黑龙江省莫霍面的深度与地温场特征概略分析

李春先，王宝君

(黑龙江省煤田地质一○八勘探队，黑龙江 鸡西 158100)

黑龙江省莫霍面的深度与地温场特征概略分析

李春先，王宝君

(黑龙江省煤田地质一○八勘探队，黑龙江 鸡西 158100)

通过对黑龙江省莫霍面深度起伏特征划分，将黑龙江省地壳深部构造划分为五个区，进一步分为三大构造分区。根据莫霍面深度确定三大构造分区的地温梯度，根据地层厚度和地温梯度确定煤类。对白垩系、古近系、新近系煤深成变质条件进行了分析，并对黑龙江省煤类分布进行了划分。

莫霍面;地温场;深成变质;煤类

黑龙江省莫霍面等深线总体呈北北东向展布，坳陷相间，并存在与深大断裂耦合的莫霍面深度出现深度陡变带，并影响了局部莫霍面等深线走向，主要为与嫩江断裂带大致耦合的北北东向大兴安岭东坡的深度陡变带；与佳依地堑带大致耦合的北北东向的嘉荫—舒兰深度陡变带；与塔溪—林口断裂带相耦合的北西走向的塔溪—鸡西深度陡变带。在黑龙江省莫霍面等深线图上相互交叉构成了两个“X”型。这些特点，与黑龙江省构造特征基本吻合。

一 深部构造分区

根椐莫霍面深度起伏特征将地壳深部构造划分为：大兴安岭幔坡区(莫霍面深度从东到西为35—47km)；松嫩幔隆区(莫霍面深度从中心到边缘为小于33—35km)；小兴安岭幔坳区(莫霍面深度为33—36.5km)；张广才岭幔坳区(莫霍面深度为32.5—40km)；佳木斯幔隆区(莫霍面深度为30—32.5km)。

进一步可分为三大构造分区，即嫩江断裂以西的西部大兴安岭幔坡区；嫩江断裂以东—牡丹江断裂以东的小兴安岭—张广才岭的中部幔坳区；牡丹江断裂以东的东部佳木斯幔隆区。大兴安岭幔坡带莫霍面深度为41.25km，中部小兴安岭—张广才幔坳区为34.5km，东部佳木斯幔隆区为31.25km。

二 莫霍面深度与地温场对煤变质影响概析

黑龙江省的莫霍面深度起伏变化对新生界反映不明显，除佳依地堑切割较深，形成了陡变带外。敦密断裂反映非常不明显，而对应有第四系、古近系、新近系的平原区，反映微弱，如松嫩平原、三江平原、穆棱河平原等。表现为莫霍面等值线密度稀，深度变化较平缓。因此现今的黑龙江省莫霍面深度应为白垩纪末期形成，新生代变化很小，根椐深部构造三大分区的平均莫霍面深度，确定西部区大兴安岭幔坡区地温梯度3.0℃/0.1km，中部松嫩幔隆区地温梯度以3.5℃/0.1km，东部佳木斯幔隆区域地温梯度以4.0℃/0.1km。

1.下白垩统煤深成变质条件概析。

大兴安岭幔坡区含煤地层主要为九峰山组，盖层为甘河组，甘河组地层厚度在500—1500米，其它盖层厚度推测为1000米，根据地温梯度3℃/0.1km，盖层下最高温度估算为45—75℃，可为长焰煤—气煤。这与霍拉盆盆地的煤类为长焰煤及气煤相吻合。而西部地区的其它盆地，呼玛欧浦盆地、呼玛盆地、白音那盆地均为褐煤。

小兴安岭—张广才岭南幔坳区含煤地层为建兴组、西岗子组和淘淇河组。上覆地层较少，淘淇河组沉积厚度巨大，为1700—2500米，上覆地层与第四系不整合接触。局部见有与古近系达连河组不整理合接触。淘淇河组含煤部位为下段上部，上段地层厚度约为1500米。区域地温梯度推测为3.5℃/0.1km，煤变质温度估算为52.5℃，煤类为长焰煤，与尚志凤山盆地，伊春翠岭盆地，延寿玉河盆地煤点煤类相符。建兴组沉积厚度为300—600米，上覆多被第四系不整合覆盖。本组分布于松嫩盆地东部边缘，曾被松嫩盆地泉头—青山口组覆盖，推测覆盖厚度1000—1500米。煤层变质温度估算为35—52.5℃，可形成煤类为褐煤、长焰煤，与绥棱县建兴盆地为褐煤，木兰煤地青山小煤矿为长焰煤相符。

松嫩幔隆区莫霍面深度为30—35km，平均值为32.5km。椐大庆油田资料，在1000米深度地温梯度在平均为4.1℃/0.1km。据《黑龙江区域地质志》资料，盆地内登娄库组、泉头组在深度1823.26米—3103.96米地层中首现浊沸石等变质砂物。浊沸石是地层变质开始的指示性矿物。在发现浊沸石矿物的地层中获得最大镜质体反射率为1.0—1.3%，推算其形成温度为120—140℃，按此温度推测可形成肥煤及焦煤，松辽盆地沉积总厚度达5000米以上，其下部地层温度更高，煤变质程度更高，地温梯度值高，地温高，有利于城烃特质热演化生油生气，松辽盆地下部的含煤岩系埋藏深度巨大，无找煤勘查意义，在盆地部分尚有找煤希望。

佳木斯幔隆区含煤地层多，沉积相变大，地层厚，盖层厚，构造沉积变化大，煤变质作用为深成变质作用复杂。在三江穆棱河断陷带含煤地层西部为滴道组、城子河组、穆棱组；勃利盆地西部有裴德组、七虎林河组、云山组、珠山组，盖层地层有东山组、猴石沟组、海浪组等新生界地层等厚度巨大，以本区西部鸡西群为例进行概略分析。滴道组沉积厚度为200—900米，城子河组沉积厚度为500—1300米，穆棱组沉积厚度为500—1000米，上覆盖层东山组为200—1200米，猴石沟组为110—2000米，以及海浪组沉积厚度大于1476米，局部被古近系、新近系覆盖，煤系地层上覆地层厚度虽巨大，但因煤变质与沉积盆地的含煤地层沉降埋藏历史密切相关，即地壳构造运动相关。东山组沉积后，是滴道组和城子河组为深成变质作用最主要时期，穆棱组之上的东山组和海浪组分别是穆棱组深成变质作用的最主要时期。

滴道组煤层变质温度估算为48—140℃，可形成长焰煤—肥煤。在猴石沟组沉积后，可形成贫煤甚至无烟煤。城子河组煤层要经历三次深成变质作用期，第一次为东山组沉积后，其煤层变质温度估算为28—88℃，可形成褐煤、长焰煤及气煤。下部煤层变质温度估算可达120℃，可形成气煤。第二次为猴石沟组沉积后，根椐埋深和地温梯度估算其煤层变质温度估算为32.4—168℃，变质煤类可达肥煤，下部煤层煤或可达瘦煤。第三次为海浪组沉积后，此时煤系上覆地层沉积总厚度达4600米，但多数含煤盆地未沉积，仅在盆地边缘发展。

穆棱组煤层深成变质作用主要经历两次。第一次为东山组沉积之后煤层变质温度估算为8—48℃，可形成褐煤及长焰煤。第二次为猴石沟组沉积后，煤层变质温度估算为12.4—128℃，可形成褐煤—肥煤。

早白垩世含煤盆地西部边缘分散的小型盆地如林口盆地，林口柳树盆地、穆棱市红房子盆地、新立盆地、东宁县东宁盆地、老黑山盆地等含煤地层为穆棱组，这些盆地位于三江—穆棱河断陷区东部或南部边缘，均为山间小型盆地，无滴道和城子河组，这些盆地穆棱组原始沉积，厚度可达600—1000米，加上盖层，煤层上覆地层总厚可达1200—1500米左右。地层薄，煤类均为长焰煤。为深成变质作用形成。

2.古近系、新近系煤深成变质概析。

黑龙江省古近系、新近系的煤层主要为褐煤，只有方正断陷依兰达连河组煤层煤类为长焰煤及气煤，从各煤层镜质体最大反射率来看，从上至下为0.5655%递升为0.603%，符合希尔特定律，为深成变质作用形成，且未见有后期岩浆侵入活动。达连河组之上含煤地层有宝泉岭组及道台桥组，推测其变质温度为50—100℃，佳依地堑属地堑型盆地，推测其地温梯度为3.5℃/0.1km。反推其上覆地层厚度应为1500—3000米。

三 根据莫霍面深度分布划分煤类分布

根椐煤田地质勘查获得煤类分布资料和黑龙江省地壳莫霍面的深度分布特征，将黑龙江省煤类分布划分为东部气煤—焦煤带，中部长焰煤(褐煤)带，西部褐煤(长焰煤)带，这种划分以含煤盆地分布广泛，含煤性最佳，煤炭资源最丰富的早白垩世含煤地层的煤类分布为基础划分的。西部褐煤(长焰煤)带，包括了中侏罗世含煤地层太平川组，其煤类为瘦煤等，分布于龙江县李三店、山泉和颜家沟盆地，以及漠河盆地的锈峰组、二十二站组、漠河组和开库康组的中晚侏罗世含煤盆地，煤类为长焰煤—肥煤。中部长焰煤带(褐煤)中包括了依佳地堑带内局部的方正断陷，达连河组为长焰煤，五常市的山河断陷达连河组为褐煤，胜利断陷的达连河组为褐煤类。东部气煤—焦煤带煤类齐全，包括了佳依地堑北部汤原断陷内的鹤岗东部普查区宝泉岭组的褐煤。敦密断裂带的鸡东盆地、虎林盆地、七星河盆地以及桦南盆地、二九O盆地等。林口县五林盆地、黄花盆地虎林组均为褐煤。迎门山盆地、珍子山盆地早二迭世珍子山组为无烟煤、瘦煤等。

本文详细分析了黑龙江省莫霍面等深线总体呈北北东向展布，与黑龙江省构造特征基本吻合。将地壳深部构造划分为西部大兴安岭幔坡区、小兴安岭—张广才岭的中部幔坳区、东部佳木斯幔隆区。根据地层厚度和地温梯度确定煤类。对白垩系、古近系、新近系煤深成变质条件进行了分析，将黑龙江省煤类分布划分为东部气煤—焦煤带，中部长焰煤(褐煤)带，西部褐煤(长焰煤)带。

[1]王艳霞.鸡西盆地煤变质作用的特征[J].煤炭技术,2005,24(6):94-95.

[2]黑龙江省地质矿产局.黑龙江省区域地质志[M].北京:地质出版社,1993：168-170.

[3]李树平.鸡西盆地鸡西群沉积层序及环境演化[J].煤炭技术，2010(7).

[4]杨晓平,李仰春,张杰，等.黑龙江东部下白垩统鸡西群层序地层划分与聚煤作用分析[J].华南地质与矿产，2005,4:41-44.

[5]王广良.七星河区新第三纪含煤岩系沉积环境分析[J].科技资讯，2005，27.

ClassNo.:TD163DocumentMark：A

(责任编辑：蔡雪岚)

AnalysisofCharacteristicsofDepthandGeothermalFieldofMohorovicicDiscontinuity

Li Chunxian，Wang Baojun

(Heilongjiang Coalfield Geology No.108 Exploration Team，Jixi, Heilongjiang 158100，China)

By the division of the fluctuating characteristics of Mohorovicic discontinuity in Heilongjiang province , we got five areas data of the crustal structure in Heilongjiang, and the geothermal gradient of the three major tectonic divisions is judged from Mohorovicic discontinuity. The types of coal is decided according to the geothermal gradient and the thickness of strata. Cretaceous, Paleogene, Neogene deep burial metamorphism of coal are analyzed in this paper as well as the division of the coal types.

Mohorovicic discontinuity；geotemperature field；deep burial metamorphism of coal；coal types

李春先，高级工程师，黑龙江省煤田地质一○八勘探队。

1672-6758(2013)05-0049-2

TD163

A