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石煤的步驟和方法

發布時間:2022-06-10 03:22:44

Ⅰ 石煤最低大卡是多少

首先要清楚是採用什麼辦法測定發熱量的。
有些單位設備缺乏,採用是燒損法間接計算發熱量,即將礦石在高溫下灼燒,測定減少的重量,再假設減少的重量就是碳,再計算發熱量,當然其中還有些細節,這里就不介紹了,這種方法誤差大;
另一種經典方法,也是准確的方法叫做「氧彈法」,是在特製的設備內,將礦石引燃,測定發出的熱量。
石煤,發熱量一般都在1300大卡以上,低的一般也有800大卡以上。
總之,測定發熱量,准確的方法是氧彈法。

Ⅱ 鋯英砂的捕收劑有哪些

礦物加工學科的發展歷史現狀與未來胡岳華網路文庫年月日根據礦物浮選劑溶液化學反應行為,預測非硫化礦浮選分離條件與浮選機理如性能優良的潤滑劑,超純輝鉬礦的加工,功能陶瓷所需超細鋯英砂

Ⅲ 能源的分類有哪些

世界各國對能源的分類方法很多,簡單歸納有以下幾種方法。

1.按能量的根本蘊藏方式(原始來源)劃分

根據能量的原始來源,能源可分為以下三類。

1)來自地球以外的太陽能

人類現在使用的能量主要來自於太陽。除了直接利用太陽的光和熱之外,還間接地大量使用著太陽能源(圖1.1)。例如:靠太陽的光合作用促使植物生長,形成植物燃料;煤炭、石油、天然氣、油頁岩等礦物燃料(又稱化石燃料)都是古代生物接受太陽能後生長,又長久沉積在地下形成的;另外,生物質能、水能、風能、海洋能等,歸根到底也都源於太陽能。

圖1.1太陽能的用途

2)來自地球本身蘊藏的能量

這類能量主要包括地熱能和原子核能兩種形式。地熱能以熱能形式儲藏於地球內部,包括火山噴發、地下蒸汽、溫泉等自然呈現出的能量。原子核能是儲藏在地球內的核燃料,它是在原子核發生裂變和聚變反應時釋放出來的能量。

3)地球和其他天體引力相互作用所產生的能量這類能量主要是指地球、月亮、太陽有規律地運動產生相互引力作用而形成的潮汐能(圖1.2)。潮汐能蘊藏極大的機械能,潮差可達幾十米,是雄厚的發電原動力。

圖1.2潮汐的形成

2.按能源成因劃分

能源按成因可分為一次能源和二次能源。一次能源中的某些礦物燃料和核燃料的生成速度特別慢,而消費速度卻不斷加快,最終便會枯竭,稱之為不可再生能源。而有些能源的消耗速度可與再生速度持平,經久使用而不會枯竭,稱之為可再生能源。具體劃分如圖1.3所示。

圖1.3按能源成因進行劃分

1)一次能源

一次能源是指在以原始狀態存在於自然界中不需要加工和轉換而直接可以利用的能源,如煤、石油、天然氣、風能、水能、太陽能、潮汐能、地熱能等。

(1)可再生能源:

可再生能源是指在自然界的生態循環中能夠重復產生的自然資源,它能夠循環使用,並具有天然的自我再生功能,可以源源不斷地從自然界中得到補充,不會隨人類開發利用而日益減少,是取之不盡,用之不竭的能源,如太陽能、風能、水能、生物質能等。其優點是絕大多數對環境無害或危害極小,而且資源分布廣泛,適宜就地開發利用,但開發利用的技術難度較大。

(2)不可再生能源:

不可再生能源是指自然界中經過億萬年形成,短期內無法恢復且隨著大規模開發利用,儲量越來越少,總有一天會枯竭的能源,包括煤、石油、天然氣、核能等。其缺點是使用中對環境的污染很大。

2)二次能源

二次能源也稱「次級能源」或「人工能源」,是由一次能源經過加工或轉換得到的其他種類和形式的能源,包括煤製品、石油製品及電力、氫能、余熱、沼氣、蒸汽等。一次能源無論經過多少次加工轉換而得到的另一種能源都稱為二次能源。

3.按人類社會開發利用能源的進程和技術狀況劃分

按照人類社會開發利用能源的進程和技術狀況,能源可以劃分為常規能源和新能源。

1)常規能源

常規能源也稱為傳統能源,它是指在目前科學技術條件成熟,經濟比較合理的基礎上,已被人類大規模生產和廣泛使用的能源,如煤炭、石油、天然氣、水能、電力、生物質能等。

2)新能源

新能源是指人類新近才開發利用或正在研究開發,尚未大規模利用的能源,或者在新技術系基礎上統地開發利用的能源,如太陽能、風能、海洋能、地熱能、潮汐能等。

4.按能源的使用性質劃分

從能源的使用性質上來劃分,可以分為燃料性能源和非燃料性能源。

1)燃料性能源

能夠直接燃燒而產生熱量的物質稱為燃料性能源。它包括:礦物燃料,如煤、石油、天然氣等;生物燃料,如藻類、秸稈、木料、沼氣等;化工燃料,如甲醇、乙醇、火葯等;核燃料,如鈾、釷等。

2)非燃料性能源

不能直接燃燒的能源稱為非燃料性能源,如水能、電力、太陽能、風能、地熱能等。

5.按存在的狀態劃分

能源按存在的狀態可分為固體能源、液體能源和氣體能源三大類。

1)固體能源

固體能源是指具有一定的硬度和形狀,能夠產生能量的可燃性物質,大多數是碳物質或碳氫化合物,如原煤、石煤、焦炭、型煤等。

2)液體能源

液體能源是指具有體積和形狀,能夠產生能量的可燃性物質,其形狀隨容器而改變,如原油、汽油、煤油等。

3)氣體能源

氣體能源是指沒有固定的體積和形狀,能夠產生能量的可燃性物質,如天然氣、液化石油氣、焦爐煤氣等。

6.按能源在使用過程中產生的污染程度劃分

從環境保護角度,按能源在使用過程中產生的污染程度進行劃分,能源可以分為清潔能源和非清潔能源。

清潔能源和非清潔能源的劃分是相對的。清潔能源是指能源在使用過程中無污染或污染小的能源,如太陽能、風能、水能等;非清潔能源是指能源在使用過程中對環境污染較大的能源,如各種固體能源、裂變核燃料、石油等。

7.按能源的儲存和輸送性質劃分

按能源的儲存和輸送性質進行劃分,能源可分為含能體能源和過程性能源。

凡是包含著能量的物體,都稱為含能體能源,可以被人們直接儲存和輸送,各種燃料能源和地熱能源都是含能體能源。過程性能源是指在運動過程中產生能量的能源,它們無法被人們直接儲存和輸送,如風能、水能、潮汐能等。

8.從消費角度劃分

從消費角度進行劃分,能源可以分為商品能源和非商品能源。

商品能源是指經流通環節大量消費的能源,主要有煤炭、石油、天然氣、電力等;非商品能源是指不經流通環節而自產自用的能源,如農戶自產自用的薪柴、秸稈及牧民自用的牲畜糞便等。

Ⅳ 請教一下,知道廢氣風量、排放濃度和排放速率,怎麼計算污染物總量!

我們都是用機器直接算出來的,檢測設備先進,直接就出數據了。

你要人工計算的話,那就用廢氣總風量乘以排放濃度或者排放速率乘以總排放時間,結果就是你要的答案了。

Ⅳ 原煤與標准煤有何區別

1、熱值不同

標准煤是熱值為7000千卡/千克 (公斤) 的煤炭。

原煤熱值約5000 kcal/kg。

2、類別不同

原煤按其成因可分為腐植煤、腐泥煤和腐植腐泥煤三大類。

標准煤就是普通的煤炭。

原煤是指煤礦生產出來的未經洗選、篩選加工而只經人工揀矸和雜物的產品。包括天然焦及劣質煤,不包括低熱值煤(如石煤、泥炭、油頁岩等);按其碳化程度可分為泥煤、褐煤、煙煤、無煙煤。

(5)石煤的步驟和方法擴展閱讀

原煤指從地下開采出來後,只選出可見矸石,不經過任何加工的煤炭。在我國供應用戶的含矸80%都是原煤,原煤的灰分和含矸率高。含有害雜質多,直接燃燒原煤不僅利用率低,而且污染環境。

原煤即從毛煤中選出規定粒度的矸石(包括黃鐵礦等雜物)、絕對乾燥灰分在40%以下的原煤。原煤不包括石煤、泥煤(泥炭)和伴隨原煤生產過程而采出的煤矸石。

天然氣按每立方米9 310千卡計算,摺合標准煤1.33公;水電按歷年火電標准煤消耗定額摺合計算。

Ⅵ 什麼是煤礦石

石煤(stone-like coal)是一種含碳少、發熱值低、低品位的多金屬共生礦,由4億至5億年前地質時期的菌藻類等生物遺體,在淺海環境下經腐泥化作用和煤化作用轉變而成。含碳量較高的優質石煤呈黑色,具有半亮光澤,雜質少;含碳量較少的石煤,呈偏灰色,暗淡無光,夾雜有較多的黃鐵礦、石英脈和磷、鈣質結核。石煤的發熱量不高,一般在800大卡/千克左右,是一種低熱值燃料。
石煤生成於古老地層中,由菌藻類等生物遺體在淺海、瀉湖、海灣條件下經腐泥化作用和煤化作用轉變而成。外觀像石頭,肉眼不易與石灰岩或碳頁岩相區別,高灰分(一般大於60%)深變質的可燃有機礦物。
含碳量較高的優質石煤呈黑色,具有半亮光澤,雜質少。相對密度為1.7~2.2。含碳量較少的石煤,呈偏灰色,暗淡無比,夾雜有較多的黃鐵礦、石英脈和磷、鈣質結核、相對密度在2.2~2.8之間,石煤發熱量不高,在3.5~10.5MJ/kg之間,是一種低熱值燃料。熱值偏高的石煤,在改進燃燒技術後,可用作火力發電的燃料,石煤可用作燒制水泥、製造化肥。灰渣制碳化磚等。伴有生礬的石煤,可提取五氧化二釩。
目前,在我國石煤資源中已發現的伴生元素多達60多種,其中可形成工業礦床的主要是釩,其次是鉬、鈾、磷、銀等等。含釩石煤遍布我國20餘個省區,僅浙江至廣西一條長約1600多公里的石煤礦,就蘊含著1億噸以上的五氧化二釩。

Ⅶ 急急急 ~化學實驗法測石煤中含熱量大卡詳細步驟~

燃燒熱可以用燃燒熱實驗裝置測量
1.量熱計水當量的測定
1)、儀器預熱 將量熱計及全部附件清理干凈,將有關儀器通電預熱,打開計算機。
2)、樣品壓片
用電子天平稱0.6~0.7克乾燥樣品並壓片,取約250px長的燃燒絲和棉線各一根,分別在電子天平上稱重;並用棉線把燃燒絲綁在苯甲酸片上准確稱重。.
3)、裝氧彈及充氧氣
將氧彈的彈蓋旋出,在氧彈中加入10mL水,把氧彈的彈頭放在彈頭架上,把燃燒絲的兩端分別緊繞在彈頭上的兩根電極上,把彈頭放入彈杯中擰緊(恰好擰嚴即可,不要太緊,否則造成橡膠墊沒有彈性)。
首先開啟氧氣鋼瓶,觀察減壓閥和壓力表,然後對氧彈充氣約1mim充氧1Mpa,迅速抬起充氧閥。將氧彈放入量熱器放穩,並插穩電極
4)、調節水溫 首先觀測外筒溫度,然後准備一桶自來水調節水溫低於外筒水溫1℃,用大量筒量取3000ml已調溫度水注入內筒,水面蓋過氧彈。蓋好蓋子調節好攪拌頭位置。
5)、測量水當量 打開攪拌器,待溫度穩定後,打開計算機工作界面,調節相應參數,輸入相應數值,准備開始測量,當設置到外筒溫度時,將放在外筒的恆溫棒移至內筒進行切換置零。隨後開始實驗每隔30s記錄一次,直到150s開始點火,不斷點擊點火按鈕,當溫度明顯升高時說明點火成功,繼續每30s記錄一次到溫度升至最高點約1000s時停止實驗。
停止攪拌,取出氧彈,放出余氣打開氧彈蓋,若氧彈中無灰燼,則表示燃燒完全,將剩餘燃燒絲稱重,待處理數據時用。

Ⅷ 煤的質量標准

煤炭質量的基本指標,總共有12個。煤的水分分為兩種,一是內在水分(Minh ) ,是由植物變成煤時所含的水分;

二是外水(Mf ) ,是在開采、運輸等過程中附在煤表面和裂隙中的水分.全水分是煤的外在水分和內在水分總和。一般來講,煤的變質程度越大,內在水分越低。褐煤、長焰煤內在水分普遍較高,貧煤、無煙煤內在水分較低。

(8)石煤的步驟和方法擴展閱讀:

指標介紹

一、水分(M )

水分的存在對煤的利用極其不利,它不僅浪費了大量的運輸資源,而且當煤作為燃料時,煤中水分會成為蒸汽,在蒸發時消耗熱量;另外,精煤的水分對煉焦也產生一定的影響。一般水分每增加2 % ,發熱量降低100kcal/kg(大卡/千克);冶煉精煤中水分每增加1 % ,結焦時間延長5 一10min .

二、灰分(A )

煤在徹底燃燒後所剩下的殘渣稱為灰分,灰分分外在灰分和內在灰分。外在灰分是來自頂板和夾研中的岩石碎塊,它與採煤方法的合理與否有很大關系。

外在灰分通過分選大部分能去掉。內在灰分是成煤的原始植物本身所含的無機物,內在灰分越高,煤的可選性越差。

灰是有害物質.動力煤中灰分增加,發熱量降低、排渣量增加,煤容易結渣;一般灰分每增加2% ,發熱量降低100kcal / kg 左右。

冶煉精煤中灰分增加,高爐利用系數降低,焦炭強度下降,石灰石用量增加;灰分每增加1 % ,焦炭強度下降2 % ,高爐生產能就下降3 % ,石灰石用量增加4 % .

三、揮發分(V )

煤在高溫和隔絕空氣的條件下加熱時,所排出的氣體和液體狀態的產物稱為揮發分。揮發分的主要成分為甲烷、氫及其他碳氫化合物等。它是鑒別煤炭類別和質量的重要指標之一。一般來講,隨著煤炭變質程度的增加,煤炭揮發分降低。褐煤、氣煤揮發分較高,瘦煤、無煙煤揮發分較低。

Ⅸ 開發應用地質新技術是保障國家經濟安全的重要環節

近年來,俄羅斯大部分在役油田已進入可采儲量接近衰竭的階段。為了盡快提高採油率,往往加大油層注水強度,使許多油田早期就出現含水量過高的現象,采出的油品含水量平均達到了82%。由於從產層中強力抽取流體,導致整個含油地層的自然滲透性和狀況遭到急劇破壞,氣田中資源流動的動態過程更不穩定,過度的強力抽取使氣田的資源潛力下降。

針對上述石油天然氣礦床的自然狀況,筆者建議應重視以下科研方向和技術保障:

·核實西西伯利亞正在開采或已停止開採的礦體剩餘儲量。在已探明的和新開發的油田應單獨劃出有效(可盈利的)儲量,定期對有效儲量的產量進行評估與排序。

·針對每個開采目標層制訂最優、最節約的開采規程,可承受的強化開采方法。

·對高產油田和礦層應規定有利於恢復其產能的開采程序。對於大部分油氣含量極高的礦段,特別是西西伯利亞地區應輪換開采,使它們能有一個相對平靜的自我修復期,以便地下流體自然達到穩定的動態平衡。

·應重視我們目前從理論和實踐上都研究得很不夠的問題——氦。

由於氦具有罕見的物理、化學特性,所以它具有廣泛的用途,所有使用氦的領域都與高科技有關,可以預計高科技產業將對氦有巨大的需求量。目前,世界上氦的年消耗量不超過1.2億~1.4億立方米,而且這些消耗幾乎都集中在經濟發達國家——美國、日本、英國、法國和比利時等國。必須指出,使用氦的部門具有戰略意義,所以氦的出口必須在國家的控制下,其數量不得超過總產量的20%~30%。

目前在西伯利亞地台的南部發現了氦含量很高的天然氣資源儲量,這不僅是俄羅斯境內,而且是整個歐亞大陸的高氦礦帶。俄羅斯聯邦主要的高質量氦氣資源儲量集中在雅庫梯亞自治共和國、伊爾庫茨克州和整個克拉斯諾雅爾斯克邊疆區。近年來,我們正在積極尋找國外合作夥伴來開發東西伯利亞南部的石油天然氣礦床,必然會順便開采氦。亞太地區集中了全球大部分人口,其自身的能源不能保證需求,現在正盯著俄羅斯和中亞國家的石油和天氣然資源能夠為其所用。在這種情況下,必然談到銷售東西伯利亞南部天然氣儲量的可能性問題。

В.П.雅庫車尼就如何捍衛和確保東西伯利亞罕見的高質量含氦天然氣資源合理利用問題提出了以下建議:

·在開采東西伯利亞含氦天然氣資源之前,在國家支持下建設2~3個大型生產商品氦及其濃縮物的中心,以滿足國內的需求、出口供貨和儲存起來供將來利用。

·在東西伯利亞含氦天然氣礦床勘探的基礎上,在賦存含氦天然氣的地質構造中建造容量達10億立方米的國家氦資源地下戰略倉庫。

·從立法上禁止含氦量大於0.15%的天然氣在未回收氦的情況下直接出口,或者應採取其他商貿法規或措施來捍衛俄羅斯在氦資源利用方面的國家利益。必須強調,任何私營公司在租賃的聯邦土地上進行石油天然氣勘探開發時發現含氦量大於0.15%的所有天然氣儲量都歸國家所有。

上述問題對我們提出了新的要求,必須深入開展科學研究並建立一個研究體系,雖然當前實際工作中並未提出這種需求。

一般來說,人們在考慮這種將成為國家經濟發展重要基石的問題時,並未把它與想像中的俄羅斯發展戰略聯系起來。國外的經驗表明,一個國家礦物原料的超前研究水平及其原料的保障程度直接與經濟發展速度、人民生活水平密切相關,最終還將影響到國家的經濟安全和國防能力。

一談到新技術,人們往往首先想到的是國外的新工藝、新技術。其實俄羅斯在能源、冶金、化學和地質領域也有不少新工藝、新技術,並深入研究了其科學原理。

(1)電化學燃燒法

這是一種無需供電就能在電解質環境中實現多組分化學反應的新工藝,它有利於保護生態,節約能源,可在不添加昂貴催化劑和常壓下充分發生化學反應,還可以利用廉價的天然原料獲得以前未知的物質。

用這種方法來處理石煤可以生產出有利於生態的廉價熱能和電能。在獲得能量的同時,還可順便生產出許多寶貴的化工產品。尤其令人感興趣的是在處理石煤的過程中可以得到像甲酸這樣的產品,在此基礎上可生成用於運輸和動力設備的新型液體燃料。新型燃料與傳統燃料相比具有一系列寶貴的優點,燃燒後的產物基本上是水和二氧化碳氣體,非常干凈。由於其主要原料是石煤、水和氧氣,所以非常便宜。這種新燃料在使用、保管和運輸過程中的防爆防火安全性好。由於石煤來源廣泛,實際上是取之不盡的原料來源。據估計,從1噸石煤中可以得到2.5噸左右的甲酸和將近40千克的氫氣。同時,處理石煤過程中總的發熱能力相當於天然石煤在空氣中簡單燃燒時可能給出熱能的70%~80%。

根據電化學燃燒法新原理,還進行了一系列獲取鋁、鈦、鎂、鈉等金屬的工藝試驗。最讓人感興趣的是由廉價的天然原料(低品位的鋁土礦、某些粘土等)提取純度99.95%金屬鋁的過程,該過程所消耗的比能和勞動成本都非常低。與傳統工藝相比,用新工藝獲得高純度鉛的比能耗降低了60%~80%,生產費用降低了80%~86%,而最終產品的成本降低了80%~90%。在提取鈦、鎂、鈉和其他金屬的新工藝中也都有類似的情況。

實現多組分化學反應的新方法為我們的化學工業生產許多寶貴產品開辟了廣闊的前景,這些產品包括:蘇打、氧、鹽酸和硫酸、鹼、氨、有機酸等。這里提到的所有化學新工藝在生態上都是純凈的,節能的和廉價的。

為了滿足不斷增長的需要,我們必須對這種新工藝開展大量科學實驗,但很遺憾,少得可憐的科研撥款,使科研工作難以為繼,這將直接威脅到俄羅斯的經濟主權。

(2)含鈮合金鋼的冶金新技術

前面我們曾提到過俄羅斯擁有豐富的鈮礦產資源,除了鈮本身的生產工藝外,一個國家鈮的消耗水平也是其科技進步的一個重要特徵。

黑色冶金行業是鈮的主要用戶,今後煉鋼、軋鋼領域的基本發展方向是在降低生產成本的同時提高金屬製品的質量。加入微量鈮(0.02%~0.04%)的煉鋼工藝可在提高產品強度的同時,降低冶煉溫度,減少鋼材的脆性破壞,是現代冶金學本質性的突破。世界的經驗表明,工業產品中採用含鈮的鋼材將使其製品的重量減少70%~80%,使其工作壽命增長0.5~1倍。

我國在大量生產老型號鋼鐵製品的同時,也在積極改進鋼產品的質量。由我國鋼鐵研究院研製,冶金企業生產的低珠光體鋼材專門用於製造大口徑焊接管材,其極限強度可達520~590N/mm2,而且這種管材的使用溫度可達-15~-40℃。這種材料經過熱軋之後還具有很高的使用穩定性,多年的生產試驗證明,這類管材可作為北方邊疆地區的主要輸送管道。現在俄羅斯和其他獨聯體國家的冶金企業都用現代低碳、含微量鈮的合金鋼管替代原有鋼管。這樣可保證其耐寒性,改善其焊接性,省掉熱處理工序(節約能源),提高鋼材各層的均質性,提高工作壽命。進一步研究的方向是在提高鋼的強度的同時,使它具有其他特性(例如,提高水下管道防硫化氫引起龜裂的能力)。

表7.5引述了冶金工業提高質量的發展趨勢。由於含微量鈮元素的合金鋼材具有一系列優良品質(強度、韌性、耐寒性、塑性和易焊接性),所以在其他領域也得到了廣泛的應用,像建築結構、造船、橋梁和機構製造業等。全世界生產1噸鋼的平均鈮鐵消耗量在1996年為32克,在工業發達國家這個指標為52~89克,而一些俄羅斯和獨聯體國家的主導企業到2000年鈮鐵的消耗量已達到30~60克/噸鋼。

表7.5 冶金工業提高質量的趨勢

(3)鑽孔采礦新工藝

根據全俄礦物原料研究所的建議,1990年曾在舍姆拉耶夫斯克礦區進行用鑽孔采礦方法開采富鐵礦的試驗。試驗表明,採用這種方法可以從600~800米深處有效地采出富鐵礦,其生產效率為40~50噸/小時,這時采出的礦石含鐵量在66%~68%以上,而氧化硅小於10%(在庫爾斯克地磁異常地區採用礦井采礦法獲得的礦石含鐵量為60%~61%,而氧化硅為4%~6%)。建設一座用鑽孔法采富鐵礦(年產100萬噸高質量礦石)的礦山造價為60億~70億盧布,而銷售礦產品可獲120億盧布(按1993年8月價格計算)。但是很遺憾,由於國家出現經濟轉軌和改革而使這項試驗中斷了。

(4)油氣鑽進電磁波通道隨鑽測量新技術

由於水平井和叢式井的井筒與油氣藏的接觸面積更大,所以產量比垂直井高1~20倍。但為了鑽水平井和叢式井就必須解決隨鑽測量的問題。聖彼得堡國立礦業學院和西伯利亞石油自動化股份公司合作研製了帶MAK-172和MAK-108的遙測系統,可以串接在鑽具上,並在鑽井過程中直接高精度地測量井眼的軌跡,從而可保證准確地鑽進口徑219毫米甚至更大的定向斜井和水平井,還可在井筒內鑽出叢式井。

在肯定俄羅斯地質領域新工藝、新技術的同時還應看到,雖然俄羅斯有巨大的礦物原料潛力,但是也存在著兩點隱患。一是我國已探明(包括預測)的儲量基本都處在難開發的復雜地質條件下,為了加速它們的利用還需要進行大量的地質勘探工作和投資;二是蘇聯解體後我國有相當多的戰略性原料還必須從其他獨聯體國家進口。

Ⅹ 中國的含煤地層和聚煤盆地構造的基本特點

聚煤作用的發生與地史期古構造、古地理、古氣候和古植物等因素密切相關,聚煤盆地則是各種成煤控制因素綜合作用的結果。從區域地質背景著眼研究和分析含煤沉積盆地的形成和演化,是揭示聚煤規律和進行能源預測的有效途徑。

20世紀80年代以來,我國在煤地質學領域的研究工作有了很大的進展,特別是對一些地區聚煤盆地的研究,在理論和方法上都取得了卓有成效的成果。與此同時,各省(自治區)在煤炭資源遠景調查和研究過程中,又發現了一批新的煤田和煤產地,通過所獲取的豐富的第一手材料,有的在岩相古地理研究方面達到了80年代國內先進水平。此外,以石油、天然氣為目的的勘查工作,在研究有關的含煤岩系岩相古地理方面也取得了豐碩的成果。

一、主要聚煤期及沉積環境

從早古生代腐泥煤類的石煤至第四紀泥炭,共有14個聚煤期,其中最重要的聚煤期是:南方早石炭世,華北石炭二疊紀,華南二疊紀,華南晚三疊世,西北早、中侏羅世,東北晚侏羅早白堊世,以及東北、西南和沿海古近新近紀,共7個主要聚煤期。早、中侏羅世聚煤期煤炭資源量佔全國總量的60%,華北石炭二疊紀聚煤期資源量佔全國煤炭資源總量的26%。

中國各主要聚煤期的沉積環境與聚煤規律可以按5個時期加以概括:

1)在石炭紀、二疊紀時期,華北和華南大型陸表海坳陷盆地的總體古地理格局是,從陸到海依次出現沖積扇—辮狀河、曲流河—湖泊、碎屑濱岸帶(包括三角洲、有障壁海岸,無障壁海岸)、濱淺海沉積、淺海碳酸鹽沉積。其中,碎屑濱岸帶是最有利的聚煤地帶,碎屑濱岸帶形成和遷移的主導因素是物源區的構造作用和區域性海水進退作用。富煤帶的形成則受控於同沉積基底構造的活動性、海水的進退和岩相帶的遷移。濱海三角洲體系或三角洲—碎屑海岸體系(體系域)是最重要的成煤環境,通常形成聚煤中心,如華北山西的大部地區、開灤、峰峰、豫中豫東、兩淮,華南的六盤水、織金—納雍、華鎣山等地區便是。

2)晚三疊世華南聚煤古地理環境,在西部川滇前陸坳陷的四川盆地,主要是濱海平原、濱海—湖泊三角洲平原、濱海沖積平原和濱海山間平原,龍門山前緣的推覆構造帶是控制盆地相帶展布與遷移的主導因素,受其影響的濱海湖泊三角洲平原和濱海三角洲平原可以形成富煤帶;攀西地區和滇中盆地則屬濱海山間平原,前者有利的賦煤部位是張性裂谷盆地,在那裡形成了中國大陸晚三疊世含煤性最好的寶鼎煤田、永仁煤田、紅坭煤田;滇東南盆地及貴州貞豐盆地,總體呈現濱海潮坪環境,聚煤特徵與滇中盆地西部相似,僅有3~5m厚的可採煤層零星分布。在湘、贛、閩、粵、浙及蘇南、皖南、鄂東南地區,含煤岩系沉積在強烈褶皺後來被充分夷平的基底之上,構造面貌是一系列以北東方向為主的狹長坳陷。含煤盆地沉積范圍小,分隔性強,但後期卻相互連通,超覆擴張現象普遍。沉積序列是海灣潟湖沉積與陸相沉積交替。含煤性以濱海—海灣聚煤環境為最佳,基本上大面積可採煤層連續分布,可采總厚度一般為2~5m,最厚達10m,以湘東南至萍鄉一帶最具有代表性。含煤性其次者為潟湖河口灣環境。

3)早—中侏羅世含煤盆地類型與盆地大地構造位置及基底性質密切相關。在大型、特大型坳陷含煤盆地中,湖泊—三角洲體系的廣泛發育是最重要的環境特色,盆地內岩相帶展布具環帶狀分異,自盆緣向沉積中心依次發育沖、洪積相帶,濱湖三角洲相帶,湖泊沉積相帶。富煤帶均沿盆地邊緣展布,其發育規模和穩定程度受濱湖三角洲岩相帶控制,已知的富煤中心與大型湖泊三角洲發育部位完全吻合。中、小型山間(谷地)湖盆含煤盆地,早期為河流充填階段,形成底礫岩、粗碎屑岩和含煤碎屑岩沉積組合;晚期為湖泊充填階段,形成以湖泊為主的細碎屑岩沉積組合。而在湖盆充填階段和山間谷地向山間湖盆轉化的充填階段,往往有較強的聚煤作用發生。分布於甘肅、青海的大通河盆地、柴達木北緣盆地、民和盆地等是這類山間湖盆的典型代表。其富煤帶往往呈斷續狀分布於盆地中心,展布方向與盆地延伸方向一致。分布於新疆南部的伊寧盆地、焉耆盆地、塔里木北緣盆地也比較典型,但其富煤帶則呈斷續狀分布於盆地周邊。分布於中國北方東部的一系列中、小型山間湖盆,可以北票盆地、吉林萬紅盆地、北京盆地、內蒙古大青山盆地為代表,其富煤帶主要分布於盆地邊緣部位,煤層總體較薄,但穩定程度較高。這類盆地的充填演化受太平洋板塊構造活動的影響較大,盆地基底含構造類型多為波狀坳陷,古地理環境為內陸山間湖盆,聚煤期的濱湖三角洲或河流環境均可導致泥炭沼澤化成煤。

4)中國北方晚侏羅—早白堊世內陸斷陷盆地、山間坳陷盆地和近海坳陷盆地的沉積環境又別具一格。其中,主要分布在東北部地區的斷陷盆地充填序列、沉積樣式及相帶展布,受到盆地構造格架,特別是盆緣斷裂的明顯控制。在代表最大湖盆發育期的厚層湖相泥岩段上、下常常是盆地內的兩個主要聚煤單元,富煤帶的展布往往同盆緣斷裂一側的沖積扇—辮狀河三角洲及緩斜坡上的小型濱湖三角洲沉積相帶位置一致。分布於黑龍江東部的三江—穆棱河盆地(即雞西鶴崗盆地)是發育在大陸邊緣地塊基底上的近海坳陷盆地,在經歷了晚侏羅世晚期的最大海侵之後,於早白堊世早期大規模海退基礎上形成了聚煤作用最強的大面積廢棄三角洲平原。分布於甘肅北部和南部的早白堊世山間坳陷盆地聚煤作用較弱,聚煤古地理環境為內陸湖泊三角洲,只是在盆地早期大潮充填階段之前的水進序列中發育有穩定性較差的煤層,以褐煤為主。分布於黑龍江北部的霍拉盆、黑寶山—木耳氣、大楊樹等晚侏羅世火山岩型斷陷盆地的聚煤古地理景觀則為火山間歇期的扇三角洲—湖泊環境,往往形成的煤量少,且以長焰煤和氣煤為主。

5)古近紀含煤盆地主要分布於大興安嶺—太行山以東和秦嶺以北,以及廣西西南部。新近紀含煤盆地絕大部分分布在雲南境內。台灣則屬於海相沉積為主的海陸交互相含煤沉積。聚煤強度以古近紀始新世、新近紀中新世和上新世為最。古近新近紀含煤盆地的沉積環境,除台灣外,皆為純陸相環境。由於盆地生成的背景條件不盡一致,因此含煤岩系的沉積面貌和充填演化特徵也不一樣。已知大部分盆地為匯水盆地,但盆地周緣物源補給強度不同,所以沉積相的平面配置不呈現明顯的環帶狀,而多成不對稱狀。在盆地的充填演化過程中,平靜的湖泊相和泥炭沼澤相較為發育,有些盆地中湖相泥岩和泥炭沼澤甚至直接覆蓋在古老基底之上。大多數古近新近紀含煤盆地,其沉積中心、沉降中心、富煤中心往往是一致的。古近新近紀含煤盆地的聚煤作用可以分為兩類:第一類,煤層主要集中在沉積序列中下部,煤層層數少,但厚度大,屬於總體為水進序列的沖洪積粗碎屑岩到湖泊相的細碎屑岩與含煤細碎屑岩的充填穩定階段,如梅河、昭通等盆地;第二類,整個序列中煤層均較發育,層數多而薄,如琿春、百色盆地。古近新近紀含煤盆地的聚煤方式主要是經過湖泊淤淺達到泥炭沼澤化,常見許多煤層下面就是較穩定的湖泊相細碎屑岩。煤層結構則一般從盆地中心向邊緣變復雜,煤層厚度也從盆地中心向邊緣變薄尖滅。

二、中國的含煤地層

中國含煤地層的時間分布與全球主要聚煤期基本一致。聚煤作用較強的時期是:早寒武世,早石炭世,晚石炭世—早二疊世,晚二疊世,晚三疊世,早、中侏羅世,早白堊世,古近新近紀。中國南方和北方含煤地層時代的差異主要受控於潮濕氣候帶的變遷和構造沉積環境的變化。晚古生代,潮濕氣候和大型陸表海坳陷盆地在華北區和華南區相繼出現,海陸交替的濱海平原或濱海沖積平原構成了聚煤的有利場所,因此含煤地層集中分布。中生代,陸地范圍不斷擴展,潮濕氣候帶逐漸變窄並向北遷移,聚煤帶隨之由南而北,因此晚三疊世含煤地層主要分布於南方,早、中侏羅世含煤地層主要展布於北方,早白堊世潮濕氣候帶更向北移,導致含煤地層集中於內蒙古和東北地區。

由於煤盆地構造特徵和含煤性的差異,中國含煤地層的空間分布形成了東北、西北、華北、西南、華南五大聚煤區。就各時期主要含煤地層分布的地域來看,早寒武世、早石炭世含煤地層主要分布於華南,晚石炭世—早二疊世含煤地層主要分布於華北,晚二疊世、晚三疊世含煤地層主要分布於華南,早、中侏羅世含煤地層主要分布於華北和西北,早白堊世含煤地層主要分布於東北,古近紀含煤地層主要分布於東北及華北東部,新近紀含煤地層則主要分布於華南西部及東部。就各聚煤區含煤地層分布的特點看,東北聚煤區包括內蒙古地軸北緣深斷裂以北(或稱內蒙古—大興安嶺海西印支褶皺帶)的內蒙古、黑龍江、吉林地區,以內陸斷陷含煤盆地成群分布為特徵,盆地多呈北東方向展布;其次為雞西鶴崗近海含煤盆地,也是北東方向展布,含煤層位為下白堊統、上侏羅統、古近系,含煤性較好。西北聚煤區位於賀蘭山以西、昆侖山以北廣大地區,含煤盆地多呈東西向和北西向展布,主要是在穩定地台或地塊的基礎上發育的大型坳陷湖盆,含煤性甚佳,如准噶爾盆地及吐魯番哈密盆地的早、中侏羅世含煤地層。在古生代褶皺基底上,還有不少小型斷陷或坳陷含煤盆地發育,含煤層位為石炭系、下二疊統和上三疊統,含煤性一般較差。華北聚煤區位於華北地台賀蘭山以東地區,以發育巨型陸表海坳陷盆地為特徵,西部還上疊有鄂爾多斯大型內陸坳陷含煤盆地。前者石炭二疊紀含煤地層受盆地南北兩側巨型構造帶的控制,沉積相及富煤帶呈近東西方向展布;後者早、中侏羅世含煤地層受湖盆構造輪廓控制,多呈環帶狀展布。兩者含煤性都好,是中國最重要的聚煤區。西南聚煤區包括昆侖山以南,龍門山紅河深斷裂以西廣大地區。石炭系和二疊系為復理石式或淺海碳酸鹽沉積,三疊系為地槽型沉積,古近新近系為小型斷陷或坳陷湖盆沉積,含煤性均差。盆地展布方嚮往往受褶皺系或基底構造控制,變化較大,華南聚煤區位於秦嶺—大別山以南、龍門山紅河深斷裂以東地區。華南古陸石炭系和二疊系為淺海、濱海坳陷盆地沉積,含煤地層總體上呈北東向展布,含煤性較好;川滇地區上三疊統為大型前陸坳陷和小型內陸山間盆地含煤沉積並存,含煤性差異較大;華南地區上三疊統呈狹長港灣狀海灣型近海盆地,發育有海陸交替相含煤沉積,含煤性亦優劣不一;華南地區古近新近系含煤沉積多為陸相斷陷和坳陷湖盆沉積,含煤性較好,盆地展布方向受控於基底構造,海南瓊州海峽及雷州半島則為近海湖盆沉積,台灣新近紀含煤地層系地槽型沉積,受環太平洋構造帶控制,呈北東方向展布。

中國含煤地層的沉積類型,可以劃分為地台區海陸交互相沉積、過渡區海陸交互相沉積、內陸坳陷盆地沉積、斷陷盆地沉積四大類。前兩類屬於近海型沉積,其含煤地層下部多為海相沉積,中上部以陸相沉積為主,並且都具有下細上粗的反粒序結構。其中,產於地台區者屬於穩定型沉積,往往岩性簡單,煤層穩定,如晚古生代的含煤地層便是;而處於過渡區者穩定性差,岩性多變,煤層層多而薄,如華南晚三疊世的含煤地層。後兩類屬於陸相沉積,垂向沉積序列都具有粗—細—粗的完整韻律結構,但內陸坳陷盆地多為純陸相沉積,沒有同生斷裂影響,沉積較穩定,如早、中侏羅世含煤地層;而斷陷盆地沉積往往受同沉積斷裂控制,活動性強,並常發育有火山噴發含煤碎屑沉積組合,沉積穩定性差,如早白堊世和古近新近紀含煤地層。以上4種沉積類型從時間上看,恰好是由老至新依次出現的,反映了聚煤環境在地質歷史上由海向陸的演化過程。此外,不同聚煤時期沉積物的岩性組合也呈現出明顯的差異,大致在早古生代為淺海碳酸鹽岩、硅質岩含石煤組合,晚古生代為碳酸鹽岩、碎屑岩交互沉積含煤組合,晚三疊世兼有碳酸鹽岩與碎屑岩交替含煤沉積組合及陸相含煤碎屑岩沉積組合,侏羅紀主要為陸相含煤碎屑岩沉積組合,早白堊世及古近新近紀較侏羅紀又增加了火山噴發含煤碎屑岩沉積組合。

在中國含煤地層的時代劃分與對比方面,從年代地層單位與岩石地層單位的角度看,以石炭、二疊系界限之爭問題最多,本書考慮到編制等時岩相古地理圖的需要,在華北聚煤區仍以太原西山標准剖面釐定的界線為准,以重要門類化石為依據,結合穩定標志層和沉積特徵,對區內南帶太原組和山西組的界線進行了年代地層單位的重新劃分對比。結果認識到各剖面地點的最高海相層位並不相當於太原西山東大窯灰岩的層位,而是高於東大窯灰岩的層位,過去在南帶劃分之太原組實為一穿時岩石地層單位。這種新的認識將有助於沉積環境和聚煤規律的研究。對於華南聚煤區的上、下二疊統界線,傳統的劃分是將界線置於峨眉山玄武岩頂面或茅口組頂部侵蝕面上,但由於下二疊統頂部缺失Neomisellina-Codonofusiella生物帶,造成茅口組頂部侵蝕面並非真正的上、下二疊統界線,經過重新對比發現,該界線在川滇黔區應位於蛾眉山玄武岩中間,而不在頂面。對於東北聚煤區陸相侏羅系與白堊系的界線,過去將有爭議的岩組劃為「侏羅白堊系」,本書依據近年來的資料和當前研究趨勢,認為阜新之沙海組、內蒙古東部之白彥花群(霍林河群)、大磨拐河組均應劃歸下白堊統。

三、中國煤盆地構造

中國煤盆地構造類型和構造特徵的差異,決定於不同地殼演化階段的大地構造事件和構造古地理背景,也決定於成盆期的構造事件和盆地的基底性質。按照聚煤期構造穩定程度,可以劃分為穩定型盆地、活動型盆地、過渡型盆地3類。穩定型盆地主要是以穩定地台為基底的大型陸表海坳陷盆地,通常煤系沉積穩定,同沉積構造及同期火山活動不發育,如華北石炭二疊紀巨型坳陷盆地、華南揚子區晚二疊世大型坳陷盆地等,都是在早古生代地台區繼承發育的;其次是上疊於早古生代活動帶或地塹(裂陷槽)之上的近海型盆地,如賀蘭山東、西兩側的帶狀坳陷盆地及華南東部的三疊紀坳陷盆地等;或者是位於環太平洋構造帶內構造活動微弱區,如東北晚中生代海拉爾二連盆地群。活動型盆地主要發育在地槽區和環太平洋構造帶內,煤系沉積很不穩定,同沉積構造與同期火山活動強烈,如台灣古近新近紀盆地、喜馬拉雅地槽區古近新近紀盆地、大興安嶺晚侏羅世大楊樹盆地群等。過渡型盆地則發育在環太平洋構造帶及尚未完全穩定的地槽褶皺帶之上,如京西下花園侏羅紀盆地、阜新營城早白堊世盆地等。按照聚煤期後煤盆地受到的構造改造程度(成盆後構造擠壓、岩漿活動、後期剝蝕)又可以劃分為強改造型、弱改造型、中間型3類。強改造型盆地以環太平洋構造帶東部及喜馬拉雅地槽區的中、新生代盆地為主。弱改造型盆地,如我國中部和西北部中生代的鄂爾多斯盆地、四川盆地、新疆吐魯番哈密盆地,以及新生代的滇東盆地群等。中間型盆地,如環太平洋構造帶的中生代雞西鶴崗盆地東側,中西部基底穩定性較差的侏羅紀木里盆地、魚卡盆地,古近新近紀的滇西盆地群等。此外,在我國相當多的煤盆地中分布有推覆構造,尤以環太平洋構造帶為多,如華北盆地南緣大別山北側、華南盆地之北緣、河北興隆、江西萍鄉、湘中漣源、福建大田等地。

中國煤盆地構造的演化,從板塊構造觀點來看,可以分為兩個主要階段:古生代—中生代初期為板塊漂移階段(華北、華南兩大板塊盆地從古生代的遠距離漂移到中生代初期的對接),中、新生代為板內盆地(中國西北部、中部)和板緣盆地(中國西南部、東部)階段,古生代的盆地以巨大型淺海、近海坳陷盆地為主,往往占據了板塊的大部分空間;中、新生代的盆地由大型近海盆地轉向中小型、群體陸相斷陷盆地和山間坳陷盆地為主。演化的總趨勢是:板內盆地較穩定,板緣盆地由活動趨向穩定,東部盆地類型趨向復雜化(先拗後斷盆地與先斷後拗盆地並存,以後者更為常見;先張後擠與先擠後張現象並存,以前者較常見),大盆地後期趨向解體,小盆地後期多有聯合。由於板塊內各地塊原來大地構造屬性的差異和受到西伯利亞、太平洋、印度三大板塊作用的強度不同,導致分布於板內或板緣不同部位的各個盆地構造特徵不同。受板塊作用影響較小的西北部和中部的侏羅紀盆地為穩定型,後期改造較弱;受板塊作用影響較大的東部和西南部的侏羅白堊紀、古近新近紀盆地為過渡型;受板塊構造作用影響強烈的台灣、雅魯藏布地區的古近新近紀盆地為活動型,後期受到強烈改造。

中國煤盆地富煤帶的展布和特厚煤層的形成,也受著盆地構造演化的制約。厚煤層或特厚煤層的形成,主要是在基底沉降穩定和拗陷速率適當的部位。通常,大的坳陷型盆地煤層展布廣闊而較薄,較厚的煤層或富煤區多位於盆內凹陷及隆起斜坡部位;斷陷型盆地中煤層分布則較局限,煤層形態及厚度變化較大,在盆緣斷裂一側或構造緩慢沉降的部位有時可形成特厚煤層。最有利於聚煤的盆地是發育在剛性地塊上的晚古生代坳陷型盆地及繼承性的中生代坳陷盆地,其次是發育在已經穩定的褶皺帶上的中、新生代盆地。

中國煤盆地的分布主要受板塊運動形成的海陸變遷和暖濕氣候帶更迭的控制。也可以說,不同時代的聚煤盆地是分別受到板塊構造和三大構造帶控制的。石炭二疊紀煤盆地及晚二疊世煤盆地主要受華北、華南兩個匯聚板塊的控制,但由於兩個板塊後來對接,導致石炭、二疊紀聚煤集中;三疊紀由於p-T事件影響,聚煤量很少;華北和東北的早侏羅世、早白堊世盆地分布主要受蒙古弧形構造帶的控制;東部一系列古近紀煤盆地主要受西環太平洋構造帶控制,由於太平洋板塊俯沖,導致火山帶、地溫異常帶及暖濕氣候帶出現,形成了西環太平洋古近新近紀聚煤帶;西南部新近紀煤盆地主要受喜馬拉雅構造帶控制。三大構造帶對煤盆地的控製作用,實際上反映了太平洋板塊、西伯利亞板塊、印度板塊對我國煤盆地的影響,這是我國晚古生代以後煤盆地形成、演化最主要的宏觀控制條件。這一展布特徵,正好與我國周邊鄰區煤盆地的分布特徵協調一致。

總結中國煤盆地的主要構造特點可以歸納為:①克拉通盆地聚煤廣泛而強烈,以華北板塊為例,石炭二疊紀含煤岩系分布范圍與塊體近似,聚煤廣泛豐富,各時代煤炭資源總量達35600×108t,高於世界其他塊體資源總量;②克拉通盆地古生代含煤地層後期構造變形普遍強烈,而世界各主要古生代克拉通煤盆地內,褶皺變形卻普遍微弱;③陸間活動帶或地槽區,聚煤作用普遍微弱,如天山興安地槽的石炭二疊紀含煤岩系;④分布於古生代地槽褶皺帶上的中生代「地台型」盆地(吐魯番哈密盆地、海拉爾二連盆地),往往聚煤豐富,後期變形微弱;⑤成盆後的造山、造盆作用主要是新構造運動,使不少盆地又分別被強烈抬升或下陷。

四、中國聚煤期與地殼演化規律

中國地殼演化階段與聚煤盆地的形成演化關系密切。主要聚煤期與地殼演化的大階段基本一致。大體可劃分為海西、印支、早燕山、中燕山、喜馬拉雅5期(在不同成盆階段,盆地類型、充填特徵、聚煤強度都有明顯的差異)。

1)海西期:在加里東構造運動之後,晚古生代聚煤坳陷已見雛形,隨著新的海侵到來,華北地台和華南地台都開始了陸表海陸源碎屑蓋層的發育階段。沉積和構造的穩定,提供了形成大面積穩定煤層的區域條件。在華北地區,海水主要來自東和南。賀蘭山一帶海水來自西南,在物源區構造作用與區域海水進退共同作用下,形成了從海進到海退的充填序列。其中,在最大海侵前、後的沉積體系域導致了聚煤作用的發生。在華南地區,海水主要從西南的特提斯海域侵入;在下揚子一帶海水則來自東部古太平洋,並且總體表現為不斷的海侵。在早石炭早二疊世,由於物源區構造作用較弱,所以只有短暫的、局部的聚煤作用,早、晚二疊世期間,由於東吳運動的抬升伴隨玄武岩漿噴發,導致華南地台西部強烈隆升,構造了區內主要陸源碎屑供應區,使南方最重要的揚子區晚二疊世聚煤坳陷得以形成。

2)印支期:由於華北南側陸緣區與華南揚子北側陸緣區對接拼合,伴隨著南方拉丁期大面積海退,使中國東部形成一片大陸。此時,西部特提斯的演化成為極其重要的構造事件。正是由於來自西部的推擠,才形成了大型的、類前陸的鄂爾多斯三疊紀內陸湖盆坳陷和龍門山—大巴山三疊紀前聚煤坳陷。

3)早燕山期:這是中國大陸聚煤作用最強的時期之一,鄂爾多斯早—中侏羅世聚煤坳陷處於相對穩定的河流—淺水湖盆發育時期,成為特大型聚煤盆地。准噶爾盆地屬於前陸撓曲坳陷,盆地南側由於強烈的逆沖撓曲下沉,湖盆內細碎屑充填很發育,聚煤作用一般沿盆地邊部發生。與此同時,在中國北方東部地區也出現了小型的山間聚煤坳陷。

4)中燕山期:中國東部進入裂陷作用為主的構造階段。主要的聚煤盆地為半地塹或地塹成群出現,並多以斷陷湖盆充填為特徵。它們在構造格架、充填演化以及排列方式上都具有特殊的相似性,應屬於東北亞晚中生代斷陷盆地的一部分。

5)喜馬拉雅期:聚煤盆地總體分布格局明顯受環太平洋構造域的控制,同時又受海洋性氣候影響,所以古近新近紀含煤盆地具有環太平洋分布的特點。除已知分布於大陸上的含煤盆地外,沿渤海、黃海、東海、珠江口的陸棚區分布著一系列的古近新近紀含煤盆地。在陸域的依蘭伊通斷裂帶和撫順密山斷裂帶上,由於裂陷作用形成了撫順、梅河口等煤盆地;在中國西南部,由於先存斷裂網路的影響,形成了眾多以南北方向為主導的小型斷陷盆地,盆地面積小,數目多,常有巨厚煤層賦存。這類盆地集中分布於雲南、廣西,如昭通、小龍潭、開遠、百色、南寧等盆地。

綜上所述,中國聚煤盆地從晚古生代到中、新生代,總體演化趨勢是:大型內陸碎屑陸表海聚煤坳陷→大型內陸湖盆坳陷(古前陸塌陷)→斷陷盆地群(湖盆為主)→山間小型坳陷和斷陷盆地。聚煤盆地這種由海到陸、由大到小的古地理變遷,是與地殼各演化階段的古構造背景緊密關聯的。同時,聚煤作用的氣候條件隨著植物的發展演化,也由熱帶、亞熱帶遷移擴展到溫帶。因而,古生代聚煤盆地多分布於熱帶、亞熱帶潮濕氣候區;中、新生代聚煤盆地多分布於溫帶潮濕氣候區。

中國聚煤盆地的充填特徵和聚煤古地理演化:盆地充填具有特定的沉積相組合或體系域構成。通過盆地充填特徵的研究,可以重塑聚煤盆地古地理環境的演化過程:

1)晚古生代濱海平原是發生泥炭化的主要場所,主要聚煤沉積環境有濱海沖積平原、濱海三角洲、潮坪和潟湖障壁島、碳酸鹽潮坪等。這些體系在一定充填階段形成特定的沉積體系配置沉積體系域,而濱海三角洲或三角洲碎屑海岸體系是最重要的成煤古地理環境,並常與聚煤中心相吻合。

2)晚三疊世,華南西部大型川滇近海盆地和華南東部海灣型近海盆地含煤岩系主要形成於海退充填序列。主要聚煤沉積環境有濱海平原、濱海—湖泊三角洲平原、濱海沖積平原、濱海山間平原,以及濱海海灣、潟湖河口灣等體系。聚煤作用總體較弱,盆地充填岩系厚度變化大,岩相復雜,一般缺少大面積穩定分布的厚煤層。

3)早—中侏羅世聚煤盆地以大型內陸坳陷盆地為主,含煤岩系形成於內陸湖盆的不同充填演化階段,主要煤層形成於湖泊三角洲充填階段。與以往概念不同的是,早—中侏羅世大型內陸坳陷在盆地充填演化過程的長時間內存在著固定的湖泊水體,並且從盆緣向湖中心可劃分出沖積體系—三角洲體系、湖濱帶湖泊、水下三角洲帶等體系構成的沉積體系域。

4)晚侏羅—早白堊世和古近新近紀聚煤盆地基本上是相互隔離的中、小型盆地。但在三江—穆棱河晚侏羅早白堊世近海坳陷盆地和內蒙古東部的早白堊世斷陷盆地,以及環太平洋分布的眾多古近新近紀小型斷陷坳陷湖盆中,聚煤密度均較大,巨厚—特厚煤層均形成於湖盆充填演化過程中的湖泊淤淺階段。

中國煤聚集規律的最主要結論:

1)海西和印支期的煤主要集中在以穩定地台為基底的大型陸表海坳陷盆地中,如華北石炭二疊紀聚煤坳陷和華南揚子區晚二疊世聚煤坳陷。物源區構造作用和區域性海水進退是控制陸表海—近海盆地富煤帶形成與遷移的主要因素。碎屑濱岸帶的濱海三角洲或三角洲—碎屑海岸體系是最重要的聚煤環境,也往往是富煤的中心部位。

2)燕山早期重要的聚煤盆地是以穩定的古老地台或地塊為基底的大型內陸湖盆,如鄂爾多斯盆地和准噶爾盆地。湖盆大規模擴張期前後在盆緣地帶的濱淺湖—湖泊三角洲體系和沖積扇—扇三角洲體系是最重要的聚煤環境,富煤帶常與之相吻合。

3)燕山中期—喜馬拉雅期的煤主要聚集於和基底先存斷裂有關的中、小型內陸斷陷期盆和坳陷湖盆中。這些盆地常以含有巨厚—特厚煤層為特徵,盆地面積雖小,但含煤率普遍較高。燕山中期位於大陸邊緣地塊基底上的三江穆棱河近海坳陷盆地也以賦存有數百億噸的優質煉焦煤資源而著稱。

4)基底具有穩定沉降構造背景的拗拉槽、前陸坳陷、裂谷型含煤盆地,也可形成一定規模的富煤帶。

5)泥炭沼澤沉積與其上、下沉積物的成因過程截然不同,因此泥炭沼澤化事件對煤層的煤岩、煤質參數產生了重要的影響。

概括言之,硫分與海水有關,形成於海陸交互相含煤岩系中的煤層硫分較高;灰分與泥炭沼澤的礦物質補給有關,形成於近源地帶的煤層灰分較高;煤岩組分與泥炭沼澤的覆水程度有關,覆水較深時煤中的鏡質組含量較高,反之絲質組含量較高。這些觀點對預測煤質和有效地開採煤炭始終有著理論指導意義。

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