影响聚煤古地理环境的因素很多,但构造因素和气候因素最为重要。强烈的构造运动可以产生切割很深的高山和深谷;而缓慢的地壳升降又可出现广阔的平原和浅海。气候直接影响着剥蚀和沉积,影响着生物群落的分布,由地壳运动和气候等因素所招致的海水进退则对古地理环境起着直接的控制作用。依据影响聚煤形成的古环境、沉积物、含煤旋回、相组合特点及含煤性等因素,聚煤古地理分为浅海型、近海型、内陆型3种类型。
聚煤古地理类型
按照煤系、煤层富集的特征及其所反映的总的沉积环境对聚煤古地理进行的划分。
- 英文名称
- coal-accumulating paleogeographic types
- 所属学科
- 地质学/地质资源与地质工程
是在开阔的浅海环境下聚煤形成的古地理类型。多出现在早古生代,那时高等植物尚未发展起来,只有低等植物菌类、藻类在浅海环境下繁殖,死亡后在一定条件下形成了石煤。沉积物以浅海相为主,煤层多形成于泥质沉积之上,而煤层上覆为碳酸盐沉积,旋回结构十分清楚。煤为腐泥煤,有机组分为菌类、藻类,硫分、灰分含量较高。典型例子是中国陕南早寒武世含煤岩系、南方分布较广的早古生代含石煤的煤系等。
在海岸线附近地区,沉积区比较广阔,地形比较简单,海平面变化对沉积影响很大,是海与陆共同作用的聚煤古地理类型。总体上应属于海陆过渡区。其特点是形成的煤系分布广、岩性岩相比较稳定、旋回结构清楚且易于对比、含煤性较好。还可以进一步划分为滨海平原型、滨海冲积平原型、滨海三角洲型、障壁-潟湖型等。
滨海平原是重要的成煤环境,岩性以细碎屑岩、泥岩和石灰岩为主,粗粒沉积很少。岩相主要是滨海相和潟湖相为主,也有浅海相。海侵时,聚煤盆地常被海水淹没,而海退时则形成滨海潮滩和潟湖环境,成为聚煤的主要场所。煤层分布范围很广,发育稳定,但常为薄煤层,通常硫分含量很高。典型例子是中国华北一些地区晚石炭世太原组和华南一些地区早石炭世测水段和晚二叠世龙潭组。
滨海冲积平原是在滨海平原的基础上发展起来的,可能由于海面下降,也可能由于沉积物补偿使沉积界面逐步高出海面而成。煤系岩性特征以粗中粒砂岩为主,有时也可有圆度较好的砾岩。旋回结构比较清楚,但常有冲刷面,有时冲蚀到煤层,因而使煤层变薄甚至尖灭。煤的灰分含量有时较高,但硫分含量较低。这一类型在中国晚古生代煤系分布很广,如华北地区北纬35°以北大部分山西组属于这一类型。
滨海三角洲的煤系形成于滨线附近,陆海之间,由于沉积速率较高,煤系大多在海退状况下形成,因而煤系厚度较大。岩性以碎屑岩为主,也可以见到海相岩层,但厚度不大。旋回结构比较清楚,常为不对称或不完整的旋回。煤层层数一般较多,以中厚及薄煤层为主,煤层横向变化较大,常常变薄或尖灭,煤质一般为低硫煤,但有的灰分含量较高。本类型在中国晚古生代煤系中也有分布,如淮南煤田的下石盒子组、黔西六盘水煤田的龙潭组。
障壁-潟湖成煤作用主要发育于障壁后低洼的潟湖环境中。随着潟湖的逐渐淤浅,在潟湖的浅水地带和潮坪上开始出现微咸水的盐沼并堆积了泥炭。形成的煤系有两种:①盐沼泥炭形成的煤层薄而不连续,侧向上过渡为根土岩;②由淡水泥炭形成的煤层厚,但在许多地方含有大量的碳质泥岩和泥岩夹层,煤层不稳定,侧向上过渡为炭质和非炭质泥岩。中国湖南早石炭世测水组的煤层属于这一类型。
内陆型的聚煤古地理包括远离海洋的大陆区和山间区,是比较复杂的环境。其岩性、岩相及含煤性相差较大,对比也比较困难,可以进一步划分为内陆盆地型、山间盆地型、山间谷地型等。
内陆盆地特点是四周为低山、丘陵,河流比较发育,河流具有中年期性质(低弯度曲流),都流入到盆地最低处的湖泊中。在河流间分布一些湖泊和沼泽。煤系的岩性特征以中粗碎屑岩为主。岩相有分带现象,盆地边缘主要为冲积相,盆地中部出现滨湖相、湖沼相以至深水湖泊相。煤层发育程度和河流关系密切,一般为薄煤层,煤层层数多,但在边缘可出现厚煤层,煤层稳定性差。但有的地区由于聚煤面积大,也可形成重要的煤田。中国陕甘宁地区鄂尔多斯盆地侏罗纪延安组属于内陆盆地型。
山间盆地型被群山所环抱,侵蚀区地形切割强烈,盆地和侵蚀区高差较大,因此盆地边缘山麓相发育,盆地中部有稳定的湖盆,湖泊相发育。旋回结构一般不清晰,岩性岩相变化较复杂,煤层层数不多,但厚度较大,煤层结构复杂,横向变化较大。煤层上常有油页岩层或腐泥煤,含煤性较好,可形成大煤田。中国中、新生代有不少煤系属于这种类型,新疆准噶尔盆地中侏罗世西山窑组属于大型山间盆地型。
山间谷地为群山环抱,在山麓处冲积扇较发育,盆地中部有稳定的山间河流发育,河床相沉积呈条带状延伸,并随地形高差和气候的变化而不断变迁。具有旋回结构复杂,旋回数目多而不完整,横向变化较大等特点。煤层层数、厚度变化大,同一盆地中各地段含煤性差别较大,形成一些富煤带。在富煤带中煤层的总厚度较大,中国中生代的煤系属于这种类型的辽宁阜新煤田晚侏罗—早白垩世煤系。
扩展阅读
- 杨起,韩德馨.中国煤田地质学:上册.北京:煤炭工业出版社,1980.