聚煤盆地及煤聚積規(guī)律PPT課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 聚煤盆地的形成條件聚煤盆地的形成條件 一、基本概念 1. 聚煤盆地：是地史期聚煤作用廣泛發(fā)育的沉積盆地。地貌上：盆地積水洼地，適合于植物的繁殖、堆積、形成泥巖層，并最終形成煤層。它是原始含煤沉積盆地。聚煤盆地可以保持其原始沉積盆地的基本面貌，但大多數(shù)由于后期構(gòu)造變動(dòng)和剝蝕作用而被分割為一系列后期構(gòu)造盆地第1頁(yè)/共56頁(yè)2. 煤盆地：是國(guó)際上較為通用的術(shù)語(yǔ)，其含義比較廣泛，可以指聚煤盆地，也可以指后期構(gòu)造盆地。3.煤田：一般是指在同一地質(zhì)發(fā)展過(guò)程中形成的含煤巖系分布的廣大地區(qū)，雖經(jīng)后期構(gòu)造和侵蝕作用的分割，但基本上仍連成一片或可以追蹤，常常形成大型煤炭生產(chǎn)基地.4.煤產(chǎn)地：指煤田內(nèi)

2、由構(gòu)造分隔的賦煤構(gòu)造單元，通常可對(duì)應(yīng)于礦井或礦區(qū)范圍。煤產(chǎn)地這個(gè)詞已經(jīng)不經(jīng)常使用了。 第一節(jié)第一節(jié) 聚煤盆地的形成條件聚煤盆地的形成條件 第2頁(yè)/共56頁(yè)二、聚煤盆地的形成條件 古氣候、古植物、古地理和古構(gòu)造等地質(zhì)因素綜合作用的結(jié)果。1.植物遺體的大量堆積是聚煤作用發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)。地史期植物的演化表現(xiàn)為突變和漸變兩種形式: 突變期，在較短的地史時(shí)期中有大量新舊屬種的更替，是植物進(jìn)化的飛躍階段； 漸變期，植物屬種比較單一，但擴(kuò)展迅速，茂密成林，往往是強(qiáng)盛的聚煤期。地史期的聚煤作用呈波浪式向前推進(jìn)。 第一節(jié)第一節(jié) 聚煤盆地的形成條件聚煤盆地的形成條件 第3頁(yè)/共56頁(yè)2.古氣候是植物繁衍、植物殘?bào)w

3、泥炭化和保存的前提條件。（1）濕度：地史期的聚煤作用主要發(fā)生于溫暖潮濕氣候帶，而濕度是主導(dǎo)的因素。（2）氣候分帶和海陸分布：緯度和大氣環(huán)流形成全球性的氣候分帶，使聚煤帶沿著一定的緯度展布。海陸分布、地貌等可形成區(qū)域性氣候區(qū)，疊加在全球性氣候帶的背景上，形成不同規(guī)模的聚煤區(qū)。 （3）聚煤盆地的發(fā)育隨潮濕氣候帶的遷移而遷移：聚煤盆地形成在潮濕氣候帶覆蓋的地區(qū)，隨著潮濕氣候帶的遷移，聚煤帶和聚煤盆地也相應(yīng)地發(fā)生遷移。第一節(jié)第一節(jié) 聚煤盆地的形成條件聚煤盆地的形成條件 第4頁(yè)/共56頁(yè)3.適宜的沉積古地理環(huán)境為沼澤發(fā)育、植物繁殖和泥炭聚積提供了天然場(chǎng)所。(1)聚煤作用主要發(fā)生的古地理單元:泥炭沼澤往往

4、分布于剝蝕區(qū)至沉積區(qū)的過(guò)渡地帶。(2)影響因素:既受到剝蝕區(qū)位置、范圍、性質(zhì)、抬升速率和物源供應(yīng)的影響，又受到沉積區(qū)位置、范圍、沉降速率、穩(wěn)定水體及其水動(dòng)力條件的影響。因此，聚煤古地理環(huán)境是一個(gè)非常敏感的動(dòng)態(tài)環(huán)境。第5頁(yè)/共56頁(yè)4.古構(gòu)造是作用于聚煤盆地諸因素中的主導(dǎo)因素。 （1）從構(gòu)造觀點(diǎn)出發(fā)，可以把聚煤盆地看作一種特殊的構(gòu)造形跡，即是說(shuō)聚煤盆地在大地構(gòu)造格架中占據(jù)一定部位，具有一定的幾何形態(tài)和構(gòu)造樣式，與周圍的其它各種構(gòu)造形跡有著成生聯(lián)系，可以歸入某種構(gòu)造體系。聚煤盆地是特定的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的產(chǎn)物，具有一定的地球動(dòng)力背景。（2）地殼的沉降范圍、幅度、時(shí)期和速度，決定了聚煤盆地的范圍、巖系

5、厚度、沉積補(bǔ)償及沉積相的組成和分布。因此可以說(shuō)，聚煤盆地的形成與地殼的活動(dòng)性有關(guān)，是地殼運(yùn)動(dòng)過(guò)程的產(chǎn)物。 第6頁(yè)/共56頁(yè)四個(gè)因素的辨證關(guān)系：古氣候、古植物、古地理和古構(gòu)造等因素，在一定地區(qū)或一定條件下都可能成為聚煤作用的決定性因素。一般來(lái)說(shuō)，古氣候、古植物條件提供了聚煤作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，常作為聚煤盆地形成的區(qū)域背景來(lái)考慮；而古地理和古構(gòu)造則是具體聚煤盆地形成、演化的主要控制因素。沉積盆地是沉積物搬運(yùn)和沉積的活動(dòng)舞臺(tái)，形成各種各樣的沉積環(huán)境和沉積體系。第一節(jié)第一節(jié) 聚煤盆地的形成條件聚煤盆地的形成條件 第7頁(yè)/共56頁(yè)按聚煤盆地的動(dòng)力學(xué)條件分：拗陷型、斷陷型和構(gòu)造侵蝕型等三種基本類型聚煤盆地 。

6、 （一）拗陷型聚煤盆地（亦稱波狀拗陷盆地） 盆地的基底特征：基本上為一連續(xù)界面，聚煤期地殼運(yùn)動(dòng)以寬緩開(kāi)闊的波狀隆起和拗陷為主，含煤巖系就形成于波狀拗陷內(nèi)。1、成因：波狀拗陷可能是 地殼薄化引起的區(qū)域沉降； 殼下物質(zhì)活動(dòng)引起的熱沉降； 或區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)造成的地殼波狀變形。第二節(jié)第二節(jié) 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第8頁(yè)/共56頁(yè)2、盆地基底界面特征：聚煤盆地的基底界面可以是連續(xù)沉積界面，也可以是遭受長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕的間斷面。在盆地形成演化過(guò)程中，基底脆性斷裂變形不明顯。3、盆地形態(tài)特點(diǎn)：拗陷型盆地的幾何形態(tài)多呈圓形、橢圓形或?yàn)晨谛?，其橫剖面有些是對(duì)稱的，有些則不對(duì)稱。盆地的規(guī)模可大可小，大者可達(dá)數(shù)

7、十萬(wàn)平方公里。第二節(jié)第二節(jié) 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第9頁(yè)/共56頁(yè)4、沉積充填及成煤特征：沉陷中心一般位于盆地的中部；盆地中部距陸源區(qū)較遠(yuǎn)，往往出現(xiàn)欠補(bǔ)償環(huán)境；盆地的沉積中心與沉降中心可能不一致；拗陷型聚煤盆地含煤巖系的巖性巖相和含煤性比較穩(wěn)定；沉積物成熟度高；旋回結(jié)構(gòu)清晰；煤層發(fā)育比較廣泛、穩(wěn)定，易于對(duì)比；陸源區(qū)和含煤沉積區(qū)相對(duì)高差不大；大型拗陷聚煤盆地內(nèi)部常常發(fā)育次一級(jí)隆起和拗陷。第二節(jié)第二節(jié) 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第10頁(yè)/共56頁(yè) 我國(guó)華北石炭二疊紀(jì)聚煤盆地是一個(gè)比較典型的波狀拗陷型聚煤盆地、也是一個(gè)克拉通內(nèi)沉積盆地。盆地南、北側(cè)分別以秦嶺大別和陰山活動(dòng)構(gòu)造帶為界，總體

8、為一個(gè)由西北向東南緩傾的箕狀盆地。盆地基底為中奧陶統(tǒng)侵蝕界面，盆緣局部地段為寒武系或震旦系。 華北石炭二疊紀(jì)煤系由一個(gè)完整的海侵海退旋回組成。在海域不斷擴(kuò)張的總趨勢(shì)下形成以瀉湖、潮坪障壁體系為主的早期聚煤環(huán)境，以穩(wěn)定的薄中厚煤層和淺水碳酸鹽巖層的廣泛發(fā)育為特征，旋回結(jié)構(gòu)清晰，煤層易于對(duì)比。 晚石炭世中晚期，海域范圍最大，在盆地北緣山前地帶發(fā)育厚煤層，大約自晚石炭世晚期，由于內(nèi)蒙大興安嶺海槽漸趨封閉，盆緣隆起帶多河系攜帶的大量陸源碎屑注入盆地，開(kāi)始了盆地范圍的海退期。第二節(jié)第二節(jié) 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第11頁(yè)/共56頁(yè)沈 陽(yáng)北 京呼 和 浩 特太 原石 家 莊濟(jì) 南鄭 州徐 州淮 南合

9、 肥南 京上 海西 安平 涼中 衛(wèi)延 安銀 川天 津50501001505010012050501001207010015015010020010050701002002007010050701009108761234580080160km1051101151201251304035第二節(jié)第二節(jié) 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第12頁(yè)/共56頁(yè) 在海退的總趨勢(shì)下，形成以在海退的總趨勢(shì)下，形成以淺水進(jìn)積三角洲為主體的晚期聚淺水進(jìn)積三角洲為主體的晚期聚煤環(huán)境煤環(huán)境。中。中- -厚煤層廣泛發(fā)育，煤層穩(wěn)定性較差，常見(jiàn)沉積間斷厚煤層廣泛發(fā)育，煤層穩(wěn)定性較差，常見(jiàn)沉積間斷和河流沖蝕現(xiàn)象。整個(gè)聚煤盆地內(nèi)含煤

10、巖系的巖性巖相和富煤層和河流沖蝕現(xiàn)象。整個(gè)聚煤盆地內(nèi)含煤巖系的巖性巖相和富煤層段、聚煤帶呈現(xiàn)規(guī)律性變化，大體呈段、聚煤帶呈現(xiàn)規(guī)律性變化，大體呈“東西向成帶，南北向遷移東西向成帶，南北向遷移”的總格局。的總格局。-OS Pt1N80m80km0O O2C3C2O2P11234567圖6-1 華北石炭二疊紀(jì)煤盆地沉積構(gòu)造剖面示意圖1瀉湖濱海鐵鋁質(zhì)沉積；2瀉湖障壁含煤沉積；3海灣、潮坪含煤沉積；4淺水三角洲含煤沉積；5沉積扇河流含煤沉積；6煤層；7斷陷盆地華北石炭-二疊紀(jì)煤盆地沉積-構(gòu)造剖面示意圖1-瀉湖-濱海鐵鋁質(zhì)沉積；2-瀉湖-障壁含煤沉積；3-海灣-潮坪含煤沉積；4-淺水三角洲含煤沉積；5-沖

11、積扇-河流含煤沉積；6-煤層；7-斷陷盆地 第二節(jié)第二節(jié) 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第13頁(yè)/共56頁(yè)（二）斷陷型聚煤盆地 斷陷型聚煤盆地的基底為不連續(xù)界面，成盆期地殼運(yùn)動(dòng)以塊狀斷裂運(yùn)動(dòng)為主。1、成因：斷陷盆地可以是由地幔隆起誘發(fā)的表層引張作用而產(chǎn)生的地塹型盆地，也可以是由伸展作用所產(chǎn)生的正斷層系而形成的半地塹型盆地，或者是由走向滑動(dòng)斷層所派生的垂向分量而形成的拉分盆地。2、盆地的基底界面一般為不整合構(gòu)造-剝蝕面，并被先成斷裂系所切割。 第二節(jié)第二節(jié) 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第14頁(yè)/共56頁(yè)3、形態(tài)特征：盆地一般呈狹長(zhǎng)幾何形態(tài)，其延伸方向與控制性斷裂的展布方向相一致；盆地的橫剖面一

12、般不對(duì)稱，沉降中心靠近主盆緣斷裂一側(cè)。單個(gè)盆地的范圍有限，但常常按一定方位和組合型式成群成帶出現(xiàn)，構(gòu)成盆地群，且具有相當(dāng)可觀的規(guī)模和煤炭?jī)?chǔ)量。含煤巖系的形成，主要受斷裂作用及基底斷塊旋轉(zhuǎn)、沉陷的控制。 4、盆地的超覆擴(kuò)張和退縮分化：斷陷型聚煤盆地在演化過(guò)程中，常常發(fā)生超覆擴(kuò)張和退縮分化。通常，表現(xiàn)為由盆緣斷裂一側(cè)向盆地單斜基底一側(cè)超覆。 第二節(jié)第二節(jié) 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第15頁(yè)/共56頁(yè)5、盆地沉積充填和成煤特征：由于主干斷裂的間歇性活動(dòng)和基底斷塊的差異沉陷，形成極其復(fù)雜的構(gòu)造巖相樣式 ；含煤巖系向盆緣斷裂一側(cè)傾斜和增厚；盆地的充填序列一般為雙層結(jié)構(gòu)，劃分為下、上含煤組，分別代表斷

13、陷聚煤盆地的不同演化階段；靠近盆緣斷裂的內(nèi)側(cè)發(fā)育粗碎屑沖積扇；煤層和煤層組沿走向形成富煤帶，沿傾向與盆緣沖積扇帶呈犬牙交錯(cuò) ；斷陷型聚煤盆地中常形成巨厚煤層 ；含煤巖系的巖性巖相變化劇烈，對(duì)比困難； 第二節(jié)第二節(jié) 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第16頁(yè)/共56頁(yè)我國(guó)內(nèi)蒙古霍林河煤盆地是一個(gè)半地塹聚煤盆地，盆地沿北東向延伸。晚中生代含煤巖系與下伏火山巖系為假整合接觸，基底為石炭二疊紀(jì)淺變質(zhì)巖系，盆地西北緣為盆緣主斷裂。盆地自下而上可劃分為六個(gè)巖段，由沖積扇粗碎屑巖深湖泥質(zhì)巖沖積、湖泊含煤巖組構(gòu)成一個(gè)大型沉積旋回。含煤巖系總厚1600m，由東南向西北增厚，粗碎屑巖主要分布于西北翼盆緣斷裂內(nèi)側(cè)。煤層

14、最大厚度位于盆地中部；向西北翼煤層層間距加大，分岔、變薄和尖滅，與粗碎屑巖楔形交錯(cuò)，向東南翼煤層有合并現(xiàn)象，煤層層間距減小，層數(shù)減少。富煤帶與巖相帶一致，平行盆地長(zhǎng)軸方向延展。 01km圖6-2 內(nèi)蒙霍林河下含煤段沉積斷面圖（據(jù)李思田等，1988）35NW0100200300400500600m21336155147734973763148SEF1K1h3J3k1K1h2K1h1內(nèi)蒙霍林河含煤段沉積斷面圖第二節(jié)第二節(jié) 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第17頁(yè)/共56頁(yè)（三）構(gòu)造-侵蝕型聚煤盆地 地質(zhì)外營(yíng)力(如河流、冰川、風(fēng)等)的侵蝕和溶蝕作用形成的地形洼地，稱為侵蝕盆地。在適宜的氣候、水文條件下

15、，洼地可以沼澤化而堆積泥炭。堆積作用主要是將侵蝕或溶蝕洼地填平補(bǔ)齊，含煤沉積厚度僅數(shù)米至數(shù)十米。沉積于沉積間斷和剝蝕面上的含煤巖系，其底部層段和煤層常常具有這種填積特征。 侵蝕盆地內(nèi)含煤巖系的不斷堆積必須以區(qū)域性沉陷為構(gòu)造背景。流水侵蝕和溶蝕是盆地形成和擴(kuò)展的直接動(dòng)力，提供了聚煤作用的場(chǎng)所，且流水體系是盆地覆水程度和泥炭沼澤發(fā)育的重要控制因素。 第二節(jié)第二節(jié) 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第18頁(yè)/共56頁(yè)我國(guó)云南東部的宜良、沾益等地的早石炭世含煤巖系直接超覆于泥盆系侵蝕面上，煤系厚度很薄，一般為數(shù)米至數(shù)十米。煤層賦存于剖面下部，含煤13層，層厚0.31.0m，局部可達(dá)10m。煤層發(fā)育明顯地受

16、古地形的影響，煤體呈透鏡狀，延伸不遠(yuǎn)便變薄、尖滅。 12345100m50m0云南沾益天生壩煤礦含煤沉積剖面1石英砂巖；2泥巖；3煤層；4泥灰?guī)r；5白云巖（D2）（據(jù)中國(guó)煤田地質(zhì)學(xué)，韓德馨等，1980）第二節(jié)第二節(jié) 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第19頁(yè)/共56頁(yè)過(guò)渡類型： 除上述三種聚煤盆地基本類型是一個(gè)連續(xù)系列外，還常見(jiàn)各種過(guò)渡類型，特別是拗陷型和斷陷型的過(guò)渡類型，稱斷拗型聚煤盆地。隨著近代深層地震探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，證實(shí)基底斷裂和地殼、巖石圈斷裂是很多沉積盆地形成的控制性構(gòu)造，這是在探討聚煤盆地類型時(shí)值得注意的動(dòng)向。第二節(jié)第二節(jié) 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第20頁(yè)/共56頁(yè) 聚煤盆

17、地從形成到結(jié)束是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，由于古植物、古氣候、古地理和古構(gòu)造等多種因素的影響，盆地不斷地發(fā)生時(shí)空演化。 一、盆地的層次結(jié)構(gòu)隨著區(qū)域構(gòu)造和盆地基底構(gòu)造的演變，盆地充填蓋層也卷入了地殼的形變過(guò)程，形成具有一定特征的沉積構(gòu)造層次。不同的沉積構(gòu)造層次組成整個(gè)盆地的層次結(jié)構(gòu)。 第三節(jié)第三節(jié) 聚煤盆地的發(fā)展與演化聚煤盆地的發(fā)展與演化 第21頁(yè)/共56頁(yè)斷陷聚煤盆地往往具有明顯的層次結(jié)構(gòu)：（1）盆地發(fā)育早期表現(xiàn)出顯著的裂陷性質(zhì)，下落斷塊組成一系列半地塹或地塹盆地系，各個(gè)亞盆地相互分隔，各自具有盆緣斷裂和沖積扇帶，構(gòu)成底部沉積構(gòu)造層次。（2）隨著裂陷作用的持續(xù)，各個(gè)亞盆地被上覆沉積廣泛覆蓋，形成統(tǒng)一的沉積

18、盆地，下伏基底斷塊的顯著差異性沉降，引起蓋層巖性巖相和厚度的變化，某些基底斷裂可能延伸至上覆蓋層，也可能產(chǎn)生重力滑脫斷層系，構(gòu)成沉積構(gòu)造類型比較復(fù)雜的過(guò)渡層次。（3）盆地發(fā)育的后期，發(fā)生了構(gòu)造型式的轉(zhuǎn)化，由早期的裂陷作用為主，轉(zhuǎn)化為晚期的荷載調(diào)整性沉降或熱沉降。 第三節(jié)第三節(jié) 聚煤盆地的發(fā)展與演化聚煤盆地的發(fā)展與演化 第22頁(yè)/共56頁(yè)NWTrK22K21K13K14K15K21K11JC-PSW海拔/m0-1000-2000-3000-4000-5000-6000-7000松遼盆地沉積-構(gòu)造剖面圖（據(jù)中國(guó)煤田地質(zhì)學(xué)，韓德馨等，1980）東北松遼盆地東北松遼盆地，晚侏羅早白堊世火山巖晚侏羅早白

19、堊世火山巖系和含煤碎屑巖系填積在系和含煤碎屑巖系填積在北東向基底斷裂北東向基底斷裂構(gòu)成的半構(gòu)成的半地塹盆地內(nèi)，組成底部亞地塹盆地內(nèi)，組成底部亞盆地系。早白堊世沉積范盆地系。早白堊世沉積范圍擴(kuò)大，圍擴(kuò)大，超覆超覆不整合于石不整合于石炭炭二疊系變質(zhì)巖系或海二疊系變質(zhì)巖系或海西期花崗巖基底之上，早西期花崗巖基底之上，早白堊世晚期盆地主要表現(xiàn)白堊世晚期盆地主要表現(xiàn)為為拗陷性質(zhì)拗陷性質(zhì)，沉積層由盆，沉積層由盆地中部向兩翼逐漸變薄，地中部向兩翼逐漸變薄，在盆緣地帶仍受到基底斷在盆緣地帶仍受到基底斷裂影響。裂影響。第三系第三系沉積范圍沉積范圍明顯縮小，退縮于盆地西明顯縮小，退縮于盆地西緣。緣。 第三節(jié)第三節(jié)

20、 聚煤盆地的發(fā)展與演化聚煤盆地的發(fā)展與演化 第23頁(yè)/共56頁(yè)盆地古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)和動(dòng)力活動(dòng)方式的轉(zhuǎn)化是盆地沉積構(gòu)造演化的重要制導(dǎo)因素，相應(yīng)地出現(xiàn)不同的沉積構(gòu)造層次。拉伸盆地受到與伸張作用方向相反的擠壓作用，沿近于直立的基底斷裂便產(chǎn)生走向滑動(dòng)，可以在上覆沉積蓋層中形成花狀構(gòu)造或重力滑脫構(gòu)造，在一定層段表現(xiàn)為同沉積褶皺和斷裂系。由于動(dòng)力作用方式的改變，在不同層位也可以出現(xiàn)不同方向和不同排列方式的斷層系。 第三節(jié)第三節(jié) 聚煤盆地的發(fā)展與演化聚煤盆地的發(fā)展與演化 第24頁(yè)/共56頁(yè)我國(guó)華北裂谷系中的一個(gè)半地塹盆地，以邊緣斷裂為主干發(fā)育一系列掀斜斷塊，不同層次和不同尺度的鏟式斷層，分別屬于兩個(gè)裂陷幕，具有

21、相反的方向，表明隨時(shí)間發(fā)展而改變了掀斜方向。 0 . 01 . 02 . 03 . 04 . 05 . 0SES3ES1ES1ES3ES4J1J1ES4JA n ZQ + N mEdES1ES3ES4ES3EdES1ES 2Q + N mNCA n ZES1E華北裂谷系中的一個(gè)半地塹盆地剖面圖（垂直比例尺，每秒大致相當(dāng)3-40nm）（據(jù)馬杏垣，1983）第三節(jié)第三節(jié) 聚煤盆地的發(fā)展與演化聚煤盆地的發(fā)展與演化 第25頁(yè)/共56頁(yè)二、盆地的超覆擴(kuò)張和退縮分化盆地的超覆擴(kuò)張和退縮分化是盆地演化的空間表現(xiàn)。地表侵蝕、沉積充填、海面升降和盆地基底升降等，都可引起盆地范圍的擴(kuò)張或退縮。由于盆地基底沉降而出

22、現(xiàn)聚煤盆地的超覆擴(kuò)張是極為常見(jiàn)的現(xiàn)象。伴隨盆地的超覆擴(kuò)張巖相帶和聚煤帶亦相應(yīng)遷移。（1）聚煤盆地形成初期往往是一些相互分隔的地形洼地、小型斷陷或拗陷盆地，隨著盆地基底不斷沉降而發(fā)生盆地范圍的超覆，形成一個(gè)統(tǒng)一的沉積盆地，巖性巖相和厚度顯示規(guī)律性變化，可以進(jìn)行盆地范圍的對(duì)比。 第三節(jié)第三節(jié) 聚煤盆地的發(fā)展與演化聚煤盆地的發(fā)展與演化 第26頁(yè)/共56頁(yè)我國(guó)云南小龍?zhí)兜谌o(jì)褐煤盆地的基底為可溶性碳酸鹽巖，填積作用首先發(fā)生在溶蝕洼地內(nèi)。含煤巖系剖面三分明顯即：下段以坡積洪積相砂礫巖填積為主；中段為湖沼相沉積，伴隨盆地基底沉降；上段以湖泊相泥灰?guī)r為主。小龍?zhí)睹号璧爻涮钚蛄?，在縱向上或橫向上都呈現(xiàn)出明顯的

23、超覆擴(kuò)張。2 圖6-15 云南小龍?zhí)睹号璧爻练e剖面圖1-湖泊相泥灰?guī)r；2-褐煤層；3-湖沼相碎屑巖；4-坡積-洪積相沙礫巖2341云南小龍?zhí)睹号璧啬瓿练e剖面圖1湖泊相泥灰?guī)r；2褐煤層；3湖沼相碎屑巖；4坡積相砂礫巖第三節(jié)第三節(jié) 聚煤盆地的發(fā)展與演化聚煤盆地的發(fā)展與演化 第27頁(yè)/共56頁(yè)（2）大型拗陷聚煤盆地的基底界面往往是經(jīng)受長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕作用的夷平面，界面坡降很小。隨著基底的緩慢沉降，由初始沉降中心向外側(cè)超覆擴(kuò)張，并表現(xiàn)出“大跨度”超覆特征，只有在大范圍內(nèi)進(jìn)行地層劃分和對(duì)比才能識(shí)別。伴隨盆地的超覆擴(kuò)張，巖相帶發(fā)生遷移，形成水進(jìn)型充填序列。第三節(jié)第三節(jié) 聚煤盆地的發(fā)展與演化聚煤盆地的發(fā)展與演化

24、 第28頁(yè)/共56頁(yè)20060010001400180022002600m1234567891011121314J1zT3UT3xjT3kT3k龍泉山斷層T2龍泉山斷層T21234567891011剖面位置圖04080km1大邑成都2 3 苗陽(yáng)45遂寧678邪水91011121314石柱N 圖 6-16 四川盆地大邑-石柱晚二疊世含煤地層對(duì)比圖1-煤層；2-炭質(zhì)泥巖；3-泥巖；4-粉砂巖；5-細(xì)砂巖；6-中砂巖；7-粗砂巖；8-含礫砂巖 9-泥灰?guī)r；10-灰?guī)r；11-白云巖 （據(jù)中國(guó)煤田地質(zhì)學(xué)，1980；修改）龍門山隆起自流井組 四川盆地大邑石柱晚二疊世含煤地層對(duì)比圖1-煤層；2炭質(zhì)泥巖；3泥

25、巖；4粉砂巖；5細(xì)砂巖；6中砂巖；7粗砂巖；8含礫砂巖；9泥灰?guī)r；10灰?guī)r；11白云巖（據(jù)中國(guó)煤田地質(zhì)學(xué)，韓德馨等，1980；修改）四川晚三疊世聚煤盆四川晚三疊世聚煤盆地的橫剖面呈地的橫剖面呈顯著的不對(duì)稱顯著的不對(duì)稱幾何形態(tài)幾何形態(tài)，沉降中心位于，沉降中心位于龍龍門山前緣斷裂帶門山前緣斷裂帶，層序全，層序全，厚度大，上三疊統(tǒng)總厚可達(dá)厚度大，上三疊統(tǒng)總厚可達(dá)3000m。隨著盆地向東超覆，。隨著盆地向東超覆，巖系厚度遞次變薄，缺失下巖系厚度遞次變薄，缺失下部層序，至盆地東緣厚僅百部層序，至盆地東緣厚僅百余米。侏羅紀(jì)沉積盆地進(jìn)一余米。侏羅紀(jì)沉積盆地進(jìn)一步擴(kuò)展，轉(zhuǎn)化為步擴(kuò)展，轉(zhuǎn)化為大型內(nèi)陸湖大型內(nèi)陸湖

26、盆盆，并在盆地范圍內(nèi)沉積了，并在盆地范圍內(nèi)沉積了穩(wěn)定的淡水灰?guī)r。穩(wěn)定的淡水灰?guī)r。 第三節(jié)第三節(jié) 聚煤盆地的發(fā)展與演化聚煤盆地的發(fā)展與演化 第29頁(yè)/共56頁(yè)（3）沉積盆地的超覆擴(kuò)張和退縮分化往往反映）沉積盆地的超覆擴(kuò)張和退縮分化往往反映了一個(gè)完整的了一個(gè)完整的構(gòu)造旋回構(gòu)造旋回。盆地的盆地的退縮分化退縮分化主要是由于盆地基底沉降減緩、主要是由于盆地基底沉降減緩、分異或停止，沉積物大量充填所造成的，一般表現(xiàn)為分異或停止，沉積物大量充填所造成的，一般表現(xiàn)為退覆沉積序列退覆沉積序列。盆地演化的后期，由于構(gòu)造分異作用增強(qiáng)，一個(gè)盆地演化的后期，由于構(gòu)造分異作用增強(qiáng)，一個(gè)大型聚煤拗陷可能分化為一系列小型聚煤

27、盆地。斷陷大型聚煤拗陷可能分化為一系列小型聚煤盆地。斷陷聚煤盆地的沉降和沉積聚煤盆地的沉降和沉積中心中心往往退縮于盆緣斷裂內(nèi)側(cè)，往往退縮于盆緣斷裂內(nèi)側(cè)，而而另一側(cè)另一側(cè)則處于剝蝕狀態(tài)，因此盆地的退覆沉積序列則處于剝蝕狀態(tài)，因此盆地的退覆沉積序列保存不完整。保存不完整。 第三節(jié)第三節(jié) 聚煤盆地的發(fā)展與演化聚煤盆地的發(fā)展與演化 第30頁(yè)/共56頁(yè)三、盆地的側(cè)向遷移三、盆地的側(cè)向遷移聚煤盆地的側(cè)向遷移是指不同聚煤期聚煤盆地在聚煤盆地的側(cè)向遷移是指不同聚煤期聚煤盆地在空間空間上的轉(zhuǎn)移和上的轉(zhuǎn)移和盆地內(nèi)部盆地內(nèi)部沉降中心的側(cè)向遷移沉降中心的側(cè)向遷移。不同聚煤期聚煤盆地在空間上的轉(zhuǎn)移主要是由于不同聚煤期聚

28、煤盆地在空間上的轉(zhuǎn)移主要是由于地殼地殼運(yùn)動(dòng)、氣候帶變化和海水進(jìn)退運(yùn)動(dòng)、氣候帶變化和海水進(jìn)退等因素引起的。沉積盆地是等因素引起的。沉積盆地是地殼形變的產(chǎn)物，隨著地殼運(yùn)動(dòng)體制的演變，不同期的聚地殼形變的產(chǎn)物，隨著地殼運(yùn)動(dòng)體制的演變，不同期的聚煤盆地便呈現(xiàn)出煤盆地便呈現(xiàn)出規(guī)律性的空間轉(zhuǎn)移規(guī)律性的空間轉(zhuǎn)移。第三節(jié)第三節(jié) 聚煤盆地的發(fā)展與演化聚煤盆地的發(fā)展與演化 第31頁(yè)/共56頁(yè)盆地的軸向?yàn)楸睎|向，主干斷裂位于盆地的西北緣，橫斷裂沿軸向?qū)⑴璧胤謩潪橄鄬?duì)斷隆和斷陷。底部扇積粗碎屑巖段、下部湖相泥巖段和下部含煤段的沉積中心位于煤盆地的東北部（一露天區(qū)）；上部湖相泥巖段的沉積中心已遷移至盆地的中部（二露天區(qū)

29、）；上部含煤段的沉積中心則移至盆地的西南區(qū)，顯示了沉積中心由北東向南西沿盆地軸向遷移的趨勢(shì)。西 南 區(qū)二 露 天 區(qū)一 露 天 區(qū)東 北 區(qū)SWNE10006002000mK1h1K1h3K1h2K1h2K1h3J3k1K1h3K1h1J3k10510kmF8K1h3K1h4圖6-19 內(nèi)蒙霍林河走向構(gòu)造剖面圖 （據(jù)李思田，1988）K1h5K1h5內(nèi)蒙古霍林河盆地走向構(gòu)造剖面 第三節(jié)第三節(jié) 聚煤盆地的發(fā)展與演化聚煤盆地的發(fā)展與演化 盆地的沉積中心和沉降中心沿軸向方向遷移：盆地的沉積中心和沉降中心沿軸向方向遷移：第32頁(yè)/共56頁(yè)一、含煤地層類型及成因標(biāo)志v含煤地層類型含煤巖系類型是指含煤巖系

30、本身物質(zhì)沉積屬性的主要類型，即指含有煤層的一套沉積巖系在一定的沉積環(huán)境下形成的物質(zhì)表現(xiàn)，因此是與其形成的古地理類型分不開(kāi)的。由于含煤地層在古植物演化的重要時(shí)期，是一定的古構(gòu)造、古地理及古氣候條件下的產(chǎn)物，因此，在地質(zhì)歷史上，隨著上述四個(gè)條件朝著不利于聚煤的方向轉(zhuǎn)化，含煤地層勢(shì)必在縱向上和橫向上過(guò)渡為不含煤的沉積巖系。 第四節(jié)第四節(jié) 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第33頁(yè)/共56頁(yè)（1）以我國(guó)華北大型聚煤區(qū)為例晚石炭世到早二疊世晚期，含煤地層在全區(qū)普遍發(fā)育；中二疊世至晚二疊世早期，僅豫西、淮南一帶有含煤地層發(fā)育，向北則逐漸過(guò)渡為不含煤的、代表半干燥到干燥氣候條件的，沉積雜色以至紅色的陸相碎屑巖系；

31、至晚二疊世晚期，豫西、淮南一帶的聚煤作用也停止了，全區(qū)發(fā)育了雜色至紅色的碎屑巖系。可以看出，主要由于古氣候條件的變化和華北地區(qū)整體構(gòu)造變化，導(dǎo)致聚煤條件喪失而使含煤地層不發(fā)育。 第四節(jié)第四節(jié) 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第34頁(yè)/共56頁(yè)（2）以廣東的晚三疊世沉積為例粵西一帶是內(nèi)陸湖泊相含煤碎屑巖系，粵中至粵北一帶是濱海一沼澤(海灣一瀉湖)相含煤碎屑巖系，而到了粵東一帶則是以淺海相為主的，不含煤而含鐵、磷及碳酸鹽的碎屑巖系?？梢钥闯?，聚煤古地理?xiàng)l件的變化也是控制含煤地層發(fā)育的主要因素。第四節(jié)第四節(jié) 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第35頁(yè)/共56頁(yè)含煤地層的界限：含煤地層是沉積地層的一個(gè)特殊類型，

32、因此含煤地層不是區(qū)域性的地層單位，其界限不一定和地層劃分相吻合。有些含煤地層是跨時(shí)代的，如我國(guó)北方石炭一二疊紀(jì)含煤地層，即跨越了兩個(gè)地質(zhì)時(shí)代。再者，由于含煤地層與非含煤地層之間經(jīng)常為過(guò)渡關(guān)系，而聚煤作用往往在盆地的一定位置或范圍內(nèi)，因此嚴(yán)格確定含煤地層的上、下限及其在橫向上的界限常是較困難的。第四節(jié)第四節(jié) 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第36頁(yè)/共56頁(yè)含煤地層的厚度：含煤地層的概念表明，只要含有煤層就是含煤地層，但是沒(méi)有對(duì)所含的煤層的厚度進(jìn)行任何規(guī)定。因此，早期的煤地質(zhì)研究者曾根據(jù)地層中煤層是否含最低可采厚度的煤層作為確定含煤巖系及其邊界的標(biāo)準(zhǔn)。這種標(biāo)準(zhǔn)不具備統(tǒng)一的對(duì)比價(jià)值。第四節(jié)第四節(jié) 含煤

33、沉積古地理含煤沉積古地理第37頁(yè)/共56頁(yè) 無(wú)論地層中所含煤層的厚度多大，都代表曾經(jīng)發(fā)生過(guò)聚煤作用，其具有的特殊意義非常重要。因此，如果某個(gè)沉積巖系在大區(qū)域內(nèi)所含的都是低于可采厚度的煤線，可不作為資源對(duì)待，但是其沉積學(xué)價(jià)值是不能低估的，而所含的煤層無(wú)論多薄，在成烴源巖方面也是不能忽視的。 不同類型含煤巖系的顏色： 含煤巖系是潮濕氣候條件下的產(chǎn)物，因此，主要由暗色調(diào)的巖系組成，即由灰、灰綠及灰黑色的沉積巖組成。第四節(jié)第四節(jié) 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第38頁(yè)/共56頁(yè)少數(shù)情況下，當(dāng)古氣候條件逐漸地由潮濕向干燥轉(zhuǎn)化時(shí)，在含煤巖系中也會(huì)出現(xiàn)一些雜色的巖石，如帶紅、紫、綠色斑塊的泥質(zhì)巖及粉砂巖等。按

34、照含煤巖系形成的區(qū)域地質(zhì)背景和古地理類型分：淺海型含煤巖系、陸相含煤巖系、海陸交互相含煤巖系、近海型含煤巖系等。第四節(jié)第四節(jié) 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第39頁(yè)/共56頁(yè)2.成因標(biāo)志 含煤巖系的成因標(biāo)志包括諸多方面，如沉積構(gòu)造、礦物成分和地球化學(xué)、古生物等方面的標(biāo)志。 因?yàn)楹簬r系是沉積巖系，沉積構(gòu)造和礦物成分幾乎都可以在含煤巖系中見(jiàn)到，而其顏色、巖性組合和所含的古生物類型則有其獨(dú)特性。（1）沉積物顏色：顏色是反映沉積物成因的直觀標(biāo)志，由于煤系多是在潮濕氣候條件下形成的，所以組成煤系沉積巖的顏色主要是灰色、灰黑色、黑色和灰綠色，也含有一定數(shù)量的雜色沉積。第四節(jié)第四節(jié) 含煤沉積古地理含煤沉積古

35、地理第40頁(yè)/共56頁(yè)（2）巖性組合標(biāo)志：煤系的巖性以各種粒度的陸源碎屑巖和粘土巖為主，夾有石灰?guī)r、燧石層等，也有的煤系主要由石灰?guī)r構(gòu)成；此外，煤系中還常見(jiàn)有鋁土礦、耐火粘土、油頁(yè)巖、菱鐵礦、黃鐵礦等。（3）煤系中碎屑巖的礦物成分：決定于陸源區(qū)巖性成分和構(gòu)造環(huán)境。煤系中最常見(jiàn)的碎屑巖為石英砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖、長(zhǎng)石砂巖和巖屑砂巖，以及粉砂巖、礫巖。不同沉積條件下形成的碎屑巖在成分、結(jié)構(gòu)上差別很大。內(nèi)陸條件下形成的煤系，以過(guò)渡性的砂巖較多，如長(zhǎng)石石英砂巖和巖屑石英砂巖等；礫巖和粗砂巖多形成近侵蝕區(qū)條件下的煤系。（4）在成煤時(shí)期，由于火山作用往往為大量的成煤植物繁衍提供了良好的大氣條件及土質(zhì)條件，因

36、此，中、新生代煤系中往往含有火山碎屑巖。第四節(jié)第四節(jié) 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第41頁(yè)/共56頁(yè)（5）古生物標(biāo)志：動(dòng)物化石及其遺跡：由于生物的分布受盆地含鹽度及其變化的嚴(yán)格控制，所以，動(dòng)物化石的種類是判斷含煤巖系及沉積相的重要標(biāo)志。含煤巖系中主要有以下三類動(dòng)物化石組合：適應(yīng)海水正常鹽度的典型海相動(dòng)物化石組合；適應(yīng)變動(dòng)鹽度的海灣、瀉湖相動(dòng)物化石組合；適應(yīng)淡水環(huán)境的動(dòng)物化石組合。含煤巖系中還含有繁多的動(dòng)物遺跡，如生物擾動(dòng)、生物鉆孔與潛穴，以及動(dòng)物爬行遺跡等。其中含煤巖系中的生物擾動(dòng)最為發(fā)育，成為含煤巖系的典型成因標(biāo)志。第四節(jié)第四節(jié) 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第42頁(yè)/共56頁(yè)（6）植物化石：

37、煤系中有豐富的植物化石，有的也有動(dòng)物化石。特別是在煤層的頂?shù)装鍘r層中，植物化石及其碎屑很發(fā)育，是鑒別含煤巖系的主要標(biāo)志之一。（7）煤系中還含有各種碳酸鹽（特別是菱鐵質(zhì)的）結(jié)核和泥質(zhì)、粉砂質(zhì)和菱鐵礦包體。第四節(jié)第四節(jié) 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第43頁(yè)/共56頁(yè)二、含煤沉積古地理類型1. 劃分依據(jù)含煤巖系的古地理類型最早是由德國(guó)的C.F.Nauman于1854年提出的。當(dāng)時(shí)只劃分為近海和內(nèi)陸兩種類型。但隨著煤地質(zhì)學(xué)科的發(fā)展，上述分類顯得過(guò)于籠統(tǒng)和不科學(xué)，難于細(xì)致地從成因上闡明含煤巖系的許多特點(diǎn)。含煤巖系古地理分類的主要依據(jù)：含煤巖系形成的古環(huán)境、沉積物、含煤旋回、相組合特點(diǎn)，以及含煤性等。四種

38、類型：淺海型、陸表海型、近海型和內(nèi)陸型。第四節(jié)第四節(jié) 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第44頁(yè)/共56頁(yè)2.主要類型及其特點(diǎn)（1）淺海型這種類型多出現(xiàn)在早古生代，多為開(kāi)闊的淺海環(huán)境。因?yàn)槟菚r(shí)高等植物尚未發(fā)展起來(lái)，只有低等植物菌、藻類在淺海環(huán)境下繁殖，死亡后在一定條件下形成了石煤。沉積物以淺海相為主，煤層多形成于泥質(zhì)沉積之上，而煤層上覆為碳酸鹽沉積，旋回結(jié)構(gòu)十分清楚。煤為腐泥煤，有機(jī)組分為菌、藻類，含硫分、灰分含量較高。典型例子是陜南早寒武世含煤巖系、南方分布較廣的早古生代含石煤的煤系等。第四節(jié)第四節(jié) 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第45頁(yè)/共56頁(yè)（2）陸表海型陸表海是屬于海盆地還是近海盆地或過(guò)渡型

39、盆地一直存在不同看法。多數(shù)學(xué)者把陸表海和陸緣海都?xì)w屬于淺海。陸表海(或內(nèi)陸海,陸內(nèi)海,大陸海)是位于大陸內(nèi)部或陸棚內(nèi)部的、低坡度的、范圍廣闊的、淺水海洋盆地。陸表海應(yīng)該屬于一種特殊的盆地類型，盆地的基底是陸殼，在發(fā)生海侵時(shí)屬于海洋盆地，而海水退出時(shí)則暴露為陸或呈現(xiàn)為適宜植物繁盛的沼澤環(huán)境。在海水進(jìn)退的高頻率變化的過(guò)程中發(fā)生成煤作用，因此形成海相沉積（如海相石灰?guī)r）與過(guò)渡相沉積及陸相沉積等相交互、旋回十分清楚的含有煤層的一套沉積巖系。煤層可能形成于海退過(guò)程中，也可能形成于海侵過(guò)程中。第四節(jié)第四節(jié) 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第46頁(yè)/共56頁(yè)（3）近海型近海型一般指在海岸線附近地區(qū)，沉積區(qū)比較廣

40、闊，地形比較簡(jiǎn)單，海平面變化對(duì)沉積影響很大，是海與陸共同作用的區(qū)域。總體上應(yīng)屬于海陸過(guò)渡區(qū)。其特點(diǎn)是形成的煤系分布廣、巖性巖相比較穩(wěn)定、旋回結(jié)構(gòu)清楚且易于對(duì)比、含煤性較好。還可以進(jìn)一步劃分為濱海平原型、濱海三角洲型、障壁瀉湖型、濱海-扇三角洲型等。第四節(jié)第四節(jié) 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第47頁(yè)/共56頁(yè)（4）內(nèi)陸型指遠(yuǎn)離海洋的大陸區(qū)和山間區(qū)。內(nèi)陸型的聚煤古地理類型是比較復(fù)雜的。其巖性、巖相以及含煤性相差較大，對(duì)比也比較困難。還可以進(jìn)一步劃分為內(nèi)陸盆地型、山間盆地型、山間谷地型、沖積扇型和扇三角洲型等。第四節(jié)第四節(jié) 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第48頁(yè)/共56頁(yè)聚煤作用是指在古植物、古氣候、古地理和古構(gòu)造等有利的條件下，泥炭聚集而最終形成煤礦床的作用。聚煤規(guī)律（或稱煤聚積規(guī)律）則是指的是由于古植物發(fā)育與演化、古氣候、古地理和古構(gòu)造的綜合作用和影響，聚煤作用總是在盆地的一定部位發(fā)生，在時(shí)空上表現(xiàn)出的規(guī)律性特征。第五節(jié)第五節(jié) 煤聚積規(guī)律