海侵事件成煤作用——一种新的聚煤模式

晚古生代华北陆表海聚煤盆地海平面具有高频率变化和复合性特点，海侵具有突发事件性，这一规律对盆地充填沉积、沉积体系演化和煤聚积具有控制作用。提出了“海侵事件成煤观点”，认灵海侵事件成煤是大型陆表海盆地所特有的，陆表海盆地的海侵过程是非常短暂的，表现出海侵具“突发”性质，因此海侵沉积具有较好的等时性。煤层与直接覆盖于其上的海相灰岩为一种事件沉积组合，泥炭的煤化作用过程完全处于还原环境下。     

华北晚古生代陆表海盆地海侵事件微观沉积特征及成煤探讨

采用沉积学、煤地质学、古生物学、地层学及地球化学等多技术手段,结合比较分析法的思路,分析了事件型海侵的特点和海侵事件沉积组合特征,研究发现:海侵事件沉积组合为区域对比性强、具沉积时间连续性与相序间断性的暴露沉积-煤层-灰岩组合,其关键沉积学特征是煤层底板的暴露沉积.海侵事件组合灰岩的古生化石个体小、破碎强烈等特征表现为高能量水体运动等环境,孢粉表现为低含量的单缝孢和裸子植物及高含量的三缝孢.地球化学分析表明暴露沉积为陆相环境,煤层中的微量元素表现为海相主要原因是由于泥炭沼泽覆于深水后受海水影响所致.海侵事件成煤与海侵过程成煤差异体现在两个方面:第一,盆地属性差异,即海侵事件成煤形成于陆表海盆地之中,而海侵过程成煤则形成于具有缓坡的边缘海盆地,第二,成煤原理存在着差异,海侵事件成煤强调的是成煤前海侵未发生前的碎屑体系废弃而发育大量泥炭沼泽且被后期突发性海侵终止,而海侵过程成煤则强调的是泥炭沼泽发育于滨海的活动碎屑体系并终止于后期的缓慢海平面上升.     

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。     

淄博煤田临淄区山西组沉积环境及成煤作用

介绍了临淄区山西组含煤岩系的岩石矿物、地球化学、古生物、结构、构造、砂体和垂直层序特征,分析了其沉积环境和成煤作用的有利部位。为华北石炭二叠纪煤系的沉积环境提供了新的资料。     

鄂尔多斯盆地叠合演化及构造对成煤作用的控制

鄂尔多斯盆地是多期成煤盆地叠合改造形成的构造盆地。石炭纪、二叠纪、三叠纪和侏罗纪成煤盆地的沉积演化过程具有一定差异,但煤炭资源形成的时空规律具有高度相似性。大地构造背景转换过程控制聚煤期,石炭纪、二叠纪含煤岩系形成于加里东—海西构造运动转换过程,三叠纪和侏罗纪含煤岩系形成于印支—燕山转换过程。沉积作用转换区域控制成煤区,在近海型盆地中,成煤区位于向陆一侧的河-海沉积作用转换区域。在内陆湖泊型盆地中,成煤区位于围绕湖心呈环带状分布的河-湖沉积作用转换区域。燕山及以后的构造运动控制了含煤岩系的形变方式和煤炭资源赋存状态。鄂尔多斯成煤盆地后期改造的显著特点是西部逆冲,东部隆起,南部和北部隆升和断陷共生。盆地西缘发育近南北向逆冲推覆构造,导致侏罗纪含煤岩系大面积剥蚀,造成石炭纪、二叠纪含煤岩系剥蚀、重复、褶皱和断裂。东部发生大面积隆起,石炭纪、二叠纪和侏罗纪含煤岩系遭受大范围剥蚀。盆地内部形成向北西缓倾的斜坡和南北向延伸的向斜,使晚古生代、三叠纪、侏罗纪煤炭资源得到保存。南部和北部边缘相继发生先抬升后断陷,形成了银川—河套断陷和汾渭断陷,构成了鄂尔多斯盆地含煤岩系的南北边界。构造背景和沉积作用转换是控制煤炭资源形成的重要地质条件,在大地构造运动界面上覆岩系中,寻找沉积体系转换区域是战略性找煤的有效途径。     

近海断陷盆地古近纪煤系沉积控煤作用与成煤模式——以山东黄县盆地为例

我国海域区煤型油气资源量丰富,然而海域煤型烃源岩的研究程度却相对较低,严重制约了海域区煤型油气资源勘探。选取与海域区煤盆地成煤时代基本一致、地质条件相似、研究程度高的近海断陷含煤盆地——黄县盆地为例,开展沉积控煤作用与成煤模式研究。在充分吸取前人研究成果的基础上,精细重建了成煤期的古地理格局、演化及其沉积控煤作用。结果表明：(1)黄县盆地古近纪煤系主要发育冲积扇、扇三角洲、辫状河三角洲和湖泊沉积,可以识别出2个三级层序。煤层主要发育在湖扩张体系域时期的辫状河三角洲、滨浅湖环境。(2)综合恢复了涵盖古近系整个成煤过程的层序I湖扩张体系域和高水位体系域、层序II低水位体系域和湖扩张体系域的层序-古地理格局,并分析其沉积演化特征与沉积控煤作用;煤层主要发育在低水位体系域晚期-湖扩张体系域早期,湖平面缓慢上升的辫状河三角洲前部湖沼环境,并逐步向辫状河三角洲扩展;其次,煤层发育在湖扩张体系域的中晚期,湖平面频繁变浅-变深的湖沼-浅湖沉积环境。(3)建立了古近纪近海断陷盆地2种典型的沉积成煤模式。一是滨浅湖湖沼-辫状河三角洲成煤模式,主要发育在低水位体系域晚期-湖扩张体系域早期湖水平面缓慢抬升的过...     

华北晚古生代陆表海盆地东南缘高频海侵事件对聚煤作用的影响

晚古生代华北陆表海盆地的海平面变化具有复合性海平面变化的特点 ,长周期的海平面变化周期中叠加了中、短期的海平面波动变化 ;长周期海退过程中 ,具多次短周期海侵事件发生 ,长周期海侵过程中也有短周期的海退发生。而短周期的海平面波动变化属于高频海平面变化 ,深刻地影响着陆表海盆地的沉积充填和聚煤作用。总起来看 ,鲁西及邻区的晚古生代陆表海盆地充填沉积是由一种较薄的反映水体向上变浅的复合性旋回序列组成 ,其分界面是由地史上瞬时的相对海平面上升形成的间断事件所致 ,或相对海平面下降期间的暴露事件形成的间断面所产生的。陆…     

应用成煤构造理论 杨梅山矿找煤告捷

笔者应用历史－因果论的成煤构造理论，采用历史分析法和动力分析法相结合的方法，在构造复杂的杨梅山矿区找煤，使一对老矿山增了储量，延长了寿命，使一对已报废的矿井重见曙光。     

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同研究,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同和中期基准面旋回下降半旋同晚期足成煤的最有利时期.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.     

断层相关褶皱理论与应用研究新进展

自Rich(1934)提出断层转折褶皱的几何学概念以来,Suppe(1983)首次将其定量化,建立了褶皱形态与断层形态和断层滑动之间的定量关系,奠立了断层相关褶皱理论的基本模型。20年来,不但建立了断层传播褶皱、断层滑脱褶皱等基本端员类型的几何学与运动学模型,也建立与完善了断层相关褶皱叠加样式的几何学与运动学模型,例如叠瓦构造、构造楔与干涉构造等。研究同构造沉积作用,建立了生长断层相关褶皱的几何学与运动学模型,将沉积作用与断裂作用、褶皱作用及构造隆升作用等有机地联系起来。考虑地层的力学性质与变形差异,提出与建立了剪切断层转折褶皱理论,并建立了断层相关褶皱的一系列力学模型。20年来,断层相关褶皱的基本研究方法经历了由二维剖面与平面分析向全三维空间分析的转变,由几何学、运动学模型向力学模型的转变,实验模拟技术与数值模拟技术在断层相关褶皱理论模型的建立与检验中发挥了重要作用。断层相关褶皱的理论和方法在工程地质、地震灾害预报与油气勘探开发等领域获得了广泛的应用。中国在天山、祁连山和龙门山等相邻的前陆盆地的活动构造与含油气圈闭研究中,应用断层相关褶皱的理论与方法取得了重要进展。     

流域水资源合理配置的研究进展与发展方向

水资源合理配置是实现水资源可持续利用的有效调控措施之一。将现状的水资源合理配置研究划分为广义和狭义两类,进而从内在机制、实践进程和评价三方面系统综述了狭义流域水资源合理配置研究进展。指出目前中国在流域水资源配置过程中存在若干问题,主要表现为缺乏有效的初始水权分配机制、缺乏有机的补偿和机理机制、缺乏广泛的社会参与机制和缺乏系统的后效评价体系,致使现状水资源配置难以实现真正意义上的合理。为解决上述配置实践中存在的相关问题,今后我国水资源配置研究的重点主要集中在建立符合现代流域水循环过程的"天然 人工"二元认知模式,建立以水循环为基础的水资源合理配置模式、建立具有统一基础的水资源配置准则和建立水资源配置合理性评价标准和体系等。     

徐州矿区地裂缝成因机制的探讨

调查了徐州矿区几类非采矿沉陷造成的地裂缝的形态和环境,认为因构造、采矿、不均匀沉降产生的隐伏张裂隙是地裂缝的基础,干旱和超采浅层地下水使第四系浅部失水收缩激活和扩大了隐伏张裂隙。大雨后地裂缝显现,雨水沿裂隙面下渗时,发生潜蚀、刷大、贯通而造成塌陷。     

煤系复杂地层钻探护壁浆液研究与应用

基于护壁材料对浆液的流变性和失水及造壁性的影响,通过室内试验,研究了适用于煤系复杂地层的护壁浆液——膨润土-高聚物浆液。采用正交试验法得出护壁浆液的优化配方：5%膨润土+0.3% SM植物胶+0.04%聚丙烯酰胺（PAM）+1%腐植酸钾（KHm）。将这种高聚物低固相泥浆用于现场试验,在煤系复杂地层的钻探护壁中取得了良好的效果。     

Catastrophe theory models in geology

Catastrophe theory is a recently developed branch of topology which has a number of practical applications, principally because of its ability to model situations which include discontinuities or singularities, where the methods of differential calculus break down. Some examples of its possible use in geology are presented, in fields as diverse as volcanology, sedimentology, and structural geology, and wider applications, in modeling spatial or temporal discontinuities in other fields, are suggested.     

Vaterite formation during coal liquefaction

The vaterite form of calcium carbonate seldom occurs in geological formations or during chemical processing. However, vaterite crystals form during the liquefaction of a Wyoming subbituminous coal. Gravitational separation of the coal showed vaterite to form because of the presence of some other mineral in the coal matrix. Model compound studies with calcium acetate identified silica and possibly iron pyrite to be minerals found in coal which seed vaterite crystals.     

我国煤与瓦斯突出防治理论技术研究进展与展望

施工瓦斯抽采钻孔是治理瓦斯危害的必要手段,针对松软煤层钻进因钻杆自重大引起的钻进阻力大、钻进效率低及劳动强度高等问题,提出了优化钻杆结构以减少自重并降低钻进阻力的研究思路,通过设置四翼内凹结构达到减小钻杆自重及降低钻进阻力的目的,并依此设计了四翼内凹刻槽钻杆,兼顾钻杆推进阻力和旋转扭矩损失,建立了钻杆钻进阻力模型,结合ANSYS数值模拟方法对四翼内凹刻槽钻杆进行强度校核分析与参数优化,研制了四翼内凹刻槽钻杆,并进行了现场工业性试验。研究表明：(1)对于100 m钻孔深度,四翼内凹刻槽钻杆相对于圆状刻槽钻杆质量减轻了21.88%,在正常钻进时,四翼内凹刻槽钻杆与圆钻杆相比旋转扭矩损失降低了25.10%;与圆状刻槽钻杆相比降低了20.90%。在塌孔10 m的情况下,四翼内凹刻槽钻杆钻进阻力相对于圆钻杆降低了51.44%,相对于圆状刻槽钻杆降低了43.65%。(2)对四翼内凹刻槽钻杆进行强度分析与参数优化,结果显示,在常规坑道钻机作用下,钻杆最大应力与内凹深度呈正相关,与壁厚呈负相关,壁厚对于应力的影响大于内凹深度的影响,且在内凹宽度为33 mm、深度为4 mm、壁厚为11.5 mm时,安全系数为1.59。(3)现场工业性试验表明,四翼内凹刻槽钻杆排渣顺畅,强度可靠,钻进深度提高了18.18%,钻进效率提高了17.80%。在保证钻杆强度的前提下、通过钻杆结构创新有效降低钻杆质量,对于降低工人劳动强度、提高钻进效率和成孔率具有显著的效果,为推动复杂地层钻探技术发展提供了新的方法。

     

沁水盆地石炭——二叠纪含煤岩系高分辨率层序地层及聚煤模式

晋东南沁水盆地的煤层气储层主要是石炭-二叠系煤层,其厚度变化明显受控于当时的沉积环境及层序地层格架。本文对该盆地含煤岩系的太原组和山西组进行了高分辨率层序地层分析,并探讨了主采煤层15号和3号煤层在层序地层格架下的分布模式。以区域性分布的与下切谷砂岩共生的间断面、不整合面、海侵方向转换面、下切谷砂岩底面、由深变浅-再由浅变深的沉积相转换面以及共生的古土壤层为界,将含煤岩系划分为3个三级复合层序和9个四级层序。15号厚煤层和3号厚煤层位于三级海侵(泛)面附近,前者形成于障壁——潟湖及滨外陆棚沉积环境,较低的泥岩堆积速率与较慢的可容空间增长速率相平衡;后者形成于三角洲平原分流间湾环境,较高的泥炭堆积速率与较高的可容空间的增长速率相平衡。太原组的以“根土岩——煤层——海相石灰岩”旋回为代表的四级层序中的煤层可能形成于“海相灰岩层滞后时段”,即从海平面抬升到陆棚之上到碳酸盐岩真正沉积下来之前的时段,因为缓慢的海平面抬升速率与泥炭堆积速率保持较长时间的平衡,从而聚集了厚层的泥炭/煤层。     

沁水盆地石炭-二叠纪含煤岩系高分辨率层序地层及聚煤模适

晋东南沁水盆地的煤层气储层主要是石炭-二叠系煤层,其厚度变化明显受控于当时的沉积环境及层序地层格架.本文对该盆地含煤岩系的太原组和山西组进行了高分辨率层序地层分析,并探讨了主采煤层15号和3号煤层在层序地层格架下的分布模式.以区域性分布的与下切谷砂岩共生的间断面、不整合面、海侵方向转换面、下切谷砂岩底面、由深变浅-再由浅变深的沉积相转换面以及共生的古土壤层为界,将含煤岩系划分为3个三级复合层序和9个四级层序.15号厚煤层和3号厚煤层位于三级海侵(泛)面附近,前者形成于障壁一渴湖及滨外陆棚沉积环境,较低的泥岩堆积速率与较慢的可容空间增长速率相平衡;后者形成于三角洲平原分流间湾环境,较高的泥炭堆积速率与较高的可容空间的增长速率相平衡.太原组的以"根土岩-煤层-海相石灰岩"旋回为代表的四级层序中的煤层可能形成于"海相灰岩层滞后时段",即从海平面抬升到陆棚之上到碳酸盐岩真正沉积下来之前的时段,因为缓慢的海平面抬升速率与泥炭堆积速率保持较长时间的平衡,从而聚集了厚层的泥炭/煤层.     

火山学研究的问题与进展

正二十一世纪的地球科学进入了新的发展阶段,从对各领域相对孤立的探索转而强调自然对人类环境的影响,愈加关注地球各部分之间的内在联系。目前达成的共识有,地球运行的源动力来自地球内部,地球内部运行控制了表层系统的演变。火山作用正是联系地球内部过程和地表系统演变的重要纽带之一,因为它起源于地球深部,上升过程中经历了