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石煤的步骤和方法

发布时间:2022-06-10 03:22:44

Ⅰ 石煤最低大卡是多少

首先要清楚是采用什么办法测定发热量的。
有些单位设备缺乏,采用是烧损法间接计算发热量,即将矿石在高温下灼烧,测定减少的重量,再假设减少的重量就是碳,再计算发热量,当然其中还有些细节,这里就不介绍了,这种方法误差大;
另一种经典方法,也是准确的方法叫做“氧弹法”,是在特制的设备内,将矿石引燃,测定发出的热量。
石煤,发热量一般都在1300大卡以上,低的一般也有800大卡以上。
总之,测定发热量,准确的方法是氧弹法。

Ⅱ 锆英砂的捕收剂有哪些

矿物加工学科的发展历史现状与未来胡岳华网络文库年月日根据矿物浮选剂溶液化学反应行为,预测非硫化矿浮选分离条件与浮选机理如性能优良的润滑剂,超纯辉钼矿的加工,功能陶瓷所需超细锆英砂

Ⅲ 能源的分类有哪些

世界各国对能源的分类方法很多,简单归纳有以下几种方法。

1.按能量的根本蕴藏方式(原始来源)划分

根据能量的原始来源,能源可分为以下三类。

1)来自地球以外的太阳能

人类现在使用的能量主要来自于太阳。除了直接利用太阳的光和热之外,还间接地大量使用着太阳能源(图1.1)。例如:靠太阳的光合作用促使植物生长,形成植物燃料;煤炭、石油、天然气、油页岩等矿物燃料(又称化石燃料)都是古代生物接受太阳能后生长,又长久沉积在地下形成的;另外,生物质能、水能、风能、海洋能等,归根到底也都源于太阳能。

图1.1太阳能的用途

2)来自地球本身蕴藏的能量

这类能量主要包括地热能和原子核能两种形式。地热能以热能形式储藏于地球内部,包括火山喷发、地下蒸汽、温泉等自然呈现出的能量。原子核能是储藏在地球内的核燃料,它是在原子核发生裂变和聚变反应时释放出来的能量。

3)地球和其他天体引力相互作用所产生的能量这类能量主要是指地球、月亮、太阳有规律地运动产生相互引力作用而形成的潮汐能(图1.2)。潮汐能蕴藏极大的机械能,潮差可达几十米,是雄厚的发电原动力。

图1.2潮汐的形成

2.按能源成因划分

能源按成因可分为一次能源和二次能源。一次能源中的某些矿物燃料和核燃料的生成速度特别慢,而消费速度却不断加快,最终便会枯竭,称之为不可再生能源。而有些能源的消耗速度可与再生速度持平,经久使用而不会枯竭,称之为可再生能源。具体划分如图1.3所示。

图1.3按能源成因进行划分

1)一次能源

一次能源是指在以原始状态存在于自然界中不需要加工和转换而直接可以利用的能源,如煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、潮汐能、地热能等。

(1)可再生能源:

可再生能源是指在自然界的生态循环中能够重复产生的自然资源,它能够循环使用,并具有天然的自我再生功能,可以源源不断地从自然界中得到补充,不会随人类开发利用而日益减少,是取之不尽,用之不竭的能源,如太阳能、风能、水能、生物质能等。其优点是绝大多数对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用,但开发利用的技术难度较大。

(2)不可再生能源:

不可再生能源是指自然界中经过亿万年形成,短期内无法恢复且随着大规模开发利用,储量越来越少,总有一天会枯竭的能源,包括煤、石油、天然气、核能等。其缺点是使用中对环境的污染很大。

2)二次能源

二次能源也称“次级能源”或“人工能源”,是由一次能源经过加工或转换得到的其他种类和形式的能源,包括煤制品、石油制品及电力、氢能、余热、沼气、蒸汽等。一次能源无论经过多少次加工转换而得到的另一种能源都称为二次能源。

3.按人类社会开发利用能源的进程和技术状况划分

按照人类社会开发利用能源的进程和技术状况,能源可以划分为常规能源和新能源。

1)常规能源

常规能源也称为传统能源,它是指在目前科学技术条件成熟,经济比较合理的基础上,已被人类大规模生产和广泛使用的能源,如煤炭、石油、天然气、水能、电力、生物质能等。

2)新能源

新能源是指人类新近才开发利用或正在研究开发,尚未大规模利用的能源,或者在新技术系基础上统地开发利用的能源,如太阳能、风能、海洋能、地热能、潮汐能等。

4.按能源的使用性质划分

从能源的使用性质上来划分,可以分为燃料性能源和非燃料性能源。

1)燃料性能源

能够直接燃烧而产生热量的物质称为燃料性能源。它包括:矿物燃料,如煤、石油、天然气等;生物燃料,如藻类、秸秆、木料、沼气等;化工燃料,如甲醇、乙醇、火药等;核燃料,如铀、钍等。

2)非燃料性能源

不能直接燃烧的能源称为非燃料性能源,如水能、电力、太阳能、风能、地热能等。

5.按存在的状态划分

能源按存在的状态可分为固体能源、液体能源和气体能源三大类。

1)固体能源

固体能源是指具有一定的硬度和形状,能够产生能量的可燃性物质,大多数是碳物质或碳氢化合物,如原煤、石煤、焦炭、型煤等。

2)液体能源

液体能源是指具有体积和形状,能够产生能量的可燃性物质,其形状随容器而改变,如原油、汽油、煤油等。

3)气体能源

气体能源是指没有固定的体积和形状,能够产生能量的可燃性物质,如天然气、液化石油气、焦炉煤气等。

6.按能源在使用过程中产生的污染程度划分

从环境保护角度,按能源在使用过程中产生的污染程度进行划分,能源可以分为清洁能源和非清洁能源。

清洁能源和非清洁能源的划分是相对的。清洁能源是指能源在使用过程中无污染或污染小的能源,如太阳能、风能、水能等;非清洁能源是指能源在使用过程中对环境污染较大的能源,如各种固体能源、裂变核燃料、石油等。

7.按能源的储存和输送性质划分

按能源的储存和输送性质进行划分,能源可分为含能体能源和过程性能源。

凡是包含着能量的物体,都称为含能体能源,可以被人们直接储存和输送,各种燃料能源和地热能源都是含能体能源。过程性能源是指在运动过程中产生能量的能源,它们无法被人们直接储存和输送,如风能、水能、潮汐能等。

8.从消费角度划分

从消费角度进行划分,能源可以分为商品能源和非商品能源。

商品能源是指经流通环节大量消费的能源,主要有煤炭、石油、天然气、电力等;非商品能源是指不经流通环节而自产自用的能源,如农户自产自用的薪柴、秸秆及牧民自用的牲畜粪便等。

Ⅳ 请教一下,知道废气风量、排放浓度和排放速率,怎么计算污染物总量!

我们都是用机器直接算出来的,检测设备先进,直接就出数据了。

你要人工计算的话,那就用废气总风量乘以排放浓度或者排放速率乘以总排放时间,结果就是你要的答案了。

Ⅳ 原煤与标准煤有何区别

1、热值不同

标准煤是热值为7000千卡/千克 (公斤) 的煤炭。

原煤热值约5000 kcal/kg。

2、类别不同

原煤按其成因可分为腐植煤、腐泥煤和腐植腐泥煤三大类。

标准煤就是普通的煤炭。

原煤是指煤矿生产出来的未经洗选、筛选加工而只经人工拣矸和杂物的产品。包括天然焦及劣质煤,不包括低热值煤(如石煤、泥炭、油页岩等);按其碳化程度可分为泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤。

(5)石煤的步骤和方法扩展阅读

原煤指从地下开采出来后,只选出可见矸石,不经过任何加工的煤炭。在我国供应用户的含矸80%都是原煤,原煤的灰分和含矸率高。含有害杂质多,直接燃烧原煤不仅利用率低,而且污染环境。

原煤即从毛煤中选出规定粒度的矸石(包括黄铁矿等杂物)、绝对干燥灰分在40%以下的原煤。原煤不包括石煤、泥煤(泥炭)和伴随原煤生产过程而采出的煤矸石。

天然气按每立方米9 310千卡计算,折合标准煤1.33公;水电按历年火电标准煤消耗定额折合计算。

Ⅵ 什么是煤矿石

石煤(stone-like coal)是一种含碳少、发热值低、低品位的多金属共生矿,由4亿至5亿年前地质时期的菌藻类等生物遗体,在浅海环境下经腐泥化作用和煤化作用转变而成。含碳量较高的优质石煤呈黑色,具有半亮光泽,杂质少;含碳量较少的石煤,呈偏灰色,暗淡无光,夹杂有较多的黄铁矿、石英脉和磷、钙质结核。石煤的发热量不高,一般在800大卡/千克左右,是一种低热值燃料。
石煤生成于古老地层中,由菌藻类等生物遗体在浅海、泻湖、海湾条件下经腐泥化作用和煤化作用转变而成。外观像石头,肉眼不易与石灰岩或碳页岩相区别,高灰分(一般大于60%)深变质的可燃有机矿物。
含碳量较高的优质石煤呈黑色,具有半亮光泽,杂质少。相对密度为1.7~2.2。含碳量较少的石煤,呈偏灰色,暗淡无比,夹杂有较多的黄铁矿、石英脉和磷、钙质结核、相对密度在2.2~2.8之间,石煤发热量不高,在3.5~10.5MJ/kg之间,是一种低热值燃料。热值偏高的石煤,在改进燃烧技术后,可用作火力发电的燃料,石煤可用作烧制水泥、制造化肥。灰渣制碳化砖等。伴有生矾的石煤,可提取五氧化二钒。
目前,在我国石煤资源中已发现的伴生元素多达60多种,其中可形成工业矿床的主要是钒,其次是钼、铀、磷、银等等。含钒石煤遍布我国20余个省区,仅浙江至广西一条长约1600多公里的石煤矿,就蕴含着1亿吨以上的五氧化二钒。

Ⅶ 急急急 ~化学实验法测石煤中含热量大卡详细步骤~

燃烧热可以用燃烧热实验装置测量
1.量热计水当量的测定
1)、仪器预热 将量热计及全部附件清理干净,将有关仪器通电预热,打开计算机。
2)、样品压片
用电子天平称0.6~0.7克干燥样品并压片,取约250px长的燃烧丝和棉线各一根,分别在电子天平上称重;并用棉线把燃烧丝绑在苯甲酸片上准确称重。.
3)、装氧弹及充氧气
将氧弹的弹盖旋出,在氧弹中加入10mL水,把氧弹的弹头放在弹头架上,把燃烧丝的两端分别紧绕在弹头上的两根电极上,把弹头放入弹杯中拧紧(恰好拧严即可,不要太紧,否则造成橡胶垫没有弹性)。
首先开启氧气钢瓶,观察减压阀和压力表,然后对氧弹充气约1mim充氧1Mpa,迅速抬起充氧阀。将氧弹放入量热器放稳,并插稳电极
4)、调节水温 首先观测外筒温度,然后准备一桶自来水调节水温低于外筒水温1℃,用大量筒量取3000ml已调温度水注入内筒,水面盖过氧弹。盖好盖子调节好搅拌头位置。
5)、测量水当量 打开搅拌器,待温度稳定后,打开计算机工作界面,调节相应参数,输入相应数值,准备开始测量,当设置到外筒温度时,将放在外筒的恒温棒移至内筒进行切换置零。随后开始实验每隔30s记录一次,直到150s开始点火,不断点击点火按钮,当温度明显升高时说明点火成功,继续每30s记录一次到温度升至最高点约1000s时停止实验。
停止搅拌,取出氧弹,放出余气打开氧弹盖,若氧弹中无灰烬,则表示燃烧完全,将剩余燃烧丝称重,待处理数据时用。

Ⅷ 煤的质量标准

煤炭质量的基本指标,总共有12个。煤的水分分为两种,一是内在水分(Minh ) ,是由植物变成煤时所含的水分;

二是外水(Mf ) ,是在开采、运输等过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内在水分总和。一般来讲,煤的变质程度越大,内在水分越低。褐煤、长焰煤内在水分普遍较高,贫煤、无烟煤内在水分较低。

(8)石煤的步骤和方法扩展阅读:

指标介绍

一、水分(M )

水分的存在对煤的利用极其不利,它不仅浪费了大量的运输资源,而且当煤作为燃料时,煤中水分会成为蒸汽,在蒸发时消耗热量;另外,精煤的水分对炼焦也产生一定的影响。一般水分每增加2 % ,发热量降低100kcal/kg(大卡/千克);冶炼精煤中水分每增加1 % ,结焦时间延长5 一10min .

二、灰分(A )

煤在彻底燃烧后所剩下的残渣称为灰分,灰分分外在灰分和内在灰分。外在灰分是来自顶板和夹研中的岩石碎块,它与采煤方法的合理与否有很大关系。

外在灰分通过分选大部分能去掉。内在灰分是成煤的原始植物本身所含的无机物,内在灰分越高,煤的可选性越差。

灰是有害物质.动力煤中灰分增加,发热量降低、排渣量增加,煤容易结渣;一般灰分每增加2% ,发热量降低100kcal / kg 左右。

冶炼精煤中灰分增加,高炉利用系数降低,焦炭强度下降,石灰石用量增加;灰分每增加1 % ,焦炭强度下降2 % ,高炉生产能就下降3 % ,石灰石用量增加4 % .

三、挥发分(V )

煤在高温和隔绝空气的条件下加热时,所排出的气体和液体状态的产物称为挥发分。挥发分的主要成分为甲烷、氢及其他碳氢化合物等。它是鉴别煤炭类别和质量的重要指标之一。一般来讲,随着煤炭变质程度的增加,煤炭挥发分降低。褐煤、气煤挥发分较高,瘦煤、无烟煤挥发分较低。

Ⅸ 开发应用地质新技术是保障国家经济安全的重要环节

近年来,俄罗斯大部分在役油田已进入可采储量接近衰竭的阶段。为了尽快提高采油率,往往加大油层注水强度,使许多油田早期就出现含水量过高的现象,采出的油品含水量平均达到了82%。由于从产层中强力抽取流体,导致整个含油地层的自然渗透性和状况遭到急剧破坏,气田中资源流动的动态过程更不稳定,过度的强力抽取使气田的资源潜力下降。

针对上述石油天然气矿床的自然状况,笔者建议应重视以下科研方向和技术保障:

·核实西西伯利亚正在开采或已停止开采的矿体剩余储量。在已探明的和新开发的油田应单独划出有效(可盈利的)储量,定期对有效储量的产量进行评估与排序。

·针对每个开采目标层制订最优、最节约的开采规程,可承受的强化开采方法。

·对高产油田和矿层应规定有利于恢复其产能的开采程序。对于大部分油气含量极高的矿段,特别是西西伯利亚地区应轮换开采,使它们能有一个相对平静的自我修复期,以便地下流体自然达到稳定的动态平衡。

·应重视我们目前从理论和实践上都研究得很不够的问题——氦。

由于氦具有罕见的物理、化学特性,所以它具有广泛的用途,所有使用氦的领域都与高科技有关,可以预计高科技产业将对氦有巨大的需求量。目前,世界上氦的年消耗量不超过1.2亿~1.4亿立方米,而且这些消耗几乎都集中在经济发达国家——美国、日本、英国、法国和比利时等国。必须指出,使用氦的部门具有战略意义,所以氦的出口必须在国家的控制下,其数量不得超过总产量的20%~30%。

目前在西伯利亚地台的南部发现了氦含量很高的天然气资源储量,这不仅是俄罗斯境内,而且是整个欧亚大陆的高氦矿带。俄罗斯联邦主要的高质量氦气资源储量集中在雅库梯亚自治共和国、伊尔库茨克州和整个克拉斯诺雅尔斯克边疆区。近年来,我们正在积极寻找国外合作伙伴来开发东西伯利亚南部的石油天然气矿床,必然会顺便开采氦。亚太地区集中了全球大部分人口,其自身的能源不能保证需求,现在正盯着俄罗斯和中亚国家的石油和天气然资源能够为其所用。在这种情况下,必然谈到销售东西伯利亚南部天然气储量的可能性问题。

В.П.雅库车尼就如何捍卫和确保东西伯利亚罕见的高质量含氦天然气资源合理利用问题提出了以下建议:

·在开采东西伯利亚含氦天然气资源之前,在国家支持下建设2~3个大型生产商品氦及其浓缩物的中心,以满足国内的需求、出口供货和储存起来供将来利用。

·在东西伯利亚含氦天然气矿床勘探的基础上,在赋存含氦天然气的地质构造中建造容量达10亿立方米的国家氦资源地下战略仓库。

·从立法上禁止含氦量大于0.15%的天然气在未回收氦的情况下直接出口,或者应采取其他商贸法规或措施来捍卫俄罗斯在氦资源利用方面的国家利益。必须强调,任何私营公司在租赁的联邦土地上进行石油天然气勘探开发时发现含氦量大于0.15%的所有天然气储量都归国家所有。

上述问题对我们提出了新的要求,必须深入开展科学研究并建立一个研究体系,虽然当前实际工作中并未提出这种需求。

一般来说,人们在考虑这种将成为国家经济发展重要基石的问题时,并未把它与想象中的俄罗斯发展战略联系起来。国外的经验表明,一个国家矿物原料的超前研究水平及其原料的保障程度直接与经济发展速度、人民生活水平密切相关,最终还将影响到国家的经济安全和国防能力。

一谈到新技术,人们往往首先想到的是国外的新工艺、新技术。其实俄罗斯在能源、冶金、化学和地质领域也有不少新工艺、新技术,并深入研究了其科学原理。

(1)电化学燃烧法

这是一种无需供电就能在电解质环境中实现多组分化学反应的新工艺,它有利于保护生态,节约能源,可在不添加昂贵催化剂和常压下充分发生化学反应,还可以利用廉价的天然原料获得以前未知的物质。

用这种方法来处理石煤可以生产出有利于生态的廉价热能和电能。在获得能量的同时,还可顺便生产出许多宝贵的化工产品。尤其令人感兴趣的是在处理石煤的过程中可以得到像甲酸这样的产品,在此基础上可生成用于运输和动力设备的新型液体燃料。新型燃料与传统燃料相比具有一系列宝贵的优点,燃烧后的产物基本上是水和二氧化碳气体,非常干净。由于其主要原料是石煤、水和氧气,所以非常便宜。这种新燃料在使用、保管和运输过程中的防爆防火安全性好。由于石煤来源广泛,实际上是取之不尽的原料来源。据估计,从1吨石煤中可以得到2.5吨左右的甲酸和将近40千克的氢气。同时,处理石煤过程中总的发热能力相当于天然石煤在空气中简单燃烧时可能给出热能的70%~80%。

根据电化学燃烧法新原理,还进行了一系列获取铝、钛、镁、钠等金属的工艺试验。最让人感兴趣的是由廉价的天然原料(低品位的铝土矿、某些粘土等)提取纯度99.95%金属铝的过程,该过程所消耗的比能和劳动成本都非常低。与传统工艺相比,用新工艺获得高纯度铅的比能耗降低了60%~80%,生产费用降低了80%~86%,而最终产品的成本降低了80%~90%。在提取钛、镁、钠和其他金属的新工艺中也都有类似的情况。

实现多组分化学反应的新方法为我们的化学工业生产许多宝贵产品开辟了广阔的前景,这些产品包括:苏打、氧、盐酸和硫酸、碱、氨、有机酸等。这里提到的所有化学新工艺在生态上都是纯净的,节能的和廉价的。

为了满足不断增长的需要,我们必须对这种新工艺开展大量科学实验,但很遗憾,少得可怜的科研拨款,使科研工作难以为继,这将直接威胁到俄罗斯的经济主权。

(2)含铌合金钢的冶金新技术

前面我们曾提到过俄罗斯拥有丰富的铌矿产资源,除了铌本身的生产工艺外,一个国家铌的消耗水平也是其科技进步的一个重要特征。

黑色冶金行业是铌的主要用户,今后炼钢、轧钢领域的基本发展方向是在降低生产成本的同时提高金属制品的质量。加入微量铌(0.02%~0.04%)的炼钢工艺可在提高产品强度的同时,降低冶炼温度,减少钢材的脆性破坏,是现代冶金学本质性的突破。世界的经验表明,工业产品中采用含铌的钢材将使其制品的重量减少70%~80%,使其工作寿命增长0.5~1倍。

我国在大量生产老型号钢铁制品的同时,也在积极改进钢产品的质量。由我国钢铁研究院研制,冶金企业生产的低珠光体钢材专门用于制造大口径焊接管材,其极限强度可达520~590N/mm2,而且这种管材的使用温度可达-15~-40℃。这种材料经过热轧之后还具有很高的使用稳定性,多年的生产试验证明,这类管材可作为北方边疆地区的主要输送管道。现在俄罗斯和其他独联体国家的冶金企业都用现代低碳、含微量铌的合金钢管替代原有钢管。这样可保证其耐寒性,改善其焊接性,省掉热处理工序(节约能源),提高钢材各层的均质性,提高工作寿命。进一步研究的方向是在提高钢的强度的同时,使它具有其他特性(例如,提高水下管道防硫化氢引起龟裂的能力)。

表7.5引述了冶金工业提高质量的发展趋势。由于含微量铌元素的合金钢材具有一系列优良品质(强度、韧性、耐寒性、塑性和易焊接性),所以在其他领域也得到了广泛的应用,像建筑结构、造船、桥梁和机构制造业等。全世界生产1吨钢的平均铌铁消耗量在1996年为32克,在工业发达国家这个指标为52~89克,而一些俄罗斯和独联体国家的主导企业到2000年铌铁的消耗量已达到30~60克/吨钢。

表7.5 冶金工业提高质量的趋势

(3)钻孔采矿新工艺

根据全俄矿物原料研究所的建议,1990年曾在舍姆拉耶夫斯克矿区进行用钻孔采矿方法开采富铁矿的试验。试验表明,采用这种方法可以从600~800米深处有效地采出富铁矿,其生产效率为40~50吨/小时,这时采出的矿石含铁量在66%~68%以上,而氧化硅小于10%(在库尔斯克地磁异常地区采用矿井采矿法获得的矿石含铁量为60%~61%,而氧化硅为4%~6%)。建设一座用钻孔法采富铁矿(年产100万吨高质量矿石)的矿山造价为60亿~70亿卢布,而销售矿产品可获120亿卢布(按1993年8月价格计算)。但是很遗憾,由于国家出现经济转轨和改革而使这项试验中断了。

(4)油气钻进电磁波通道随钻测量新技术

由于水平井和丛式井的井筒与油气藏的接触面积更大,所以产量比垂直井高1~20倍。但为了钻水平井和丛式井就必须解决随钻测量的问题。圣彼得堡国立矿业学院和西伯利亚石油自动化股份公司合作研制了带MAK-172和MAK-108的遥测系统,可以串接在钻具上,并在钻井过程中直接高精度地测量井眼的轨迹,从而可保证准确地钻进口径219毫米甚至更大的定向斜井和水平井,还可在井筒内钻出丛式井。

在肯定俄罗斯地质领域新工艺、新技术的同时还应看到,虽然俄罗斯有巨大的矿物原料潜力,但是也存在着两点隐患。一是我国已探明(包括预测)的储量基本都处在难开发的复杂地质条件下,为了加速它们的利用还需要进行大量的地质勘探工作和投资;二是苏联解体后我国有相当多的战略性原料还必须从其他独联体国家进口。

Ⅹ 中国的含煤地层和聚煤盆地构造的基本特点

聚煤作用的发生与地史期古构造、古地理、古气候和古植物等因素密切相关,聚煤盆地则是各种成煤控制因素综合作用的结果。从区域地质背景着眼研究和分析含煤沉积盆地的形成和演化,是揭示聚煤规律和进行能源预测的有效途径。

20世纪80年代以来,我国在煤地质学领域的研究工作有了很大的进展,特别是对一些地区聚煤盆地的研究,在理论和方法上都取得了卓有成效的成果。与此同时,各省(自治区)在煤炭资源远景调查和研究过程中,又发现了一批新的煤田和煤产地,通过所获取的丰富的第一手材料,有的在岩相古地理研究方面达到了80年代国内先进水平。此外,以石油、天然气为目的的勘查工作,在研究有关的含煤岩系岩相古地理方面也取得了丰硕的成果。

一、主要聚煤期及沉积环境

从早古生代腐泥煤类的石煤至第四纪泥炭,共有14个聚煤期,其中最重要的聚煤期是:南方早石炭世,华北石炭二叠纪,华南二叠纪,华南晚三叠世,西北早、中侏罗世,东北晚侏罗早白垩世,以及东北、西南和沿海古近新近纪,共7个主要聚煤期。早、中侏罗世聚煤期煤炭资源量占全国总量的60%,华北石炭二叠纪聚煤期资源量占全国煤炭资源总量的26%。

中国各主要聚煤期的沉积环境与聚煤规律可以按5个时期加以概括:

1)在石炭纪、二叠纪时期,华北和华南大型陆表海坳陷盆地的总体古地理格局是,从陆到海依次出现冲积扇—辫状河、曲流河—湖泊、碎屑滨岸带(包括三角洲、有障壁海岸,无障壁海岸)、滨浅海沉积、浅海碳酸盐沉积。其中,碎屑滨岸带是最有利的聚煤地带,碎屑滨岸带形成和迁移的主导因素是物源区的构造作用和区域性海水进退作用。富煤带的形成则受控于同沉积基底构造的活动性、海水的进退和岩相带的迁移。滨海三角洲体系或三角洲—碎屑海岸体系(体系域)是最重要的成煤环境,通常形成聚煤中心,如华北山西的大部地区、开滦、峰峰、豫中豫东、两淮,华南的六盘水、织金—纳雍、华蓥山等地区便是。

2)晚三叠世华南聚煤古地理环境,在西部川滇前陆坳陷的四川盆地,主要是滨海平原、滨海—湖泊三角洲平原、滨海冲积平原和滨海山间平原,龙门山前缘的推覆构造带是控制盆地相带展布与迁移的主导因素,受其影响的滨海湖泊三角洲平原和滨海三角洲平原可以形成富煤带;攀西地区和滇中盆地则属滨海山间平原,前者有利的赋煤部位是张性裂谷盆地,在那里形成了中国大陆晚三叠世含煤性最好的宝鼎煤田、永仁煤田、红坭煤田;滇东南盆地及贵州贞丰盆地,总体呈现滨海潮坪环境,聚煤特征与滇中盆地西部相似,仅有3~5m厚的可采煤层零星分布。在湘、赣、闽、粤、浙及苏南、皖南、鄂东南地区,含煤岩系沉积在强烈褶皱后来被充分夷平的基底之上,构造面貌是一系列以北东方向为主的狭长坳陷。含煤盆地沉积范围小,分隔性强,但后期却相互连通,超覆扩张现象普遍。沉积序列是海湾潟湖沉积与陆相沉积交替。含煤性以滨海—海湾聚煤环境为最佳,基本上大面积可采煤层连续分布,可采总厚度一般为2~5m,最厚达10m,以湘东南至萍乡一带最具有代表性。含煤性其次者为潟湖河口湾环境。

3)早—中侏罗世含煤盆地类型与盆地大地构造位置及基底性质密切相关。在大型、特大型坳陷含煤盆地中,湖泊—三角洲体系的广泛发育是最重要的环境特色,盆地内岩相带展布具环带状分异,自盆缘向沉积中心依次发育冲、洪积相带,滨湖三角洲相带,湖泊沉积相带。富煤带均沿盆地边缘展布,其发育规模和稳定程度受滨湖三角洲岩相带控制,已知的富煤中心与大型湖泊三角洲发育部位完全吻合。中、小型山间(谷地)湖盆含煤盆地,早期为河流充填阶段,形成底砾岩、粗碎屑岩和含煤碎屑岩沉积组合;晚期为湖泊充填阶段,形成以湖泊为主的细碎屑岩沉积组合。而在湖盆充填阶段和山间谷地向山间湖盆转化的充填阶段,往往有较强的聚煤作用发生。分布于甘肃、青海的大通河盆地、柴达木北缘盆地、民和盆地等是这类山间湖盆的典型代表。其富煤带往往呈断续状分布于盆地中心,展布方向与盆地延伸方向一致。分布于新疆南部的伊宁盆地、焉耆盆地、塔里木北缘盆地也比较典型,但其富煤带则呈断续状分布于盆地周边。分布于中国北方东部的一系列中、小型山间湖盆,可以北票盆地、吉林万红盆地、北京盆地、内蒙古大青山盆地为代表,其富煤带主要分布于盆地边缘部位,煤层总体较薄,但稳定程度较高。这类盆地的充填演化受太平洋板块构造活动的影响较大,盆地基底含构造类型多为波状坳陷,古地理环境为内陆山间湖盆,聚煤期的滨湖三角洲或河流环境均可导致泥炭沼泽化成煤。

4)中国北方晚侏罗—早白垩世内陆断陷盆地、山间坳陷盆地和近海坳陷盆地的沉积环境又别具一格。其中,主要分布在东北部地区的断陷盆地充填序列、沉积样式及相带展布,受到盆地构造格架,特别是盆缘断裂的明显控制。在代表最大湖盆发育期的厚层湖相泥岩段上、下常常是盆地内的两个主要聚煤单元,富煤带的展布往往同盆缘断裂一侧的冲积扇—辫状河三角洲及缓斜坡上的小型滨湖三角洲沉积相带位置一致。分布于黑龙江东部的三江—穆棱河盆地(即鸡西鹤岗盆地)是发育在大陆边缘地块基底上的近海坳陷盆地,在经历了晚侏罗世晚期的最大海侵之后,于早白垩世早期大规模海退基础上形成了聚煤作用最强的大面积废弃三角洲平原。分布于甘肃北部和南部的早白垩世山间坳陷盆地聚煤作用较弱,聚煤古地理环境为内陆湖泊三角洲,只是在盆地早期大潮充填阶段之前的水进序列中发育有稳定性较差的煤层,以褐煤为主。分布于黑龙江北部的霍拉盆、黑宝山—木耳气、大杨树等晚侏罗世火山岩型断陷盆地的聚煤古地理景观则为火山间歇期的扇三角洲—湖泊环境,往往形成的煤量少,且以长焰煤和气煤为主。

5)古近纪含煤盆地主要分布于大兴安岭—太行山以东和秦岭以北,以及广西西南部。新近纪含煤盆地绝大部分分布在云南境内。台湾则属于海相沉积为主的海陆交互相含煤沉积。聚煤强度以古近纪始新世、新近纪中新世和上新世为最。古近新近纪含煤盆地的沉积环境,除台湾外,皆为纯陆相环境。由于盆地生成的背景条件不尽一致,因此含煤岩系的沉积面貌和充填演化特征也不一样。已知大部分盆地为汇水盆地,但盆地周缘物源补给强度不同,所以沉积相的平面配置不呈现明显的环带状,而多成不对称状。在盆地的充填演化过程中,平静的湖泊相和泥炭沼泽相较为发育,有些盆地中湖相泥岩和泥炭沼泽甚至直接覆盖在古老基底之上。大多数古近新近纪含煤盆地,其沉积中心、沉降中心、富煤中心往往是一致的。古近新近纪含煤盆地的聚煤作用可以分为两类:第一类,煤层主要集中在沉积序列中下部,煤层层数少,但厚度大,属于总体为水进序列的冲洪积粗碎屑岩到湖泊相的细碎屑岩与含煤细碎屑岩的充填稳定阶段,如梅河、昭通等盆地;第二类,整个序列中煤层均较发育,层数多而薄,如珲春、百色盆地。古近新近纪含煤盆地的聚煤方式主要是经过湖泊淤浅达到泥炭沼泽化,常见许多煤层下面就是较稳定的湖泊相细碎屑岩。煤层结构则一般从盆地中心向边缘变复杂,煤层厚度也从盆地中心向边缘变薄尖灭。

二、中国的含煤地层

中国含煤地层的时间分布与全球主要聚煤期基本一致。聚煤作用较强的时期是:早寒武世,早石炭世,晚石炭世—早二叠世,晚二叠世,晚三叠世,早、中侏罗世,早白垩世,古近新近纪。中国南方和北方含煤地层时代的差异主要受控于潮湿气候带的变迁和构造沉积环境的变化。晚古生代,潮湿气候和大型陆表海坳陷盆地在华北区和华南区相继出现,海陆交替的滨海平原或滨海冲积平原构成了聚煤的有利场所,因此含煤地层集中分布。中生代,陆地范围不断扩展,潮湿气候带逐渐变窄并向北迁移,聚煤带随之由南而北,因此晚三叠世含煤地层主要分布于南方,早、中侏罗世含煤地层主要展布于北方,早白垩世潮湿气候带更向北移,导致含煤地层集中于内蒙古和东北地区。

由于煤盆地构造特征和含煤性的差异,中国含煤地层的空间分布形成了东北、西北、华北、西南、华南五大聚煤区。就各时期主要含煤地层分布的地域来看,早寒武世、早石炭世含煤地层主要分布于华南,晚石炭世—早二叠世含煤地层主要分布于华北,晚二叠世、晚三叠世含煤地层主要分布于华南,早、中侏罗世含煤地层主要分布于华北和西北,早白垩世含煤地层主要分布于东北,古近纪含煤地层主要分布于东北及华北东部,新近纪含煤地层则主要分布于华南西部及东部。就各聚煤区含煤地层分布的特点看,东北聚煤区包括内蒙古地轴北缘深断裂以北(或称内蒙古—大兴安岭海西印支褶皱带)的内蒙古、黑龙江、吉林地区,以内陆断陷含煤盆地成群分布为特征,盆地多呈北东方向展布;其次为鸡西鹤岗近海含煤盆地,也是北东方向展布,含煤层位为下白垩统、上侏罗统、古近系,含煤性较好。西北聚煤区位于贺兰山以西、昆仑山以北广大地区,含煤盆地多呈东西向和北西向展布,主要是在稳定地台或地块的基础上发育的大型坳陷湖盆,含煤性甚佳,如准噶尔盆地及吐鲁番哈密盆地的早、中侏罗世含煤地层。在古生代褶皱基底上,还有不少小型断陷或坳陷含煤盆地发育,含煤层位为石炭系、下二叠统和上三叠统,含煤性一般较差。华北聚煤区位于华北地台贺兰山以东地区,以发育巨型陆表海坳陷盆地为特征,西部还上叠有鄂尔多斯大型内陆坳陷含煤盆地。前者石炭二叠纪含煤地层受盆地南北两侧巨型构造带的控制,沉积相及富煤带呈近东西方向展布;后者早、中侏罗世含煤地层受湖盆构造轮廓控制,多呈环带状展布。两者含煤性都好,是中国最重要的聚煤区。西南聚煤区包括昆仑山以南,龙门山红河深断裂以西广大地区。石炭系和二叠系为复理石式或浅海碳酸盐沉积,三叠系为地槽型沉积,古近新近系为小型断陷或坳陷湖盆沉积,含煤性均差。盆地展布方向往往受褶皱系或基底构造控制,变化较大,华南聚煤区位于秦岭—大别山以南、龙门山红河深断裂以东地区。华南古陆石炭系和二叠系为浅海、滨海坳陷盆地沉积,含煤地层总体上呈北东向展布,含煤性较好;川滇地区上三叠统为大型前陆坳陷和小型内陆山间盆地含煤沉积并存,含煤性差异较大;华南地区上三叠统呈狭长港湾状海湾型近海盆地,发育有海陆交替相含煤沉积,含煤性亦优劣不一;华南地区古近新近系含煤沉积多为陆相断陷和坳陷湖盆沉积,含煤性较好,盆地展布方向受控于基底构造,海南琼州海峡及雷州半岛则为近海湖盆沉积,台湾新近纪含煤地层系地槽型沉积,受环太平洋构造带控制,呈北东方向展布。

中国含煤地层的沉积类型,可以划分为地台区海陆交互相沉积、过渡区海陆交互相沉积、内陆坳陷盆地沉积、断陷盆地沉积四大类。前两类属于近海型沉积,其含煤地层下部多为海相沉积,中上部以陆相沉积为主,并且都具有下细上粗的反粒序结构。其中,产于地台区者属于稳定型沉积,往往岩性简单,煤层稳定,如晚古生代的含煤地层便是;而处于过渡区者稳定性差,岩性多变,煤层层多而薄,如华南晚三叠世的含煤地层。后两类属于陆相沉积,垂向沉积序列都具有粗—细—粗的完整韵律结构,但内陆坳陷盆地多为纯陆相沉积,没有同生断裂影响,沉积较稳定,如早、中侏罗世含煤地层;而断陷盆地沉积往往受同沉积断裂控制,活动性强,并常发育有火山喷发含煤碎屑沉积组合,沉积稳定性差,如早白垩世和古近新近纪含煤地层。以上4种沉积类型从时间上看,恰好是由老至新依次出现的,反映了聚煤环境在地质历史上由海向陆的演化过程。此外,不同聚煤时期沉积物的岩性组合也呈现出明显的差异,大致在早古生代为浅海碳酸盐岩、硅质岩含石煤组合,晚古生代为碳酸盐岩、碎屑岩交互沉积含煤组合,晚三叠世兼有碳酸盐岩与碎屑岩交替含煤沉积组合及陆相含煤碎屑岩沉积组合,侏罗纪主要为陆相含煤碎屑岩沉积组合,早白垩世及古近新近纪较侏罗纪又增加了火山喷发含煤碎屑岩沉积组合。

在中国含煤地层的时代划分与对比方面,从年代地层单位与岩石地层单位的角度看,以石炭、二叠系界限之争问题最多,本书考虑到编制等时岩相古地理图的需要,在华北聚煤区仍以太原西山标准剖面厘定的界线为准,以重要门类化石为依据,结合稳定标志层和沉积特征,对区内南带太原组和山西组的界线进行了年代地层单位的重新划分对比。结果认识到各剖面地点的最高海相层位并不相当于太原西山东大窑灰岩的层位,而是高于东大窑灰岩的层位,过去在南带划分之太原组实为一穿时岩石地层单位。这种新的认识将有助于沉积环境和聚煤规律的研究。对于华南聚煤区的上、下二叠统界线,传统的划分是将界线置于峨眉山玄武岩顶面或茅口组顶部侵蚀面上,但由于下二叠统顶部缺失Neomisellina-Codonofusiella生物带,造成茅口组顶部侵蚀面并非真正的上、下二叠统界线,经过重新对比发现,该界线在川滇黔区应位于蛾眉山玄武岩中间,而不在顶面。对于东北聚煤区陆相侏罗系与白垩系的界线,过去将有争议的岩组划为“侏罗白垩系”,本书依据近年来的资料和当前研究趋势,认为阜新之沙海组、内蒙古东部之白彦花群(霍林河群)、大磨拐河组均应划归下白垩统。

三、中国煤盆地构造

中国煤盆地构造类型和构造特征的差异,决定于不同地壳演化阶段的大地构造事件和构造古地理背景,也决定于成盆期的构造事件和盆地的基底性质。按照聚煤期构造稳定程度,可以划分为稳定型盆地、活动型盆地、过渡型盆地3类。稳定型盆地主要是以稳定地台为基底的大型陆表海坳陷盆地,通常煤系沉积稳定,同沉积构造及同期火山活动不发育,如华北石炭二叠纪巨型坳陷盆地、华南扬子区晚二叠世大型坳陷盆地等,都是在早古生代地台区继承发育的;其次是上叠于早古生代活动带或地堑(裂陷槽)之上的近海型盆地,如贺兰山东、西两侧的带状坳陷盆地及华南东部的三叠纪坳陷盆地等;或者是位于环太平洋构造带内构造活动微弱区,如东北晚中生代海拉尔二连盆地群。活动型盆地主要发育在地槽区和环太平洋构造带内,煤系沉积很不稳定,同沉积构造与同期火山活动强烈,如台湾古近新近纪盆地、喜马拉雅地槽区古近新近纪盆地、大兴安岭晚侏罗世大杨树盆地群等。过渡型盆地则发育在环太平洋构造带及尚未完全稳定的地槽褶皱带之上,如京西下花园侏罗纪盆地、阜新营城早白垩世盆地等。按照聚煤期后煤盆地受到的构造改造程度(成盆后构造挤压、岩浆活动、后期剥蚀)又可以划分为强改造型、弱改造型、中间型3类。强改造型盆地以环太平洋构造带东部及喜马拉雅地槽区的中、新生代盆地为主。弱改造型盆地,如我国中部和西北部中生代的鄂尔多斯盆地、四川盆地、新疆吐鲁番哈密盆地,以及新生代的滇东盆地群等。中间型盆地,如环太平洋构造带的中生代鸡西鹤岗盆地东侧,中西部基底稳定性较差的侏罗纪木里盆地、鱼卡盆地,古近新近纪的滇西盆地群等。此外,在我国相当多的煤盆地中分布有推覆构造,尤以环太平洋构造带为多,如华北盆地南缘大别山北侧、华南盆地之北缘、河北兴隆、江西萍乡、湘中涟源、福建大田等地。

中国煤盆地构造的演化,从板块构造观点来看,可以分为两个主要阶段:古生代—中生代初期为板块漂移阶段(华北、华南两大板块盆地从古生代的远距离漂移到中生代初期的对接),中、新生代为板内盆地(中国西北部、中部)和板缘盆地(中国西南部、东部)阶段,古生代的盆地以巨大型浅海、近海坳陷盆地为主,往往占据了板块的大部分空间;中、新生代的盆地由大型近海盆地转向中小型、群体陆相断陷盆地和山间坳陷盆地为主。演化的总趋势是:板内盆地较稳定,板缘盆地由活动趋向稳定,东部盆地类型趋向复杂化(先拗后断盆地与先断后拗盆地并存,以后者更为常见;先张后挤与先挤后张现象并存,以前者较常见),大盆地后期趋向解体,小盆地后期多有联合。由于板块内各地块原来大地构造属性的差异和受到西伯利亚、太平洋、印度三大板块作用的强度不同,导致分布于板内或板缘不同部位的各个盆地构造特征不同。受板块作用影响较小的西北部和中部的侏罗纪盆地为稳定型,后期改造较弱;受板块作用影响较大的东部和西南部的侏罗白垩纪、古近新近纪盆地为过渡型;受板块构造作用影响强烈的台湾、雅鲁藏布地区的古近新近纪盆地为活动型,后期受到强烈改造。

中国煤盆地富煤带的展布和特厚煤层的形成,也受着盆地构造演化的制约。厚煤层或特厚煤层的形成,主要是在基底沉降稳定和拗陷速率适当的部位。通常,大的坳陷型盆地煤层展布广阔而较薄,较厚的煤层或富煤区多位于盆内凹陷及隆起斜坡部位;断陷型盆地中煤层分布则较局限,煤层形态及厚度变化较大,在盆缘断裂一侧或构造缓慢沉降的部位有时可形成特厚煤层。最有利于聚煤的盆地是发育在刚性地块上的晚古生代坳陷型盆地及继承性的中生代坳陷盆地,其次是发育在已经稳定的褶皱带上的中、新生代盆地。

中国煤盆地的分布主要受板块运动形成的海陆变迁和暖湿气候带更迭的控制。也可以说,不同时代的聚煤盆地是分别受到板块构造和三大构造带控制的。石炭二叠纪煤盆地及晚二叠世煤盆地主要受华北、华南两个汇聚板块的控制,但由于两个板块后来对接,导致石炭、二叠纪聚煤集中;三叠纪由于p-T事件影响,聚煤量很少;华北和东北的早侏罗世、早白垩世盆地分布主要受蒙古弧形构造带的控制;东部一系列古近纪煤盆地主要受西环太平洋构造带控制,由于太平洋板块俯冲,导致火山带、地温异常带及暖湿气候带出现,形成了西环太平洋古近新近纪聚煤带;西南部新近纪煤盆地主要受喜马拉雅构造带控制。三大构造带对煤盆地的控制作用,实际上反映了太平洋板块、西伯利亚板块、印度板块对我国煤盆地的影响,这是我国晚古生代以后煤盆地形成、演化最主要的宏观控制条件。这一展布特征,正好与我国周边邻区煤盆地的分布特征协调一致。

总结中国煤盆地的主要构造特点可以归纳为:①克拉通盆地聚煤广泛而强烈,以华北板块为例,石炭二叠纪含煤岩系分布范围与块体近似,聚煤广泛丰富,各时代煤炭资源总量达35600×108t,高于世界其他块体资源总量;②克拉通盆地古生代含煤地层后期构造变形普遍强烈,而世界各主要古生代克拉通煤盆地内,褶皱变形却普遍微弱;③陆间活动带或地槽区,聚煤作用普遍微弱,如天山兴安地槽的石炭二叠纪含煤岩系;④分布于古生代地槽褶皱带上的中生代“地台型”盆地(吐鲁番哈密盆地、海拉尔二连盆地),往往聚煤丰富,后期变形微弱;⑤成盆后的造山、造盆作用主要是新构造运动,使不少盆地又分别被强烈抬升或下陷。

四、中国聚煤期与地壳演化规律

中国地壳演化阶段与聚煤盆地的形成演化关系密切。主要聚煤期与地壳演化的大阶段基本一致。大体可划分为海西、印支、早燕山、中燕山、喜马拉雅5期(在不同成盆阶段,盆地类型、充填特征、聚煤强度都有明显的差异)。

1)海西期:在加里东构造运动之后,晚古生代聚煤坳陷已见雏形,随着新的海侵到来,华北地台和华南地台都开始了陆表海陆源碎屑盖层的发育阶段。沉积和构造的稳定,提供了形成大面积稳定煤层的区域条件。在华北地区,海水主要来自东和南。贺兰山一带海水来自西南,在物源区构造作用与区域海水进退共同作用下,形成了从海进到海退的充填序列。其中,在最大海侵前、后的沉积体系域导致了聚煤作用的发生。在华南地区,海水主要从西南的特提斯海域侵入;在下扬子一带海水则来自东部古太平洋,并且总体表现为不断的海侵。在早石炭早二叠世,由于物源区构造作用较弱,所以只有短暂的、局部的聚煤作用,早、晚二叠世期间,由于东吴运动的抬升伴随玄武岩浆喷发,导致华南地台西部强烈隆升,构造了区内主要陆源碎屑供应区,使南方最重要的扬子区晚二叠世聚煤坳陷得以形成。

2)印支期:由于华北南侧陆缘区与华南扬子北侧陆缘区对接拼合,伴随着南方拉丁期大面积海退,使中国东部形成一片大陆。此时,西部特提斯的演化成为极其重要的构造事件。正是由于来自西部的推挤,才形成了大型的、类前陆的鄂尔多斯三叠纪内陆湖盆坳陷和龙门山—大巴山三叠纪前聚煤坳陷。

3)早燕山期:这是中国大陆聚煤作用最强的时期之一,鄂尔多斯早—中侏罗世聚煤坳陷处于相对稳定的河流—浅水湖盆发育时期,成为特大型聚煤盆地。准噶尔盆地属于前陆挠曲坳陷,盆地南侧由于强烈的逆冲挠曲下沉,湖盆内细碎屑充填很发育,聚煤作用一般沿盆地边部发生。与此同时,在中国北方东部地区也出现了小型的山间聚煤坳陷。

4)中燕山期:中国东部进入裂陷作用为主的构造阶段。主要的聚煤盆地为半地堑或地堑成群出现,并多以断陷湖盆充填为特征。它们在构造格架、充填演化以及排列方式上都具有特殊的相似性,应属于东北亚晚中生代断陷盆地的一部分。

5)喜马拉雅期:聚煤盆地总体分布格局明显受环太平洋构造域的控制,同时又受海洋性气候影响,所以古近新近纪含煤盆地具有环太平洋分布的特点。除已知分布于大陆上的含煤盆地外,沿渤海、黄海、东海、珠江口的陆棚区分布着一系列的古近新近纪含煤盆地。在陆域的依兰伊通断裂带和抚顺密山断裂带上,由于裂陷作用形成了抚顺、梅河口等煤盆地;在中国西南部,由于先存断裂网络的影响,形成了众多以南北方向为主导的小型断陷盆地,盆地面积小,数目多,常有巨厚煤层赋存。这类盆地集中分布于云南、广西,如昭通、小龙潭、开远、百色、南宁等盆地。

综上所述,中国聚煤盆地从晚古生代到中、新生代,总体演化趋势是:大型内陆碎屑陆表海聚煤坳陷→大型内陆湖盆坳陷(古前陆塌陷)→断陷盆地群(湖盆为主)→山间小型坳陷和断陷盆地。聚煤盆地这种由海到陆、由大到小的古地理变迁,是与地壳各演化阶段的古构造背景紧密关联的。同时,聚煤作用的气候条件随着植物的发展演化,也由热带、亚热带迁移扩展到温带。因而,古生代聚煤盆地多分布于热带、亚热带潮湿气候区;中、新生代聚煤盆地多分布于温带潮湿气候区。

中国聚煤盆地的充填特征和聚煤古地理演化:盆地充填具有特定的沉积相组合或体系域构成。通过盆地充填特征的研究,可以重塑聚煤盆地古地理环境的演化过程:

1)晚古生代滨海平原是发生泥炭化的主要场所,主要聚煤沉积环境有滨海冲积平原、滨海三角洲、潮坪和潟湖障壁岛、碳酸盐潮坪等。这些体系在一定充填阶段形成特定的沉积体系配置沉积体系域,而滨海三角洲或三角洲碎屑海岸体系是最重要的成煤古地理环境,并常与聚煤中心相吻合。

2)晚三叠世,华南西部大型川滇近海盆地和华南东部海湾型近海盆地含煤岩系主要形成于海退充填序列。主要聚煤沉积环境有滨海平原、滨海—湖泊三角洲平原、滨海冲积平原、滨海山间平原,以及滨海海湾、潟湖河口湾等体系。聚煤作用总体较弱,盆地充填岩系厚度变化大,岩相复杂,一般缺少大面积稳定分布的厚煤层。

3)早—中侏罗世聚煤盆地以大型内陆坳陷盆地为主,含煤岩系形成于内陆湖盆的不同充填演化阶段,主要煤层形成于湖泊三角洲充填阶段。与以往概念不同的是,早—中侏罗世大型内陆坳陷在盆地充填演化过程的长时间内存在着固定的湖泊水体,并且从盆缘向湖中心可划分出冲积体系—三角洲体系、湖滨带湖泊、水下三角洲带等体系构成的沉积体系域。

4)晚侏罗—早白垩世和古近新近纪聚煤盆地基本上是相互隔离的中、小型盆地。但在三江—穆棱河晚侏罗早白垩世近海坳陷盆地和内蒙古东部的早白垩世断陷盆地,以及环太平洋分布的众多古近新近纪小型断陷坳陷湖盆中,聚煤密度均较大,巨厚—特厚煤层均形成于湖盆充填演化过程中的湖泊淤浅阶段。

中国煤聚集规律的最主要结论:

1)海西和印支期的煤主要集中在以稳定地台为基底的大型陆表海坳陷盆地中,如华北石炭二叠纪聚煤坳陷和华南扬子区晚二叠世聚煤坳陷。物源区构造作用和区域性海水进退是控制陆表海—近海盆地富煤带形成与迁移的主要因素。碎屑滨岸带的滨海三角洲或三角洲—碎屑海岸体系是最重要的聚煤环境,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稳定的古老地台或地块为基底的大型内陆湖盆,如鄂尔多斯盆地和准噶尔盆地。湖盆大规模扩张期前后在盆缘地带的滨浅湖—湖泊三角洲体系和冲积扇—扇三角洲体系是最重要的聚煤环境,富煤带常与之相吻合。

3)燕山中期—喜马拉雅期的煤主要聚集于和基底先存断裂有关的中、小型内陆断陷期盆和坳陷湖盆中。这些盆地常以含有巨厚—特厚煤层为特征,盆地面积虽小,但含煤率普遍较高。燕山中期位于大陆边缘地块基底上的三江穆棱河近海坳陷盆地也以赋存有数百亿吨的优质炼焦煤资源而着称。

4)基底具有稳定沉降构造背景的拗拉槽、前陆坳陷、裂谷型含煤盆地,也可形成一定规模的富煤带。

5)泥炭沼泽沉积与其上、下沉积物的成因过程截然不同,因此泥炭沼泽化事件对煤层的煤岩、煤质参数产生了重要的影响。

概括言之,硫分与海水有关,形成于海陆交互相含煤岩系中的煤层硫分较高;灰分与泥炭沼泽的矿物质补给有关,形成于近源地带的煤层灰分较高;煤岩组分与泥炭沼泽的覆水程度有关,覆水较深时煤中的镜质组含量较高,反之丝质组含量较高。这些观点对预测煤质和有效地开采煤炭始终有着理论指导意义。

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