【耶律】西亚煤炭地质概况
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一、概况
西亚是指阿拉伯半岛及波斯湾到地中海之间的区域,包含19个国家,分别是土耳其、叙利亚、格鲁吉亚、塞浦路斯、约旦、伊拉克、伊朗、沙特阿拉伯、阿连酋、巴林、阿富汗、阿曼、也门、以色列、巴勒斯坦、黎巴嫩、卡塔尔、阿塞拜疆、亚美尼亚。
在谈及西亚时,经常会遇到另一个名词“中东”。“中东”不属于正式的地理术语,究竟包括哪些国家和地区,国内外尚无定论,但一般泛指亚洲西部及其与非洲、欧洲连接的部分,有17个国家。其中大部分隶属西亚,但与西亚的区别是不包括阿富汗,包括非洲国家埃及和土耳其的欧洲部分。一般来说,传统上讲的“中东”包括巴林、埃及、伊朗、伊拉克、以色列、约旦、科威特、黎巴嫩、阿曼、卡塔尔、沙特阿拉伯、叙利亚、阿拉伯联合酋长国、也门、巴勒斯坦、塞浦路斯和土耳其。这些国家中,除以色列和塞浦路斯外,都是伊斯兰国家。而在这些中东伊斯兰国家中,土耳其、伊朗为非阿拉伯国家。
西亚地处两洋三洲五海,即处在大西洋和印度洋交通要道,亚洲、欧洲、非洲海陆贸易的中枢地位,周边有里海、黑海、地中海、红海、阿拉伯海。地貌总体特征为中部是北西走向的安纳托利亚一伊朗高原,东北部是中亚平原丘陵,西南部是阿拉伯高原。
西亚地区气候类型主要为强烈的大陆干旱气候。其中,西北部属亚热带地中海式气候,东北部为亚热带草原和沙漠气候,西南部为热带沙漠气候。
二、区域地质
西亚地区地处非洲板块、亚欧板块与印度板块之间,划分两大地质单元,以地中海、波斯湾为界,南侧为阿拉伯地台,北侧为亚欧板块边缘褶皱区。
西亚构造格局的形成是一个极其漫长的地质演化过程,是泛非洲运动、加里东运动和海西运动等3次大规模造山运动的结果。发生在晚元古宙一早显生宙的泛非洲运动以冈瓦纳的固结而结束,发生在古生代的加里东运动和海西运动导致了冈瓦纳和劳亚古陆缝合成泛大陆。从广义上讲,西亚的演化可分为两个巨旋回,第一个巨旋回是以早显生宙期间非洲-阿拉伯板块的固结而告终,它包括晚远古代期间一系列岛弧相互撞击和斜向碰撞。第二个巨旋回以非洲一阿拉伯板块同劳亚古陆碰撞而告结束,包括了所有影响到冈瓦纳北部边缘及其与劳亚古陆有关的事件。
阿拉伯地台位于阿拉伯半岛,西南以红海裂谷为界与非洲地台相隔,东北与特提斯-喜马拉雅褶皱带相连。这是一个由冈瓦纳古陆分裂出来、经远程漂移而拼贴于亚欧古陆的外来地块,地质历史上活动性较弱,构造比较简单,地壳表层主要由
3个结构层组成:前寒武纪主要经历了10亿年及7~6亿年两期构造-热事件,形成一套中低级变质的火山-沉积岩系;古生界主要出露于地台的东北边缘,为陆相、滨海相并向东北逐步过渡为海相地层;侏罗系~第三系,特别是第三系为重要的含油岩系,在地台内部为断陷盆地型堆积,在东北边缘为海相沉积,构成地台向扎格罗斯海槽的过渡带。
亚欧板块边缘褶皱区包括两条造山褶皱带和一条中间地块,北部是阿尔卑斯—喜马拉雅造山褶皱带,南部是托罗斯—扎格罗斯造山褶皱带,中间地块是以伊朗中央盆地—安纳托利亚盆地为主的山间盆地分布区(见图1)。
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西亚地区大体经历了前晋宁期、晋宁-印支期及印支期后3个发展阶段,形成3大套性质不同的建造序列。主要由一系列中生代、新生代褶皱系、推覆构造群、蛇绿混杂带和构造岩浆岩带组成,在某些地区出现大型陆块与地槽褶皱带相间列的构造格局。褶皱系、构造岩浆岩带和基性、超基性岩带或蛇绿混杂岩带自北而南时代逐渐变新,结合古生物群落、沉积建造的差异和古地磁方面的证据,说明这个地区随着地块碰撞拼接,亚欧大陆南缘地壳不断褶皱增生。
亚欧大陆和冈瓦纳大陆大致以扎格罗斯逆冲断层带为界,在古生界和三叠系都为稳定的克拉通沉积,晚三叠世发生较强的构造运动,古特提斯洋闭合。西南侧的阿拉伯盆地(波斯湾盆地)持续发育,构造变动较弱。扎格罗斯海槽连续沉积了海相灰岩和页岩,直到上新世~更新世发生褶皱。东北侧的亚欧板块边缘,自寒武系至三叠系为浅海、泻湖和陆相沉积,各层系之间均为整合关系。三叠纪末的构造运动使其上的沉积以陆相为主,其后多次构造运动的影响,使中、古生界地层发生轻微变质及岩浆侵入和喷发,局部地区有地堑型沉积。所以,扎格罗斯冲断层带两侧的沉积相、厚度、变质程度和岩浆活动具有明显差别。
阿拉伯地台最老的岩浆活动发生在晚元古代,可以划分3个构造岩浆活动期,年代分别为10~8.5亿年、7亿年、5.7亿年,以中酸性侵入岩及基性、中基性喷发岩为主。古生代至中生代岩浆活动微弱,地台边缘偶见火山喷发岩。中生代末到新生代主要为陆上火山喷发,西部分布有白垩纪-第三纪暗色岩和第四纪玄武岩。
三、含煤区与沉积盆地
西亚地区有两个古生界含煤区,分别是阿拉伯地块石炭系含煤区和土耳其地块石炭系~二叠系含煤区。中新生界含煤区可划分“一区两带”,分别是阿拉伯盆地白垩系含煤区,安纳托利亚盆地—伊朗中央盆地中新生界含煤带和亚欧板块边缘盆地侏罗系含煤带。
(一)古生界含煤区
1.阿拉伯地块石炭系含煤区
阿拉伯地块曾是非洲板块的组成部分,在古生代末期与非洲板块裂解形成红海,与亚洲板块碰撞形成特提斯-喜马拉雅褶皱带。由于阿拉伯地块在古生代时期属于北部非洲大陆,所以其古生代地层的含煤情况与北部非洲大陆基本相同。在石炭纪,南部非洲大陆为冰川沉积,北部非洲大陆为成煤期。
在阿拉伯地块上许多地方的古生界发育不良或缺失,直到从侏罗纪开始发生海侵,并在白垩纪遍及全区。石油地质资料显示,西北部的泰布克盆地,缺失石炭系~早二叠统;北部的维典盆地仅有少量的上石炭统~二叠系,但尚不确定是否有含煤地层保留;在与之相邻的叙利亚和伊拉克境内,分别在玛喀达组和盖尔诺组有煤层赋存。
2.土耳其地块石炭系~二叠系含煤区
土耳其地块是亚洲板块与阿拉伯地块之间的一个地块,经中新生代构造运动改造后,形成了走向近东西的“两带一盆”的构造格局。北部为蓬迪斯褶皱带,中部为安纳托利亚盆地,南部为托罗斯褶皱带。其中,蓬迪斯褶皱带和托罗斯褶皱带是古生代含煤区,安纳托利亚盆地为新生代盆地含煤区。
蓬迪斯褶皱带的主要煤田为宗古尔达克煤田,含煤地层时代为石炭纪,是土耳其重要的烟煤产地。托罗斯褶皱带观测到下二叠统地层不整合于泥盆系之上,含烟煤2层,厚度0.1~1m。在两个褶皱带之间的构造抬起部位也有古生代含煤地层出露,例如在东部迪亚巴克尔市与埃尔祖鲁姆市之间不大的背斜和兹罗山地出露有石炭纪含煤地层,由杂色粘土和沥青砂岩组成,含烟煤1层,厚度1~3m。
(二)中新生界含煤区(带)
1.阿拉伯盆地白垩系含煤区
在中新生代,阿拉伯地块除西部抬高,剥蚀裸露基底之外,其余大部分区域转入了以海相为主的盆地沉积时期,在白垩纪沉积了海陆过渡相含煤建造。主要盆地有鲁卜-哈利盆地、也门盆地、阿曼盆地、锡金盆地等。
⑴鲁卜-哈利盆地
鲁卜-哈利盆地位于阿拉伯盆地南部,总面积74万平方公里,陆上面积占78.8%,绝大部分被沙漠覆盖,其余在海上。盆地走向北东,划分为东西两部分,分别称东西鲁卜-哈利盆地(或瑞斯-黑马赫盆地)和西鲁卜-哈利盆地。
⑵也门盆地
也门盆地包括马里卜-夏布瓦盆地、锡尔-赛云盆地、盖迈尔-杰扎盆地。走向北西或北西西,充填厚度一般为300米,最厚可达5000米。为海相或滨海相沉积,中、上白垩统含煤。
⑶阿曼盆地
阿曼盆地位于阿拉伯盆地东南部,走向北东,西北与鲁卜-哈利盆地相邻,西南至佐法尔隆起,东北为阿曼山褶皱带,面积23万平方公里。充填厚度约4000米,其中白垩系约2000米。
⑷锡金盆地
锡金盆地位于土耳其东南,与叙利亚和伊拉克交界处,属阿拉伯盆地北部边缘的一个次盆地。基底为古生界。中生界厚度1700~2500米,三叠系由湖泻相碳酸盐岩、蒸发岩和少量陆相砂岩组成,白垩系以海相碳酸盐岩和泥灰岩为主,缺失侏罗系,在叙利亚境内下白垩统茹巴赫组含煤;新生界厚度3000米,古近纪延续白垩纪的沉积,岩性岩相没有变化;新近系由浅海相和湖泻相碳酸盐岩、蒸发岩和碎屑岩组成。为以浅海~深海相沉积为主,有少量湖相等陆相沉积。
2.安纳托利亚盆地—伊朗中央盆地新近系或白垩系含煤带
该含煤带主要由安纳托利亚盆地新近系含煤区和伊朗中央盆地白垩系含煤区组成。
⑴安纳托利亚盆地新近系含煤区
安纳托利亚盆地位于蓬迪斯褶皱山系和托利德斯褶皱山系之间,为褶皱带相对稳定区域,以新生代成煤为特征。主要有埃尔比斯坦煤田、屈塔希亚煤田和色雷斯盆地。
①埃尔比斯坦煤田面积250平方公里,分布在托罗斯山东面,煤层平均厚度50米,最大厚度达84米,局部可露采。煤种为松散褐煤。储量在30亿吨以上。
②屈塔希亚煤田面积200平方公里,是土耳其主要的褐煤产地之一。煤层厚度15~20米,结构简单,适于露天开采,储量约15亿吨。
③色雷斯盆地位于土耳其西北的欧洲部分,面积1万多平方公里,为新生代盆地,充填地层为古近系和新近系,总厚度约8000米,以海相、陆相的碎屑岩为主,含煤层。
⑵伊朗中央盆地白垩系含煤区
伊朗中央山间盆地位于扎格罗斯造山褶皱带和厄尔布尔士造山褶皱带之间。
①库姆盆地属中间地块性质的裂谷收敛盆地,西界为具有大量基性--中性岩的火山岩带,东部邻塔巴斯—克尔曼盆地,面积约12万平方公里,沉积厚度8000多米。基底为前寒武系结晶岩,古生界和中、新生界均以海相地层为主,中新统后为陆相碎屑岩。上侏罗统盐岩发育,形成了许多刺穿白垩系和第三系的盐丘构造。中生代至古近系造山运动期间,有些地区有火山活动。
②塔巴斯-凯尔曼盆地位于库姆盆地和鲁特地块之间,从塔巴斯西北向南延伸到克尔曼镇的弧形地区之内。是伊朗煤炭主要生产带,含煤地层从巴姆向西北方向延伸,断续出露数百公里。
③伊斯法罕-萨达巴德盆地位于中部伊朗地区的西部,为一个介于中央山间盆地和扎格罗斯山脉之间的西北-东南向的伸长形盆地。盆地西部高地为中生界和古生界地层,东部边缘为中生界,主要为火山岩及侵入的岩浆岩。
3.亚欧板块边缘盆地侏罗系含煤带
该带位于阿尔卑斯—喜马拉雅造山褶皱带北侧,属亚欧板块,分布在中亚地区南缘,延展至阿富汗、伊朗北部边境附近及阿塞拜疆境内,以侏罗系含煤为特征。主要有塔吉克盆地、卡拉库姆盆地和南里海盆地。
四、地质勘查程度
西亚地区大部分地域属“中东”地区,可以说油气田的勘查史就是地质勘查史,从1908年伊朗首次发现石油算起,至今已有91年的历史。根据油气田的勘查情况,大致可以划分三个阶段个
初期勘查阶段:1890~1945年,人们逐渐对油气应用有了初步认识,一些勘查公司开始从事油气田勘查、开发。这期间发现了伊朗马斯吉德苏莱曼油田、伊拉克基尔库克油田、巴林阿瓦利油田、沙特达曼油田、科威特布尔干油田、卡塔尔杜汉油田。
中期勘查阶段:1946~1969年,经过初期勘查后,人们开始认识到中东地区蕴藏着丰富的石油资源,从而使勘查规模迅速扩大,勘查范围遍及整个“中东”地区,相继又发现了50余个油气田,如盖瓦尔油田、萨法尼亚油田、鲁达拉油田、马尼法油田等等。
后期勘查阶段:1970年至今,各石油公司为了保证老油区稳产,加强了深部区和低勘查程度区的分析研究工作,并开辟了沙特中部古生界层系的勘查,又发现了20个油气田。近年来,勘查范围还在不断扩大,钻探深度在不断刷新,每年的钻井数量可达1000口以上。
总的来看,地质勘查程度较高,基本查清了区域地质构造、盆地分布范围和地层层序及其地质年代。但是由于利益驱动,这些国家或勘查公司很少会关注煤炭资源,形成了这样一个现实:地球上勘查程度最高的地区,煤炭资源已知程度最低。
五、煤炭分布及预测
西亚地区石油、天然气勘查开发力度较大,产量较高,但是对煤炭资源的关注程度较低,产量很小,基本情况见表1。
表1
|
序 号 |
国家 |
成煤时代 |
含煤区或主要煤田 |
资源量(亿吨) |
评价意见 |
|
|
公布数据 |
预测数据 |
|||||
|
1 |
土耳其 |
石炭系~二叠系 |
土耳其地块 |
32 |
32 |
有潜力 |
|
新近系 |
安纳托利亚盆地 |
200 |
200 |
潜力较大 |
||
|
色雷斯盆地 |
大致查清 |
|||||
|
2 |
伊 |
白垩系 |
塔巴斯-克尔曼盆地 |
―― |
10 |
有潜力 |
|
侏罗系 |
南里海盆地 |
―― |
―― |
有潜力,量有限 |
||
|
3 |
阿富汗 |
侏罗系 |
塔吉克-卡拉库姆盆地 |
1.2 |
1.2 |
有潜力,量有限 |
|
4 |
也 |
白垩系 |
也门盆地 |
―― |
―― |
潜力较大 |
|
5 |
阿 |
白垩系 |
阿曼盆地 |
―― |
―― |
潜力较大 |
|
6 |
阿联酋 |
白垩系 |
鲁卜-哈利盆地 |
―― |
―― |
埋藏深,潜力小 |
|
7 |
叙利亚 |
石炭系 |
叙利亚境内阿拉伯地块 |
―― |
―― |
南部潜力较大 |
|
8 |
伊拉克 |
石炭系 |
伊拉克境内阿拉伯地块 |
―― |
―― |
西部潜力较大 |
|
合计 |
|
|
|
242 |
|
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