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中国矿井物探网 - 矿井地质 - 中国煤田地质特征
 
 
中国煤田地质特征
信息来源:网站编辑部   添加日期:2014-7-21   浏览次数:2165
一 我国煤炭资源分布特点
一)地域分布
    中国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一,成煤期多,储量大,分布广,煤种齐全,开发条件较好。各省区按煤炭资源总储量排序依次为:新疆、内蒙古、山西、陕西、宁夏、甘肃、贵州、河北、河南、山东等省区,均拥有全国资源总量的2%以上。其中,新疆、内蒙古、山西3省区约占70%。
二)煤类
    我国的煤种从褐煤、烟煤到无烟煤均有广泛分布,不同煤种在资源总量中所占比例为:烟煤83%、无烟煤9%、褐煤8%,其中炼焦用煤约占资源总量的1/5。
三)我国煤炭资源地域分布特点
    我国煤炭资源地域分布具不均衡性:
    1.在地理分布上的总格局是西多东少、北富南贫;
    2.与地区经济发达程度呈逆向分布的特点;
    3.可以露天开采的矿区(或煤田)只有13个,煤炭资源量仅占全国煤炭保有资源量的4% ,并多是褐煤;
    4.煤田构造普遍比较复杂;
    5.煤矿高沼气井和瓦斯突出矿井多。
二 中国的含煤地层和聚煤盆地构造的基本特点
一)主要聚煤期及沉积环境
    从早古生代腐泥煤类的石煤至第四纪泥炭,共有14个聚煤期,其中最重要的聚煤期是:①南方早石炭世,②华北石炭-二叠纪,③华南二叠纪,④华南晚三叠世,⑤西北早、中侏罗世,⑥东北晚侏罗一早白垩世,⑦东北、西南和沿海第三纪,共7个主要聚煤期。
    中国各主要聚煤期的沉积环境与聚煤规律可以按5个时期加以概括:
    (1)在石炭纪、二叠纪时期,华北和华南大型陆表海坳陷盆地的总体古地理格局是:从陆到海依次出现冲积扇—辫状河、曲流河—湖泊、碎屑滨岸带(包括三角洲、有障壁海岸,无障壁海岸)、滨浅海沉积、浅海碳酸盐沉积;
    (2)晚三叠世华南聚煤古地理环境,在西部川滇前陆坳陷的四川盆地,主要是滨海平原、滨海—湖泊三角洲平原、滨海冲积平原和滨海山间平原;
    (3)早—中侏罗世含煤盆地类型与盆地大地构造位置及基底性质密切相关;
    (4)中国北方晚侏罗—早白垩世内陆断陷盆地、山间坳陷盆地和近海坳陷盆地的沉积环境又别具一格;
    (5)古近纪含煤盆地主要分布于大兴安岭—太行山以东和秦岭以北,以及广西西南部。新近纪含煤盆地绝大部分分布在云南境内。
二)中国的含煤地层
1、中国含煤地层的分布
    中国含煤地层的时间分布与全球主要聚煤期基本一致。聚煤作用较强的时期是:早寒武世,早石炭世,晚石炭世—早二叠世,晚二叠世,晚三叠世,早、中侏罗世,早白垩世,第三纪。
    中国含煤地层的空间分布形成了东北、西北、华北、西南、华南五大聚煤区。
2、中国含煤地层的沉积类型
    中国含煤地层的沉积类型,可以划分为地台区海陆交互相沉积、过渡区海陆交互相沉积,内陆坳陷盆地沉积、断陷盆地沉积四大类。
三)中国煤盆地构造
1、中国煤盆地分类
    ⑴按照聚煤期构造稳定程度,可以划分为稳定型盆地、活动型盆地、过渡型盆地3类。
    ⑵按照聚煤期后煤盆地受到的构造改造程度(成盆后构造挤压、岩浆活动、后期剥蚀)可以划分为强改造型、弱改造型、中间型3类。
2、中国煤盆地构造演化
    中国煤盆地构造的演化,从板块构造观点来看,可以分为两个主要阶段:古生代—中生代初期为板块漂移阶段,中、新生代为板内盆地和板缘盆地阶段,古生代的盆地以巨大型浅海、近海坳陷盆地为主,往往占据了板块的大部分空间;中、新生代的盆地由大型近海盆地转向中小型、群体陆相断陷盆地和山间坳陷盆地为主。
    演化的总趋势是:板内盆地较稳定,板缘盆地由活动趋向稳定,东部盆地类型趋向复杂化(先拗后断 盆地与先断后坳盆地并存,以后者更为常见;先张后挤与先挤后张现象并存,以前者较常见),大盆地后期趋向解体,小盆地后期多有联合。
3、中国煤盆地的分布
    中国煤盆地富煤带的展布和特厚煤层的形成,也受着盆地构造演化的制约。厚煤层或特厚煤层的形成,主要是在基底沉降稳定和坳陷速率适当的部位。最有利于聚煤的盆地是发育在刚性地块上的晚古生代坳陷型盆地及继承性的中生代坳陷盆地,其次是发育在已经稳定的褶皱带上的中、新生代盆地。
4、中国煤盆地的主要构造特点
    (1)克拉通盆地聚煤广泛而强烈。以华北板块为例,石炭二叠纪含煤岩系分布范围与块体近似,聚煤广泛丰富,各时代煤炭资源总量达35600×108t,高于世界其它块体资源总量。
    (2)克拉通盆地古生代含煤地层后期构造变形普遍强烈,而世界各主要古生代克拉通煤盆地内,褶皱变形却普遍微弱。
    (3)陆间活动带或地槽区,聚煤作用普遍微弱,如天山一兴安地槽的石炭一二叠纪含煤岩系。
    (4)分布于古生代地槽褶皱带上的中生代“地台型”盆地(吐鲁番—哈密盆地,海拉尔—二连盆地),往往聚煤丰富,后期变形微弱。
    (5)成盆后的造山、造盆作用主要是新构造运动,使不步盆地又分别被强烈抬升或下陷。
四)中国聚煤期与地壳演化规律
    ⑴ 海西期 新的海侵 华北地台和华南地台陆表海陆源碎屑盖层发育,沉积和构造稳定,利于大面积稳定煤层的形成。
    ⑵ 印支期 华北南侧陆缘区与华南扬子北侧陆缘区对接拼合,南方拉丁期大面积海退,中国东部形成一片大陆,盆地以类前陆坳陷型或聚煤坳陷。
    ⑶ 早燕山期 为中国大陆聚煤作用最强的时期之一,鄂尔多斯早—中侏罗世聚煤坳陷处于相对稳定的河流—浅水湖盆发育时期,成为特大型聚煤盆地。准噶尔盆地属于前陆挠曲坳陷,聚煤作用一般沿盆地边部发生。中国北方东部地区也出现了小型的山间聚煤坳陷。
    ⑷ 中燕山期 中国东部进入裂陷作用为主的构造阶段。主要的聚煤盆地为半地堑或地堑成群出现,并多以断陷湖盆充填为特征。
    ⑸ 喜马拉雅期 聚煤盆地总体分布格局明显受环太平洋构造域的控制,同时又受海洋性气候影响,所以古近-新近纪含煤盆地具有环太平洋分布的特点。
    综上所述,中国聚煤盆地从晚古生代到中、新生代,总体演化趋势是:大型内陆碎屑陆表海聚煤坳陷 ——大型内陆湖盆坳陷(古前陆塌陷)—— 断陷盆地群(湖盆为主)——山间小型坳陷和断陷盆地
三 聚煤古地理环境和古气候的演变
一)聚煤古地理环境的演变特征
    我国地史时期随着海陆变迁、海面变化和古植物演化,聚煤作用由浅海、滨海向邻海和内陆逐步扩展和迁移,聚煤古地理景观构成一个时空演化系列。早古生代煤形成于滨海—浅海环境,为菌藻类转化而成的腐泥煤;晚古生代以海滨环境为主;中、新生代则从邻海环境逐步过渡为以内陆盆地环境为主,聚煤作用范围逐步扩大,聚煤古地理环境渐趋多样化。
二)主要聚煤期的古气候
    聚煤期的古气候是影响沉积盆地充填和聚煤作用的重要因素之一,适宜的古气候条件对植被的发育和泥炭聚积起了重要作用,分析各聚煤期的古气候状况有助于了解聚煤盆地的时空分布和充填物特征。
    晚侏罗世全球气候有较大变化,中亚一带干燥气候区扩大,我国南方广大地区属热带、亚热带干旱气候,晚侏罗世、早白垩世沉积基本为红层。我国境内中生代干旱气候带和潮湿气候带自西南向东北逐步椎移,导致晚三叠世、早—中侏罗世和晚侏罗—早白垩世聚煤带有规律的时空分布。一般来说,潮湿气候带和构造拗陷、断陷带的叠合决定了聚煤盆地发育的部位。
三)新生代聚煤期古气候
    古近纪我国自北而南跨越了暖温带和亚热带、热带两个植物区,是木本被子植物繁盛阶段。新近纪气候有缓慢变冷的趋势,亚热带北界南移。
四 中国煤质、煤级分布特点
一)沉积环境对煤质具有一定的影响。
    煤中灰分的高低主要决定于成煤泥炭沼泽距陆源区及海线的远近。古生代近海远陆的煤层一般为低灰煤,古陆边缘的煤层一般为高灰煤;在冲积平原上生成的煤灰分的变化还与距分流河道的远近有关。分布于分流河道或决口扇厚砂岩带一侧的煤,灰分往往较低,发育在分流河道、决口扇、潮汐水道下游的泥炭沼泽生成的煤层灰分一般较高。煤层下伏为潮道砂体和障壁岛砂体时,煤中灰分较高,坝后泥坪或涨潮三角洲前缘,煤层灰分较低。在泻湖间湾处,往往形成高灰煤。
二)华北地区的腐泥煤具有自身独特的属性。
    山西的腐泥煤多呈透镜状或薄层夹在腐殖煤中,构成藻煤-烛藻煤-腐殖煤的组合系列,它们是由湖泊中的藻类和漂游生物经过部分腐解生成。山西河东煤田及霍西煤田,见有腐泥煤出露,厚度为0.5m左右,含油率可达18%~24%。单独藻煤则产于山西大同、浑源、洪洞、蒲县及山东肥城、兖州等地。烛煤(腐殖腐泥煤) 则产于山西浑源及山东新泰、兖州、枣庄,常与藻煤互层产出,挥发分、含氢量、焦油产率均高。
三)中国南方晚二叠世煤中瓦斯亦独具特征。
    瓦斯煤主要分布于湘、赣、川、黔、滇、粤、皖诸省。其特征是:腐殖煤多形成高沼气煤矿,残殖煤多形成低沼气煤矿;煤层厚、含煤性好的地区多形成高沼气煤矿中、低变质煤种多形成低沼气煤矿,高变质煤种多形成高沼气煤矿,超高变质的无烟煤既可以形成低沼煤矿,亦可形成高沼煤矿。
四)关于中国晚古生代煤的还原程度,不同学者看法研究不同。
    我国学者认为,煤的还原性是除煤岩成分和变质程度以外,影响着煤质的第三个成因因素。
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