《新疆东部主要含煤盆地侏罗系聚煤规律》基于野外地质调查、样品测试、遥感、重磁、钻测井和地震等多种资料，从含煤盆地构造演化、含煤地层分布、含煤地层层序地层学和沉积学、煤层空间分布、含煤岩系的后期改造和赋煤构造、煤岩学和煤质学等方面系统论述新疆东部吐哈盆地、三塘湖盆地以及巴里坤盆地侏罗系的聚煤规律。在测井和钻孔资料约束下的煤层埋深和厚度分布的大范围地震反演是《新疆东部主要含煤盆地侏罗系聚煤规律》的显著特色，提高了对煤层空间赋存形态的整体认识。
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《新疆东部主要含煤盆地侏罗系聚煤规律》兼具理论性、资料性和实践性，可供煤地质学、煤田地质勘探、煤质学、煤化学等领域的科技人员和研究生参考。
第一章东疆地区区域地质背景
一、东疆地区地理位置与地形
东疆主要含煤盆地包括吐哈盆地、三塘湖盆地和巴里坤盆地，隶属于吐鲁番和哈密两个行政区，地理坐标为:东经 87°00′00″~96°00′00″，北纬42°00′00″~45°00′00″，东西长约725 km，南北宽约325 km。拐点地理坐标分别为:91°31′E，45°00′N；93°00′E，45°00′N；96°00′E，43°00′N；96°00′E，42°00′N；87°00′E，42°00′N；87°00′E，43°30′N；91°31′E，43°30′N。总面积约18×104 km2(图1.1)。
图1.1东疆主要含煤盆地位置
吐哈盆地地理坐标为东经87°37′~94°30′、北纬42°12′~43°27′，盆地东西长约660 km，南北宽介于60~130 km，面积近52800 km2。吐哈盆地是位于东天山造山带内的一个山间含煤盆地，为群山环绕，北连博格达山、巴里坤山和哈尔里克山，南邻觉罗塔格山，西起喀拉乌成山，东抵梧桐窝子泉附近。吐哈盆地地势总体呈南北高中间低、东西高中间低，呈长条状近东西向展布。博格达峰高达5445 m，而盆地中心的艾丁湖低于海平面154 m，从天山脚下到艾丁湖畔，水平距离仅60 km，高差竟有1400多米；盆地海拔-150~1600 m，其中地势最低地区位于火焰山南侧的艾丁湖，海拔为-154.43 m(黄海海平面)，是我国最低的洼地。
三塘湖盆地位于新疆的东北部，北与蒙古接壤，南隔巴里坤盆地与吐哈盆地相望(图3.1)，盆地呈北西-南东向条带状展布于莫钦乌拉山与大哈甫提克山-苏海图山-额仁山-克孜勒塔格山之间，东西长约500 km，南北宽40~70 km，面积约23104 km2。
二、东疆地区大地构造特征
新疆地区归属于哈萨克斯坦板块、西伯利亚板块和塔里木板块三大板块(图1.2)；《新疆通志 地质矿产志》(《新疆通志 地质矿产志》编纂委员会，2002)将新疆地区划分为塔尔巴哈台-阿尔曼泰岛弧、巴塔玛依山火山沉积岛弧、准噶尔中央地块、博格达裂陷槽、依连哈比尔尕残余洋盆、吐哈地块、哈尔里克岩浆弧、婆罗科努岛弧、木扎尔特-红柳河板块缝合带、觉罗塔格裂陷槽10个构造单元。本研究根据新疆地区重磁场特征、区域构造背景、断裂构造体系、局部构造及基底界面特征等资料，将新疆地区划分为以下6个构造单元:三塘湖拗陷、准噶尔盆地、北天山褶皱带、吐哈盆地、觉罗塔格复背斜、塔里木北缘活动带(图1.3)。
图1.2东疆盆地大地构造位置图
吐哈盆地与准噶尔盆地属于哈萨克斯坦板块的一部分，处于西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块与塔里木板块之间(图1.2)。在这三大板块之间于志留纪拉张逐渐形成古亚洲洋以及准噶尔微陆块与吐哈微陆块。准噶尔微大陆、吐哈微大陆和伊犁微大陆就是塔里木板块与西伯利亚板块之间的北天山洋中的岛屿。早古生代俯冲沿着中天山北缘的阿齐克库都克进行，随着洋壳消减，吐哈地块与中天山碰撞，使俯冲带跃迁到克拉美丽-莫钦乌拉一线(朱文斌等，2002)，形成晚古生代俯冲碰撞带，这也是塔里木板块与西伯利亚板块的缝合线所在。吐哈盆地属于海西期的优地槽区，是在天山海槽闭合后从晚二叠世开始发育的一个以中、新生界沉积建造为主体的陆相盆地(陶明信，2010)，或将其归为前陆盆地(吴涛等，1996a，1996b；张明山等，2002)。
三塘湖盆地在大地构造上属于西伯利亚板块的一部分，处于西伯利亚板块与哈萨克斯坦板块碰撞接合部位(图1.2)。盆地位于西伯利亚板块南缘、准噶尔晚古生代早期活动大陆边缘东南部；北邻西伯利亚板块的阿尔泰陆壳，南邻哈萨克斯坦板块的北天山古生代活动大陆边缘。南侧以克拉美丽-莫钦乌拉缝合带为界，北侧则以阿尔曼泰蛇绿岩带为界，属叠置在古生代造山带之上以发育古生代二叠纪—中新生代陆相沉积为特点的复合叠置盆地。三塘湖盆地在晚古生代早期以发育钙碱性火山岩和少量碱性深成岩的岛弧系列(弧间盆地)为特征。北缘的小哈甫提克山、苏海图山至额仁山一带是晚古生代早期西伯利亚板块活动大陆边缘的弧后洋盆残片(或陆缘碎块)，西延可接阿尔曼泰，东入蒙古；盆地西南克拉美丽、巴里坤塔格至喀尔里克山一带是残留的北准噶尔洋片，主缝合带是克拉美丽至莫钦乌拉四道白杨沟，而三塘湖盆地当时为岛弧系列。晚古生代晚期受南部北天山初始洋盆的拉开与消亡影响，三塘湖北部的晚古生代早期弧后体系与南缘的残留洋片形成了向三塘湖岛弧的对冲局面并共同造就了三塘湖多期复合盆地的原始基底。同时结束了三塘湖主体残留海盆阶段，海水由南及东南方向经吐哈盆地退出，进入陆内演化阶段。
巴里坤盆地位于新疆巴里坤县境内，是夹持于哈尔里克山和莫钦乌拉山之间的小型弧间盆地；该盆地也属于北天山东段巴里坤山与莫钦乌拉山间的地堑式断陷封闭型高位盆地。盆地东西长为120 km，南北宽为20~30 km，面积为3440 km2，周缘发育石炭系(厚2500~7000 m)，其上覆古近系和新近系。巴里坤中新生代山间拗陷盆地基底属准噶尔弧盆系(Ⅱ级)唐古巴勒-克拉美丽古生代复合沟弧带(Ⅲ级)谢米斯台-库兰卡兹干古生代复合岛弧带(Ⅳ级)。该盆地属于北天山地槽褶皱带之东准噶尔构造带内的北塔山构造带，该褶皱带由一系列复式褶皱组成。褶皱带的主体为晚古生代厚度巨大的地槽型沉积，褶皱形态以线状为特征，构造线主要为东西向。
第二节东疆地区地球物理场特征
一、重力场特征
东疆地区的重力场有三方面特征。①等值线走向宏观呈近东西向及北西向展布:大体在研究区中北部喀依纳木山-大南沟-巴里坤湖-夏尔乌拉山一线以南，布格重力异常等值线的走向为北西西-南东东(近东西)向，而在该线北侧则为北西-南东向。②布格异常值由南向北呈东西成排、南北成块高低分带相间分布:南部克孜勒塔格-一泵站一线为一近东西向的重力高值带，最大值位于东经91°~92°，北纬42°12′~42°30′。该高值带基本和觉罗塔格复背斜对应，其北侧吐鲁番-哈密地区为一近东西向重力低值带，大体对应吐哈盆地的范围。继续向北喀依纳木山-大南沟-巴里坤湖-夏尔乌拉山一线亦为一近东西向的重力高值带，该高值带为北天山褶皱带的反映。该高值带之北巴里坤煤矿-伊吾县一线为一北西向的重力低值带，可能对应巴里坤凹陷的范围。再向北西，依次为巴润塔拉-绵脊梁-马王庙一线的北西向重力高值带及三塘湖-坎儿井一线的北西向重力低值带，该高值带可能是克拉美丽对接带的反映，而该低值带则可能是三塘湖盆地的反映。另外，东疆地区西北部木垒县-奇台县-沙丘河地区为一宏观呈南倾的重力高异常区，其中该区域亦为高磁异常。张朝文(1994)研究表明，此区域为一个“高重、高磁、高阻、高速”综合异常，表明深部有较大的地幔岩或古洋壳残块。③重力高-重力低之间密集梯级带发育:东疆地区由南向北重力高与重力低过渡带之间发育密集重力梯级带。大的梯级带主要有研究区南部重力高与北部吐鲁番-哈密重力低之间的近东西向重力梯级带；吐鲁番-哈密重力低与其北部喀依纳木山-大南沟-巴里坤湖-夏尔乌拉山重力高之间的近东西向重力梯级带；巴里坤煤矿-伊吾县重力低与其西部重力高之间的北西向重力梯级带；三塘湖-坎儿井重力低与其西部巴润塔拉-绵脊梁-马王庙重力高之间的北西向重力梯级带。
一般而言，布格重力异常场值的走向反映区域地质体的宏观展布方向，东疆地区内中北部喀依纳木山-大南沟-巴里坤湖-夏尔乌拉山一线以南发育地层的走向为北西西-南东东(近东西)向，而在该线之北则为北西-南东向。布格重力异常场值的大小反映了基底的起伏特征，大重力场值反映高密度的基底埋深相对较浅；小重力场值反映基底埋深相对较深，上覆盖层较厚。布格重力异常等值线密集的重力梯级带反映断裂构造。根据重力场值由南向北呈高、低分带的特征分析认为研究区基底亦由南向北呈隆、凹相间分布；由重力高与重力低之间发育密集梯级带推断研究区构造复杂，断裂发育，大断裂控制研究区地层发育、基底隆凹格局。
东疆地区的剩余重力异常显示由南向北重力异常也呈东西成排、南北成块相间分布。阜康-木垒-巴里坤一线及其之南局部重力异常宏观展布方向为近东西向；阜康-木垒-巴里坤一线为一局部重力低值带，其南部博格达峰-七角井-口门子一线为一局部重力高值带；吐鲁番-哈密一线为一局部重力低值带，艾丁湖-南湖一线为一局部重力高值带；靠近研究区南部边界为一局部重力低值带。阜康-木垒-巴里坤一线以北东，局部重力异常宏观呈北西向展布；喀拉卡特-多峰山-红井子一线为局部重力高值带；巴里坤煤矿-马王庙一线为局部重力低值带；巴润塔拉-绵脊梁一线为局部重力高值带，其北东三塘湖-坎儿井一线为局部重力低值带。
东疆地区这些局部重力高、重力低值带呈串珠状、团块状，由多个重力高、重力低圈闭组成。局部重力异常等值线圈闭的重力高、重力低反映局部凸(隆)起与凹陷构造。由东疆地区局部重力异常发育的众多重力高、重力低带推测。
二、磁力场特征
东疆地区磁力ΔT化极异常等值线走向和布格重力异常类似，宏观也呈近东西向及北西向展布，其中在东疆地区中北部喀依纳木山-大南沟-巴里坤湖-夏尔乌拉山一线以南，异常等值线的走向为北西西-南东东(近东西)向，而在该线以北则为北西-南东向。东疆地区磁力ΔT化极异常值由南向北宏观呈现2个高值带，3个低值带。沿达坂城-吐鲁番-骆驼圈子地区总体为一近东西—北西西向的磁异常高值带，该高值带南北向范围较宽，其间发育众多磁力高、磁力低异常。另一高值带位于东疆地区西北部希里喀克-旱沟-木垒一带，该高值带呈北西西向，也发育众多磁力高、磁力低异常。3个低值带分别为靠近东疆地区南部边界克孜勒塔格-恰特尕力塔格-苦水一线的磁力低异常带、大南沟-七角井-口门子一线的磁力低异常带以及喀拉卡特-巴里坤煤矿-伊吾县一线的磁力低异常带。东疆地区磁力梯级带同样发育，2个磁力异常高值带与3个低值带之间均发育磁力梯级带。
东疆地区剩余磁力异常具有如下特征:①剩余磁力异常在宏观走向上基本和重力异常一致，即在喀依纳木山-大南沟-巴里坤湖-夏尔乌拉山一线以南走向为北西西-南东东(近东西)向，在该线之北为北西-南东向。但单个局部磁力异常的走向一致性较差，以北西向、近东西向居多，亦有近南北向、北东向局部磁力高、磁力低发育。可见，磁性体赋存状态复杂。②剩余磁力异常在东疆地区内东西成排、南北分带性不明显。东疆地区内局部磁力高、磁力低发育，但异常的范围、幅度差异大，平面分布比较零乱。推测东疆地区磁性体发育，岩性复杂，分布广泛。③在吐哈盆地和三塘湖盆地内，局部磁力高、磁力低和局部重力高、重力低对应性较差，吐哈盆地和三塘湖盆地重力场反映为条带状重力低，重力低的范围基本圈定出盆地的范围。由于东疆地区东北部磁力数据的限制，三塘湖盆地磁力场特征反映不明显，但吐哈盆地内磁力异常基本上为高磁异常特征。邓振球(2002)对这种现象进行了解释，他认为出现多个强度较大、条带状延伸及等轴状局部异常，剖面上形成多个峰值较强的正磁异常区和局部异常是由以下部分引起的:一是中泥盆统头苏泉组地层，二是下石炭统梧桐窝子地层，三是在上述两种地层中的辉长辉绿岩、闪长岩和部分玄武岩、安山岩等。张德润和郑广如(1987)认为吐哈盆地深部存在前寒武纪的强磁性结晶基底，其确切时代可能为古元古代或更早，而不可能是新元古代，因为野外岩石物性测定结果表明，新元古界是无磁性或弱磁性岩石。王宜昌(1997)则认为石炭系中发育的火山岩层是形成准噶尔、吐哈、伊犁三大盆地内强磁异常的根源。而汪振文(1986)则对本区重力、磁力异常成因持有另外的观点。本研究认为，吐哈盆地的强磁异常可能是由于盆地内发育具有较强磁性的结晶基底古元古界及更老地层，它们引起吐哈盆地的强磁区域背景异常，并且在该强磁区域背景上，叠加了中泥盆统及下石炭统强磁性岩体引起的局部磁力高。
三、重磁异常相关分析
为了更好地解释重力、磁力异常，分别对布格重力异常与磁力ΔT化极异常等值线、区域(滤波30、50、70、90、110、130 km)重力异常与磁力异常等值线、剩余(滤波30、50、70、90、110、130 km)重力异常与剩余磁力异常等值线进行了相关
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