本文選題：鄂爾多斯盆地 + 煤系礦產(chǎn)資源�。� 參考：《中國礦業(yè)大學(北京)》2017年博士論文

【摘要】：本文以構(gòu)造控礦為研究思路,圍繞著盆地煤系礦產(chǎn)資源的賦存規(guī)律,從新的角度和思路研究了盆地構(gòu)造-熱演化歷程及構(gòu)造格局對煤系礦產(chǎn)資源賦存規(guī)律的控制作用。綜合運用構(gòu)造地質(zhì)學、沉積學、煤地質(zhì)學、非常規(guī)油氣地質(zhì)學、地球化學等多學科理論知識,通過資料收集整理、野外地質(zhì)調(diào)查、樣品實驗測試分析、專題圖件編制等技術(shù)方法,分析了鄂爾多斯盆地構(gòu)造-熱演化歷程及賦煤帶構(gòu)造特征,查明了各賦煤帶煤系礦產(chǎn)資源發(fā)育類型及時空分布規(guī)律,并探討了盆地構(gòu)造-熱演化及構(gòu)造格局對煤系礦產(chǎn)資源形成、富集、改造和分布的控制作用。最后,總結(jié)和建立了構(gòu)造約束條件下的煤系礦產(chǎn)資源耦合成礦模式。鄂爾多斯盆地地處我國東、西部構(gòu)造域的結(jié)合部位,是一個多構(gòu)造體制、多演化階段、多沉積體系、多原型盆地疊加的復合克拉通盆地。盆地構(gòu)造格局的最終定位經(jīng)歷了三大構(gòu)造演化階段:盆地基底的形成、盆地的發(fā)育時期和盆地的后期改造。其中早古生代華北陸表海沉積和中生代內(nèi)陸湖盆演化階段是盆地石炭-二疊紀和侏羅紀煤系形成的重要時期,為煤系礦產(chǎn)資源的富集提供了基礎地質(zhì)條件,新生代以來盆地的后期改造,使得盆地煤系礦產(chǎn)資源重新調(diào)整、定位。自晚古生代以來,盆地埋藏史經(jīng)歷了五大演化階段:晚石炭世至早三疊世盆地緩慢沉降階段(Ⅰ段)、早中三疊世至晚三疊世末期快速沉降階段(Ⅱ段)、三疊紀末至中侏羅世末波動沉降階段(Ⅲ段)、中侏羅世末至晚白堊世末構(gòu)造轉(zhuǎn)換階段(Ⅳ段)以及晚白堊世末至第四紀強烈隆升階段(Ⅴ段),其內(nèi)部不同構(gòu)造單元的埋藏史具有一定的差異性。盆地各演化階段的古地溫總體高于現(xiàn)今地溫,屬于中溫型盆地,尤其中生代晚期(晚侏羅世-早白堊世)地溫梯度最高,高達3.3-4.52℃/100m,主要受深部巖石圈熱活動增強的影響,中生代晚期早白堊世約140-100Ma發(fā)生一次重要的構(gòu)造熱事件所導致。結(jié)合盆地的埋藏史、熱演化史和生烴史,盆地煤系氣藏的形成可劃分為深成變質(zhì)作用控制下的初期生烴(晚三疊世-中侏羅世)、深成變質(zhì)作用和區(qū)域熱變質(zhì)作用共同控制下的生烴高峰期(中侏羅世-晚白堊世)以及煤系氣發(fā)生次生運聚的調(diào)整改造時期(晚白堊世以后)三個階段。總體而言,鄂爾多斯盆地煤系烴源巖生烴高峰期較晚,后期調(diào)整改造除盆地邊緣外,相對較弱,且斷裂不發(fā)育,有利于煤系氣的保存成藏。復雜的構(gòu)造-熱演化歷程控制著盆地煤系礦產(chǎn)資源的形成、運(遷)移和聚(富)集成藏。在盆地構(gòu)造演化過程中,煤系載體失去原有的完整性和連續(xù)性,在構(gòu)造應力場的作用下,形成斷裂、褶皺等構(gòu)造,且隨著構(gòu)造應力場方向和強度的改變,平面上表現(xiàn)出一定的分區(qū)分帶性,從而控制煤系礦產(chǎn)資源的空間分布。構(gòu)造演化過程中的構(gòu)造隆升和沉降控制著煤系氣資源的保存以及煤系金屬元素、砂巖型鈾礦物源的形成,構(gòu)造變革時期的熱事件不僅可以提高煤系烴源巖的變質(zhì)程度,促進生排烴,而且可以為煤系金屬元素、砂巖型鈾礦的形成運移提供物源和驅(qū)動力。鄂爾多斯盆地煤系礦產(chǎn)資源的最終定位受盆地現(xiàn)今構(gòu)造格局的控制,盆地內(nèi)部變形微弱、盆緣變形強烈是鄂爾多斯盆地構(gòu)造格局最為顯著的特點,因此盆地主體部分賦煤帶煤系埋藏深度大,且構(gòu)造變形微弱,有利于大型連續(xù)型煤系氣藏的形成和保存,盆地周緣構(gòu)造變形強度較大,巖漿熱液和地下水流活動性強,加之靠近鄰區(qū)物源區(qū),有利于煤系金屬元素、鈾元素的遷移和富集。根據(jù)鄂爾多斯盆地煤系現(xiàn)今賦存特征及構(gòu)造格局,將其劃分為六個賦煤帶:西緣褶皺逆沖賦煤帶、東緣撓曲賦煤帶、伊盟隆起賦煤帶、天環(huán)坳陷賦煤帶、陜北單斜賦煤帶和渭北斷隆賦煤帶。不同的賦煤帶其內(nèi)部發(fā)育的構(gòu)造樣式?jīng)Q定了其煤系礦產(chǎn)資源的賦存規(guī)律。鄂爾多斯盆地西緣褶皺逆沖賦煤帶發(fā)育典型的逆沖推覆構(gòu)造帶,平面上具有明顯的分帶性,隨著逆沖推覆構(gòu)造帶位置的變化,煤系礦產(chǎn)的分布也表現(xiàn)出明顯的差異性,根部帶煤系剝蝕殆盡,但變質(zhì)基底的出露可作為煤系金屬礦產(chǎn)形成的物源區(qū),中部帶總體表現(xiàn)為寬緩的向斜,有利于煤系氣的富集和保存,前鋒帶緊閉褶皺和斷裂的高度發(fā)育,有利于煤系金屬礦產(chǎn)、砂巖型鈾礦的形成,前緣反沖帶寬緩向斜和稀疏逆斷層的發(fā)育,是煤系氣賦存的有利區(qū)。盆地東緣整體大單斜的構(gòu)造形態(tài)有利于煤系氣保存成藏,其內(nèi)部受不同構(gòu)造樣式發(fā)育的控制表現(xiàn)出一定的差異性,總體表現(xiàn)為背斜、正斷層等開放性的地質(zhì)構(gòu)造有利于煤系氣的逸散,向斜、逆斷層等封閉性地質(zhì)構(gòu)造有利于煤系氣的賦存。在構(gòu)造-熱演化歷程和構(gòu)造格局的控制下,鄂爾多斯盆地發(fā)育豐富的煤系礦產(chǎn)資源,主要包含煤系能源礦產(chǎn)(煤、煤系氣、油頁巖以及砂巖型鈾礦)和煤系金屬礦產(chǎn)(鋰、鎵、Al2O3等)。在平面上,鄂爾多斯盆地具有滿盆皆煤,煤系氣廣泛分布,油頁巖、砂巖型鈾礦以及煤系金屬礦產(chǎn)在盆地周緣較為發(fā)育的特點;垂向上,煤系能源礦產(chǎn)在石炭-二疊紀和侏羅紀煤系均有分布,煤系金屬礦產(chǎn)主要分布在石炭-二疊紀煤系中。根據(jù)鄂爾多斯盆地煤系礦產(chǎn)資源在平面和垂向上的分布特征,以石炭-二疊紀與侏羅紀兩大主要含煤巖系為載體,劃分了不同時代煤系礦產(chǎn)資源的組合類型,其中石炭-二疊紀煤系礦產(chǎn)資源劃分為鄂爾多斯盆地北部煤-煤系氣-油頁巖-煤系金屬礦產(chǎn)組合、鄂爾多斯盆地南部煤-煤層氣-煤系金屬礦產(chǎn)組合、鄂爾多斯盆地西緣煤-煤系氣-煤系金屬礦產(chǎn)組合、鄂爾多斯盆地東緣煤-煤系氣組合4種類型;侏羅紀煤系礦產(chǎn)資源劃分為鄂爾多斯盆地北部煤-煤層氣-砂巖型鈾礦組合、鄂爾多斯盆地南部煤-煤層氣-煤系頁巖氣-油頁巖-煤系金屬礦產(chǎn)-砂巖型鈾礦組合、鄂爾多斯盆地西緣煤-煤系氣-油頁巖-砂巖型鈾礦組合3種類型。通過煤巖顯微組分鑒定定量、鏡質(zhì)組反射率、巖石熱解、壓汞實驗等測試方法,盆地東北部石炭-二疊紀煤系煤層煤巖顯微組分以惰質(zhì)組和鏡質(zhì)組為主,煤的鏡質(zhì)組反射率變化范圍在0.44-0.81%之間,為低成熟-成熟階段。煤系泥頁巖有機質(zhì)含量分布在0.36-31.58%,平均值為5.46%,Ro分布在0.45-0.72%,平均值0.58%,為低成熟-成熟階段。熱解最高峰溫分布在408-453℃,平均432℃,熱解生烴潛量(S1+S2)較高,分布在3.25-82.823，

本文編號：1942673