萎缩,可能是由于盆地构造应力场的转换,导致充填沉积物发生明显变化,如测区内鸡西群城子河组(Kic)与穆棱组(Km)的界面,龙爪沟群七虎林河组(笛q)与云山组(Ky)的界面。3、大面积超覆界面由于盆地构造机制的改变导致盆地属性发生变化,如测区内鸡西群穆棱组(笛血)与桦山群猴石沟组(Kih)之间的界面,鸡西与勃利盆地由断陷盆地转变为坳陷盆地。4、大面积泥炭沼泽化界面陆相盆地在充填过程中,由于构造机制改变或充填沉积引起的盆地萎缩,沉积物补给少盆地出现沼泽化一泥炭沼泽化,如测区城子河组(笛0

16、与穆棱河组(笛加)之间的界面。以上的三级层序分界面,在测区内广泛分布。二、基本层序分析以上分析了测区内三级层序的分界面,四级、五级及六级层序界面存在于每一组内部,四级层序为组内沉积变化明显的大层序;而五级、六级层序相当于四级层序内部的小层序基本层序。下面对鸡西群及龙爪沟群沉积的基本层序进行详细的分析。(一)鸡西群1、滴道组(笛)沉积基本层序类型测区内的滴道组(叫)典型剖面位于滴道区暖泉北山。图3-1曲流河沉积向上变细型基本层序为例说明滴道组(Kd)基本层序。(1)曲流河沉积向上变细型基本层序(图31)底部为山麓冲积扇沉积,向上为河漫滩沉积,即底部为冲刷侵蚀面,向上为砾岩、砂砾岩及粗砂岩。砾岩呈

17、层状、叠瓦状分布,砂岩具板状交错层理及平行层理;上部为河漫滩细砂岩、粉砂岩、沼泽化碳质泥岩及薄煤层,反映出二元结构的特征。(2)三角洲沉积向上变粗又变细型基本层序(图32)该基本层序为河控三角洲沉积层序,底部为泥岩、粉砂岩及细砂岩,构成前三角洲沉积;向上逐渐变为中砂岩、图3-2三角洲沉积向上变粗又变细型基本层序滴道暖泉北部的6240号钻孔中地层层序较齐全,并以此粗砂岩及砂砾岩,构成三角洲前缘沉积;再向上变为粗砂岩、细砂岩及粉砂岩,为三角洲平原沉积,总体反映为三角洲的沉积层序。(3)多元结构向上变细型基本层序(图33)该基本层序的沉积特征为底部砂砾岩、或含砾粗砂岩,向上变为中砂岩、细砂岩、粉砂岩

18、,构成向上变细的基本层序。图中为该基本层序构成的旋回沉积。(4)河道叠置沉积向上变细型基本层序(图34)该基本层序底部具冲刷构造,为砂砾岩,向上变为粗砂岩、细砂岩,总体上以粗砂岩为主,顶部为薄层粉砂岩与薄层泥岩互层呈韵律沉积。(5)向上变细互层韵律型基本层序(图35)该基本层序底部为中粗砂岩与粉砂细砂岩互层,上部为细砂岩与粉砂岩互层,呈韵律沉积,总体上反映向上变细的互层韵律型基本层序。总之,滴道组(Kd)基本层序:下部以山麓冲积、向上变细的二元结构及向上变细的多元结构为主,上部以细粒碎屑互层韵律沉积为主,反映出盆地沉积碎屑由粗变细的总体特征。图3-3多元结构向上变细型基本层序图3-4河道叠置沉

19、积向上变细型基本层序图3-5向上变细互层韵律型基本层序2、城子河组(KC沉积基本层序类型测区内城子河组(Kg)的典型剖面为穆棱河北路堑剖面(CJP”、CJP22t),其基本层JLI仏仏I仏仏JL序类型如下:(1)向上变细的河流冲积扇基本层序(图36)该层序底部为冲刷构造,向上为砾岩、中砂岩、细砂岩及薄煤层。沉积特征表明,下部为山麓冲积扇沉积,上部为河漫滩沉积,为较典型的二元结构层序。(2)向上变细的含煤基本层序(图37)该层序底部多为粗砂岩偶含砾,向上逐渐变为中砂岩、细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩及煤层,构成一个向上变细的含煤基本层序,多个基本层序构成了其旋回性沉积,为城子河组(笛e)主要含煤层序

20、。(3)向上变细韵律型基本层序(图38)该基本层序底部为含砾粗砂岩或粗砂岩,向上逐渐变为中砂岩、细砂岩、粉砂岩及粉砂质泥岩。由该基本层序组成多个沉积旋回特征,明显反映出水进水退韵律沉积特征。(4)互层韵律型基本层序(图39)该基本层序为薄层粉砂岩与薄层泥岩或粉砂质泥岩呈互层韵律沉积,其特征为岩层薄,粒度细,为水动力条件相对平稳时期沉积的产物。以上为城子河组(Kg)典型的基本层序,其中下部以向上变细的二元结构沉积为主,中部以向上变细的含煤多元结构及向上为细厚层沉积为主,上部以沉积物颗粒较细的互层韵律型沉积为主,含煤层主要分布于该组的中部。一.W、图3-8向上变细韵律型基本层序该组在测区内的典型剖

21、面为鸡西市北西七千米铁道东一莲花七队的路堑剖面(C4JP2)。其底部层序在穆棱河路堑剖面(C4JP22)也有出露,含煤沉积主要发育在梨树区穆棱矿区(781号钻孔),下面分别介绍其发育的基本层序及特征。(1)河流沉积向上变细型基本层序(图310)该层序底部为一冲刷面,为薄层砂砾岩,向上为中砂岩、细砂岩、粉砂岩;上部为厚层粉砂质泥岩及泥岩,即下部为河流冲积沉积物,上部具泛滥平原沉积物,具典型二元结构特征。2)向上变细型基本层序(图311)该基本层序总体上向上变细,下部以中砂岩为主,其内部夹薄层的粉砂岩或泥岩;上部以粉砂岩、泥岩为主,夹煤层,在粒度上总体反映向上变细的特征。图3-9互层韵律型基本层序

22、图3-10河流沉积向上变细型基本层序=I图3-11向上变细型基本层序(3)含煤向上变细型基本层序(图312)该基本层序底部为中砂岩,向上变为细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩,顶部为煤层该基本层序构成的四个含煤旋回沉积,反映了沉积及成煤的旋回性特征。(4)含煤互层韵律型基本层序(图313)该基本层序为穆棱组(K%)主要含煤层,其特征为薄层的细砂岩与煤层或薄层的泥岩互层,呈韵律沉积,反映了水动力条件相对稳定、沼泽化频繁发生,为聚煤提供了有利的沉积条件。(5)互层韵律型基本层序(图314)该基本层序由薄层粉砂岩及薄层粉砂质泥岩组成,偶见煤层及薄层泥岩;沉积物颗粒较细,说明水动力条件相对稳定,呈韵律式

23、水进水退沉积,构成了薄层的互层韵律型基本层序沉积。穆棱组(笛加)沉积岩以细粒的沉积物为主,其下部以中砂岩为主,向上变细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层,构成向上变细的基本层序;中部为薄层的细砂岩与薄层泥岩或煤层组成互层韵律为主的含煤沉积,为穆棱组(m)主要成煤部位;上部为薄层细砂岩与薄层的粉砂质泥岩或泥岩构成互层韵律沉积。图3-12含煤向上变细韵律型基本层序图3-13含煤互层韵律型基本层序图3-14互层韵律型基本层序(二)桦山群猴石沟组(Kh)12测区内猴石沟组(K12h)分布广泛,代表性剖面为C4JP022、C4JP21、C4JP01712。以上述剖面为例,介绍猴石沟组(Ki2h)的基本层序。1、猴

24、石沟组(Kh)下部地层的基本层序12山麓冲积一河流冲积沉积基本层序(图315)为猴石沟组(Ki2h)下部基本层序,其底为冲刷面,向上为砾岩,代表河道相沉积;上部为中砂岩,代表河漫滩沉积,表现为冲积扇河流的沉积特征。2、猴石沟组(Kh)上部地层的基本层序12(1)三角洲沉积基本层序(图316)该基本层序底部为泥岩、粉砂岩,向上逐渐变为细砂岩、中砂岩及含砾粗砂岩,再向上则粒度逐渐变细,变为粗砂岩、中砂岩、细砂岩及粉砂岩,反映的沉积环境分别为前三角洲、三角洲前缘及三角洲平原,为典型的三角洲沉积层序。(2)向上变细型基本层序(图317)该基本层序底部为具板状交错层理的中砂岩,向上变为具平行层理的细砂岩

25、、水平层理的粉砂岩,上部为具水平层理的粉砂质泥岩。总体上反映为向上变细的特征,构成了一个沉积的基本层序。为扩张期湖泊沉积较完整的一个基本沉积层序。(3)互层韵律型基本层序(图318)该基本层序为薄层中砂岩与薄层的粉砂岩或粉砂质泥岩组成的韵律沉积,反映水动力条件相对稳定的沉积环境。代表猴石沟组(K_2h)上部的沉积特征。猴石沟组(K_2h)下部以山麓冲积扇一河流冲积沉积为主,主要沉积物为砾岩,代表粗碎屑岩的沉积特征;上部以河流一三角洲一湖泊沉积为主,主要为砂岩、粉砂岩及泥岩,反映盆地构造活动及水动力条件由强转弱的沉积过程。图3-15河流冲积沉积基本层序图3-16三角洲沉积基本层序图3-17向上变

26、细型基本层序图3-18互层韵律型基本层序三)龙爪沟群1、裴德组JKp)基本层序类型31测区内裴德组(J3KP)典型剖面位于密山市裴德镇东胜村北C4JP020剖面,其沉积基本层序如下:(1)向上变细型基本层序(图319)该基本层序底部为一冲刷面,具底砾岩向上逐渐变为粗砂岩、中砂岩、细砂岩及粉砂岩,构成一个向上变细的多元结构基本层序,相同的基本层序连续沉积构成了基本层序的沉积旋回,反映为多元结构沉积的特征。(2)厚层状砂岩与泥岩向上变细型基本层序(图320)该基本层序下部由厚层中砂岩或细砂岩组成,上部由厚层粉砂岩或粉砂质泥岩组成,岩相特征明显,构成一个厚层的向上变细的基本层序。其中砂岩具平行层理,

27、粉砂岩或粉砂质泥岩具水平层理。为一个扩张期湖泊沉积的基本层序。裴德组(J3KP)沉积岩下部以含砾粗砂岩、粗砂岩向上逐渐变细的基本层序特征为主,上部则以细砂岩向上变为粉砂岩及粉砂质泥岩为主。总体上为退积型地层结构特征。2、七虎林河组(Kq)基本层序类型1测区内该组的典型剖面为c4jp020。(1)向上变细型基本层序(图321)该基本层序下部为中细砂岩,向上变为粉砂岩及泥岩,总体表现为向上粒度变细的沉积特征。(2)向上变细韵律型基本层序(图322)该基本层序底部为细砂岩,向上变为粉砂岩与泥岩呈韵律沉积,且粉砂岩及泥岩均为厚层状,具水平层理,该基本层序反映扩张期湖泊沉积的特征。七虎林河组(K1q)下

28、部为向上逐渐变细的基本层序,上部则为厚层状粉砂岩与厚层泥岩呈韵律沉积,反映了该组的地层结构,总体上为退积型沉积特征。I图3-19向上变细韵律型基本层序图3-20厚层状砂岩与泥岩图3-21向上变细型基本层序向上变细型图3-22向上变细韵基本层序律型基本层序3、云山组(Ky)基本层序类型测区内控制云山组的地层剖面有C4JP020、P24-2、P24-4等,其基本层序沉积特征如下:(1)向上变细型基本层序(图323)该基本层序下部为厚层中砂岩,向上变为薄层的粉砂岩及薄层的泥岩,构成一个向上变细变薄的基本层序,基本层序表现为进积型地层结构特征。(2)含煤向上变细韵律型基本层序(图324)该基本层序底部

29、为细砂岩,向上变为粉砂岩及煤层,构成一个向上变细的基本层序。图中多个基本层序组合在一起反映韵律型基本层序的沉积特征,为退积型地层结构。(3)含煤互层韵律型基本层序(图325)该组基本层序底部为薄层粉砂质泥岩,上部为薄层煤层,构成了一个韵律沉积,多个同样的韵律沉积组成了含煤互层韵律型基本层序,反映了水动力条件相对平稳的沉积特征。综上所述,云山组(K1y)以进积型地层结构为特征,下部以厚层中砂岩向上变细的基本层序为主,上部以含煤向上变细基本层序及含煤互层韵律型基本层序为主,构成了云山组(K1y)沉积的总体面貌。图3-24含煤向上变细韵律型基本层序第三节沉积环境探讨鸡西与勃利盆地、龙爪沟盆地均位于三

30、江穆棱坳陷区内,双鸭山、宝清、双桦盆地等也位于其中。古地理分析表明,这几个大的含煤盆地是在同一坳陷中形成并接受沉积的,只是后期由于构造运动发生抬升、变形,致使各盆地沉积特征各具特色44。近十几年的工作证实,各盆地的城子河组(Kc)中均含有微咸水瓣鳃类化石,说明三江穆棱坳陷在此时期也为一较大的近海盆地。东、西与海域有障壁相隔,海侵时海水能漫过障壁进入三江穆棱坳陷区,因此形成了龙爪沟群七虎林河组(笛纟)泥岩中含有大量的海相化石、鸡西群城子河组(Kc)泥岩中含有海相双壳类腹足类化石的海相化石面貌。从路线、剖面、钻孔等实际资料分析,鸡西群以含煤的陆相沉积为主,含海相泥岩夹层;而龙爪沟盆地为近海山间盆地

31、,海相及陆相地层发育,成为典型的海陆交互相含煤沉积区。一、鸡西群沉积环境分析鸡西群分布于鸡西与勃利盆地内,其形成环境为山麓冲积扇河流湖泊沼泽沉积环境,但就鸡西群各组以及每一组的不同层位其沉积的环境也不尽相同,因此有必要对鸡西群各组的沉积环境进行详细的探讨。(一)滴道组滴道组(叫)属盆地沉降期充填沉积,其下部以砾岩、砂砾岩为主,砾石与砂之间混杂堆积,具砾状结构,略具粒序层理。从基本层序分析可知,底部为粗砾岩,向上逐渐变为中砾岩、细砾岩,局部夹有砂砾岩、粗砂岩薄;中部为砂岩、凝灰质砂岩、碳质泥岩夹薄煤层,砂岩具平行层理、槽状交错层理,反映河流、河漫滩、滨浅湖泥炭沼泽沉积特征。上部为火山岩与沉积岩交

32、互沉积形成了沉火山岩夹层。从生物特征看,在该组中发现有海相沟鞭藻化石,证明该组沉积时曾遭受过短暂的海侵;同时,在该组砂岩、粉砂岩、泥岩中采集到大量的植物化石,经南京地质古生物研究所鉴定为RuffordiaOnychiopsis植物群早期组合,进一步证明该组沉积岩形成时为温暖潮湿的气候环境。薄煤层的存在,说明该组局部地段形成了有利成煤的泥炭沼泽环境。经微量元素分析,该组中火山凝灰岩的Sr/Ba比值为35/350,小于1,说明该组沉积岩为陆相淡水沉积环境。总之,从该组的岩石组合、沉积构造、基本层序、生物组合及微量元素等特征综合分析,滴道组(笛)为山麓冲积扇一河流一滨浅湖一泥炭沼泽环境的沉积产物。(

33、二)城子河组测区内城子河组(笛小与下伏地层滴道组(笛)间为平行不整合关系,之间具沉积间断。该组底部在盆地内以山麓冲积扇沉积为主,发育砾岩,其西部厚、向东逐渐变薄,砾石由大变小,砾状结构,具向上变细的粒序层理;叠瓦状构造,局部夹砂砾岩及粗砂岩透镜体。砾岩上部层位则为中砂岩,中细砂岩,碳质泥岩及薄煤层,构成冲积扇、河流三角洲,沉积层序同时含有海相化石的泥质岩层,代表海侵时的短暂沉积。中部为中粗粒砂岩向上为细砂岩、粉砂岩、碳质泥岩及厚煤层(工业煤层),构成一个向上变细的含煤沉积层序。其煤层顶部为厚层状砂岩,又为下一个沉积层序的开始,为城子河组(Kp)主要含煤沉积层序。其砂岩具平行层理、槽状交错层理、

34、板状交错层理,代表河流三角洲平原泥炭沼泽浅湖环境沉积。上部为中细粒砂岩,粉砂岩、泥岩、炭质泥岩煤层,构成旋回性沉积,粉砂岩、泥岩具水平层理、波状层理,为河流三角洲平原滨湖沉积环境。从生物特征看,城子河组(KQ植物为Ruffordia-Onychiopsis群中期组合,海相层中含有双壳类、腹足类海相化石,证明城子河组(KK)遭受过短暂的海侵。在泥岩层中还发现了淡水动物化石层Ferganococha(额尔古纳蚌),且植物化石的大量出现,说明此时城子河组(叫6)为温暖潮湿气候环境,为成煤提供了有利的气候条件,Ferganococha为淡水滨浅湖环境,其个体大小不一,保存完好,证明为原地的动物群。城子

35、河组c)中还见有菱铁矿结核,说明当时城子河组(K)沉积环境为还原环境,经微量元素分析Sr/Ba比值小于1,说明城子河组(KQ为陆相淡水环境。综合上述岩石组合、基本层序、沉积构造、生物特征及微量元素特征,城子河组(K1c)的沉积环境从下部到上部经历了山麓冲积扇河流三角洲平原滨海泥炭沼泽滨湖环境,总体上代表了盆地稳定沉降、滨浅湖扩张期的沉积,成为鸡西盆地主要成煤的沉积层位。(三)穆棱组该组沉积以细碎屑物沉积为主,从基本层序特征可知,其下部以中细砂岩为主向上变为细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层,为向上变细的基本层序,代表了河流三角洲平原沼泽滨湖环境的沉积;中部为薄层细砂岩、薄煤层泥岩及煤层组成互层韵律为主

36、为含煤层位,代表了泥炭沼泽滨湖环境的沉积;上部为薄层细砂岩与薄层的粉砂岩、泥质岩或泥岩构成的韵律沉积,代表了扇三角洲滨湖环境的沉积。从生物特征分析,该组植物化石组合仍为RuffordiaOnychiopsis植物群中期组合,从泥岩层中含有铁质结核分析,应为温暖潮湿的还原环境下的产物。综合上述岩石组合、基本层序、沉积构造、生物等特征,穆棱组(m)沉积岩为河流三角洲平原泥炭沼泽滨湖平原沉积环境。二、桦山群猴石沟组沉积环境分析测区内的猴石沟组(Kh)为鸡西与勃利盆地的盖层,其与下伏穆棱组仗严)为平行不整合。下部发育卵石砾岩,以砾岩、砂砾岩为主,夹砂岩及粉砂岩薄层。砾岩为砾状结构块状、叠瓦状构造,偶见

37、粒序层理。上部以粗砂岩为主,含有含砾粗砂岩,夹薄层砾岩及凝灰质砂岩,局部见薄煤层。砂岩具平行层理、板状交错层理、粒序层理。顶部为细砂岩、粉砂岩、泥岩薄层,细砂岩具平行层理、块状层理,粉砂岩、泥岩具水平层理、块状层理。从其基本层序分析,下部砾岩具有向上变细的特征,代表山麓河流冲积扇沉积特征。形成的猴石沟组(K12h)下部的砾岩,相当于红层沉积,代表干旱热带的气候环境。从生物特征看,猴石沟组(K12h)上部含有植物茎干化石,这些茎干化石多分布于一个基本层序的底部薄层砾岩或薄层砂岩中,基本平行于层面分布,但分布范围不大。同时,该组产双壳类TPN组合分子,含有介形虫,抱粉化石。经过1:25万鸡西市幅地

38、质调查,最新在该组上部砂岩中发现有恐龙化石、鱼化石及龟化石。这些生物组合说明猴石沟组(K12h)沉积时期,与鸡西群沉积环境有着明显的差异,盆地气候从干旱热带的气候环境变成了温暖、潮湿的气候环境45。以上分析表明,该组上部为陆相河流湖沼沉积环境的产物。综上所述,猴石沟组(K12h)下部的砾岩为干旱热带气候条件下山麓冲积扇一河流一湖沼综合沉积环境的沉积产物,具有红色碎屑岩层沉积的特征;上部的砂岩为河流三角洲沉积体系产物。三、龙爪沟群沉积环境分析测区内的龙爪沟盆地位于勃利盆地的东部,是1:25万虎林市幅龙爪沟盆地西延的一部分,其盆地内沉积的地层为龙爪沟群,为海陆交互相沉积的产物。在不同时期群内各组的

39、沉积环境不尽相同,因此对其各组的沉积环境应详细分析。(一)裴德组裴德组(J3KP)为龙爪沟群的底部层位,属陆相沉积碎屑岩。该组底部为砾岩、砂砾岩,见卵石砾岩(C4JP020剖面);砾岩为砾状结构,块状、叠瓦状构造,具向上变细特征,反映为山麓冲积扇沉积特征。下部为薄层砾岩、厚层砂岩、粉砂岩、凝灰岩及薄煤层,砂岩以中粗砂岩为主,具板状交错层理、平行层理,基本层序反映向上变细的特征。说明为河流沉积环境;薄煤层的存在,说明有湖泊沼泽。上部以火山岩为主,为中性、中酸性火山角砾岩、凝灰岩夹砂岩。从生物特征分析,该组植物组合为ConiopterisPhoenicopsis植物群晚期组合,反映当时为温暖潮湿的

40、气候环境。该组泥炭样微量元素分析Sr/Ba比值VI,说明沉积时为淡水的陆相环境。综上所述特征,裴德组(J3K/)为陆相山麓冲积扇一河流一湖泊沼泽沉积环境。(二)七虎林河组该组下伏裴德组(J3Kip)地层,与裴德组(J3Kip)呈整合接触。其下部以中细砂岩为主,基本层序为中细砂岩,向上变为粉砂岩及泥岩,表现为向上变细的沉积特征,属于退积型沉积。其中细砂岩具平行层理,块状层理;粉砂岩及泥岩具波状层理、水平层理及块状层理。上部为厚层状粉砂岩与厚层状泥岩呈韵律沉积,粉砂岩与泥岩具水平层理、块状层理,表现为高水位沉积体系的沉积特征。生物方面,该组泥岩中产丰富的海相双壳类化石和菊石化石,菊石属Arctoc

41、ephalites组合;双壳类属Mesosaccellamorrisi-Entoliumdemissum组合,代表了滨浅海沉积环境。粉砂岩中含植物化石,其植物组合属于ConiopterisPhoenicopsis植物群晚期组合,反映当时为温暖潮湿的气候环境,以滨浅海泻湖沉积为主含陆相沉积的海陆交互相沉积环境。综合上述特征,七虎林河组(K&)为滨浅海一泻湖沉积环境的产物。(三)云山组该组下伏七虎林河组(K&)地层,与七虎林河组(Kiq)呈整合接触。分为上、下两部分:下部以中砂岩沉积为主,夹海相泥岩层,中砂岩具平行层理、斜层理;泥岩具水平层理块状层理,从基本层序特征看,为进积型沉积地层结构。上部为

42、中砂岩与粉砂岩、泥岩及煤组成向上变细的基本层序,以及薄层泥岩与薄层煤层组成的韵律型基本层序。代表河流三角洲平原湖泊沼泽滨海平原沉积环境。从生物特征看,该组富产海相双壳类动物化石,代表滨海平原环境。植物化石为ConiopterisPhoenicopsis植物群晚期组合,为温暖潮潮湿有利于植物生长发育及埋藏的气候环境。综上所述,该组为河流三角洲湖泊沼泽滨海平原沉积环境的产物。rrm-+-第四节沉积盆地动力学演化特征测区内分为三个沉积盆地,即北部的勃利盆地、南部的鸡西盆地及北东部的龙爪沟盆地(图326),其主要受敦密及依舒断裂控制。鸡西、勃利盆地走向均近东西向,龙爪沟盆地走向近北东向,前二者为重要的

43、含煤盆地,因其成因及沉积面貌完全相同,可视为相同沉积盆地,其同属于鸡西群含煤地层;而龙爪沟盆地则为海陆交互相含煤沉积盆地,属于龙爪沟群海陆交互相含煤沉积。下面分别介绍鸡西与勃利盆地、龙爪沟盆地沉积特征及盆地演化机制。02040ltm图3-26黑龙江省东部數密及依舒断裂控制中生代盆地分布图、鸡西与勃利盆地鸡西与勃利沉积盆地同受敦密断裂的控制,区内走向近东西向,两盆地被那丹哈达岭所分隔。其基本层序特征、岩石组合特征、生物组合特征及沉积特征相似,盆地充填特征相同。(一)鸡西与勃利盆地充填特征鸡西群为一套陆相冲积扇三角洲断陷湖泊沉积,边缘地带以粗碎屑沉积为主,由盆地边缘向盆地中心,粗碎屑岩呈现由厚到薄

44、,粒度由粗变细的规律性变化;在垂向上表现为顶、底界面为突变接触及向上变细序列为主的辫状河沉积特征10。通过对剖面钻孔资料、野外露头的研究,鸡西勃利盆地的沉积主要有冲积扇河流、泛滥盆地河流三角洲冲积平原、湖泊三角洲滨浅湖沉积体系。代表低水位沉积体系、水进沉积体系及高水位沉积体系。鸡西与勃利盆地沉积体系(图327)。1、冲积扇河流泛滥平原沉积体系该体系在低水位期发育,发育规模受盆地构造活动的影响较大。鸡西群中滴道组(Kd)1城子河组(Ke)底部均发育,为粗碎屑砾岩、砂砾岩及含砾粗砂岩等粗碎屑沉积岩组合,具1有典型湖底冲积扇的特征。2、河流下三角洲平原沉积体系该沉积体系在盆地水域扩张期发育,此时盆地

45、构造活动相对稳定。河流三角洲平原范围扩大,形成水道网络,构成辫状河系,沉积体系由近源冲积扇、辫状河三角洲组成,三角洲平原部分易沼泽化,而且有利于聚煤作用发生。鸡西群中各组的含煤层均有此种成煤沉积作用。3、扇三角洲、滨浅湖沉积体系为高水位期发育的沉积体系,主要以砂、泥质沉积为主。在高水位期晚期,基准面开始下降,三角洲沉积体系开始发育,形成大面积沼泽化沉积,为鸡西盆地主要含煤时期。测区内鸡西群城子河组)中部及下部形成的含煤层序,上部为泥岩及煤层,煤层的顶板为较厚的砂岩,即说明了湖泊三角洲沉积的开始,构成基本层序旋回沉积,并形成主要工业煤层。(二)鸡西与勃利盆地的动力学演化机制1、盆地演化的阶段性鸡

46、西与勃利盆地主要受敦密及依舒断裂的控制。鸡西群是在南北向构造活动拉伸背景下不同裂陷期形成的构造层序,其形成受一级构造控制。鸡西与勃利盆地盆缘断裂和盆地内基底共同控制其盆地沉积层序的发育,三级层序是盆地构造旋回的产物,由于盆地构造活动的阶段性、间歇性导致鸡西勃利盆地水域发生规律性的变化,水域表现为低水位、水进及高水位状态,并在高水位期可以识别早期及晚期的沉积。2、鸡西与勃利盆地演化总体特征现有资料表明,敦密断裂及依舒断裂形成于晚三叠世,在早白垩世早期开始强烈活动。由于南北向的拉伸裂陷作用及敦密断裂左旋走滑作用,早白垩世早期形成鸡西与勃利盆地的雏形,此阶段盆地表现为迅速沉降,南部地壳快速拉伸、不断

47、裂陷,敦密、依舒断裂活动加剧,断裂两侧地形差异明显,上盘区沉降,形成接受沉积的盆地,从而形成了鸡西与勃利盆地的总体面貌。盆地构造控制着盆地沉降作用的强度,同时盆地的沉降作用过程控制着盆地的充填演化,因此盆地断裂对沉积层序的发育具有控制作用。鸡西与勃利盆地的构造演化,总体上经历了四个裂陷期(图328):第一裂陷期以盆地的间歇性快速沉降为特点;第二裂陷期以盆地持续沉降为特点;第三裂陷期以盆地相对更缓慢持续沉降为特点;第四裂陷期以盆地快速沉降快速充填为特点。四个裂陷期控制的盆地具有不同的沉积序列特征,层序的沉积体系及岩相的配置显示出有序性。盆地基底Kim1-2h盆地基底D鸡西与勃利盆地晚期沉积演化模

48、式图鸡西与勃利盆地早期沉积演化模式图鸡西与勃利盆地中早期沉积演化模式图盆地基底鸡西与勃利盆地中晚期沉积演化模式图图3-28鸡西与勃利盆地沉积演化模式图K1d-滴道组;$-城子河组;K1m-穆棱组;Kuh-猴石沟组3、鸡西与勃利盆地演化的构造沉积旋回晚侏罗早白垩世的构造运动导致的裂陷作用形成鸡西与勃利盆地的雏形,随着断裂活动的逐渐加强,逐渐形成了断陷沉积盆地并接受沉积,由山麓冲积扇一河流三角洲平原一湖泊三角洲一滨浅湖沉积,盆地逐渐扩大,这一阶段水体总体上较浅,盆地沉降主要是粗碎屑岩,厚度较大,为第一构造沉积旋回的早期盆地形成期。130*3(y010III图3-27黑龙江省东部早白垩世鸡西随后,盆

49、缘断裂活动减缓,盆地总体表现为稳定下陷,盆地水域扩大,盆地可容空间与沉积物补给通量比值(A/S)增大,以冲积扇为主体的沉积逐渐转变为以辫状河三角洲及滨浅湖沉积为主,为局部聚煤创造了有利的沉积条件,发生了聚煤作用,这是鸡西与勃利盆地第一构造沉积旋回的中期盆地扩张期。伴随着盆缘断裂活动逐渐加强和盆地整体下陷速率的减小,鸡西与勃利盆地水域由扩张逐渐转为萎缩,湖盆覆水变浅,盆地可容空间与沉积物补给通量比值(A/S)减小,扇三角洲碎屑沉积体系占据主导地位,盆缘出现冲沉积扇体系,聚煤作用减弱至消失,为盆地充填沉积第一构造沉积旋回形成的晚期盆地萎缩期。上述第一构造沉积旋回构成了鸡西群的底部滴道组(Kd)的沉

50、积体系。1鸡西与勃利盆地盆缘断裂的再次强烈活动,盆地再一次充填构成第二个构造沉积旋回。在旋回初期,盆缘断裂活动不如盆地形成期强烈,表现为间歇性的缓慢下沉,下降速率低、沉降幅度小,其粗碎屑沉积体系主要发育于盆缘区,向盆地中心粗碎屑逐渐变细。碎屑厚度不大,向盆地中心以细碎屑沉积为主,随盆地的稳定下陷,可容纳空间与沉积物供给通量比值(A/S)增大,碎屑体系进一步衰减,转变为河流一下三角洲平原一湖沼沉积,并出现大规模的聚煤作用,同时滨浅湖沉积向浅湖沉积过渡,水域扩大,聚煤作用向盆缘迁移,为第二构造旋回的早期盆地扩张期。随后盆缘断裂活动再度强烈,盆地水域萎缩,碎屑体系进积,聚煤作用减弱至消失,为第二构造

51、沉积旋回形成的晚期。上述第二构造一沉积旋回构成了鸡西群城子河组(笛)的沉积体系。大规模的聚煤作用形成了鸡西群的主要含煤层位(工业煤层)。随着盆缘活动的减弱及活动的不均一性,盆地沉降中心发生迁移,盆地水域扩张程度减弱,A/S比值增大,碎屑沉积体系减弱,沉积作用以滨浅湖湖泊沼泽沉积为主,构成第三构造沉积旋回的早期。之后,盆地活动加剧,盆地水域逐渐扩张,并发生大规模聚煤作用,构成第三期构造沉积旋回的中期。随后盆缘断裂活动再次加强,盆地水域继续扩张,盆地湖水变深,并形成以泥质岩为主的沉积体系,构成了盆地充填的第三构造沉积旋回的晚期。上述第三构造一沉积旋回构成了鸡西群穆棱组(m)的沉积体系。穆棱组(笛加

52、)后期,由于盆地断裂活动加强,盆地发生火山作用及沉积作用,形成东山组(Kids)火山岩夹沉积岩薄层,并造成鸡西与勃利盆地鸡西群沉积地层发生褶皱变形。随着盆缘断裂活动的加剧,鸡西与勃利盆地下陷,速率快速增加,山麓冲积及河流冲积作用加强,沉积了桦山群猴石沟组(Ki2h)的下部砾岩,构成了盆地充填的第四构造的沉积旋回的早期;随着盆地下陷速率的逐渐减弱,河流浅滨湖沉积作用的增强,沉积了猴石沟组(Ki2h)上部的砂岩,充填了鸡西与勃利盆地,并封闭了盆地,构成了鸡西与勃利盆地的盖层。上述第四构造一沉积旋回构成了桦山群猴石沟组(K12h)的沉积体系。鸡西与勃利盆地充填演化经历了早期形成阶段,中期成熟发展阶段

53、和后期的萎缩消亡三个阶段。其间经历了四次大的构造沉积旋回,最后桦山群封闭盆地。其扩张与萎缩呈现周期性,其周期性受盆地盆缘断裂周期性活动控制,以及受盆地基底的沉降控制。(三)鸡西与勃利断陷盆地层序、体系域充填样式图329,鸡西与勃利盆地的沉积体系主要为冲积扇三角洲、辫状河三角洲,滨浅湖、三角洲平原沼泽。沉积体系的发育受构造运动由此引起的湖平面变化控制。盆地的四次构造运动形成四套沉积组合序列。E猴石沟组穆棱组城子河组海相化石层滴道组KfK】mKfdKJ三角洲冲积平原沼泽图3-29鸡西与勃利断陷盆地层序沉积体系域充填样式图裂陷早期冲积沉积体系第一期:裂陷作用形成山麓冲积扇浅湖盆地层序体系域充填样式,

54、层序内近端冲积扇三角洲,辫状河三角洲体系发育;低水位早期冲积扇发育,聚煤作用发生在低水位晚期和水进期,但规模较小,形成滴道组(笛d)沉积。第二期:裂陷作用形成浅湖一河流盆地地层层序沉积体系域充填样式,层序内发育扇三角洲、辫状河三角洲,盆地中心发育浅湖沉积,辫状河体系在低水位期和水进期比较发育,聚煤盆地主要发生在扩张水进期、高水位晚期,规模较大,形成鸡西群城子河组(Ke);第三期:裂陷作用形成滨湖一沼泽盆地层序一体系域充填样式。层序内发育三角洲,辫状河体系,聚煤作用发生在水位扩张期高水位晚期,且规模较大,形成穆棱组(Km)0至此鸡西群的充填沉积结束,后期由于鸡西群受构造活动影响发生褶皱,盆缘断裂

55、活动使盆地快速下陷,水域变深,以粗碎屑沉积为主,之后盆地逐渐变浅,形成了以河流湖泊沉积作用为主,沉积物以砂岩为主的与鸡西群呈角度不整合的桦山群猴石沟组(Kh)沉积,构成第四期裂陷作用,封闭了鸡西与勃利盆地。至此,鸡西勃利盆地中生代沉积盆地沉积体系形成。(四)鸡西盆地及勃力盆地横向变化特征1、鸡西盆地如图330,为鸡西盆地南带,沿穆棱一平岗一大恒山一小恒山一张新一荣华一东海一红火一大成一线延伸,走向为NE向。从该带鸡西群走向剖面图可知,从南西的穆棱一北东的大成,穆棱组仗严)地层厚度有逐渐减薄的趋势。城子河组(笛c)地层厚度逐渐增加,至平阳一荣华、东海、红火,厚度最大。同时城子河组中的含海相动物化

56、石的海相层逐渐增多,至平阳一荣华为最多,煤层厚度也最大(累计厚度)。滴道组(Kd)除平阳一荣华、红火有出露外,其它地点无该组沉积,均为城子河组(Kc)覆盖在盆地基底之上。2、勃利盆地该盆地鸡西群发育,从西向东大致沿青龙山台河一桃山一茄子河一东方红一龙湖一茄南一带出露。据钻孔资料分析,由西向东穆棱组(笛加)的厚度逐渐变薄,含煤层以七台平岗I大恒山I小恒山IIIIZK7O-3IIzksi-7lIZK81-0IZK54-201zkfi3-7.ZK54-2137111,地质单元界线2,平行不整合界线3、穆棱河、桃山为最多最厚。城子河组(笛)的厚度以青龙山最大,向东逐渐变薄,含煤层以七台河、茄子河较多。

57、滴道组(叫d)在西部及中部发育,至龙湖、茄南一带,没有滴道组(Kd)出露,城子河组(笛小直接覆盖基底之上。(五)聚煤规律鸡西与勃利盆地在沉积充填过程中,有三期聚煤作用发生:第一期是在滴道组(笛),代表早期成煤期,但聚煤条件不充分,因此为局部成煤,煤质差,不能形成可采煤层;第二期是城子河组(笛小,代表中期成煤期,因聚煤的各种环境成熟、条件充分,成为鸡西与勃利盆地的主要含煤层;第三期是穆棱组(Kim),代表晚期成煤期,此期盆地沉积中心向南部发生迁移,盆地的部分地段成煤条件充分,形成可采煤层,成为鸡西与勃利盆地仅次于城子河组河(K)的主要含煤层。以上三期聚煤作用均为鸡西与勃利盆地经过粗碎屑充填后,地

58、形差异减小,盆地水域扩张至盆地萎缩早期发生的,其沉积作用主要受盆缘构造活动及古地理面貌控制。聚煤作用主要发生于构造活动相对稳定时期的扇三角洲平原、滨湖地带及河流三角洲平原的前缘地带。二、龙爪沟盆地龙爪沟盆地主体发育在1:25万虎林市幅龙爪沟、云山一带,测区内的龙爪沟盆地仅是整个龙爪盆地的西延部分。该盆地南东以敦密为界,分布方向与北东向的敦密断裂一致,向西与勃利有隔挡,且有隐伏断裂相隔离。向北西方向为古隆生带,向南西有那丹哈达岭隔离,其沉积的龙爪沟群从下向上由裴德组(J3KP)、七虎林河组(Kiq)及云山组(Kj)组成。其中裴德组笛”)为陆相火山岩及沉积岩为主;七虎林河组(Kiq)的沉积以海相沉

59、积为主,含有大量海相动物化石,云山组(K1y)为海陆交互相的沉积产物;以上特征充分说明龙爪沟群沉积时为一近海的沉积盆地,与鸡西、勃利盆地的沉积充填体系有着明显的差异,故将该沉积盆地称之为龙爪沟盆地,为较典型的近海海陆交互相沉积体系。(一)龙爪沟盆地沉积体系充填特征图331,测区内的龙爪沟群仅发育在密山市裴德镇以北及大珠山以北一带,分布面积约500Km2,测区内的龙爪沟盆地是整个龙爪沟盆地向西延伸的部分,盆地北东方向展布,同敦密断裂带方向一致。为一近海的陆相山间盆地,其底部边缘以粗碎屑沉积为主,为山麓冲积扇沉积,向盆地中心碎屑粒度逐渐变细,在垂向上表现为底部为与下伏基底角度不整合接触的砾岩,向上

60、变为细碎屑岩,构成龙爪沟群底部陆相沉积;再向上则接受了来自东部的海侵作用,形成了海陆交互相沉积体系,其上部云山组(K1y)为含煤海陆交互相沉积。测区内通过对典型剖面c4jp20分析研究,龙爪沟盆地的沉积主要为冲积扇一河流沉积,河流三角洲平原、浅滨海沉积,代表低水位沉积体系、水进沉积体系、高水位沉积体系及高水位后期沉积体系。(1)冲积扇河流沉积体系发育在低水位期,其沉积规模主要受盆地边缘构造活动的影响,发育的岩石为砾岩、砂砾岩、含砾砂岩,为粗碎屑岩沉积,代表山麓冲积扇沉积,同时伴有河流的冲积作用从盆地的边缘向盆地中心由厚变薄,碎屑粒度由粗变细,反映为一近源快速沉积的产物,裴德组(J3KP)下部砾

61、岩,砂砾岩为此时的沉积产物。2、河流三角洲平原沉积体系发育在盆地水域扩张期,盆地构造活动相对稳定,盆地沉降显示出均匀性,河流、三角洲沉积体系扩大,形成近源冲积扇,辫状河三角洲沉积体系,三角洲平原部分沼泽化,从而部分地段发生聚煤作用,裴德组(人笛”,中含煤薄层就是该时期形成的。NE河流三角洲沉积*qKyi角洲平原韶JKp31河流三角洲也积J本系云山组七虎林河组裴德组杨岗组Py2-3_滨浅海沉积体系滨岸沼泽图3-31龙爪沟盆地层序沉积体系充填样式图3、滨浅海沉积体系发育在高水位期,沉积物为厚层泥岩,粉砂质泥岩夹薄层细砂岩。龙爪沟群七虎林河组即为此时沉积的产物,代表盆地一次大的海侵事件,并造成七虎林

62、河组含有大量的海相动物化石。此次海侵为测区内一次最大的海侵,海水沿北东方向敦密断裂带及其次一级断裂带向南西及西侵入到鸡西与勃利盆地,并形成了鸡西与勃利盆地鸡西群城子河组(笛e)中含海相化石的泥岩层,(c4jp22路堑剖面中海相化石层)4、高水位后期沉积体系海水开始逐渐退出盆地,陆进形成云山组(Ky),三角洲平原部分地段沼泽化,形成薄煤层,以细砂岩沉积为主。(二)龙爪沟盆地的动力学演化机制图332,测区内控制中生代盆地的断裂主要为敦密断裂,其形成于晚三叠世,大量的基础地质资料表明,早白垩世早期,敦密断裂开始强烈活动,由于南北向的拉伸裂陷作用及左旋走滑作用,形成龙爪沟盆地的雏形,为近海陆相山间盆地

63、,并在此时开始接受陆相沉积,该阶段盆地表现为迅速沉降,并形成龙爪沟群,裴德组(j3K1p)底部的山麓沉积,接着为冲积扇三角洲平原沉积,随着敦密断裂活动的加剧,盆地两侧的地形产生明显差异,此时由俄罗斯西伯利亚远东、沿伯力的海侵进入中国境内的饶河、虎林、密山、绥滨、鸡西一带,俄罗斯的区域地质资料可以证实。龙爪沟地区一次大的海侵,沉积了海陆交互相龙爪沟群富含海生动物群的泥岩及砂岩。测区内的海侵方向沿敦密断裂及其次级构造进入龙爪沟盆地及鸡西、勃利盆地,此期海侵在龙爪沟地区沉积了七虎林河组沉积岩,在鸡西勃利盆地鸡西群城子河组(K)中含海相化石泥岩层。区域上,此期海侵达到了高峰,以后海水逐渐退出盆地,并出现了规模较小的海进海退,但总体环境为海退环境,其间形成部分三角洲平原沉积,在有利地段形成薄煤层,沉积以细砂岩为主,为海陆交互相沉积,构成七虎林河组(笛q)之上的云山组沉积体系。至此,在测区内完成了龙爪沟群一次较大规模完整的海进海退沉积旋回。(三)龙爪沟盆地的横向变化特征龙爪沟盆地受北东向敦密断裂控制,其呈北东向带状分布。测区内的龙爪沟群是整个龙爪沟盆地的西延部分5,其盆地沉积中心位于1:25万虎林市幅龙爪沟、云山一带,向南西及北东方

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