华北板块南缘北东地区构造特征及矿井瓦斯主控因素

通过华北板块南缘北东地区的弧形构造特征、形成时代和瓦斯分布特征的研究,得出如下结论:1徐宿弧形构造限于丰沛断裂与蚌埠隆起北缘的五河断裂间,为形成于早三叠世后、晚侏罗世前的推覆构造;其形成与动力来源可能是扬子板块沿着郯庐断裂带向西或北西方向俯冲于华北板块之下的碰撞拼贴作用。2徐宿弧形推覆构造中和面外侧引张、内侧挤压的构造应力场是导致位于弧形内侧的宿东向斜内煤矿瓦斯富集、外侧闸河向斜瓦斯含量相对较少的主因之一;煤矿区内岩浆岩体(脉)的侵入改变了这种本应规律的瓦斯分布图案。岩浆活动和构造作用共同构建了华北板块南缘北东地区的构造和瓦斯分布图案。     

燕山板内造山带中部“承德逆冲构造”的褶皱相关断裂构造模型

燕山板内造山带中部承德盆地复杂的中生代褶皱及逆冲断裂构造,曾被解释为土城子组沉积之后大型逆冲推覆构造(位移量大于40～45km)又经褶皱变形的结果。近年来,土城子组沉积相和物源区分析、中新元古界沉积古地理研究以及相关构造变形研究结果等,对这一变形大型逆冲构造模型提出了多方位质疑。但已有研究并未提出新的构造模型来解释这一复杂构造区域中生代构造变形样式和形成机制。文中通过对承德盆地区域主体构造——承德向斜、向斜两翼逆冲构造变形几何学与运动学特征、向斜转折端附近构造变形与断裂发育状况进行详细野外调查及对关键地质体同位素地质年代进行测试,发现承德向斜两翼逆冲断层为分别向向斜核部以外区域逆冲的独立逆冲断层,逆冲断层活动与承德向斜变形是在统一的收缩变形体制下准同时形成的。它们形成于土城子组之后、张家口组火山活动之前,即距今约139～136 Ma。据此提出了"承德逆冲构造"的背离向斜逆冲构造模型。这一模型合理地解释了燕山中部承德盆地区域中生代构造变形和相应的盆地充填特征,同时表明,燕山板内造山带并不存在碰撞造山带前陆褶皱逆冲带中常见的大型薄皮逆冲构造样式。这一研究结果展示了褶皱相关断裂构造模型在研究和揭示收缩构造变形区域大尺度褶皱与断裂构造相互关系及准确重建区域构造演化过程方面的重要意义。     

开滦唐山矿逆冲推覆构造及其控煤作用

中生代形成的逆冲推覆构造对煤层影响很大。以位于唐山块陷之上开平煤田西北侧的开滦唐山矿区域背景分析为基础,从研究构造规律出发,通过几何学、运动学和动力学分析,主要探讨了以F_III逆断层为主体的逆冲推覆构造特征。结果显示,唐山矿推覆构造的走向与煤田内褶皱轴大致平行,沿地层走向呈NE向;其以前展式扩展方式自NW向SE方向逆冲;燕山运动早-中期,库拉-太平洋板块与欧亚板块的相互强烈挤压作用是该推覆构造的主要动力来源。另外,受褶皱和断层等构造控制,特别是受推覆构造的控制,唐山矿煤层厚度变化显著,局部出现煤仓。      

淮北煤田构造特征和形成机制

淮北煤田位于徐宿弧形推覆构造带前缘和外缘带。通过分析区域地质资料,并结合野外地质调查,探讨了淮北煤田的构造、演化特征及其形成机制。结果表明:①以宿北断裂为界将淮北煤田划分为南、北2个构造分区,北区构造线总体走向近SN-NNE,呈向西凸出的弧形展布,以逆冲断层为主,发育侏罗山式长轴褶皱;南区构造线走向NNW和NNE,以正断层和开阔短轴褶皱为主。②北区处于徐宿推覆构造主体部位,萧县背斜及其以东地区为上盘推覆体,萧县背斜以西地区属上盘推覆体;南区以西寺坡断层为界,该断层以东地带位于徐宿弧形构造带东南末端,属推覆构造上覆系统,西寺坡断层以西地区为推覆体下伏系统。③自石炭-二叠纪含煤地层沉积后,淮北煤田至少经历了3期较大的构造事件,即印支期近SN方向的挤压,形成近EW向断裂构造为主;燕山早期NWW-SEE方向的强烈挤压作用,形成徐宿弧形构造;燕山晚期NNE-SSW方向挤压,在煤田内形成大量NNE-SSW方向正断层。      

乐马厂银矿逆冲推覆构造特征及控矿作用

乐马厂大型独立银矿床的总体构造格架为逆冲推覆的构造体系，文章在分析区域地质构造背景和矿区地质构造特征的基础上，着重研究了该矿床叠瓦式逆冲推覆构造的地质构造特征及其控矿作用，论述了矿区逆冲推覆构造为燕山晚期形成的褶皱式逆冲推覆构造类型，其推覆运动形式为自NE向SW的右旋剪切运动，扩展方式为后展式，逆冲推覆构造为本区银矿床的形成创造了一个独特的极为有利的成矿构造环境，并控制了银矿体的形成，定位和空间分布规律，强调了以逆冲推覆断裂系统控矿为主，推覆体系统和掩复体系统次之的控矿规律。     

淮南新集一矿瓦斯赋存的构造控制作用

淮南新集一矿位于阜凤逆冲推覆构造的下伏系统,在强烈的近NS向应力挤压作用下,区内构造煤较为发育,导致瓦斯分布的不均一性。在分析矿区构造发育特征的基础上,探讨了构造对构造煤发育和瓦斯赋存的控制作用,结合测井曲线解释结果,分析了构造煤分布规律。结果表明,井田内构造煤总体呈现南厚北薄的变化趋势;以F10断裂为界,瓦斯具有明显的南北分带特征,矿井南部煤层埋藏浅、瓦斯含量低,而北部瓦斯含量和瓦斯压力均较高,虽然构造煤发育程度略低于南部,但由于煤层埋深加大、含气量增高,突出危险性也较大。     

大黄山一号井地质构造特征及其对煤层瓦斯赋存的影响

为了分析地质构造及其演化对新疆大黄山一号井煤层瓦斯赋存的影响,对井田地质构造及演化特征、含煤地层埋藏-抬升史、煤层变质作用、瓦斯生成与赋存特征等开展研究,为大黄山一号井瓦斯灾害防治提供理论指导。研究表明：井田地处博格达山北缘逆冲推覆构造带之山前弧形逆冲断褶带,受高角度叠瓦状逆冲断层及南北向构造挤压应力控制,井田主体构造表现为一南北翼被NE、NW向共轭走滑平移断层切割的轴面南倾的弧形紧闭倒转向斜。井田含煤地层沉积后主要经历了两个阶段：第Ⅰ阶段为快速沉降,并于晚侏罗世至最大埋深4 000m左右,煤层达到气煤变质阶段,煤层瓦斯大量生成;第Ⅱ阶段为持续挤压抬升形变,煤层瓦斯大量逸散。受切向应变主动褶皱作用控制,井田向斜南北两翼向核部,煤层所受挤压应力越来越大,导致煤层孔隙率、透气性系数愈来愈小,煤层瓦斯含量及瓦斯压力愈来愈高。受东西差异性挤压弧形构造背景控制,北翼西部煤层瓦斯含量及瓦斯压力普遍高于东部,且表现出由西向东逐步降低的趋势。受走滑斜移断层控制,断层附近煤层瓦斯含量及瓦斯压力出现局部高值。     

四川甘洛县尔呷地吉铅锌矿床滑覆构造特征及其控矿作用

四川甘洛县尔呷地吉铅锌矿床位于甘洛-小江断裂带中的马拉哈断裂西侧,构造复杂,不仅有褶皱、断裂构造,还有滑覆构造。为指导该地区深部找矿,在分析区域地质构造背景和矿床地质构造特征的基础上,重点研究了尔呷地吉铅锌矿床滑覆构造的特征及其控矿作用。通过大量地质剖面对比分析研究,提出了该滑覆构造为燕山晚期形成,其滑覆运动驱动力是受其东侧苏雄背斜抬升隆起后,在重力作用下向下滑动而形成,其后又遭受区域马拉哈断裂复活挤压抬升及左旋剪切作用的改造,先后又形成了沙岱向斜及一组由北北西-南南东转向南东东的弧形断裂。滑覆构造和其后的沙岱向斜及其派生构造控制了铅锌矿体的形成、定位和空间分布规律。通过对其南侧苏雄向斜构造格架的对比分析和区内马拉哈倒转褶皱特征及控矿条件分析,构建该区找矿预测地质模型,提出了滑覆构造中下伏系统和马拉哈倒转向斜核部将是今后甘洛铅锌成矿带深部勘查有利部位。     

徐州新山构造特征及成因分析

新山位于徐州市北郊,地处徐-宿薄皮型逆冲系统的中部锋带,NNE与NE向构造转折部。基于研究区野外实际观测,结合区域地质资料分析其构造特征及成因,认为印支末期至燕山早期太平洋板块向华北板块俯冲形成新山NE向逆冲断层、倒转褶皱与层间褶皱的组合,而层间褶皱则形成于强烈挤压背景下逆冲断裂导致地层间的右旋剪切。     

织纳煤田晚二叠世构造煤区域分布及构造控制

为查明织纳煤田构造煤分布规律，通过整理分析贵州织纳煤田比德向斜、三塘向斜、珠藏向斜、阿弓向斜和关寨向斜等14个含煤构造单元共200余个煤田钻孔取心资料，并辅以测井曲线分析，综合分析6、16和27号等主采煤层的煤体结构区域分布特征及构造控制因素。研究表明:自西向东，织纳煤田内构造煤比例逐渐增大，西部主要为原生结构煤和碎裂煤，东部以碎粒煤和碎粉煤为主；构造煤的分布主要受构造演化和4条深大断裂影响，多期性构造运动造成煤体多期次变形，其中，燕山期是煤层发生构造变形的主要阶段，喜马拉雅期对早期构造变形进行了叠加改造；深大断裂影响了区域应力场分布，遵义-惠水断裂对构造煤的形成和分布影响最大，主燕山早期自东向西的区域性应力场受到遵义-惠水断裂阻挡，在煤田东部褶皱、断裂作用剧烈，发育逆冲、逆掩断层等构造，对煤体结构破坏严重，碎粒煤和碎粉煤发育。研究取得的认识对织纳煤田瓦斯灾害防治和煤层气勘探开发具有指导意义。移动阅读      

山西交城水峪贯区域构造及地貌形成因素分析

交城水峪贯区域地质构造复杂,三大岩类齐全,岩浆岩类发育,岩层露头特征明显,并伴有煤、铁等矿产分布。区内主要发育NNW、NNE、SN向构造体系,从构造、地貌、地层及岩浆岩等因素分析,本区域经历了多次地质构造运动,对其影响最大的为燕山运动。在早燕山期构造运动中近EW向的主应力作用下形成了本区域古洞道向斜、鲁沿向斜、山前大断裂等构造及狐偃山六大岩浆岩体,后期受应力转变造成本区域X型剪节理发育及构造扭曲等现象。形成了本区域现代地质构造及地貌轮廓。     

织纳煤田红梅煤矿瓦斯分布特征及其控制因素研究

为了查明煤层瓦斯赋存的地质规律,探讨其控制因素,基于矿区地质资料和瓦斯化验结果,对贵州省织纳煤田织金矿区红梅煤矿可采煤层瓦斯分布特征进行了研究。研究结果表明,矿区可采煤层基本处于沼气带,且属于富甲烷煤层;在垂向上,煤层呈波动式,体现了沉积-水文-构造地质条件耦合作用;在平面上,具有向斜控气特征,正是在埋深背景上构造-水文地质条件耦合作用的结果。     

吉林白山地区金矿综合信息找矿模型

以吉林省白山地区金矿产为预测矿种, 以金矿床为目标物, 在前人对该地区地质研究成果的基础上, 系统分析了地层、岩浆岩和构造等地质条件与金矿产的关系, 查明了各种地质条件对金矿产的控制作用。同时利用地质、化探和物探等相关数据, 对该地区进行了金成矿综合信息矿产预测, 建立了以中元古代地层为主要成矿地层, 北东向和北西向断裂为主要控矿构造, 航磁解译环形构造和重力高背景场为主要成矿标志, 以及化探元素呈现三种组合异常等因素的吉林白山地区综合信息找矿模型。     

地震勘探方法在赵官井田岩浆岩解释中的应用

赵官井田位于山东省的西北部,该区岩浆岩较发育,有三层岩浆岩呈岩床状侵入到煤系地层中。下层岩浆岩一般位于10煤以下,但在井田局部区域,也会上冲至10煤层,甚至达到7煤层,造成冲断条带两侧煤层底板形态发生剧烈变化,10煤或7煤直接吞蚀。依据赵官井田岩浆岩的发育规律及煤岩性特征,利用三维地震勘探方法查明了井田内三层岩浆岩的赋存状态,尤其对下层岩浆侵入形态以及对煤层的影响进行了解释,否定了以往地质资料中因岩浆侵入煤层而误解释为多条逆断层的存在。赵官庄井田三维地震勘探实例表明,岩浆岩冲断煤层在时间剖面上具有典型的响应特征,并指出下层岩浆岩的上冲的影响井田浅部煤层开采的一个重要地质因素。     

二连盆地群低煤阶煤层气成藏模式——以霍林河盆地为例

为了建立断陷盆地的低煤阶煤层气成藏模式,从二连盆地群的霍林河盆地地质条件与煤层气地质特征入手,探讨该类盆地煤层气富集规律。研究结果显示:霍林河盆地煤层厚度可达80 m,煤层含气量为1.6~5.62 m3/t,瓦斯风化带深度为450~500 m;煤层的分布特征受同沉积构造与沉积环境控制,盆地内部小型凹陷与隆起决定着煤层的发育位置和煤层埋藏深度,基底的整体抬升确定了瓦斯风化带的位置;翁能花向斜与西南部向斜处,煤层厚度和埋藏深度均较大,煤层顶底板岩性为泥岩,其受到后期构造影响小,是煤层气成藏的有利地带。      

云南省威信县新庄煤矿区C5煤层瓦斯地质规律研究

云南威信县新庄煤矿区多为高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井,该矿区总体上为一向斜,发育一系列轴向NEE的次级褶曲,瓦斯含量为0.25～40.55m3/t,平均为9.10m3/t。通过对矿区地质构造、煤层厚度、煤的变质程度、顶板岩性、煤层埋深、水文地质条件等瓦斯地质因素分析,其瓦斯分布规律总体上受向斜控制,瓦斯含量在次级构造(如向斜轴部)较高,瓦斯含量等值线总体上呈NEE向展布,瓦斯含量与煤层厚度呈正相关,瓦斯含量在浅部煤层中变化大,随埋深增大趋于增高,在600m以深,瓦斯含量增加的速度减慢;从泥岩顶板-泥质灰岩顶板-粉砂岩顶板,煤层瓦斯含量依次显著降低;矿区浅部地下水活动较活跃,随深度增加,下水头压力增大,有利于瓦斯的保存和富集,区内岩溶发育但大部分位于地表,对C5煤层影响甚微。     

岩浆岩侵入煤层的地震属性识别技术

岩浆岩体严重影响井田的煤质、储量等,对采区工作面布置、巷道掘进及回采工作造成严重的影响,因而探测岩浆岩侵入煤层的范围对煤矿安全高效生产具有重大意义。在总结岩浆岩侵入体的地质特征基础上,建立岩浆侵入煤层地震地质模型,通过正演,对多种属性进行交互分析,发现主频能量属性与振幅类属性对岩浆岩反应较为敏感,并且随着岩浆岩厚度的逐渐增加能量类与振幅类属性逐渐降低。通过对QN煤矿103工作面高密度三维地震资料连井剖面10煤进行属性分析,发现频带宽度、中心频率、主振幅属性可以较好地识别岩浆侵入区。通过对勘探区10煤层进行频带宽度、中心频率和主振幅属性分析识别岩浆侵入区,其识别结果与钻孔实际揭露吻合较好,证明采用地震属性识别技术可以识别煤层岩浆岩侵入区范围。      

论煤地质学与碳中和

煤基碳排放构成了中国碳排放总量中最重要的部分,做好煤基碳减排和煤炭高效洁净低碳化利用是实现“碳中和”国家目标的重要途径,碳中和背景下的煤地质学发展值得关注。系统评述与碳中和相关的煤地质学研究领域,分析煤地质学在碳中和研究与工程实践中的作用和应用前景,探讨碳中和背景下煤地质学的重要发展方向。取得以下认识:推进清洁煤地质研究、服务煤的高效洁净化燃烧,勘探开发煤系天然气低碳燃料、优化一次能源结构和化石能源结构,开展煤化工资源勘查与开发地质保障研究、推动煤炭的低碳能源转化和新型煤化工产业发展,深化瓦斯地质研究、提高煤矿瓦斯（井下）抽采率、控制煤矿瓦斯的大气排放和泄漏,研究煤层甲烷天然逸散和煤层自燃排放、控制煤层露头的天然排放,发展煤层CO₂地质封存与煤层气强化开发（CO₂-ECBM）技术、推动碳捕获、利用与封存（CCUS）技术发展及其在火力电厂烟气碳减排中的商业化应用,研究煤炭勘查企业的碳足迹、实现企业净零排放,是与煤地质学紧密相关的碳减排技术路径;其中煤层甲烷与煤系气高效勘探开发、深部煤层CO₂-ECBM、煤层露头气体逸散与自燃发火控制、洁净煤地质与煤炭精细勘查是碳中和背景下煤地质学优先发展的重要领域。      

黄河北煤田赵官井田煤层瓦斯赋存规律及主控因素

基于煤层瓦斯的生成、赋存、运移理论,结合地质勘探和矿井生产揭露的瓦斯地质资料,分析了山东黄河北煤田赵官井田煤层瓦斯赋存规律及其主控因素。从区域地质演化、煤的生储气能力、岩性组合特征、地质构造、埋藏深度、基岩厚度、水文地质条件和岩浆侵入等因素综合研究发现,影响赵官井田煤层瓦斯赋存的主控因素为地下水动力条件及岩浆侵入事件。地下水动力条件对煤层瓦斯的控气作用明显,浅部水动力条件对煤层瓦斯主要表现为水力运移逸散作用,不利于煤层瓦斯保存,向深部主要表现为封闭和封堵2种类型,有利于瓦斯的保存。岩浆侵入煤层的方式及其程度是造成下组煤（11号、13号煤）瓦斯含量普遍低于上组煤（7号、10号煤）的主控因素。      

影响一号向斜煤层气可采性的主要地质因素

在回顾该地区煤层气勘探历史的基础上,从影响煤层气开采的主要地质因素出发,论述了煤层渗透性及决定煤层渗透性的古、今地应力场特征、煤层天然裂隙发育程度、现今有效地应力大小以及地层压力、等温吸附／解吸特征、含气饱和程度及气体扩散速率等;探讨了一号向斜不同部位煤层气开采具有的不同地质影响因素。了解并掌握这些因素有利于煤层气进一步勘探和开发。