Question

中生代沉积矿床

Answer 1

中生代各类坳陷-断陷盆地中发育大量的沉积矿床，包括可燃有机矿床、化学沉积矿床和蒸发沉积矿床等。有关矿产主要有石油、天然气、煤、铁、锰、石膏、钾盐、芒硝、油页岩，以及铜、磷、膨润土、耐火粘土、石盐等。

（一）中生代油气田与含油气盆地

中生代是联合古大陆解体、板块构造非常活跃的地质时期，对含油气盆地的形成非常有利。据罗志立等（1989）统计，中生代地层中的石油天然气储量约占世界油气储量的63%。

中生代含油气盆地可分为5类（童崇光，1990）：①稳定区边缘的坳陷盆地。分布于西半球北部从阿拉斯加北坡至落基山、南部从东委内瑞拉沿安第斯山脉东麓至火地岛和东半球的特提斯褶皱带两侧，以中东的波斯湾盆地含油气最丰富。②稳定区内部的坳陷盆地。在古老基底上发育起来的中非、南美及澳大利亚的大型沉积盆地中尚未发现工业油气田。但是，在年轻基底上发育起来的四川盆地、鄂尔多斯盆地、巴黎盆地、呵叻盆地等对油气的生成与富集较有利。③稳定区内部的裂陷盆地。基底主要由硬化的古生代褶皱岩层组成，经历早期裂陷和晚期坳陷的演化过程，具有裂陷与坳陷双层结构。以西西伯利亚（俄罗斯）、卡拉库姆（中亚）、马拉开波（委内瑞拉）、松辽等盆地较为著名。④大陆边缘盆地。发育于陆壳与洋壳的过渡带上，油气富集程度相差悬殊，墨西哥湾及南里海盆地含油气较好。⑤与转换断层有关的盆地和与火山岛弧活动带有关的盆地，油气富集程度较差，一般仅有小油气田存在。

1.波斯湾含油气盆地

波斯湾含油气盆地位于亚洲大陆西南部，包括阿拉伯半岛、波斯湾和美索不达米亚平原，总面积约320万km²。该盆地处于阿拉伯地盾和扎格罗斯褶皱山脉之间，地史上主要为大陆架的稳定沉积环境。盆地东北侧的山前褶皱带堆积了较厚的第四纪冲积层，边缘出露第三纪地层，深埋地下的有古生代和中生代地层，构造多见背斜带及剌穿盐丘；西南部是阿拉伯地台，基底由前寒武系结晶基岩组成，上覆古生代、中生代及新生代地层，常见面积大、倾角小的隆起构造。由于盆地长期稳定下沉，从二叠纪至第三纪均以海相沉积为主，碳酸盐岩及砂岩发育，构成良好的储集层，石膏和硬石膏为盖层。

波斯湾盆地中心线西侧的阿拉伯半岛以侏罗-白垩系地层为主要产油气层，但新生界及上古生界地层中也产油气；盆地中心线附近及其东侧的伊朗、伊拉克地区则以新生界地层为主要产油气层。

沙特阿拉伯的加瓦尔油田是世界第一大油田，地处于阿拉伯地台东部边缘的哈萨构造阶地上，由一个大型长垣隆起构成，包括安达尔、雪德古姆、乌特曼尼亚、惠亚和哈赖德等5个近南北向的局部隆起。该油田于1948年发现，距波斯湾西海岸约100km可采储量达117亿吨。储油岩层为侏罗系上统阿拉伯组碳酸盐岩，自上而下分为A、B、C、D四段，岩性相似，其间被横向分布稳定的薄层石膏隔开，构成4个沉积旋回。其中，C段和D段是最主要的储集层，分别由鲕粒白云石化灰岩和粒屑灰岩夹鲕粒灰岩组成，厚约120余米；盖层为B段和C段之间的致密灰岩、石膏和硬石膏层，埋深1700～2000m。油藏面积约2400km²。

科威特的布尔甘油田是波斯湾盆地的又一著名油田，可采储量达107亿吨。该油田位于科威特东南部，距波斯湾西岸约22km。侏罗纪时为一稳定下降地区，白垩纪—中新世发生多次上升运动，形成近南北向的布尔甘古隆起，包括布尔甘、马格瓦穹窿背斜和阿马迪背斜。储油岩层为白垩系下统瓦拉组和布尔甘组砂岩，共有4个储集层段，总厚度约390m。第1、2层属瓦拉组，由两层细砂岩组成，厚度分别为24m和15m，其间为粘土层隔开；第3、4层属布尔甘组，为中粗粒石英砂岩、粘土岩和少量粉砂岩互层，厚度分别为150m和200m。油藏总储油面积约700km²。

2.西西伯利亚含油气盆地

西西伯利亚含油气盆地位于俄罗斯乌拉尔山脉东侧，其范围大体与西西伯利亚低地相当，总面积达300多万km²。该盆地沉积盖层主要由侏罗纪-第四纪地层组成，其中，在中生界地层中共发现4个含油气组合。自下而上为：下-中侏罗统秋明组陆相-三角洲相砂岩、粉砂岩、泥岩组合，上侏罗统瓦修干组和巴仁诺夫组海相砂岩、粉砂岩、泥岩、沥青质页岩组合，下白垩统库罗姆金组及梅吉昂组滨海相及三角洲相砂岩泥质页岩、瓦尔托夫组近岸砂岩及页岩和阿利姆组砂泥质岩组合，上白垩统波库尔组海相、冲积三角洲相及陆相砂及泥岩组合，包括40个较重要的含油气层位。

西西伯利亚含油气盆地可划分为三个主要含油气区（童崇光，1990）：

（1）中鄂毕含油气区，位于鄂毕河呈东西向流向的地段，已发现乌斯特—巴雷克、萨莫特洛尔等57个油田，大部分集中在苏尔古特隆起及下瓦尔托夫隆起的局部高点内，下白垩统为主要含油气组合，但侏罗系秋明组也含油。

（2）北部含气区，位于西西伯利亚盆地北部，已发现乌连戈伊、麦德维热等50多个气田及凝析气田，区内发育许多南北向二级构造及众多局部构造，上白垩统含泥质砂岩及粉砂岩为主要含气层，下侏罗统及中侏罗统在局部地区也含油气。

（3）前乌拉尔含油气区，位于西西伯利亚盆地的西部边缘带，含油气构造一般为受基底凸起控制的披盖构造，上侏罗统砂岩为主要含油气层，沙依姆油田为主要油田。

俄罗斯的乌连戈伊天然气田位于西西伯利亚普尔河左岸，天然气储量为7810万亿m³，是世界最大的天然气田。在构造上属于普尔大长垣的中部，共发现15个气藏。储集岩为上白垩统波库尔组三角洲相薄层砂岩、粉砂岩及泥岩互层，其中砂岩占50%～70%，盖层为晚白垩世及古新世泥岩。

3.松辽含油气盆地

松辽含油气盆地位于中国东北部，是一个在海西褶皱带中间地块的基础上发展起来的中新生代大型陆相沉积盆地，总面积约26万km²。地表为第四系覆盖的平原区，前震旦纪及古生代地层主要出露在盆地四周或隐伏于深部，盆地内中新生界地层发育，仅白垩系即厚达5000m以上。

中生代是松辽盆地发展的主要时期，可划分为4个发展阶段（童崇光，1990）：晚侏罗世断陷沉积时期，形成上侏罗统砂泥岩夹煤层及火山岩组合；早白垩世断拗沉积时期，形成下白垩统登楼库组湖相、三角洲相及河流相砾岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩组合；早白垩世坳陷沉积时期，形成下白垩统泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组湖相和三角洲相砂岩、泥岩组合，是主要生油岩和储集层；晚白垩世隆升沉积时期，形成上白垩统四方台组和明水组河流相砂泥岩组合。松辽盆地可划分出6个构造单元，即中央坳陷区、东北隆起区、西南隆起区、东南隆起区、西部斜坡区和北部倾没区。其中，中央坳陷区是油气田的集中分布地区，已发现大庆、扶余、宋芳屯、龙虎泡等10余个大中型油田。

大庆油田是我国目前最大的油田，石油地质储量约30亿吨。该油田地处位于松辽盆地中央坳陷区的中部，自北向南由喇嘛甸、萨尔图、杏树岗、太平屯、高台子、葡萄花、敖包塔等7个背斜构造组成，它们之间以鞍部相接，南北长约145km，东西宽6～30km。储集层主要为下白垩统青山口组、姚家组及嫩江组河流-三角洲相砂岩及泥岩，油藏类型为背斜圈闭油气藏，具有陆相原生油藏的特点。

（二）中生代煤田与含煤盆地

板块运动以及因板块运动而形成的古海陆变迁、高山大盆及古温暖气候带的分布与更迭，是控制聚煤区和含煤盆地展布的主要因素。世界煤炭资源的空间分布特点是北半球高于南半球，且高度集中于亚洲、欧洲和北美洲的中纬度地带。南半球的非洲、南美洲和大洋洲的含煤率低，仅澳大利亚、南非和博茨瓦纳、巴西发现较大煤田。

全球中生代聚煤区和含煤盆地主要分布于中国北部、俄罗斯西伯利亚、中亚、美国阿巴拉契亚及阿拉斯加等地。由于二叠纪末—三叠纪初灾变事件造成的全球性气候异常和晚古生代高大木本植物迅速死亡，导致全球早中三叠世聚煤作用极其微弱。晚三叠世的气候分带性不太明显，中生代植物处于正常生长的初始阶段，聚煤作用仍然微弱而分散。侏罗纪时，特提斯海及近海较低山地（如古昆仑山、巴颜喀拉山）的分布使中国西北部早中侏罗世聚煤区主要沿北纬35°以北、处于潮湿气候带、地势较低平的地区广泛展布，其西侧进入哈萨克斯坦、阿富汗和伊朗，北部延伸至俄罗斯西伯利亚地区的坎斯克—阿钦斯克、伊尔库茨克、南雅库特、通古斯、勒拿等地。到白垩纪，特提斯海的南移及古昆仑山、巴颜喀拉山、古天山、古祁连山的进一步隆起，使海洋潮湿气候难以从西南进入内陆而局限于中国内蒙古东部和东北地区，以及蒙古东部、俄罗斯外贝加尔、勒拿和远东滨海地区。

中国中生代含煤沉积类型在时间上有明显的变化规律（钱大都等，1996）：晚三叠世以过渡区海陆交互相沉积为主，早中侏罗世以内陆坳陷盆地沉积为主，早白垩世以内陆断陷及坳陷盆地沉积为主。这种演变反映了成煤环境由海向陆变迁的过程，与成煤植物由海生向近海和陆生的演变过程密切相关。晚三叠世含煤盆地主要分布在南部地区，主要有川滇近海坳陷盆地（四川盆地和滇中盆地）及藏东、滇西盆地等。聚煤规模较小，聚煤环境主要为近海大型坳陷和滨海-潟湖环境。早中侏罗世含煤盆地主要分布于北部地区，以大型内陆湖盆型沉积盆地（鄂尔多斯、准噶尔、吐鲁番—哈密）为主，其次是内陆山间湖盆及山前坳陷型沉积盆地（塔北、塔西南、塔东南、伊宁）、内陆山间谷地型沉积盆地（木里）和火山间隙含煤碎屑沉积盆地（京西、北票）。聚煤作用强烈，鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地是世界上著名的煤炭蕴藏量极为丰富的特大型内陆含煤盆地。早白垩世含煤盆地主要分布于内蒙古东部和东北三省，是聚煤作用最强的地区，以山间断陷盆地（海拉尔—二连盆地群）资源最丰富，其次为近海坳陷盆地（鸡西—鹤岗盆地）和山间坳陷盆地，火山岩型煤盆地资源量最少。沉积类型主要为陆相沉积，以其厚度大、煤层多、部分地区夹有火山碎屑沉积为特征。西北地区的酒泉盆地及北山诸盆地基本上属于内陆湖相三角洲杂色岩系，含煤性差。

1.四川含煤盆地

四川含煤盆地（川滇近海盆地北部）位于中国西南地区东部，其北西和北东侧分别与龙门山、大巴山相接，是中国晚三叠世含煤沉积赋存面积最大的一个沉积盆地。

四川盆地在早中三叠世几乎全部隆起，形成了东高西低、由东向西缓倾斜的箕状盆地，晚三叠世属川滇近海盆地的一部分。晚三叠世早期，仅在盆地西侧有由浅海相泥质岩和碳酸盐组成的垮洪洞组分布；中期，小塘子组的海陆交互相含煤碎屑沉积往东扩展超覆，含煤性总体较差；晚期，全区普遍发育了以陆相为主的须家河组含煤碎屑沉积。该盆地基底的地台属性和晚三叠世含煤沉积的稳定，使煤层覆盖了盆地的大部分地区。燕山运动和喜马拉雅运动对该区的影响不大，大部分地区煤系呈向西北缓倾斜的单斜构造，边部发育不同程度的褶皱和断裂。

上三叠统须家河组是四川盆地的主要含煤地层，为一套由黑色炭质页岩与灰色砂岩组成的河流冲积相—湖沼相含煤沉积岩系。该组可分为6段，1、3、5段为含煤泥页岩夹砂岩，2、4、6段为砂岩夹页岩及煤系，但各段发育程度不一。在盆地西部底部以角砾岩与下伏小塘子组呈假整合接触，在盆地东部则多超覆于老地层之上，顶部与上覆白田坝组多呈假整合接触。须家河组共含薄煤20余层，分布稳定，含可采煤层1～9层，煤层总厚5～10m，最大可达29m。

2.鄂尔多斯含煤盆地

鄂尔多斯含煤盆地位于中国北部的贺兰山以东地区，地跨陕、蒙、宁、甘等省区，是华北古生代—三叠纪盆地因印支运动全面抬升而萎缩后形成的大型内陆坳陷沉积盆地，并继承了构造稳定的特征。

鄂尔多斯盆地在三叠系侵蚀面上广泛地沉积了侏罗系含煤岩系，包括下侏罗统富县组和中侏罗统延安组河流湖泊相沉积，以延安组含煤性最好，在空间上形成环县、延安两大沉积中心。此外，上三叠统瓦窑堡组也含煤。

中侏罗统延安组是鄂尔多斯盆地的主要含煤地层，厚度一般为100～300m，最厚可达600m，呈西厚东薄的变化趋势，为一套陆相含煤碎屑沉积。下段为宝塔山段，主要由灰白、肉红色块状斜层理粗砂岩、细砂岩组成，底部为含细砾的粗砂岩，上部以细砂岩为主夹灰黑色泥质粉砂岩及页岩；上段称枣园段，主要为灰色、灰绿色砂岩与灰黑、深灰色页岩、泥岩互层。除盆地中部的富县—庆阳—华池—吴旗—子长—延安所围限的地区为河、湖相外，其他地区为河流相、三角洲相、河漫滩相、夹沼泽相。该组含10～12层可采中厚—厚煤层，煤层最大厚度可达10m。

3.准噶尔含煤盆地

准噶尔含煤盆地位于新疆天山以北地区，基底为海西地槽褶皱带及前寒武纪稳定地块，早中侏罗世形成大型的不对称波状坳陷沉积盆地。坳陷中心位于盆地南部，主体坳陷方向呈近东西向。下侏罗统八道湾组和中侏罗统西山窑组是该盆地的主要含煤岩系，夹于两者之间的下侏罗统三工河组不含煤。

八道湾组由灰绿深灰色砂岩、砂质泥岩和页岩的互层组成，分3个岩性段，下部为洪冲积沉积，中下部为滨湖三角洲沉积，中上部为湖泊沉积。该组厚度变化较大，一般为200～700m。含煤10～20余层，多为中厚—厚煤层，也有巨厚煤层。

西山窑组由灰色、灰绿、灰黄及紫红色砂岩、炭质泥岩夹煤层及菱铁矿薄层组成，以湖泊-三角洲沉积为主。岩性较稳定，但厚度变化较大（100～1600m）。该组中上部煤层多达20～40层，单层最厚为48m，煤层累计厚度最大达182.82m；上部煤层不发育。

4.海拉尔—二连含煤盆地群

海拉尔—二连含煤盆地群位于中国东北部，是亚洲已知规模最大的一个早白垩世盆地群，约由150个盆地组成，部分盆地含煤极为丰富，储量大、煤层厚、埋藏浅，有的还富产油气。该盆地群发育于海西褶皱带之上，内部形成几个大型坳陷与隆起带，多呈长条状，面积一般为数百平方千米，总体方向为北北东—北东东向。含煤地层为下白垩统扎赍诺尔群，在海拉尔地区分大磨拐河组和伊敏组，在二连地区则称巴彦花群。

大磨拐河组（下含煤段）由砂砾岩、砂泥岩及煤层组成，下部以砾岩、砂砾岩为主，夹泥岩、薄层粉砂岩及灰白色凝灰质粗砂岩；中部为灰白或灰黄色砾岩、砂岩、泥岩及煤层；上部为黄灰色凝灰质粗砂岩、砂岩、泥岩互层夹煤线。为河床相、河漫滩相、沼泽相沉积，局部地区尚有火山岩相。该组含煤5～20层，单层厚2～10m，累计厚10～90m。主煤层位于含煤段中部，厚4～30m，最厚达44.85m。

伊敏组（上含煤段）由灰白色粉砂岩、砂岩、泥岩、炭质页岩夹砾岩、砂砾岩组成，含10多层煤，底部以灰白色粉砂岩与下伏大磨拐河组粗砂岩、含砾砂岩呈假整合接触，顶部被第三系不整合覆盖，厚550.9m。该组为湖沼相沉积，分布较广。海拉尔地区普遍含3～4个煤组，每个煤组含煤1～5层，煤层累计厚度10～50m。

（三）中生代沉积铁矿床

中生代沉积铁矿床可分为海相沉积铁矿床和湖相沉积铁矿床两大类。

中生代海相沉积铁矿床以中国滇西地区的楚格扎、江波、建基等铁矿床为代表，含铁层位为上三叠统甲丕拉组灰岩、泥灰岩及砂页岩或三合洞组灰岩、白云岩及泥灰岩、砂页岩。此外，四川盐源—木里一带的褐铁矿、菱铁矿亦属此类矿床。

中生代湖相沉积铁矿床以法国的洛林式铁矿和中国的綦江式、华亭式铁矿为代表。洛林式铁矿分布于法国与德国交界附近的洛林地区，矿区面积达1100km²，向东延入卢森堡境内，铁矿体呈多层状赋存于侏罗系下阿阿林砂岩和上阿阿林泥灰岩间，矿层与厚度相近的非矿层呈互层状产出，规模巨大，单层厚1～6m，累计厚度达60m，铁矿石主要由鲕状水针铁矿、鲕磷褐铁矿构成，总储量达105亿吨。綦江式铁矿主要分布于中国四川綦江一带和贵州北部，铁矿赋存于侏罗系煤系砂页岩中，呈层状或似层状、透镜状，以中小型规模为主。华亭式铁矿主要分布于甘肃省六盘山以东的华亭一带，铁矿赋存于白垩系粘土岩或砂质页岩中，矿体呈层状，延展大，厚度小于1m，多为小型铁矿床。

（四）中生代沉积锰矿床

中生代沉积锰矿床以中国的斗南式锰矿床为代表。该类矿床分布于滇东南的砚山、建水一带，沿滇东南—越北古陆北缘展布，典型矿床有斗南、白显、岩子脚等锰矿床。含锰岩系为中三叠统法郎组，为一套钙泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及泥岩，向西过渡为泥灰岩、灰岩及白云岩，假整合于个旧灰岩之上，厚达700余米。斗南锰矿产于粉砂岩、泥岩中，夹多层灰岩及十余个锰矿层，矿石由褐锰矿、钙菱锰矿及方解石等组成。白显锰矿产于白云岩中，薄层状，为含团块状、细脉状方解石的氧化锰矿石，与顶底板白云质灰岩呈过渡关系。

国外中生代沉积锰矿床主要有墨西哥莫兰戈锰矿床、匈牙利乌尔库特锰矿床和摩洛哥伊米尼锰矿床、澳大利亚格鲁特锰矿床。前二者均产于侏罗系灰岩、泥灰岩、粘土岩及页岩中，后二者分别产于白垩系灰岩、白云岩及砂岩和下白垩统粉砂质粘土岩及砂岩中。

（五）中生代盐类矿床

石膏、石盐、芒硝、钾盐等盐类矿床形成于不同地质历史时期干旱气候条件下的封闭、半封闭的沉积盆地中，属蒸发沉积成因。成盐盆地主要是构造盆地，明显受断裂控制。含盐岩系基本上分为两类，即咸化潟湖相的白云岩-灰岩-泥灰岩建造和海相或内陆盐湖相的红色碎屑岩建造。

中生代沉积演化的显著特点是陆相沉积类型广泛分布，潮湿气候带与干旱气候带的交替出现导致形成多个成煤期和成盐期（王鸿祯等，1980）。早中三叠世是地史上著名的干旱气候广布时期，蒸发海盆的膏盐沉积广泛出现在华南、西欧和北美西部地区，陆相红层遍布华北、中亚、印度、非洲中南部及南美阿根廷西部等地，而反映潮湿气候的含煤沉积仅见于澳大利亚东部沿海一带和俄罗斯通古斯盆地及维霍扬斯克地区。晚三叠世—早中侏罗世以潮湿气候带的扩大为特征，欧亚大陆成煤环境众多，干旱气候带局限于劳亚大陆西南部、冈瓦纳大陆中北部及北美西部，特提斯海两侧存在过渡性气候带，可以见到含膏盐沉积与含煤沉积在时空上相互交替的现象。晚侏罗世—早白垩世早期的干燥气候带有明显的扩张，膏盐沉积广泛分布于北美墨西哥附近、南美安底斯山脉、中南欧、非洲北部、西亚、中亚及中国西部地区，而成煤环境仅见于东北亚、印度中部及澳洲东部。早白垩世晚期起至晚白垩世，干旱气候带又有进一步的扩展与强化，膏盐沉积发育于华南及中南半岛、南美、中北非、中东至中亚的广泛地区。

中国中生代盐类矿床的时空分布与中国大陆地质发育历史密切相关（袁见齐等，1994）。早中三叠世为古地台盐类沉积发育期，盐类矿床赋存于海相碳酸盐岩系中，成盐环境为地台上的陆表海局限盆地，部分为地台陆缘浅海环境。盐类沉积具有发育面积大、含盐层位稳定、含盐岩系旋回少、剖面结构简单等特点。这一时期的扬子地台地处北半球的低纬度区，属特提斯洋两侧蒸发岩带的东延部分，中下三叠统硬石膏分布面积超过40万km²，长江沿岸各省都有石膏-硬石膏沉积，四川、鄂西、黔北、奉节生产石盐。印支运动后，中国大陆出现广泛而强烈的裂陷活动，进入陆源碎屑岩-蒸发岩强烈发育期，盐类沉积分布广泛，盐层面积小而厚度巨大、成盐旋回多、剖面结构和物质成分复杂、矿床类型繁多。中生代主要含盐盆地包括新疆吐鲁番盆地、青海柴达木盆地、云南楚雄与安宁盆地、四川成都与南充盆地、湖北江汉盆地等，代表性的矿床有产于中下三叠统嘉陵江组和雷口坡组灰岩、白云岩中的四川威西式石盐矿床、产于中下侏罗统察雅群红色砂页岩中的西藏芒康式石膏矿床，产于上白垩统海棠井组泥岩、粉砂质泥岩及砂砾岩中的四川新津式芒硝矿床，产于上白垩统跑马岗组砂岩、泥质粉砂岩及泥岩、泥灰岩中的湖北子陵铺和麻城铺石膏矿床等。

国外中生代盐类矿床以钾盐的大规模富集为特色，以摩洛哥赫米塞特（三叠系）、土库曼斯坦卡尔柳克—卡拉比尔和乌兹别克盖尔达克—丘别加坦（侏罗系）、泰国沙空那空和刚果霍利（白垩系）为代表。此外，中南欧的三叠纪石盐矿床，欧亚大陆沿英国、法国、德国、克里米亚、高加索、帕米尔、西昆仑展布的侏罗纪硬石膏石盐矿床，中东、非洲西部和南美东部的白垩纪硬石膏石盐层也较重要（钱自强等，1994）。

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