中国煤田地质Word文档下载推荐.docx
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在北纬35°
~41°
之间的华北地层分区,石炭-二叠系由老至新划分为本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组,主要含煤地层为太原组和下二叠统山西组。
以南(豫西及两淮)的南华北地层分区,含煤地层主要为下二叠统山西组、下石盒子组和上二叠统上石盒子组。
在鄂尔多斯西缘的贺兰山地层分区,石炭-二叠系从下至上划分为红土洼组、羊虎沟组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组,主要含煤地层为太原组和山西组,其次为羊虎沟组。
在中国煤田地质总局第三次煤田预测工作中(1997年),石炭系和二叠系均采用二分方法,上石炭统与下二叠统之间的分界位于太原组内马平阶与龙呤阶之间。
华北石炭-二叠系含煤地层存在东西分异、南北分带现象,含煤层位由北向南逐渐抬高。
北方下-中侏罗统含煤地层 我国北方下-中侏罗统含煤地层分属新疆地层分区、北山-燕辽地层分区、柴达木-秦祁地层分区和鄂尔多斯地层分区。
在新疆分区的北疆地区,下-中侏罗统含煤地层为水西沟群,自下而上划分为八道湾组、三工河组和西山窑组,八道湾组和西山窑组为主要含煤地层。
在北山-燕辽分区的西段,下-中侏罗统自下而上分为艿艿沟组和青土井群,后者为主要含煤地层;
在中段的大青山一带,含煤地层主要为五当沟组和召沟组;
在东段地区,主要含煤地层为海房沟组和红旗组。
在柴达木-秦祁地层分区,现有木里、阿干镇、窑街、靖远等主要矿区,中侏罗统木里组、阿干镇组和窑街组为主要含煤地层。
鄂尔多斯分区包括陕、甘、宁、蒙诸省区的鄂尔多斯盆地和晋西、豫西等地区,主要含煤地层为中侏罗统延安组。
下白垩统含煤地层下白垩统含煤地层主要分布于东北赋煤区,地层分区主要包括二连-海拉尔分区、吉东分区和三江-穆棱河分区。
二连-海拉尔分区位于内蒙东部锡林格勒、呼伦贝尔、哲里木等盟,包括百余个内陆断陷盆地,含煤地层为乐巴花群、霍林河群或扎赉诺尔群。
松辽-吉东分区发育了阜新、铁法、康平、元宝山等含煤盆地,主要含煤地层为沙海组和阜新组,或沙河子组与营城组。
三江-穆棱河分区位于黑龙江佳木斯隆起以东,含煤地层为鸡西群,鸡西群是东北最主要的含煤地层,自下而上依次划分为城子河组和穆棱组。
2、主要聚煤期煤层
我国各聚煤期均有可采煤层形成,从早石炭世到第三纪富煤面积缩小,煤层稳定性变差,煤层层数减少,单一煤层厚度增大。
聚煤范围最广、煤层连续性最好的是华北赋煤区,其次为华南赋煤区,单层煤层厚度最大的是西北赋煤区和东北赋煤区。
(1)华北赋煤区煤层发育特征
华北赋煤区的主要聚煤期为石炭-二叠纪与早-中侏罗世,局部地段发育下石炭统、上三叠统和第三系可采煤层。
上石炭统可采煤层分布于北纬35o以北的地区,下二叠统可采煤层遍及整个华北盆地,含煤系数4.8~15.6%,含煤5~10层,含煤性好(表1-1)。
石炭-二叠系主要可采煤层厚度具有北厚南薄的总体展布趋势,南北分带明显。
北纬38°
以北存在一个厚煤带,厚度一般在15m以上,最厚可达30余m,该带进一步发生东西分异,呈现出厚薄相间的南北向条带。
表1-1华北赋煤区上石炭统一下二叠统煤层对比一览表
地层组
南带
中带
北带
淮南
平顶山
淮北
徐州
乡宁
韩城
晋城
鹤壁
峰峰
淄博
元氏
阳泉
西山
柳林
轩岗
大同
京西
开平
兴隆
山西组
二2
5
1-3
二1
10,11
7,8
一9
9,10
1
1,2
2,3
3
大煤
2
4,5,6
4
1,2,3
6,7
4,5
2,3,4
小白煤大白煤
8,9
二
5,6
121
三
太原组
一8
一7
一6
16
一5
17
一4
18
一3
14
19
一2
15
20
一1
21
一座
野青
山青
10
9
伏青
6
11
13
小青
7
中青
12
大青
8
下架
14,15
大白煤
四
122
12下
六
无名煤
臭煤
注:
据中国煤田地质总局(1997)简化。
在北纬35-38o之间,煤层厚度10->
15m,大于15m者呈席状、片状分布,小于5m者零星展布在肥城、晋城、邯郸等地区。
在北纬35o以南的南华北地区,煤层厚度多在10m以下,且有向南变薄的趋势。
华北赋煤区的上二叠统煤层仅局限于南华北地区,含煤系数0.9~3.3%,含煤15~25层,以中厚煤层为主,煤层北薄南厚,呈东西走向的条带状分布,煤层总厚度在安徽淮南和河南确山一带可达20m以上,且有向南增厚的趋势。
华北赋煤区下-中侏罗统煤层主要赋存于鄂尔多斯盆地及大同、京西、大青山、蔚县、义马、坊子等小型山间湖盆内。
鄂尔多斯盆地延安组共含煤10~15层,主要可采层5~7层,累计可采厚度15-20m,煤层集中分布于盆地的西部和东北部,煤层厚度具有由北向南、自西向东减薄的趋势,煤层层数多,分布面积广,横向较为稳定,累计厚度大,局部可达40余m。
在延安、延川、延长一带出现无煤区。
(2)华南赋煤区煤层发育特征
在华南赋煤区西部,上二叠统煤层厚度呈现出中部厚、向四周变薄的总体展布趋势,周边煤层厚度一般小于5m,中部煤层的发育特征在黔北-川南隆起带、黔中斜坡带、黔西断陷区和滇东斜坡区有所不同。
黔北-川南隆起带上分布着川南、南桐、华蓥山、桐梓和毕节等煤田或矿区,含煤3-53层,平均16层。
煤层总厚0.45-28.12m,平均6.24m。
可采煤层总厚1.90-23.25m,平均4.33m。
局部可采煤层14层,大多为薄煤层,有1-2层为中厚煤层。
黔中斜坡带分布有贵阳、织纳、威宁等煤田或矿区,含煤8-82层,平均26层,煤层总厚1.51-45.03m,平均16.35m;
可采煤层总厚3.04-38.0m,平均9.98m;
局部可采煤层16层,多为薄煤层。
黔西断陷区主要为六盘水煤田,是华南西部的重要富煤地区,含煤13-90层,平均37层,煤层总厚7.02-69.75m,平均总厚28.88m,可采总厚4.68-45.79m,平均可采厚度15.27m,可采煤层14层,以中厚煤层为主,单层厚均在1.35m左右。
滇东斜坡区包括宣威和恩洪两个矿区,煤层层数及厚度均向西减少,含煤4-80层,平均36层,煤层总厚3.54-50.53m,平均18.54m,可采总厚2.72-42.13m,平均可采总厚11.11m,局部可采煤层17层,多为薄煤层,有1-2层中厚煤层发育。
在华南赋煤区东部,煤层发育于下石炭统测水组和上二叠统龙潭组。
下石炭统测水组富煤带分布于湘中和粤北地区。
湘中含煤3-7层,其中3号煤为主要可采煤层,2号和5号煤为局部可采煤层。
3号煤层厚度0-19.71m,平均1.5m左右,以渣渡矿区发育较好,平均厚度可达3.55m左右,煤层结构简单至复杂。
在金竹山矿区西北部及芦毛江矿区,下石炭统煤层以煤组出现,最多可达10个分层,煤层较稳定到不稳定,5号煤层厚度0-21.0m,平均1.3m左右,在金竹山一带发育较好,平均厚达2.28m,且结构简单,3号煤与5号的间距为0-10m。
此外,在粤北地区含可采或局部可采煤层2层,2号煤层厚度0-6.0m,平均1m左右,3号煤层厚度0-42.5m,平均3.00m,结构极为复杂,煤层极不稳定,两煤层之间间距在18m左右。
华南东部上二叠统龙潭组含煤沉积被古陆和水下隆起所分隔,各聚煤坳陷内含煤性差异较大,龙潭组普遍含有可采煤层,由南向北大致可分为三个聚煤带:
南带位于赣南-粤北-湘南一带。
赣南信丰、龙南含B24、B26、B28等不稳定可采煤层,单层厚度在1m左右;
粤北韶关含煤10余层,其中11号煤层全区稳定可采,厚约2m;
湘南郴州含煤10层,其中5号和6号煤层稳定可采,厚度小于2m。
中带展布于湘中-赣东-皖东南-浙西北-苏南一带,是华南东部龙潭组的主要富煤地带。
湘中涟邵含煤6层,其中2号煤全区稳定可采,厚约2m。
赣中萍乡、乐平等地含A、B、C三个煤组,其中B组煤全区发育,C组煤在赣东上饶发育较好,A组煤在萍乡一带发育较好,厚约2m。
在皖东南、浙西北的长兴-广德地区,发育A、B、C、D四个煤组,其中C2煤层全区稳定可采,厚度一般小于2m。
在苏南一带上、中、下3个煤组,其中上煤组3号煤层较为稳定,厚度1-2m。
北带位于鄂东南-皖南-赣北一带,龙潭组相对较差。
鄂东南黄石地区含上、中、下3层煤,其中下煤层较为稳定,厚1m左右。
皖南铜陵、贵池一带含煤7层,均为不稳定薄煤层,其中A、B、C三层煤局部厚度可达1m。
赣北九江仅含不稳定的薄煤层。
(3)西北赋煤区煤层发育特征
西北赋煤区主要含煤地层为下-中侏罗统,分布于80余个不同规模的内陆坳陷盆地,例如准噶尔、吐哈、伊犁、塔里木、柴达木,民和、西宁、木里等盆地。
准噶尔盆地展布着东部、北部及南缘三个聚煤带。
其中:
东部和北部聚煤带主要以八道湾组为主,煤层累厚分别为50.5m和40m,最大单层厚度分别为15m和10m;
南缘聚煤带以西山窑组为主,煤层累厚达60余m,单层厚度一般为4~5m,富煤带展布方向与盆缘构造带展布方向一致。
吐哈盆地受北东向古隆起的影响,下-中侏罗统含煤沉积被一分为二,西部为吐鲁番凹陷,东部为哈密凹陷。
在吐鲁番凹陷中,煤层主要分布在吐鲁番-七克台和艾维尔沟地区,前者地区煤层最厚达120余m,向四周逐渐变薄。
西端艾维尔沟地区含煤12~18层,可采厚度6.28~76.33m,平均可采总厚32.2m,以中厚煤层为主,含厚煤层2~3层,煤层结构较简单,平均层间距达25m。
在西北赋煤区,本次进行煤层气资源评价的还有宝积山、窑街、木里、鱼卡、西宁等矿区或煤田,其下-中侏罗统煤层发育的基本特征如表1-2所示。
表1-2西北赋煤区部分矿区或煤田下-中侏罗统煤层发育的基本特征
矿区或煤田
可采层数
可采总厚(m)
厚煤层层数
煤层结构
煤层稳定性
平均层间距(m)
乌鲁木齐白杨河
46-48
169.2
复杂
稳定
30
乌鲁木齐老君庙
30-34
132.6
中等
艾维尔沟
32.2
2-3
简单
较稳定
25
俄霍布拉克
13-18
54.81
7-10
靖远宝积山
30.07
窑街
26.14
木里
26.0
55
鱼卡
15.15
(4)东北赋煤区煤层发育特征
东北赋煤区以下白垩统煤层为主。
大兴安岭以西的内蒙古地区分布着规模不等的聚煤盆地40余个,如伊敏、霍林河、胜利、扎赉诺尔、大雁等,煤层厚度巨大,平均可采煤层总厚达60余m,常有巨厚煤层发育,但侧向不甚稳定,结构复杂。
大兴安岭以东的东北地区,各聚煤盆地煤层层数增多,煤层总厚明显减小,含煤6-20层,可采煤层总厚在20m左右。
表1-3东北赋煤区部分含煤盆地煤层发育的基本特征
含煤盆地
含煤地层时代
可采煤层层数
中厚煤层层数
煤层间距(m)
三江-穆棱河
早白垩世
5-22
2.04-76.58
3-10
鹤岗
103.0
较复杂
铁法
25.5
6-8
阜新
22.9-35.8
2-4
抚顺
早第三纪
4-6
61.2
沈北
晚第三纪
4-12
10.84
较简单
较稳定-不稳定
东北第三纪聚煤盆地规模相对较小,多沿深大断裂带呈串珠状展布,如沿密山-抚顺断裂带分布的虎林、平阳镇、敦化、桦甸、梅河、清源、抚顺、永乐等盆地,沿依兰-伊通断裂带分布的宝泉岭、依兰、五常、舒兰、伊通、沈北等盆地,含煤性较好,常有巨厚煤层赋存,在抚顺、沈北等盆地煤层最厚可达90余m。
与本次煤层气资源评价有关的盆地的煤层发育基本特征如表1-3所示。
(5)滇藏赋煤区煤层发育特征
滇藏赋煤区聚煤作用具有时代多、分布广、煤层层数多、厚度薄和稳定性差的总体特点,早石炭世、晚二叠世和晚三叠世都有可采煤层形成,主要分布于唐古拉山山脉附近。
下石炭统和上二叠统含煤煤层分布面积较大,含煤2-80余层,单层厚度在1m左右。
上三叠统含煤6-68层,单层厚度一般小于1m。
(二)区域构造及构造应力场
区域构造通过对煤层形成、埋藏史、受热史、变形史和空间赋存状态的控制作用,影响到煤层气的生成、富集和开发条件。
因此,正确认识煤田区域构造特征及其时空演化,是分析含煤盆地演化及煤层气资源赋存规律的基础。
1、区域构造特征
美国煤层气开发在黑勇士盆地和圣胡安盆地取得的成功,得益于这些含煤盆地具有稳定的区域地质构造背景。
我国煤田区域构造特征与美国有很大不同,其中的一个重要区别在于,美国是一个单一大陆的一部分,而我国则是一个复合大陆。
美国的含煤盆地主要分布于中部地台以及中部地台与东、西两侧褶皱带的过渡地带,太平洋东岸的科迪勒拉褶皱带上有含煤盆地零星分布。
我国乃至亚洲大陆是由一些小型地台、中间地块和众多微地块及其间的褶皱带镶嵌起来的复合大陆。
这一本质特征决定了我国绝大多数含煤盆地的构造稳定性较差,构造形态复杂多样,煤及其共生的煤层气资源赋存地质条件复杂,直接制约着煤层气的开发潜力。
我国大陆主要由华北、扬子和塔里木3个地台组成,包括准噶尔、伊犁、阿拉善、松辽、佳木斯、柴达木、羌北-昌都、羌南-保山、拉萨-腾冲、兰坪-思茅、琼中等11个中间地块以及天山-兴蒙(海西)、秦祁昆(加里东、海西、印支)、华南(加里东)、滇藏(印支、喜玛拉雅)、台湾(燕山、喜玛拉雅)等褶皱带,含煤盆地主要位于这些地台、中间地块和褶皱带之上。
我国含煤盆地的基底有地台、褶皱带和中间地块三种类型。
中间地块位于褶皱带内,是褶皱带的组成部分,但其基底与地台相似,位于其上的含煤盆地与真正的褶皱带之上的含煤盆地构造特征不同,故另归一类。
第一,地台型基底的含煤盆地包括华北地台区和扬子地台区诸多含煤盆地。
以地台为基底的含煤盆地其特点是构造稳定,聚煤作用发育,煤炭资源赋存条件简单,储量丰富。
它也是我国煤层气资源赋存最丰富的地区,是我国煤层气勘探开发的最主要地区。
第二,褶皱带基底型含煤盆地主要包括华南加里东褶皱带上的晚古生代含煤盆地、祁连加里东褶皱带上的晚石炭世盆地,天山~兴蒙褶皱带地区的海西褶皱带上的含煤盆地。
以印支期、燕山期和喜玛拉雅期褶皱带为基底的含煤盆地在我国很少。
我国以褶皱带为基底的含煤盆地特点构造作用强烈,褶皱和断裂发育且复杂,构造煤发育,含气量变化大,煤层储层物性较差的特点,总体上不利于煤层气的商业性开发。
第三,中间地块基底型含煤盆地,以中间地块为基底的含煤盆地在我国广泛分布,这些中间地块位于不同时期的褶皱带内或周边被褶皱带环绕。
其构造条件变化较大,从简单构造到褶皱和断裂较发育,煤层气资源受煤的热演化史及煤级影响变化亦很大。
第四,地台与褶皱带过渡区含煤盆地往往挤压和逆冲推覆构造发育,在含煤性较好地区,煤层气资源丰富。
如华北地台与内蒙加里东褶皱带的过渡区域的大青山、下花园、多伦、赤峰、阜新、铁法等含煤盆地;
华北地台南缘与秦岭印支褶皱带的过渡区域的渭北、豫西、两淮诸多矿区或煤盆地。
同时,地台与褶皱带过渡区含煤盆地如果断裂过于发育,含煤性较差,或张性断裂发育,则不利于煤层气的富集和商业性开发。
2、区域构造演化
含煤盆地构造演化一般经历盆地基底形成、含煤地层沉积和含煤地层变形三个阶段,盆地现存构造状况及煤层气开发前景是三个阶段演化综合作用的结果。
其中,含煤地层变形阶段的构造特征决定着煤层的沉降-埋藏史、受热-演化史及其赋存特征,故对煤层气开发前景的影响更为直接和明显。
(1)总体演化历程
我国含煤盆地地质历史复杂,形成演化受到古亚洲、特提斯和太平洋三大地球动力学体系控制。
北部的古亚洲体系主要由古蒙古洋及西伯利亚、哈萨克斯坦、塔里木、华北等地台组成。
中晚元古代-二叠纪期间,古亚洲体系内发生洋陆演化以及陆-陆碰撞,对南侧华北地台上的晚古生代聚煤特征起着控制作用。
例如,在石炭纪期间,古蒙古洋向南俯冲,使华北地台北部抬升,形成华北晚古生代聚煤盆地北侧的陆源区,并使聚煤作用由北向南迁移。
西南特提斯体系的演化分为古特提斯(D~T2)和新特提斯(T3~E2)两个阶段。
古特提斯洋沿龙木错-双湖-澜沧江、昌宁-孟连一线展布,其演化控制着华南地台上晚古生代的聚煤作用。
秦岭海槽是古特提斯北侧的分支洋,对华北、华南含煤盆地的发生发展以及含煤地层的变形具有重要影响。
秦岭海槽的全面闭合完成于三叠纪,在其闭合过程中使华北赋煤区南部在晚二叠世平顶山砂岩段沉积时出现新的陆源区。
秦岭造山带在燕山期进一步发生陆内汇聚,使华北地台南缘的渭北、豫西、两淮等煤田发育由南向北的逆冲推覆构造,在扬子地台北缘煤田则发育由北向南的逆冲推覆构造。
太平洋体系演化可分为印支-燕山期的古太平洋和喜玛拉雅期的新太平洋两个阶段。
印支运动前,中国大陆东侧为被动大陆边缘,隔古太平洋与西太平洋古陆相对。
古太平洋从三叠纪晚期开始明显消减,白垩纪初封闭,表现为燕山运动,形成锡霍特阿林-日本-琉球-台湾-巴拉望燕山期造山带和亚洲东缘的火山-深成岩带。
中国东部大兴安岭-太行山-雪峰山一线以东全面卷入太平洋构造体系,使该区古生代以来的东西向构造上叠加了北东、北北东向构造。
古、新太平洋体系的演化对我国中生代含煤盆地的形成演化具有重要影响。
在侏罗纪期间:
东部地区因挤压而形成北东向隆起带,在隆起的背景中派生出次级拉张应力,形成中小型拗陷和断