聚煤盆地及含煤巖系的賦存與分布分析

姜世陽

【摘 要】聚煤盆地及含煤巖系是煤地質(zhì)學(xué)研究的焦點之一，煤的賦存與分布主要受褶皺、斷裂等條件的影響。文章系統(tǒng)論述了聚煤盆地及含煤巖系的分布特征，從而為聚煤盆地內(nèi)煤炭的發(fā)掘提供有效方法。

【關(guān)鍵詞】聚煤盆地；煤炭賦存；褶皺；斷裂；分布特征

一、聚煤盆地的基本概念

聚煤盆地是指原始含煤沉積盆地，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)是由后期構(gòu)造變動和剝蝕作用而被分割為一系列后期構(gòu)造盆地。

二、聚煤盆地的形成條件

聚煤盆地的形成和聚煤作用的發(fā)生，是古氣候、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。

（一）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。

（二）古氣候是植物繁衍、植物殘體泥炭化和保存的前提條件。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。一個地區(qū)的氣候往往與多種因素有關(guān)，如緯度和大氣環(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)。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。

（三）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所。聚煤作用主要發(fā)生于濱海三角洲平原、沖積扇和河流沉積體系，以及大小不等的內(nèi)陸和山間湖泊。從總體上看，泥炭沼澤往往分布于剝蝕區(qū)至沉積區(qū)的過渡地帶，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 動力條件的影響。

（四）古構(gòu)造是作用于聚煤盆地諸因素中的主導(dǎo)因素。從構(gòu)造觀點出發(fā)，可以把聚煤盆地看作一種特殊的構(gòu)造形跡，即聚煤盆地在大地構(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)力場的產(chǎn)物，具有一定的地球動力背景。

（五）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。一般來說，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。

三、聚煤盆地類型

按聚煤盆地形成的動力學(xué)條件，可分為拗陷型、斷陷型和構(gòu)造-侵蝕型等三種基本類型聚煤盆地。

（一）拗陷型聚煤盆地亦稱波狀拗陷盆地。盆地的基底基本上為一連續(xù)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(nèi)。

（二）斷陷型聚煤盆地的基底為不連續(xù)界面，成盆期地殼運動以塊狀斷裂運動為主。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，或者是由走向滑動斷層所派生的垂向分量而形成的拉分盆地。

（三）構(gòu)造-侵蝕型聚煤盆地是由地質(zhì)外營力的侵蝕和溶蝕作用形成的地形洼地。在適宜的氣候、水文條件下，洼地可沼澤化而堆積泥炭。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(shù)米至數(shù)十米。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(fā)育的重要控制因素。

四、含煤地層的賦存與分布

含煤巖系形成之后，在地殼運動的影響下經(jīng)歷著不斷被改造的過程，發(fā)生了褶皺、斷裂等各種形變現(xiàn)象。煤田構(gòu)造的涵義比含煤巖系形變更為廣泛。一個煤田的構(gòu)成，除作為主體的含煤巖系外，還包括其上覆和下伏巖系。當(dāng)這三者屬于同一構(gòu)造層時，它們的形變史相近；當(dāng)它們不屬 于同—構(gòu)造層時，其形變史不—致，常形成不同方向和樣式的構(gòu)造，亦即是屬于不同體系的或相同構(gòu)造體系不同發(fā)展階段的構(gòu)造。含煤巖系經(jīng)構(gòu)造變動形成各種各樣的褶皺，并往往被斷層切割成一系列的斷塊。在背斜和上升的斷塊部分，地層容易遭到風(fēng)化剝蝕，因而含煤巖系多保存在向斜（或復(fù)式向斜）和陷落的斷塊部分。

（一）褶皺與含煤巖系賦存形態(tài)的關(guān)系。作為煤田一級的構(gòu)造，褶皺的形態(tài)和復(fù)雜程度上是多種多樣的。分布于我國北方的一些大煤田如山西大同煤田，其含煤巖系賦存十分平緩、簡單而開闊的大型向斜中，次級褶皺微弱，斷裂稀疏，含煤巖系在廣大面積內(nèi)保存很好。在我國北方另一些構(gòu)造變化較強的煤田中，褶皺明顯但較開闊，向斜和背斜的規(guī)模較大，含煤巖系以大型向斜構(gòu)造形式保存，盡管有時翼部產(chǎn)狀較陡甚至倒轉(zhuǎn)，但由于沒有被大量的次級構(gòu)造復(fù)雜化，煤層都較完好地保存。

（二）斷裂與含煤巖系賦存的關(guān)系。斷層對含煤巖系的賦存狀況有重要影響。有些含煤巖系保存在下陷的斷塊中，兩側(cè)都被控制，呈地塹式構(gòu)造；有的則只一側(cè)有大型斷裂發(fā)育。對于這類煤田，研究其邊界控制性斷裂的力學(xué)性質(zhì)和形態(tài)特征有著重要的意義。因為這首先涉及到含煤巖系在深部的延伸范圍；其次，邊界控制性斷裂的力學(xué)性 質(zhì)必然影響到由它派生的、分布于煤田內(nèi)部的旁側(cè)構(gòu)造的方向和特點。在煤田和煤礦區(qū)內(nèi)存在著各種性質(zhì)的斷裂。對于褶皺較為簡單而斷裂比較發(fā)育的煤田來說，正確的判斷斷裂性質(zhì)是解決煤田構(gòu)造的主要方法。

以上分別敘述了褶皺和斷裂與含煤巖系賦存面貌的關(guān)系。應(yīng)該指出，在構(gòu)造變動強烈的地區(qū)，褶皺和斷裂往往都十分發(fā)育，而在多期褶皺地區(qū)就尤為復(fù)雜。

參考文獻

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