华北晚古生代成煤环境与成煤模式多样性研究

华北晚古生代聚煤盆地存在活动体系成煤环境和废弃体系成煤环境。前者的海相成煤环境主要为泻湖泥炭坪,陆相成煤环境以三角洲平原沼泽意义最大。晚石炭世至晚二叠世,海相为主的成煤环境逐渐被陆相为主的成煤环境所取代,由盆缘到盆内成煤环境总体呈环带状展布。成煤环境差异性影响了成煤特点,这些成煤特点成为识别海、陆相煤层的显著相标志。华北晚古生代聚煤盆地在时间上和空间上存在成煤模式的多样性,以陆表海滨岸成煤模式、废弃碎屑体系成煤模式和浅水三角洲成煤模式为主。     

华北地台晚古生代含煤地层多重划分

以６０个大体均匀分布于华北地台的地层剖面为基础,以晚古生代聚煤盆地的整体性为依托,对华北晚古生代地层进行多重划分研究,在岩石地层方面,研究了地层分区、划分了１８个岩石地层单位“组”,分析了组的穿时性,在生物地层方面,重点介绍了蜒、古植物和孢粉生物地层,划分了各个组合带、延限带和顶峰带,分析了生物演化系列,空间展布和对比,提出了多方面的新认识,在年代地层方面,应用界线层型概念以及与首要门类生物地层单     

华北晚古生代煤的稀土元素地球化学特征

采用仪器中子活化分析法(INAA)测定了华北晚古生代石炭纪-二叠纪58个煤及煤层夹矸和顶底板样品的稀土元素含量。通过对稀土元素地球化学特征的研究表明,华北晚古生代煤中稀土元素总量绝大多数变化于30×10~(-6)～80×10~(-6)之间,平均为56×10~(-6),属正常水平;靠近物源区的华北北部太原组比远离物源区并且受陆表海影响的华北南部太原组更加富集稀土元素;稀土元素总量还受煤中灰分所影响,与煤的灰分产率成正相关关系,尤其与<2μm的粘土矿物密切相关。这证明稀土元素在煤中的聚集过程中陆源物质起重要作用。煤中LREE明显富集,LREE/HREE一般在2～8之间,与高灰低硫煤相比,低灰高硫煤中其比值较低,该比值在顶底板岩石中达12以上,在黄铁矿结核中最高,达21,表明受海水影响的还原环境中HREE与有机质更具亲和力。稀土元素中普遍存在Eu亏损现象。在整个华北地区,正常煤层内的稀土元素分布模式十分相似,表明在华北晚古生代石炭纪-二叠纪成煤期间,保持有相对稳定的陆源物质供应。在低灰煤中,稀土元素主要由细粒的吸附灰分和生物灰分所承载,有机物质同时也吸附了一定比例的REE。受岩浆活动影响的煤其稀土元素总量最高,岩浆物质加入可以促使煤中稀土元素增加,并会导致稀土元素分布模式出现异常,同时常伴随有如U、W和A     

华北晚古生代煤中有机硫的赋存状态及其成因

为揭示煤中有机硫的赋存状态及其地质成因,采用电子探针微区分析和硫同位素分析技术对华北地区山西大同、太原西山、霍州以及安徽淮南４个矿区的８个层晚古生代的煤层进行了研究,海水的作用对有机硫的聚集起着十分重要的影响。煤的不同显微组分中有机硫的质量分数存在明显差异,镜质组中有机硫的质量分数高于其在惰质组的质量分数。硫在煤中的聚集是一个逐渐累积的过程,有机硫的聚集一般滞后于黄铁矿硫的聚集。泥炭沼泽条件控制着     

华北板块东缘晚古生代火山活动及其大地构造含义

在华北板块东缘,从皖北,鲁西到冀中,辽东,分布着一条长达千余ｋｍ的晚古生代北北东向火山活动带,已发现的火山岩主要为正常火山碎屑岩和沉积火山碎屑岩,岩石化学分析表明为钙碱系列中（酸）性火山岩,在华北晚古生代煤系中记录了这种强烈的火山活动,包含有丰富的火山碎屑以及由火山灰堆积蚀变而成的煤矸层（ｔｏｎｓｔｅｉｎ）。作者认为,在晚古生代,华北板块东缘可能存在一火山弧链,即华北板块东缘为一主支大陆边缘。     

河南登封晚古生代含煤地层各煤组的古生物特征

<正> 河南登封位于华北地台的南缘,区内石炭二叠系厚度大,出露全,分布广泛。根据含煤地层的岩性特征、旋迴规律、煤层结构和煤质差异,近千米的煤系地层共分为九个煤组(表1)。通过11条剖面数千块标本的研究和综合分析,发现9个煤组的生物化石各具特色,易于区别。     

华北若干晚古生代煤中稀土元素的赋存特征

通过对华北聚煤盆地几个主要矿区晚古生代煤系中稀土元素的研究，发现煤系中(煤层、煤层顶板、煤层底板、夹矸)的稀土元素分布复杂，不仅受到宏观地质背景的控制，而且成煤过程中微环境的变化也对稀土元素的分布影响很大。煤系中稀土元素的共同特征是具有明显的δEu亏损，含量的不同是它们的主要差别。煤中稀土元素的含量主要受控于陆源碎屑的供给；山西组煤中稀土元素的含量高于太原组；山西组煤中稀土元素分布在很大程度上继承了母岩的特征；太原组煤中稀土元素的分布和海水的不相似，海水对太原组煤中稀土元素的含量和分布模式影响较小；岩浆接触变质作用可导致煤中稀土元素分布模式的变化，使之趋于岩体稀土元素的分配特征。     

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.     

华北地台晚古生代年代地层系统

本文系《华北晚古生代聚煤规律》地层研究的一部分。以华北晚古生代聚煤盆地的整体作为研究范围，应用界线层型概念以及与首要门类生物地层单位界线的相关性讨论了各个年代地层界线，包括石炭、二叠系界线、石炭系内部界线和二叠系内部界线，并采用了国际通用阶名，与国内外相当地层界线进行了讨论和比较，建立了系统的和完整的华北地台晚古生代年地层系统。     

晚古生代全球古气候特征及其研究方法

相对第四纪而言,人们对史前全球古气候的研究还比较薄弱,在方法学方面也需要进一步探讨。本文归纳了古气候演变原因,初步总结了全球晚古生代古气候特征,探讨了古气候的研究方法。一方面,可以据此进一步细化对史前古气候的研究,另一方面旨在古为今用,加强区域和全球不同尺度气候环境的预测,趋利避害,更好地服务于人类。     

北秦岭晚古生代海槽与华北陆块石炭—二叠纪含煤岩系

南召柿树园组发现晚古生代孢子化石,证实存在北秦岭晚古生代海槽。西伯利亚板块与华北板块对接,导致华北陆块北缘自早石炭世接受海侵,海水由北向南侵进,注入北秦岭海槽。中石炭世—二叠纪在华北陆块沉积盆地内形成由北向南穿时,由下而上演化的陆表海—三角洲—河湖相沉积体系,伴随沼泽化和泥炭化,形成由北向南穿时的煤层。     

华北晚古生代煤二次生烃的动力学模式

通过对不同成熟度煤样（０．５３－２．１１％）的动力学研究,展示了华北晚古生代煤动力学参数随成熟度由高而低,从低到高的动态演化规律,提出了煤的二次生烃动力学模式,依据该模式,华北晚古生代煤的二次生烃具有一定的阶段性,不同的演化阶段其二次生烃模式不同,初镒生烃以后,当煤的镜质组反射率为０．７－０．９％时,二次生烃高峰提前;若反射率为０．９－１．３％时,二次生烃高峰滞后,而反射率〉１．３％以后,二次生     

华北地区下古生界沉积相和层序地层分析

运用沉积学和层序地层学研究方法，结合生物地层学，在古地理格局演化和海平面变化分析的基础上，对华北地区下古生界进行沉积相划分和层序地层研究，将下古生界划分为两个超层序和１２个三级层序．各层序主要或基本由海侵体系域及高水位体系域组成．两个超层序最底部的层序为Ⅰ型层序，其顶底界面为Ⅰ类层序界面（ＳＢ１），其余的层序均为Ⅱ型层序，其顶底界面为Ⅱ类层序界面（ＳＢ２）边界     

华北板块早古生代构造-沉积演化

 任一特定时期的地质演化都必定源自前期背景,并影响后继地质作用。元古宙的构造特征及晚古生代的地质记录可帮助我们更好地认识早古生代华北板块的构造-沉积演化,这一演化包括4 个阶段。第1 阶段(∈₁-∈₃)以被动陆缘的发育和全球海平面上升为特点,二者叠加形成强烈的相对海平面上升,并在南、北边缘形成早期沉积。第2 阶段(O_1y-O₁l)表现为因洋壳俯冲导致的西南部构造抬升及全球海平面下降,二者结合形成的相对海平面下降在华北中部及西南部形成分布广泛的不整合面及白云岩。第3 阶段(O_1m-O₂)期间,来自南、北的挤压导致以边缘上凸为特点的板块变形,在伴以全球海平面上升的情况下导致轻度的相对海平面上升并形成板块中部局限陆表海的膏岩沉积。第4 阶段(O₃-C₁)则是强烈的南北挤压和全球海平面下降导致华北大陆板块整体鞍状抬升和长期不整合的发育,该不整合在北部及南部的侵蚀作用明显强于中部。     

华北晚古生代煤变质演化及煤质预测

华北晚古生代煤具有中部和南部变质程度较高而南部边缘和北部低的特点。这是华北晚古生代经历了3个阶段变质演化的结果。华北地台稳定阶段除个别地区外,深成变质作用使绝大多数晚古生代煤只演化到低变质阶段;地台活化早期叠加的区域岩浆热变质作用造成部分低煤级媒提高到中、高变质阶段;地台活化晚期紫荆关断裂的右旋移动奠定了华北晚古生代煤变质分布的格局。根据岩浆性质、侵入规模等特点将区域岩浆热变质作用划分为3个亚型。区域岩浆热变质煤的分布受燕山期岩浆沿一定方向断续侵入的控制。从成因上阐述区域岩浆热变质作用的主要特点。基于地质因素分析和煤变质作用类型预测华北晚古生代煤级分布,新的预测增加了炼焦煤的储量,且部分已被钻探证实。     

华北煤变质作用对煤含气量和渗透率的影响

通过华北和美国煤层气地质条件的对比, 基于华北煤变质特点, 指出了区域岩浆热变质有利于提高煤层含气量和渗透率, 并对其作用机理进行了初步探讨.在中国, 经受燕山期岩浆侵入影响之前的煤级较低, 因此在快速增温的高温作用下, 煤层气再次发生即“叠加生烃”或“叠加成气”的潜力大, 孔、裂隙系统发育更趋完善, 区域岩浆热变质的生气时间晚而利于煤层气保存.叠加有区域岩浆热变质形成的煤级分带, 包括高煤级煤和中煤级煤在内都将明显提高煤的含气量和渗透率, 因此, 华北地区应重视在区域岩浆热变质煤中寻找煤层气勘探目标.      

河东煤田晚古生代层序地层的碳氧同位素特征

系统分析了河东煤田上石炭统(C₂)-下二叠统下部(P₁¹)45个碳酸盐岩样品的碳氧同位素在层序中的分布特征,探讨了碳氧同位素应用于层序划分及对比、相对海平面变化研究及晚古生代地层沉积相研究的可能性。研究表明,碳氧同位素在C₂及P₁1的三级层序中的分布特征是不相同的,从TST到HST,在C₂的三级层序中,δ¹³C及δ¹⁸O不断变重;在P₁¹的三级层序中,δ¹³C不断变轻,而δ¹⁸O不断变重。这种规律在P₁¹每个三级层序中均相似,垂向上显示出韵律性。横向上,δ¹³C及Z值总体具有由北向南升高的趋势。碳氧同位素在层序中的分布是受聚煤作用、陆源物质的注入、古气候、沉积环境及时间等控制的。     

华北石炭二叠纪煤的成因类型

据显微组分含量建立了华北石炭二叠纪煤的成因分类表,划分出3大类8种成因类型,并对华北石炭二叠纪各种成因类型的分布及其显微组成特点进行了描述。