1、第一節第一節 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，但大多數由于后期構造變動和剝蝕作用而被分割為一系列后期構造盆地第1頁/共56頁2. 煤盆地：是國際上較為通用的術語，其含義比較廣泛，可以指聚煤盆地，也可以指后期構造盆地。3.煤田：一般是指在同一地質發展過程中形成的含煤巖系分布的廣大地區，雖經后期構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基地.4.煤產地：指煤田內

2、由構造分隔的賦煤構造單元，通常可對應于礦井或礦區范圍。煤產地這個詞已經不經常使用了。 第一節第一節 聚煤盆地的形成條件聚煤盆地的形成條件 第2頁/共56頁二、聚煤盆地的形成條件 古氣候、古植物、古地理和古構造等地質因素綜合作用的結果。1.植物遺體的大量堆積是聚煤作用發生的物質基礎。地史期植物的演化表現為突變和漸變兩種形式: 突變期，在較短的地史時期中有大量新舊屬種的更替，是植物進化的飛躍階段； 漸變期，植物屬種比較單一，但擴展迅速，茂密成林，往往是強盛的聚煤期。地史期的聚煤作用呈波浪式向前推進。 第一節第一節 聚煤盆地的形成條件聚煤盆地的形成條件 第3頁/共56頁2.古氣候是植物繁衍、植物殘體

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生于溫暖潮濕氣候帶，而濕度是主導的因素。（2）氣候分帶和海陸分布：緯度和大氣環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、地貌等可形成區域性氣候區，疊加在全球性氣候帶的背景上，形成不同規模的聚煤區。 （3）聚煤盆地的發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，隨著潮濕氣候帶的遷移，聚煤帶和聚煤盆地也相應地發生遷移。第一節第一節 聚煤盆地的形成條件聚煤盆地的形成條件 第4頁/共56頁3.適宜的沉積古地理環境為沼澤發育、植物繁殖和泥炭聚積提供了天然場所。(1)聚煤作用主要發生的古地理單元:泥炭沼澤往往

4、分布于剝蝕區至沉積區的過渡地帶。(2)影響因素:既受到剝蝕區位置、范圍、性質、抬升速率和物源供應的影響，又受到沉積區位置、范圍、沉降速率、穩定水體及其水動力條件的影響。因此，聚煤古地理環境是一個非常敏感的動態環境。第5頁/共56頁4.古構造是作用于聚煤盆地諸因素中的主導因素。 （1）從構造觀點出發，可以把聚煤盆地看作一種特殊的構造形跡，即是說聚煤盆地在大地構造格架中占據一定部位，具有一定的幾何形態和構造樣式，與周圍的其它各種構造形跡有著成生聯系，可以歸入某種構造體系。聚煤盆地是特定的區域構造應力場的產物，具有一定的地球動力背景。（2）地殼的沉降范圍、幅度、時期和速度，決定了聚煤盆地的范圍、巖系

5、厚度、沉積補償及沉積相的組成和分布。因此可以說，聚煤盆地的形成與地殼的活動性有關，是地殼運動過程的產物。 第6頁/共56頁四個因素的辨證關系：古氣候、古植物、古地理和古構造等因素，在一定地區或一定條件下都可能成為聚煤作用的決定性因素。一般來說，古氣候、古植物條件提供了聚煤作用的物質基礎，常作為聚煤盆地形成的區域背景來考慮；而古地理和古構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和沉積的活動舞臺，形成各種各樣的沉積環境和沉積體系。第一節第一節 聚煤盆地的形成條件聚煤盆地的形成條件 第7頁/共56頁按聚煤盆地的動力學條件分：拗陷型、斷陷型和構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：基本上為一連續界面，聚煤期地殼運動以寬緩開闊的波狀隆起和拗陷為主，含煤巖系就形成于波狀拗陷內。1、成因：波狀拗陷可能是 地殼薄化引起的區域沉降； 殼下物質活動引起的熱沉降； 或區域構造應力場造成的地殼波狀變形。第二節第二節 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第8頁/共56頁2、盆地基底界面特征：聚煤盆地的基底界面可以是連續沉積界面，也可以是遭受長期風化剝蝕的間斷面。在盆地形成演化過程中，基底脆性斷裂變形不明顯。3、盆地形態特點：拗陷型盆地的幾何形態多呈圓形、橢圓形或灣口形，其橫剖面有些是對稱的，有些則不對稱。盆地的規模可大可小，大者可達數

7、十萬平方公里。第二節第二節 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第9頁/共56頁4、沉積充填及成煤特征：沉陷中心一般位于盆地的中部；盆地中部距陸源區較遠，往往出現欠補償環境；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定；沉積物成熟度高；旋回結構清晰；煤層發育比較廣泛、穩定，易于對比；陸源區和含煤沉積區相對高差不大；大型拗陷聚煤盆地內部常常發育次一級隆起和拗陷。第二節第二節 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第10頁/共56頁 我國華北石炭二疊紀聚煤盆地是一個比較典型的波狀拗陷型聚煤盆地、也是一個克拉通內沉積盆地。盆地南、北側分別以秦嶺大別和陰山活動構造帶為界，總體

8、為一個由西北向東南緩傾的箕狀盆地。盆地基底為中奧陶統侵蝕界面，盆緣局部地段為寒武系或震旦系。 華北石炭二疊紀煤系由一個完整的海侵海退旋回組成。在海域不斷擴張的總趨勢下形成以瀉湖、潮坪障壁體系為主的早期聚煤環境，以穩定的薄中厚煤層和淺水碳酸鹽巖層的廣泛發育為特征，旋回結構清晰，煤層易于對比。 晚石炭世中晚期，海域范圍最大，在盆地北緣山前地帶發育厚煤層，大約自晚石炭世晚期，由于內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，開始了盆地范圍的海退期。第二節第二節 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第11頁/共56頁沈 陽北 京呼 和 浩 特太 原石 家 莊濟 南鄭 州徐 州淮 南合

9、 肥南 京上 海西 安平 涼中 衛延 安銀 川天 津50501001505010012050501001207010015015010020010050701002002007010050701009108761234580080160km1051101151201251304035第二節第二節 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第12頁/共56頁 在海退的總趨勢下，形成以在海退的總趨勢下，形成以淺水進積三角洲為主體的晚期聚淺水進積三角洲為主體的晚期聚煤環境煤環境。中。中- -厚煤層廣泛發育，煤層穩定性較差，常見沉積間斷厚煤層廣泛發育，煤層穩定性較差，常見沉積間斷和河流沖蝕現象。整個聚煤盆地內含煤

10、巖系的巖性巖相和富煤層和河流沖蝕現象。整個聚煤盆地內含煤巖系的巖性巖相和富煤層段、聚煤帶呈現規律性變化，大體呈段、聚煤帶呈現規律性變化，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 華北石炭二疊紀煤盆地沉積構造剖面示意圖1瀉湖濱海鐵鋁質沉積；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-二疊紀煤盆地沉積-構造剖面示意圖1-瀉湖-濱海鐵鋁質沉積；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 第二節第二節 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第13頁/共56頁（二）斷陷型聚煤盆地 斷陷型聚煤盆地的基底為不連續界面，成盆期地殼運動以塊狀斷裂運動為主。1、成因：斷陷盆地可以是由地幔隆起誘發的表層引張作用而產生的地塹型盆地，也可以是由伸展作用所產生的正斷層系而形成的半地塹型盆地，或者是由走向滑動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造-剝蝕面，并被先成斷裂系所切割。 第二節第二節 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第14頁/共56頁3、形態特征：盆地一般呈狹長幾何形態，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、般不對稱，沉降中心靠近主盆緣斷裂一側。單個盆地的范圍有限，但常常按一定方位和組合型式成群成帶出現，構成盆地群，且具有相當可觀的規模和煤炭儲量。含煤巖系的形成，主要受斷裂作用及基底斷塊旋轉、沉陷的控制。 4、盆地的超覆擴張和退縮分化：斷陷型聚煤盆地在演化過程中，常常發生超覆擴張和退縮分化。通常，表現為由盆緣斷裂一側向盆地單斜基底一側超覆。 第二節第二節 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第15頁/共56頁5、盆地沉積充填和成煤特征：由于主干斷裂的間歇性活動和基底斷塊的差異沉陷，形成極其復雜的構造巖相樣式 ；含煤巖系向盆緣斷裂一側傾斜和增厚；盆地的充填序列一般為雙層結構，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；靠近盆緣斷裂的內側發育粗碎屑沖積扇；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 ；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，對比困難； 第二節第二節 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第16頁/共56頁我國內蒙古霍林河煤盆地是一個半地塹聚煤盆地，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，基底為石炭二疊紀淺變質巖系，盆地西北緣為盆緣主斷裂。盆地自下而上可劃分為六個巖段，由沖積扇粗碎屑巖深湖泥質巖沖積、湖泊含煤巖組構成一個大型沉積旋回。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側。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，向東南翼煤層有合并現象，煤層層間距減小，層數減少。富煤帶與巖相帶一致，平行盆地長軸方向延展。 01km圖6-2 內蒙霍林河下含煤段沉積斷面圖（據李思田等，1988）35NW0100200300400500600m21336155147734973763148SEF1K1h3J3k1K1h2K1h1內蒙霍林河含煤段沉積斷面圖第二節第二節 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第17頁/共56頁（三）構造-侵蝕型聚煤盆地 地質外營力(如河流、冰川、風等)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齊，含煤沉積厚度僅數米至數十米。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。 侵蝕盆地內含煤巖系的不斷堆積必須以區域性沉陷為構造背景。流水侵蝕和溶蝕是盆地形成和擴展的直接動力，提供了聚煤作用的場所，且流水體系是盆地覆水程度和泥炭沼澤發育的重要控制因素。 第二節第二節 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第18頁/共56頁我國云南東部的宜良、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，一般為數米至數十米。煤層賦存于剖面下部，含煤13層，層厚0.31.0m，局部可達10m。煤層發育明顯地受

16、古地形的影響，煤體呈透鏡狀，延伸不遠便變薄、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泥灰巖；5白云巖（D2）（據中國煤田地質學，韓德馨等，1980）第二節第二節 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第19頁/共56頁過渡類型： 除上述三種聚煤盆地基本類型是一個連續系列外，還常見各種過渡類型，特別是拗陷型和斷陷型的過渡類型，稱斷拗型聚煤盆地。隨著近代深層地震探測技術的應用和發展，證實基底斷裂和地殼、巖石圈斷裂是很多沉積盆地形成的控制性構造，這是在探討聚煤盆地類型時值得注意的動向。第二節第二節 聚煤盆地的分類聚煤盆地的分類 第20頁/共56頁 聚煤盆

17、地從形成到結束是一個動態過程，由于古植物、古氣候、古地理和古構造等多種因素的影響，盆地不斷地發生時空演化。 一、盆地的層次結構隨著區域構造和盆地基底構造的演變，盆地充填蓋層也卷入了地殼的形變過程，形成具有一定特征的沉積構造層次。不同的沉積構造層次組成整個盆地的層次結構。 第三節第三節 聚煤盆地的發展與演化聚煤盆地的發展與演化 第21頁/共56頁斷陷聚煤盆地往往具有明顯的層次結構：（1）盆地發育早期表現出顯著的裂陷性質，下落斷塊組成一系列半地塹或地塹盆地系，各個亞盆地相互分隔，各自具有盆緣斷裂和沖積扇帶，構成底部沉積構造層次。（2）隨著裂陷作用的持續，各個亞盆地被上覆沉積廣泛覆蓋，形成統一的沉積

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，也可能產生重力滑脫斷層系，構成沉積構造類型比較復雜的過渡層次。（3）盆地發育的后期，發生了構造型式的轉化，由早期的裂陷作用為主，轉化為晚期的荷載調整性沉降或熱沉降。 第三節第三節 聚煤盆地的發展與演化聚煤盆地的發展與演化 第22頁/共56頁NWTrK22K21K13K14K15K21K11JC-PSW海拔/m0-1000-2000-3000-4000-5000-6000-7000松遼盆地沉積-構造剖面圖（據中國煤田地質學，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成的半構成的半地塹盆地內，組成底部亞地塹盆地內，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大，圍擴大，超覆超覆不整合于石不整合于石炭炭二疊系變質巖系或海二疊系變質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白堊世晚期盆地主要表現為為拗陷性質拗陷性質，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。 第三節第三節

20、 聚煤盆地的發展與演化聚煤盆地的發展與演化 第23頁/共56頁盆地古構造應力場和動力活動方式的轉化是盆地沉積構造演化的重要制導因素，相應地出現不同的沉積構造層次。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生走向滑動，可以在上覆沉積蓋層中形成花狀構造或重力滑脫構造，在一定層段表現為同沉積褶皺和斷裂系。由于動力作用方式的改變，在不同層位也可以出現不同方向和不同排列方式的斷層系。 第三節第三節 聚煤盆地的發展與演化聚煤盆地的發展與演化 第24頁/共56頁我國華北裂谷系中的一個半地塹盆地，以邊緣斷裂為主干發育一系列掀斜斷塊，不同層次和不同尺度的鏟式斷層，分別屬于兩個裂陷幕，具有

21、相反的方向，表明隨時間發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半地塹盆地剖面圖（垂直比例尺，每秒大致相當3-40nm）（據馬杏垣，1983）第三節第三節 聚煤盆地的發展與演化聚煤盆地的發展與演化 第25頁/共56頁二、盆地的超覆擴張和退縮分化盆地的超覆擴張和退縮分化是盆地演化的空間表現。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張或退縮。由于盆地基底沉降而出

22、現聚煤盆地的超覆擴張是極為常見的現象。伴隨盆地的超覆擴張巖相帶和聚煤帶亦相應遷移。（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生盆地范圍的超覆，形成一個統一的沉積盆地，巖性巖相和厚度顯示規律性變化，可以進行盆地范圍的對比。 第三節第三節 聚煤盆地的發展與演化聚煤盆地的發展與演化 第26頁/共56頁我國云南小龍潭第三紀褐煤盆地的基底為可溶性碳酸鹽巖，填積作用首先發生在溶蝕洼地內。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；上段以湖泊相泥灰巖為主。小龍潭煤盆地充填序列，在縱向上或橫向上都呈現出明顯的

23、超覆擴張。2 圖6-15 云南小龍潭煤盆地沉積剖面圖1-湖泊相泥灰巖；2-褐煤層；3-湖沼相碎屑巖；4-坡積-洪積相沙礫巖2341云南小龍潭煤盆地年沉積剖面圖1湖泊相泥灰巖；2褐煤層；3湖沼相碎屑巖；4坡積相砂礫巖第三節第三節 聚煤盆地的發展與演化聚煤盆地的發展與演化 第27頁/共56頁（2）大型拗陷聚煤盆地的基底界面往往是經受長期風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超覆擴張，并表現出“大跨度”超覆特征，只有在大范圍內進行地層劃分和對比才能識別。伴隨盆地的超覆擴張，巖相帶發生遷移，形成水進型充填序列。第三節第三節 聚煤盆地的發展與演化聚煤盆地的發展與演化

24、 第28頁/共56頁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比圖1-煤層；2-炭質泥巖；3-泥巖；4-粉砂巖；5-細砂巖；6-中砂巖；7-粗砂巖；8-含礫砂巖 9-泥灰巖；10-灰巖；11-白云巖 （據中國煤田地質學，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比圖1-煤層；2炭質泥巖；3泥

25、巖；4粉砂巖；5細砂巖；6中砂巖；7粗砂巖；8含礫砂巖；9泥灰巖；10灰巖；11白云巖（據中國煤田地質學，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稱顯著的不對稱幾何形態幾何形態，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，上三疊統總厚可達厚度大，上三疊統總厚可達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。侏羅紀沉積盆地進一余米。侏羅紀沉積盆地進一步擴展，轉化為步擴展，轉化為大型內陸湖大型內陸湖

26、盆盆，并在盆地范圍內沉積了，并在盆地范圍內沉積了穩定的淡水灰巖。穩定的淡水灰巖。 第三節第三節 聚煤盆地的發展與演化聚煤盆地的發展與演化 第29頁/共56頁（3）沉積盆地的超覆擴張和退縮分化往往反映）沉積盆地的超覆擴張和退縮分化往往反映了一個完整的了一個完整的構造旋回構造旋回。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，一般表現為分異或停止，沉積物大量充填所造成的，一般表現為退覆沉積序列退覆沉積序列。盆地演化的后期，由于構造分異作用增強，一個盆地演化的后期，由于構造分異作用增強，一個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側，往往退縮于盆緣斷裂內側，而而另一側另一側則處于剝蝕狀態，因此盆地的退覆沉積序列則處于剝蝕狀態，因此盆地的退覆沉積序列保存不完整。保存不完整。 第三節第三節 聚煤盆地的發展與演化聚煤盆地的發展與演化 第30頁/共56頁三、盆地的側向遷移三、盆地的側向遷移聚煤盆地的側向遷移是指不同聚煤期聚煤盆地在聚煤盆地的側向遷移是指不同聚煤期聚煤盆地在空間空間上的轉移和上的轉移和盆地內部盆地內部沉降中心的側向遷移沉降中心的側向遷移。不同聚煤期聚煤盆地在空間上的轉移主要是由于不同聚煤期聚

28、煤盆地在空間上的轉移主要是由于地殼地殼運動、氣候帶變化和海水進退運動、氣候帶變化和海水進退等因素引起的。沉積盆地是等因素引起的。沉積盆地是地殼形變的產物，隨著地殼運動體制的演變，不同期的聚地殼形變的產物，隨著地殼運動體制的演變，不同期的聚煤盆地便呈現出煤盆地便呈現出規律性的空間轉移規律性的空間轉移。第三節第三節 聚煤盆地的發展與演化聚煤盆地的發展與演化 第31頁/共56頁盆地的軸向為北東向，主干斷裂位于盆地的西北緣，橫斷裂沿軸向將盆地分劃為相對斷隆和斷陷。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）；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

29、）；上部含煤段的沉積中心則移至盆地的西南區，顯示了沉積中心由北東向南西沿盆地軸向遷移的趨勢。西 南 區二 露 天 區一 露 天 區東 北 區SWNE10006002000mK1h1K1h3K1h2K1h2K1h3J3k1K1h3K1h1J3k10510kmF8K1h3K1h4圖6-19 內蒙霍林河走向構造剖面圖 （據李思田，1988）K1h5K1h5內蒙古霍林河盆地走向構造剖面 第三節第三節 聚煤盆地的發展與演化聚煤盆地的發展與演化 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/共56頁一、含煤地層類型及成因標志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境下形成的物質表現，因此是與其形成的古地理類型分不開的。由于含煤地層在古植物演化的重要時期，是一定的古構造、古地理及古氣候條件下的產物，因此，在地質歷史上，隨著上述四個條件朝著不利于聚煤的方向轉化，含煤地層勢必在縱向上和橫向上過渡為不含煤的沉積巖系。 第四節第四節 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第33頁/共56頁（1）以我國華北大型聚煤區為例晚石炭世到早二疊世晚期，含煤地層在全區普遍發育；中二疊世至晚二疊世早期，僅豫西、淮南一帶有含煤地層發育，向北則逐漸過渡為不含煤的、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，全區發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整體構造變化，導致聚煤條件喪失而使含煤地層不發育。 第四節第四節 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第34頁/共56頁（2）以廣東的晚三疊世沉積為例粵西一帶是內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。可以看出，聚煤古地理條件的變化也是控制含煤地層發育的主要因素。第四節第四節 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第35頁/共56頁含煤地層的界限：含煤地層是沉積地層的一個特殊類型，

32、因此含煤地層不是區域性的地層單位，其界限不一定和地層劃分相吻合。有些含煤地層是跨時代的，如我國北方石炭一二疊紀含煤地層，即跨越了兩個地質時代。再者，由于含煤地層與非含煤地層之間經常為過渡關系，而聚煤作用往往在盆地的一定位置或范圍內，因此嚴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。第四節第四節 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第36頁/共56頁含煤地層的厚度：含煤地層的概念表明，只要含有煤層就是含煤地層，但是沒有對所含的煤層的厚度進行任何規定。因此，早期的煤地質研究者曾根據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準。這種標準不具備統一的對比價值。第四節第四節 含煤

33、沉積古地理含煤沉積古地理第37頁/共56頁 無論地層中所含煤層的厚度多大，都代表曾經發生過聚煤作用，其具有的特殊意義非常重要。因此，如果某個沉積巖系在大區域內所含的都是低于可采厚度的煤線，可不作為資源對待，但是其沉積學價值是不能低估的，而所含的煤層無論多薄，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物，因此，主要由暗色調的巖系組成，即由灰、灰綠及灰黑色的沉積巖組成。第四節第四節 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第38頁/共56頁少數情況下，當古氣候條件逐漸地由潮濕向干燥轉化時，在含煤巖系中也會出現一些雜色的巖石，如帶紅、紫、綠色斑塊的泥質巖及粉砂巖等。按

34、照含煤巖系形成的區域地質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。第四節第四節 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第39頁/共56頁2.成因標志 含煤巖系的成因標志包括諸多方面，如沉積構造、礦物成分和地球化學、古生物等方面的標志。 因為含煤巖系是沉積巖系，沉積構造和礦物成分幾乎都可以在含煤巖系中見到，而其顏色、巖性組合和所含的古生物類型則有其獨特性。（1）沉積物顏色：顏色是反映沉積物成因的直觀標志，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，也含有一定數量的雜色沉積。第四節第四節 含煤沉積古地理含煤沉積古

35、地理第40頁/共56頁（2）巖性組合標志：煤系的巖性以各種粒度的陸源碎屑巖和粘土巖為主，夾有石灰巖、燧石層等，也有的煤系主要由石灰巖構成；此外，煤系中還常見有鋁土礦、耐火粘土、油頁巖、菱鐵礦、黃鐵礦等。（3）煤系中碎屑巖的礦物成分：決定于陸源區巖性成分和構造環境。煤系中最常見的碎屑巖為石英砂巖、長石石英砂巖、長石砂巖和巖屑砂巖，以及粉砂巖、礫巖。不同沉積條件下形成的碎屑巖在成分、結構上差別很大。內陸條件下形成的煤系，以過渡性的砂巖較多，如長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條件下的煤系。（4）在成煤時期，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條件，因

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

37、煤系中有豐富的植物化石，有的也有動物化石。特別是在煤層的頂底板巖層中，植物化石及其碎屑很發育，是鑒別含煤巖系的主要標志之一。（7）煤系中還含有各種碳酸鹽（特別是菱鐵質的）結核和泥質、粉砂質和菱鐵礦包體。第四節第四節 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第43頁/共56頁二、含煤沉積古地理類型1. 劃分依據含煤巖系的古地理類型最早是由德國的C.F.Nauman于1854年提出的。當時只劃分為近海和內陸兩種類型。但隨著煤地質學科的發展，上述分類顯得過于籠統和不科學，難于細致地從成因上闡明含煤巖系的許多特點。含煤巖系古地理分類的主要依據：含煤巖系形成的古環境、沉積物、含煤旋回、相組合特點，以及含煤性等。四種

38、類型：淺海型、陸表海型、近海型和內陸型。第四節第四節 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第44頁/共56頁2.主要類型及其特點（1）淺海型這種類型多出現在早古生代，多為開闊的淺海環境。因為那時高等植物尚未發展起來，只有低等植物菌、藻類在淺海環境下繁殖，死亡后在一定條件下形成了石煤。沉積物以淺海相為主，煤層多形成于泥質沉積之上，而煤層上覆為碳酸鹽沉積，旋回結構十分清楚。煤為腐泥煤，有機組分為菌、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。第四節第四節 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第45頁/共56頁（2）陸表海型陸表海是屬于海盆地還是近海盆地或過渡型

39、盆地一直存在不同看法。多數學者把陸表海和陸緣海都歸屬于淺海。陸表海(或內陸海,陸內海,大陸海)是位于大陸內部或陸棚內部的、低坡度的、范圍廣闊的、淺水海洋盆地。陸表海應該屬于一種特殊的盆地類型，盆地的基底是陸殼，在發生海侵時屬于海洋盆地，而海水退出時則暴露為陸或呈現為適宜植物繁盛的沼澤環境。在海水進退的高頻率變化的過程中發生成煤作用，因此形成海相沉積（如海相石灰巖）與過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程中，也可能形成于海侵過程中。第四節第四節 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第46頁/共56頁（3）近海型近海型一般指在海岸線附近地區，沉積區比較廣

40、闊，地形比較簡單，海平面變化對沉積影響很大，是海與陸共同作用的區域。總體上應屬于海陸過渡區。其特點是形成的煤系分布廣、巖性巖相比較穩定、旋回結構清楚且易于對比、含煤性較好。還可以進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。第四節第四節 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第47頁/共56頁（4）內陸型指遠離海洋的大陸區和山間區。內陸型的聚煤古地理類型是比較復雜的。其巖性、巖相以及含煤性相差較大，對比也比較困難。還可以進一步劃分為內陸盆地型、山間盆地型、山間谷地型、沖積扇型和扇三角洲型等。第四節第四節 含煤沉積古地理含煤沉積古地理第48頁/共56頁聚煤作用是指在古植物、古氣候、古地理和古構造等有利的條件下，泥炭聚集而最終形成煤礦床的作用。聚煤規律（或稱煤聚積規律）則是指的是由于古植物發育與演化、古氣候、古地理和古構造的綜合作用和影響，聚煤作用總是在盆地的一定部位發生，在時空上表現出的規律性特征。第五節第五節 煤聚積規律