中国含煤岩系层序地层学研究进展

层序地层学理论为人们理解聚煤作用模式提供了新的思路,通过近二十年的研究,人们认识到含煤岩系旋回性与不同级别的全球海平面变化规律密切相关,认识到有工业价值的煤层形成于基准面(海平面)抬升过程,相继提出幕式聚煤作用、海侵过程成煤、事件成煤作用、海相层滞后阶段聚煤等基于层序地层分析的聚煤作用理论。同时概括出层序地层格架下基于可容空间增加速率与泥炭堆积速率的关系的厚煤层聚集模式。今后的研究将会进一步对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聚集模式、煤层在地球演化的长周期过程中的地质意义等方面进行探索,此外,针对中国五大聚煤区的成煤时期及盆地构造背景的特殊性,中国学者还会进一步总结其层序地层格架样式以及聚煤模式,并将其用于指导中国优质煤炭资源预测     

河北省晚古生代煤系层序地层与聚煤特征研究

华北晚古生代含煤岩系是在巨型克拉通盆地海陆过渡相和陆相背景中形成的,通过分析近期的一些实测地质剖面和钻井地质剖面资料对河北省晚古生代含煤岩系层序特征进行阐述,以沉积基准面和沉积物可容纳空间变化为理论核心,利用钻井岩心、露头剖面及层序地层学有关理论及其研究方法,对河北省晚古生代含煤地层进行了层序地层学研究.层序地层理论的应用为成煤机理的研究提供了新的途径,聚煤规律研究可在高分辨率等时地层格架中进行.河北省聚煤盆地层序地层与成煤机理、富煤带的迁移、富煤单元的形成有着密切的联系.     

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。     

《四川省樊枝花宝鼎盆地煤沉积环境与资源预测》

位于扬子准地台西缘的宝鼎盆地在晚三叠世早期为一内陆断陷含煤盆地．其沉积地层近2000m．含煤120余层。本书利用露头、钻井岩心、测井等资料对这一盆地进行了沉积学、层序地层学、聚煤作用和资源预测研究。建立了研究区晚三叠世沉积体系和层序地层格架,结合层序一古地理分析,提出了内陆断陷盆地含煤岩系等时地层格架内主要可采煤层的分布与迁移规律;分析了等时地层格架内煤岩、煤质变化特征,提出了内陆断陷盆地基底沉降、可容空间变化、沉积环境演化与聚煤作用之间关系的综合模式：     

鲁西陆表海盆地高分辨率层序划分与海侵过程成煤特点

晚石炭世至早二叠世华北陆表海盆地的高频海平面变化,是盆地充填和聚煤作用的主要控制因素,因而形成了旋回结构十分清楚的含煤层序。本文运用高分辨率层序地层学的思路、分析技术,研究了鲁西陆表海盆地含煤地层的高分辨率层序地层学特征,识别和划分了中长期和中、短期基准面旋回。研究表明,突发性的海侵事件对陆表海盆地聚煤作用具有重要影响,海侵过程成煤为鲁西煤聚积的显著特点。     

含煤岩系层序地层学研究进展

层序地层学是分析聚煤规律的一种有效方法。层序地层学应用于含煤地层的分析始于20世纪90年代,Diessel最先在经典层序地层格架中建立了煤层的聚集模式;之后,Bochacs和Stuer通过讨论可容纳空间的变化速率和泥炭聚集速率之间比值的变化,具体分析了不同可容纳空间的煤层厚度、连续性及形态。通过对层序地层中煤层发育和分布的研究,多数煤田地质学家们认为,厚煤层主要发育于低位体系域晚期至海侵体系域早期及海侵体系域晚期至高位体系域早期。由于巨厚煤层往往是许多次级层序及界面的复合体,因此巨厚煤层不能简单地作为成因层序地层的界面,但可以通过煤岩学和地球化学方面的指标对其进行精细划分确定。我国煤田地质学家通过对国内海相煤层的研究,提出了海侵事件聚煤和海相层滞后时段聚煤等观点,从而大大促进了含煤岩系层序地层学的发展。      

羌塘盆地晚三叠世含煤岩系沉积体系与层序地层学特征

利用地层剖面岩相组合、沉积构造序列,结合粒度分布特征等分析了研究区晚三叠世沉积体系与沉积环境演化,建立了含煤岩系层序地层格架,讨论了含煤岩系层序地层学特征和煤层在层序格架下的位置、聚煤特征及空间分布规律。研究表明,晚三叠世含煤岩系沉积体系有浅海碎屑陆棚沉积体系、滨岸沉积体系及三角洲沉积体系,其中三角洲沉积体系的三角洲平原是区内最主要的成煤地带,煤层均位于SQ1层序的高位体系域内,分布于盆地中央隆起带内,向南、北两侧,由于水体加深而脱离沼泽沉积环境,不利于煤层的形成。中央隆起带是羌塘盆地今后重要的找煤方向。     

含煤岩系沉积学和层序地层学研究现状和展望

在对含煤岩系沉积系研究历史进行回顾的基础上,论述了含煤岩系层序地层学方法以及海平面变化与聚煤作用的关系。注重强调分布广泛的厚煤层实际上是在基准面或海平面的抬升过程中堆积的,煤层底面代表海泛面。     

近海型含煤岩系沉积学及层序地层学研究进展

层序地层学是近20年来发展起来的一门新的方法学科,并在聚煤作用分析中得到广泛应用。作者就近海型含煤岩系沉积学研究历史以及煤系层序地层学研究方法及有关问题进行探讨,认为近海环境的聚煤作用实际上是海平面(基准面)上升过程中发生的,同时提出煤层厚度受泥炭堆积速率与可容空间增加速率的控制：靠陆一侧冲积平原和三角洲平原沉积环境中,厚煤层主要出现在最大海泛面位置;而靠海一侧障壁-潟湖或碳酸盐岩台地沉积环境中,厚煤层主要出现在初始海泛面的位置;但就整个三级复合层序来说,层序中厚度最大、分布最广的煤层主要分布于可容空间增加速率最大的最大海泛面附近的位置。对于中国晚古生代近海型煤系中常见的“根土岩-煤-石灰岩”序列,聚煤作用发生于海相石灰岩“滞后时段”,即在海侵之后、海相石灰岩层真正沉积下来之前的时段,这一时段可容空间增加速率与泥炭堆积速率平衡,有利于聚煤作用发生。     

山东金桥矿区含煤地层层序划分与聚煤作用

以高分辨率层序地层学原理为指导,通过对研究区钻井资科的分析和对比,对金桥矿区石炭-二叠系含煤地层基准面旋回进行了高分辨率层序划分.将含煤地层段划分为6个长期基准面旋回、9个中期基准面旋回和29个短期基准面旋回,其中短期基准面旋回可分为3类、中期基准面旋回可分为2类.通过对该区含煤地层岩性特征、沉积环境及聚煤作用的研究,...     

青海聚乎更矿区侏罗纪含煤岩系层序地层研究

运用钻井岩心及层序地层学有关理论、方法，对木里煤田聚乎更矿区中侏罗统含煤岩系进行了层序地层学研究，共识别包括区域不整合面、河流下切谷及河道间6个层序界面，将侏罗系含煤岩系划分为5个三级层序。全区发育的厚煤层常横跨不同相区连续分布（如下．煤层），厚煤层的形成主要受控于可容空间的增加速率与泥炭堆积速率的关系。陆相含煤盆地三级层序湖侵体系域聚煤作用最好，煤层厚度的变化则与煤层下伏沉积相有一定关系。     

海拉尔盆地群下白垩统层序格架内聚煤特征与成煤模式

对内蒙古海拉尔盆地早白垩世含煤岩系的沉积充填序列、层序地层及聚煤规律进行研究,将扎赉诺尔群划分为6个3级层序及相应的体系域,6个层序分别对应于铜钵庙组、南屯组一段、南屯组二段、大磨拐河组一段、大磨拐河组二段和伊敏组,煤层主要发育在层序Ⅲ、Ⅵ的湖侵体系域;且煤层在层序格架内部,从辫状河冲积平原–上三角洲平原–下三角洲平原–湖泊环境,呈现有规律的变化。通过对层序Ⅲ、Ⅵ中各主采煤层的底部砂体厚度、煤层厚度及成煤期的古地理环境详细分析,概括出层序Ⅲ的主要成煤环境为湖泊周缘扇（辫状河）三角洲平原和湖滨带;层序Ⅳ主要聚煤环境为扇前、扇间浅水湖盆和浅水湖泊大面积淤积而成的泥炭沼泽。      

柴北缘大煤沟矿区侏罗纪煤系层序地层及其煤岩变化特征

为揭示陆相盆地成煤沼泽内基准面变化与煤岩组分的关系,应用层序地层学理论和方法,对柴北缘大煤沟矿区侏罗纪煤系层序格架下的煤岩变化规律进行了研究。研究区共识别出区域不整合面、河流下切谷、区域构造应力转换面和地层颜色突变面等9个层序界面;将侏罗纪煤系划分为3个二级层序、8个三级层序。研究区主要煤层(F煤)形成于三级层序SⅢ6湖侵体系域中晚期的废弃辫状河冲积平原之高位沼泽环境,煤岩显微组分以高惰质组(平均57.7%)和低镜质组(平均32.0%)为特征。根据垂向上煤岩显微组分的变化特征,将F煤划分为1个四级层序和5个五级层序。垂向上F煤镜质组含量总体向上呈增加趋势,反映了泥炭沼泽内三级层序SⅢ6湖侵体系域基准面上升速率逐渐加快的动力学背景。      

浑江煤田石炭二叠纪含煤岩系层序地层与聚煤作用

运用层序地层学有关理论和方法,分析了浑江煤田石炭系-二叠系含煤岩系的层序,探讨了聚煤作用的控制因素。石炭纪-二叠纪含煤地层共识别出4个层序边界,划分为3个三级层序。为分析煤层厚度与地层厚度及砂岩百分含量的关系,绘制了三维相关图。研究表明,层序2地层厚度在40-70 m时,层序3地层厚度在50-80 m时,煤层发育较厚,而此时砂岩百分含量小于50%,表明有利于煤层聚积的环境是沉降速率中等、陆源碎屑供给相对较少的沉积环境,主要是三角洲间湾以及下三角洲平原地区。研究区含煤岩系层序地层格架中,不同层序沉积时期,煤层的分布有所不同,对于层序2来说,主要可采煤层分布在最大海泛带两侧,而层序3主要可采煤层分布在海侵面附近,此时较低的泥炭堆积速率与较慢的可容空间增加速率相平衡,从而形成该煤层。     

四川宝鼎盆地晚三叠世层序地层与聚煤作用

运用钻井岩心、测井及层序地层学的有关理论、方法,对位于扬子地块西缘、四川攀枝花地区的宝鼎盆地的含煤岩系进行了层序地层学与聚煤作用研究。在主要含煤段大荞地组发育12个层序界面和11个四级层序,其中在40#煤层以上地层发育层序Ⅳ到层序Ⅺ等8个四级层序。伴随着宝鼎盆地由断陷盆地(大荞地组沉积时期)向大型拗陷盆地(宝鼎组沉积时期)演化,盆地基底沉降速率减小,可容空间增加速率降低,聚煤作用在垂向上先增强再减弱。断陷盆地发育早期,聚煤作用较弱;断陷盆地发展中期(层序Ⅳ-层序Ⅷ),主要煤层多发育于低位体系域、初始湖泛面附近和高位体系域中晚期,平面上聚煤中心位于可容空间增加速率中等的三角洲平原相带;至盆地发展晚期(层序Ⅸ-层序Ⅺ),主要煤层的发育位置逐渐向四级层序最大湖泛面靠近,平面上聚煤中心向可容空间增加速率最大的盆地沉积中心迁移。     

中国含煤岩系古地理及古环境演化研究进展

随着含煤岩系沉积学从最初的旋回层理论到沉积模式,再到现阶段层序地层学理论的发展,中国学者已经在含煤岩系沉积学研究领域取得了显著的成果。(1)层序地层格架下基于可容空间增加速率与泥炭堆积速率之间平衡关系的厚煤层聚集模式受到重视,层序地层学提供了等时性地层单元,用于中国六大聚煤区等时性层序地层格架下岩相古地理的重建,为预测各聚煤期聚煤中心及富煤带的分布起到指导性作用。随着层序地层学理论的深入研究,煤相及沉积有机相的发育特征、研究方法以及划分方案也取得了新的进展。(2)近年来,煤系共伴生矿产已经成为当今煤地质学研究的热点问题之一,含煤盆地的煤层气、页岩气、天然气水合物、铀矿、三稀矿产、石墨等矿产资源具有重要的经济价值,部分共伴生矿产潜在的价值甚至超过煤炭本身。古地理作为研究煤系矿产资源的先决条件,与之联系密切,为这些矿产的研究和勘探提供极大的帮助。(3)煤作为泥炭地的产物和重要的沉积载体,其中蕴藏着丰富的"深时"古气候信息。以米兰科维奇旋回作为地层时间的"度量"工具,可以通过分析煤中碳的聚集速率,进而分析泥炭地的碳聚集速率、净初级生产力以及大气CO2的变化趋势;而随着对煤中惰质组成因的重新认识,蕴含在煤中的古野火信息越来越受到重视,基于煤中惰质组的含量对地质历史中古泥炭地野火事件以及大气氧含量的估算也成为古环境研究的新方向。中国聚煤模式及聚煤古地理今后的研究需进一步加强对不同构造背景下含煤盆地的层序地层模式、各聚煤期的聚煤古地理及聚煤规律、有益煤系共伴生矿产的古地理重建、含煤岩系"深时"古气候信息以及大数据驱动下的含煤岩系古地理定量化研究等方面的探索。     

中国含煤岩系古地理及古环境演化研究进展*

随着含煤岩系沉积学从最初的旋回层理论到沉积模式,再到现阶段层序地层学理论的发展,中国学者已经在含煤岩系沉积学研究领域取得了显著的成果。(1)层序地层格架下基于可容空间增加速率与泥炭堆积速率之间平衡关系的厚煤层聚集模式受到重视,层序地层学提供了等时性地层单元,用于中国六大聚煤区等时性层序地层格架下岩相古地理的重建,为预测各聚煤期聚煤中心及富煤带的分布起到指导性作用。随着层序地层学理论的深入研究,煤相及沉积有机相的发育特征、研究方法以及划分方案也取得了新的进展。(2)近年来,煤系共伴生矿产已经成为当今煤地质学研究的热点问题之一,含煤盆地的煤层气、页岩气、天然气水合物、铀矿、三稀矿产、石墨等矿产资源具有重要的经济价值,部分共伴生矿产潜在的价值甚至超过煤炭本身。古地理作为研究煤系矿产资源的先决条件,与之联系密切,为这些矿产的研究和勘探提供极大的帮助。(3)煤作为泥炭地的产物和重要的沉积载体,其中蕴藏着丰富的“深时”古气候信息。以米兰科维奇旋回作为地层时间的“度量”工具,可以通过分析煤中碳的聚集速率,进而分析泥炭地的碳聚集速率、净初级生产力以及大气CO₂的变化趋势;而随着对煤中惰质组成因的重新认识,蕴含在煤中的古野火信息越来越受到重视,基于煤中惰质组的含量对地质历史中古泥炭地野火事件以及大气氧含量的估算也成为古环境研究的新方向。中国聚煤模式及聚煤古地理今后的研究需进一步加强对不同构造背景下含煤盆地的层序地层模式、各聚煤期的聚煤古地理及聚煤规律、有益煤系共伴生矿产的古地理重建、含煤岩系“深时”古气候信息以及大数据驱动下的含煤岩系古地理定量化研究等方面的探索。     

单县矿区高分辨率层序地层及成煤作用研究

运用高分辨率层序地层原理,通过岩心、测井资料的综合分析,对研究区上古生界进行了不同周期地层基准面旋回研究,识别出短期、中期、长期及超长期4种规模的地层旋回。通过对比分析,建立了该区高分辨率层序地层格架。研究表明,研究区成煤作用出现于基准面旋回的特殊位置(A/S接近于1),当叠置在长期基准面旋回下降半旋回和中期基准面旋回下降半旋回晚期是成煤的最有利时期。根据盆地充填演化和不同级次基准面旋回叠加可以将研究区成煤作用分为早期成煤作用和晚期成煤作用,依次分析了不同时期成煤作用的地层基准面变化和盆地沉积充填演化的过程。     

川南煤田古叙矿区含煤地层格架及聚煤作用

四川省古叙矿区晚二叠世龙潭组为一套海陆交替相含煤地层,根据勘查地质资料通过层序地层学和聚煤作用研究,根据区域性不整合面、河流下切谷充填砂岩底部冲刷面、石灰岩的旋回性及最大延伸范围等划分为2个三级层序及相应的低位、海侵及高位体系域。成煤的沉积体系主要为潮坪．三角洲体系,层序地层格架对煤层的发育、分布及含煤性具有明显的控制作用,厚度较大、展布范围较广的煤层主要分布在海侵体系域的中下部、高位体系域中下部及低位体系域的上部。层序I的含煤性最好,层序Ⅱ次之。     

滇黔北威信凹陷晚二叠世沉积环境与层序地层格架下的聚煤规律浅析

针对滇黔北威信凹陷晚二叠世含煤岩系的“海相-海陆过渡相-陆相”三相变化地带,利用地层剖面上的沉积构造、岩石组合、古生物特征等沉积相判别标志分析研究区的沉积环境及其空间演化,并总结煤质变化规律。在此基础上,通过识别层序与体系域关键界面,建立研究区晚二叠世含煤岩系的层序地层格架,充分讨论研究区厚煤层在层序地层格架下的聚煤规律。研究区自西向东依次为河流冲积平原体系、三角洲-潮坪体系及碳酸盐岩台地体系,成煤环境主要为河流冲积平原中的泛滥盆地河漫沼泽和三角洲-潮坪沉积体系中的上三角洲平原;厚煤层在层序地层中的位置与古地理背景有关,研究区C15,C19煤层形成于最大海泛面附近,C25煤层形成于初始海泛面附近;根据煤质变化规律和煤厚变化特征,在研究区西部的彝良-盐津一带有寻找优质煤炭资源的潜力。