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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

华北陆表海盆地海侵事件聚煤作用研究

在研究了陆表海盆地聚煤作用特点的基础上,提出了海侵事件成煤作用观点,分析了其机理。海侵导致了陆表海盆地沼泽环境的形成,进而形成泥炭沼泽,而随后的海侵事件导致了先形成的泥炭迅速处于深水环境最终成煤。海侵事件成煤作用形成的重要层位如煤层、海相层均具有较好的等时性。     

煤沉积学研究现状与动态

统计资料表明,自80年代末以来各国发表的有关煤炭地质研究的论文呈明显的下降趋势,这反映了当前国际煤炭工业的不景气。但是在过去的10年内,含煤沉积研究的进展和发展也很瞩目。对现代泥炭沼泽的大量调查结果使人们对成煤沼泽类型与成因及其各种控制因素之间的关系有了进一步的了解。沉积相分析中加强了对煤层本身的研究,冲破了以往只侧重于其顶、底板岩性分析的局限性;煤岩学的理论与方法已扩大到了石油、天然气和沉积物中分散有机质等研究领域,并取得了一系列进展。煤层甲烷气勘探和工业性开发的成功,扩大了煤炭地质学范畴。层序地层学原理和方法已广泛地应用到了煤盆地分析和全球煤炭资源评价。但在有些方面不能简单地采用层序地层学方法,因为煤系往往是以非海相沉积为主的。     

中国能源沉积学研究进展与发展战略思考

沉积学发展与石油、天然气、煤炭、砂岩型铀矿等矿产资源工业化开采紧密相关,能源沉积学作为沉积学的一个重要应用分支学科,在资源勘探发现中的地位越来越重要,已经成为有效发现资源、降低成本的重要途径。近年来,能源沉积学在技术方法上建立了遥感、雷达、地震、纳米CT等六个级别尺度研究方法,为沉积储层学科发展提供支撑。在理论认识上取得了五方面重要进展:1）建立了克拉通台地沉积储层新模式,为古老含油气系统提供理论指导;2）建立海陆相细粒沉积成因模式,揭示富有机质页岩分布规律,为烃源岩评价与非常规油气勘探开发提供重要理论依据;3）发现非常规致密储集层微纳米级孔喉系统,指导致密油气和页岩油气储层评价;4）研究含煤沉积体系和聚煤作用,指导煤炭资源评价;5）揭示砂岩型铀矿富集机理,指导铀矿资源评价与开采。展望能源沉积学发展,源-渠-汇沉积体系、海陆相细粒沉积学、古老小克拉通碳酸盐岩沉积学等将成为能源沉积学的重要内容;储层非均质性、非常规储层全面表征与深部储层极限将是储层沉积学发展的热点,砂岩型铀矿、煤系等沉积系统是固体矿产沉积研究的重点领域;气、液、固不同能源矿藏空间有序沉积与共生规律研究是资源勘探重点方向;大数据与沉积学方法创新将为能源沉积学发展提供新机遇。     

对厚煤层独特沉积条件研究的综述与思考

从典型聚煤盆地厚煤层的成因标志和沉积特征出发,对煤层内大量的重力流沉积物－碎屑流,稀性泥石流和重力滑塌、变形构造及再搬运－再堆积等独特的沉积记录进行了剖析,指出了这些厚煤层在初次堆积后经再搬运而堆积于异地,并与盆缘、盆内断裂的强烈活动相关,并对“聚煤期的泥炭沼泽是在稳定－弱动荡水体或平静状态下履水很浅的情况下持续、稳定地下沉,并与泥炭的堆积速率构成大体平衡的条件下发生的”,“绝大部分有经济价值的煤     

鄂尔多斯盆地东缘晚古生代含煤岩系沉积体系和聚煤作用的时空演化

鄂尔多斯盆地东缘晚古生代含煤岩系包括本溪组、晋祠组、太原组和山西组,依据海相层的发育和沉积物粒度变化,自下而上可划分为10个区域上稳定的旋回。这些旋回属它旋回成因,主要受控于区域性海平面的变化。第Ⅰ～Ⅲ旋回为本溪组和晋祠组,其沉积时开阔的海域位于研究区的北、中部,海水由东或北东方向侵入。研究区南部存在的古中条隆起使这两组的地层厚度自北向南减小,古地形向北倾。第Ⅳ～Ⅷ为海侵—海退旋回(太原组和山西组下段)开阔海域位于研究区南、中部,各期海相层由南、中部的灰岩向北变为泥灰岩、泥岩,在研究区北部最终尖灭。海水是从南东方向侵入的。各期海退碎屑沉积物由北部的河流沉积体系向南变为三角洲沉积体系,在南部为潮坪—潮道或沙坝体系,古海岸线逐渐南移。聚煤中心位于各期古岸线的附近或前方,并随时间的推移而向南移。     

Resources of Kaolinite Rocks in China Coal Measures

The kaolinite rocks are very abundant in China coal mea-sures,most of which are very pure,excellent and in goodquality for industrial use.The geological feature,occurrence,origin and processing techniques are largely different fromthose of the traditional kaolins.The kaolinite rocks in Chinacoal measures are marvelous,but a large-scale kaolinite de-posit is rare in the world.The origin of kaolinite rocks in thecoal measures is under debate for a long time(Liu and Zhang,1 997;Liang,1 995;Boho…     

河曲-保德矿区煤系高岭岩矿床特征与利用方向

河曲-保德矿区含煤地层中高岭岩资源丰富,分别赋存于太原组顶部和山西组中部,其类型以隐晶质高岭岩为主,少量为细-粗晶质及烧变高岭岩。根据大量样品试测结果,其SiO2／Al2O3摩尔比值在2．0左右,说明本区高岭岩纯度高。分析其成因属沉积型煤系高岭岩矿床,其成矿母质类型有两种,一是陆地搬运高岭岩母质多为粘土矿物,运移至静水沼泽环境中沉积,在有机质酸的作用下形成较纯的高岭岩层;二是成矿母质为火山碎屑物质,在酸性沼泽环境下经成岩作用形成,区内高岭岩质地优良,具有广泛的利用前景,为发展煤矿循环经济提供了依据。     

关于煤炭地质工作的几点思考

对比石油地质与煤炭地质在组织体系、管理体制、运行机制等方面的差异,认为煤炭地质工作与石油地质工作最大的不同就在于前者没有完全融入行业体系之中,体外运行机制是困扰煤炭地质发展的主要因素。探采一体化是煤炭地质工作走可持续发展的必由之路,加强矿业权运作,提高矿产资源勘查技术水平,改进技术装备,提高国际竞争力,是现有煤炭地质勘查单位实现跨越式发展的重要举措。     

煤系矿产资源及其发展趋势

煤系中广泛存在与煤炭成因具有紧密联系的多种矿产,按照其特性和用途可分为煤系能源矿产、煤系金属矿产、煤系非金属矿产,其中一些矿产的经济价值甚至远远超过煤炭资源本身。但由于种种因素制约,长期以来忽视了对煤系矿产的综合评价和勘查,造成了资源的巨大浪费。通过对煤系矿产资源概念的厘定、煤系矿产赋存特征及资源分布特征的分析,提出了煤系矿产资源研究及勘查开发方向,为我国煤系矿产资源的综合勘查开发提供基础理论指导。     

呼和湖凹陷南屯组二段煤系层序特征及其聚煤规律研究

运用层序地层学相关的理论、方法,通过钻井、测井以及地震反射等标志,将呼和湖凹陷南屯组二段划分为一个三级层序.依据地层叠置样式、区域分布的等时性煤层以及地形坡折带在沉积层序中的位置,进一步细分出低位、水进及高位体系域,在剖面层序对比的基础上建立了研究区南屯组二段层序地层格架.以体系域为单位分析了此层序格架内沉积体系的配置...     

Laumontization and Secondary Pores of Sandstones in the Paleogene and Upper Cretaceous Coal Measures, off Northeast Honshu, Japan

Abstract. Sandstones with high reservoir quality occur in the Paleogene and Upper Cretaceous coal measures off Sanriku and Sohma in the Pacific coast of northeast Honshu. The sandstone porosity was generally produced by the dissolution of calcite cement and clastic grains such as feldspar and glassy volcanics. The most probable cause of dissolution is the organic acids generated from the maturation of coal and coaly matter in the deeply subsiding source area prior to thermogenic hydrocarbon generation. The pore fluid including organic acids dissolved calcite and clastic silicates to form a small amount of laumontite and kaolinite at around 60C. The acidic and not neutralized pore fluid was responsible for the formation of kaoli-nite. On the other hand, laumontite was formed when the acidic pore fluid was neutralized and then made alkaline after the reaction with minerals such as plagioclase, glassy volcanics and calcite cement. Therefore, laumontite and kaolinite generally occur separately. Laumontite is 0.6–4.6 % by volume, whereas kaolinite is 0.6–9.8 % and the sandstone porosity remains from 10 to 22 %. This type of laumontization after the secondary pore formation might not give a severe damage to the reservoir property of the Paleogene and Upper Cretaceous coal measures in the Pacific coast of northeast Honshu and indicates further exploration possibility.     

海侵作用影响下的高分辨煤相序列及其古泥炭沼泽发育模式——以山西北部安太堡上石炭统太原组11号煤层为例

古泥炭沼泽是煤聚集的主要场所,也是含煤地层沉积过程的重要环节.煤相及相关地球化学特征,是指示古泥炭沼泽条件的重要标志.为此,本文以山西北部安太堡上石炭统太原组11号煤层为例,在煤相研究的基础上,结合地球化学研究,从沼泽水体动力条件、盐度和氧化还原性三方面,对煤相及其古泥炭沼泽的发育过程进行了精细研究.结果显示,其演化具有4个特点.第一,煤相包括5种类型,即障壁岛-泻湖低位沼泽相(A)、下三角洲平原低位沼泽相(B)、上三角洲平原低位沼泽相(C)、上三角洲平原潮湿森林沼泽相(D)和山前冲积平原干燥森林沼泽相(E).第二,煤相发育过程经历了7个演化阶段,每一阶段均为半旋回,旋回内部的演化具有跳跃性,揭示泥炭沼泽水面可能发生过脉动式上升.第三,古泥炭沼泽起始于海进作用,发展于缓慢海退的沉积背景,结束于快速海进事件,整个地质过程明显受到海水入侵的影响,其间沼泽水体的盐度和还原程度呈逐渐降低的趋势,水动力趋于增强,沼泽类型从以A相和B相为主演化为以D相和E相为主.第四,古泥炭沼泽发育期间的海退过程由一系列次级快速海进或海退事件构成,呈现出波动式海退的特征,导致泥炭沼泽类型呈跳跃式演化.最后,该期间最大一次快速海进事件的到来(第Ⅶ阶段),结束了古泥炭沼泽整个发育历史.     

浅议煤系地层区地热资源开发

开发地热资源是节约其它能源的一种方式,可以改变一个地区的投资环境,通过对山东滕州市煤系地层的区域地质情况进行勘察,并运用先进施工工艺及机械,开钻了鲁南地区第一眼煤系地层下的温泉井。并对之进行了经济效益分析。鲁南第一温泉井（滕温1号地热井）。