关于时间、沉积与地层学的几点思考

地层学与其他自然科学中的时间概念可区分为存在的时间和演化的时间两类,地层学就是依据这两类时间概念和标志构建地质学的时间坐标。选定百万年为地质学的基本时间单位在某种意义上来说是地层学的武断和盲从,它在一定程度上降低了地质学对精确性、严谨性的不懈追求。地层学完全能够在“存在的时间”和“演化的时间”中,依据自然规律和需要构建地质学的时间单位谱,如天、月、年以及岁差、斜度、偏心率周期等,建立与人类社会接轨的时间单位和地质学时间坐标。地层的形成作用可以区分为垂向加积和侧向加积作用以及它们的复合类型--生物加积和热侵位加积作用。由垂向加积作用形成的地层序列遵循地层学三定律(上新下老;水平叠置;侧向连续),岩性界面通常与等时面平行;由侧向加积作用形成的地层序列遵循瓦尔特相律和岩石地层单位穿时的普遍性原理,岩性界面通常与等时面斜交;而由生物加积和岩浆侵位加积作用形成的地层,其岩性界面与等时面的关系需要具体情况具体分析。     

准东煤田五彩湾矿区西山窑组巨厚煤层煤相研究

新疆准东煤田五彩湾矿区西山窑组煤层厚度稳定,分布广泛,煤质优良.笔者从成因角度运用煤田地质学、煤岩学、煤地球化学及沉积学等,进一步探讨西山窑组巨厚煤层煤岩组分特征、煤相类型.结果表明,煤层微观煤岩以镜质组为主,惰性组次之,含少量壳质组.相学分析表明,该区聚煤沼泽类型以湿地森林沼泽相为主,干燥森林沼泽相次之.少数样品指示成煤过程中短时期、周期性深覆水或开阔水域沼泽相存在.煤相分析显示威煤环境具网状河三角洲沼泽相沉积特征.煤岩和煤相分析为聚煤环境分析、煤质评价和预测、煤的可选性评价等提供科学依据.     

吉尔嘎郎图凹陷赛汉塔拉组沉积特征与超厚煤层异地成因分析

吉尔嘎郎图凹陷的赛汉塔拉组沉积于基底减速沉降-充填演化阶段,是凹陷进入湖泊萎缩阶段早-中期的产物,其层序地层单元属于水退体系域。自下而上由浅湖相、三角洲相和曲流河相组成。其中的超厚煤层与大量薄层浊积砂岩共生,形成于该凹陷的次级深断槽中,沉积环境应为浅湖和局部较深湖。传统的煤沉积模式难以解释其超厚煤层的成因。通过对煤层和夹矸的沉积学研究,以及凹陷充填序列分析,建立了一种陆相超厚煤层异地成因新模式--“弱风暴及水下泥质、砂质重力流亚模式”,简称为胜利盆地亚模式。推测成煤物质是由远源河流搬运而来的巨量异地高灰泥炭,可能先沉积于滨湖三角洲,后经滑塌和浊流作用转移至浅湖中,并经再次分异、沉积成为超厚的低灰煤层。     

新疆准东煤田西山窑组巨厚煤层煤相特征及水进水退含煤旋回的判别

应用煤岩学、煤化学、煤地球化学理论以及多种煤相学的参数及其组合对新疆准东煤田五彩湾矿区ZKL805钻孔西山窑组巨厚煤层进行了煤岩煤质、煤相特征及成煤环境分析,并在巨厚煤层内部识别出了若干水进水退含煤小旋回。该巨厚煤层宏观煤岩类型以暗淡型煤为主,其次为半亮型煤及半暗型煤。煤层有机显微组分组总体以惰性组含量占优势,镜质组次之,壳质组含量极低。煤相类型主要为干燥森林沼泽,其次为潮湿森林沼泽。依据煤相参数的垂向演化,巨厚煤层内部识别出4个水进型、4个水退型及1个加积型含煤小旋回。巨厚煤层形成于覆水较浅、水体活动性较弱的稳定泥炭沼泽环境,垂向上由这些水退水进含煤小旋回叠加构成。     

对穿时普遍性的解释

穿时是沉积地层的基本属性,其根本原因是地层的形成作用,即沉积作用本身。有沉积作用就有穿时(侧向加积);或者小范围内不穿时但大范围内必穿时(纵向加积)。海水进退只能影响穿时的具体形式而不是穿时的本质原因或必要条件。板块的运移和增生不仅造成了沉积地层的穿时,还造成了火山地层的穿时。这种穿时与沉积作用直接引起的穿时有本质不同,本文称之为构造穿时。     

新疆库车提克买克勘查区三叠系煤层及成煤环境分析

库车提克买克是南疆缺煤地区较大的含煤区,赋煤地层主要为上三叠统塔里奇克组,以河流相沉积为主。区内含可采煤层12层,平均总厚为38.09 m,煤层埋深800~1 000 m,煤层全区—大部可采,为结构简单的中厚煤层,煤类以焦煤为主,气煤次之。通过成煤环境分析,认为提克买克勘查区是新疆三叠纪晚期河流相沉积聚煤的典型区域。     

山西省河保偏矿区13~#煤层煤岩煤质特征

山西省河保偏矿区为晋北煤炭基地的一部分,主采煤层13~#属于太原组海陆交互相沉积。通过对河保偏矿区13~#煤层剖面采样测试及垂向完整剖面的煤岩、煤质特征分析,13~#煤层垂向显微组成变化特征反映出成煤植物类型、成煤时期的气候以及泥炭聚集环境。13~#煤层成煤环境以干燥森林泥炭沼泽为主,覆水程度低,植物组织凝胶化程度不高。工业分析测试数据显示该煤层属于低灰分、低硫分、中高挥发分煤。结合这些煤岩煤质指标进一步分析认为,13~#煤的清洁利用方式为液化用煤。     

再论中国含煤岩系沉积学研究进展及发展趋势

过去30年间,在层序地层学及旋回地层学等沉积学理论引入中国后,中国学者在含煤岩系沉积学研究方面取得了长足的进步,相继提出幕式聚煤作用、海侵过程成煤作用、海侵事件成煤作用以及超厚煤层的多阶段泥炭地叠加成因模式等基于层序地层学理论及可容空间概念的聚煤模式,并将可进行区域对比的等时性地层单元（层序）与传统岩相古地理研究相结合,重建中国各聚煤期等时性岩相古地理,进行富煤带及聚煤中心迁移规律分析。随着煤层气及煤系页岩气等非常规天然气勘探的不断深入,煤相及沉积有机相研究作为煤及泥质岩生烃潜力评价的重要方法重新受到关注。“含煤系统”概念将含煤盆地中各种地质信息进行融合与集成,包括古泥炭堆积的原始特征、含煤岩系的地层格架及煤层丰度、煤中硫含量与分布特征、煤变质程度或煤阶等。近年来,煤层作为“深时”古气候信息的载体,成为当前研究热点之一,特别是煤中丝质体含量可用来研究古泥炭地火灾事件及大气氧含量变化,米兰科维奇旋回理论作为一种有效的“深时”时间尺度度量方法,可用来研究古泥炭地的碳聚集速率及其所反映的净初级生产力与大气CO₂变化趋势。未来含煤岩系沉积学将会进一步加强研究不同构造背景下的含煤岩系层序地层格架样式、层序地层格架下的优质煤炭资源与煤系非常规天然气资源预测模式,以及煤层在地球长、短周期气候变化旋回中的地质意义。     

徐沛煤田晚古生代成煤环境与聚煤规律研究

根据已有研究成果及大量钻孔资料,运用沉积学、煤田地质学的基本理论和方法,分析了徐沛煤田晚古生代的成煤环境,并总结了其聚煤规律及控制因素。结果表明,石炭—二叠纪聚煤作用主要发生在海岸带的堡岛体系和过渡相中,由海岸带向两侧,聚煤条件逐渐变差;堡岛体系泥炭坪形成的煤层厚度小,结构单一;三角洲体系分流间湾泥炭坪和泛滥平原泥炭沼泽形成的煤层厚度大;煤层在垂向上由薄至厚,结构由简单至复杂,稳定性逐渐变差;平面上,自北而南含煤层数逐渐增多,含煤层位逐渐抬高,条带状富煤带有向南迁移趋势。     

近海含煤岩系层序地层学研究现状

20世纪80年代末期兴起的层序地层学,为人们理解聚煤作用提供了新的思路。通过对国内外近海含煤岩系层序地层学研究成果的分析,认识到:海侵过程成煤、幕式聚煤作用、事件成煤作用、海相层滞后时段聚煤等观点的提出,大大促进了含煤岩系研究的发展;含煤岩系层序地层学聚焦于基准面与泥炭堆积关系的研究,煤岩学、煤化学方法与层序地层学的结合使这种关系更加清晰化;地层接触关系、煤层特征、煤岩特征和煤化特征是判断煤层作为成因层序地层边界的重要依据;含煤岩系层序地层学由聚焦于层序格架中煤层位置的研究,逐步转变为关注于煤层中高频基准面旋回的研究和可容纳空间与煤层、煤岩关系的研究。今后的研究要逐渐拓展到内陆湖盆,应建立不同构造背景下的内陆湖盆成煤模式或理论。      

黄河北煤田潮坪沉积体系及成煤作用

黄河北煤田煤系广泛发育潮坪沉积体系,通过对其沉积特征及沉积模式的研究,认为潮坪沉积体系主要包括潮道（潮沟或潮渠）、泥坪、沙坪、砂泥混合坪及潮坪沼泽和潮坪泥炭沼泽相等沉积相类型,其特征是砂泥比值较高,沉积厚度大,为含煤地层发育提供物质基础;在沉积环境演化方面与整个鲁西南地区沉积特征相似,整体为海水逐渐衰退的过程;在潮坪沼泽和潮坪泥炭沼泽中形成含硫量相对较高的煤层与海平面的变化密不可分,潮坪沉积物中发育的10煤、8煤、7煤、6煤等与潮坪泥炭沼泽沉积在该区分布特点具有一致性,由此可知,潮坪沉积体系的沉积物与煤层形成特点和形成规律有着密切关系,为研究区成煤作用研究提供了理论依据。     

河北南部地区石炭-二叠纪层序地层与聚煤特征

根据大量野外剖面及钻孔资料,将河北南部地l区晚石炭世至早二叠世地层划分为4个含煤层序。层序1为第一个关键成煤层序,代表了海陆交替型含煤岩系形成期间的第一次大规模海水进退序列,含有全区可追踪对比的煤层．但聚煤作用较弱;层序2为第二个关键成煤层序,由于盆地的构造转换引起海侵方向的改变,该层序煤层为海侵事件成煤,形成了全区稳定发育的大青煤（8^#）;层序3为华北板块发生“翘翘板”运动后的稳定沉积层序,高水位体系域形成的煤层稳定性好（6^#、7^#）：层序4为陆表海盆地向陆相盆地过渡形成的含煤层序,该层序高位体系域含煤性好．煤层厚,全区可对比。     

河北南部峰峰煤田山西组沉积特征与沉积环境演化

通过研究峰峰煤田山西组岩性和沉积构造特征,将山西组划分为四个沉积旋回,根据沉积环境的演化,分析了其对成煤作用的影响,认为区内山西组为典型的河控浅水三角洲沉积,该沉积体系中的聚煤作用较强,尤其是分流间洼地持续发展的部位形成了较厚煤层,由于分流河道的迁移作用,煤层分叉现象,而且成煤后遭河道冲刷导致变薄或缺失。     

广西宜山煤田中部煤质特征及其环境意义

煤层是成煤物质成分、特征和形成环境的统一体，煤岩组分、煤的化学组成等是煤层物质成分和形成环境的体现。通过对宜山煤田中部上二叠统合山组K7、K6、K3煤层煤质特征分析，得出本区煤层形成的沉积环境不论是成煤前期还是成煤期受海水的影响较大，海水的作用白下而上逐渐减弱。成煤期的潜水面比较低，K3煤层覆水深度比K6、K7浅，都处于动荡环境条件中，同时受到周期性干燥环境和潮湿环境相互交替作用影响。水介质条件以碱性为主，从弱还原环境或中性环境向还原环境过渡。     

官寨井田沉积环境与聚煤规律

以井田大量钻孔地质资料为基础,从岩性特征,层理特征、古生物、含煤性、煤质等方面对官寨井田二叠系上统龙潭组含煤地层沉积环境、聚煤作用进行分析,得出本区沉积环境为过渡相,地势北东低南西高,海水由北东向南西推进,根据海水进退规律可分为三个成煤期：早期为泻湖—潮坪环境,总体处在海平面上升期,属退积型。因海水进退频繁,不利于成煤,形成的煤层多为薄层,煤层局部可采;中期为潮控三角洲环境,是海平面下降期,属进积型,此时地壳运动相对稳定,形成了井田中主要可采煤层4号、9号煤,属中厚层,连续性好;晚期为泻湖—潮坪环境,该期总体为海平面上升期,属退积型,海水进退较频繁,在垂向上旋回多而小,完整性差,形成了不可采的1、3号煤层及全区大部分可采的2号煤。在横向上区内北东部较南西部聚煤条件好,从西—东,二叠系沉积厚度增大,煤层含煤系数增大,可采系数变大。     

超厚煤层分布与成因模式

煤厚的分级主要是从煤炭开采的角度来确定的,大于8m的厚煤层一概以巨厚煤层来称之。世界上,煤层总厚最大的是澳大利亚的吉普斯兰盆地,总厚达到700多米;加拿大哈溪煤田二号露天区则为单层煤厚最大的矿区,煤厚达510m;中国内蒙古自治区胜利煤田胜利东二号露天煤矿,单层（6煤层）厚达244.7m,总煤厚达320.65m。从沉积、层序地层与构造诸角度出发,依据现代泥炭堆积与阴沉木堆积等现象进行厚煤层的成因研究,对异地成煤及一些超厚煤层的成因模式进行了介绍和初步评价。     

甘肃省煤炭资源赋存特征

甘肃省煤炭资源较为丰富,煤类齐全,但在地域上分布不均衡。根据煤炭资源赋存特征可划分为5个赋煤带、9个煤田。主要含煤地层为中侏罗统,其次是下白垩统和下二叠统等,成煤环境中三角洲平原相聚煤最好,形成了区内的厚煤层,煤层赋存受同沉积构造和后期构造活动的综合控制作用。全省预测资源总量约1 656.8亿t（2 000m以浅）,主要分布在陇东地区,庆阳、平凉两市的预测资源量约占全省总量的96%。     

陆表海盆地海侵事件成煤作用机制分析

研究了含煤地层中海侵事件沉积序列,即海侵沉积与煤层直接接触的组合特点,总结了海侵事件和海侵事件成煤特点,提出了陆表海聚煤盆地海侵事件成煤作用理论及海侵事件成煤机制。研究表明,陆表海盆地充填沉积序列中,既有海退成煤作用又有海侵成煤作用发生,而且,海侵事件为陆表海盆地海平面变化的典型特色,海侵的突发性是海侵事件的基本属性,其沉积具有等时性。海侵事件导致盆地事件型聚煤作用发生。本文还深入讨论了海侵事件成煤机制及其在含煤地层层序地层界面识别、层序地层单元划分的重要意义和作用。     

吉林省浑江煤田沉积环境与聚煤规律

以经典沉积学理论为基础,结合现场工作的成果,对浑江煤田石炭—二叠系的沉积环境和聚煤模式进行了研究。研究结果表明:研究区石炭—二叠系沉积环境是一个完整的由海侵到海退的连续沉积过程。太原组煤层聚煤模式有5种,分别为泻后泥炭坪成煤、岛后泥炭坪成煤、潮汐三角洲泥炭坪成煤、支流间湾泥炭坪成煤、混合泥炭坪成煤;山西组1号、2号、3号煤层均形成河流体系和河流—湖泊复合体系。     

三维地震与测井资料在多煤层对比中的应用研究

陆相成煤环境及断陷构造特点,致使二连盆地内煤层具有层数多、间距小、厚度横向变化大、标志层少等特点,利用钻探资料进行煤层对比难度大,其结果将直接影响对煤层、煤质评价及煤炭资源量估算。考虑到研究区煤层赋存特点,利用三维地震成果,对该区进行了煤层辅助对比,其结果与原有7个钻孔煤层对比成果存在差异。通过三维地震层位对比与构造解释方案的核查,结合波阻抗反演结果和测井资料重新解释,认为三维地震的煤层对比是合理的。该实例表明,综合利用测井资料、三维地震解释和波阻抗反演等,可有效提高煤层对比的可靠性,提高煤炭资源地质勘探阶段的控制精度。