煤田层序地层与聚煤特征探究
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【摘要】随着我国经济的快速发展，煤田作为重要的能源化工地，越来越受到重视。但有关资料表明，我国多数地区对煤田的研究大部分局限于小范围的井田或某一地层中，因此我国迫切需要开展全面的煤田资源赋存规律的研究。层序地层学作为一门新兴的学科，其广泛投入应用为研究成煤机理提供了一种新的途径。这些新的科学研究方法推动着煤岩系沉积学的飞速向前发展。
层序地层学是在地震地层学的基础上发展起来的一门新兴学科，它的主要研究对象是以侵蚀面、无沉积面或是与它相对应的整合面为界，探索研究在全球范围内以确定年代地层格架方法的学科。它作为一种分析煤田的新方法，受到了越来越多的研究学者的重视，现已发展成为一种预测勘探油气以及科学研究的分析手段，且已融入到含煤岩系的研究中，并推动着含煤岩系沉积学不断向前发展。
1 地质背景
甘肃南部晚二叠世聚煤盆地在扬子板块的西部，在扬子聚煤盆地的北半部分。茅口晚期的东吴运动把扬子盆地整体抬升，产生了由西向东的海退，致使甘肃大部分地区上升成陆并不断地遭受到剥蚀，导致茅口组发生了不同程度的缺失。由于剥夷作用，形成了广阔的残积平原，这种平坦的地形条件为含煤地层的沉积奠基了良好的条件。伴随着峨眉山玄武岩的喷溢堆积，使康滇古陆的地势连续升高，造就了上扬子盆地的地形西缘正向，从而成为龙潭组聚煤盆地的物资补给地。在拉张坳陷和重力均衡的两大机制的共同作用之下，康滇古陆东侧形成了沉降机制。在中后期里，因为发生了由北东向南西的海侵，致使海平面整个的向西不断推进，最终就形成了古叙矿区的海陆过渡相沉积体系了。
2 层序地层分析
图1 蹬槽剖面石炭一二叠系层序地层柱状简图
在这次的层序分析中我们选取的是对华北晚古生代聚煤盆地的层序地层的研究。华北晚古生代聚煤盆是一个巨型克拉通盆地，它的煤炭资源丰富，盆地的形成和保存相对来说较完整。我们把研究区域晚古生代地层划分为了七个三级层序，如上图1所示：
2.1 层序S1
在这一层序中明显发育的是海侵体系域，而低位体系域与高位体系域没有表现出明显的迹象。海侵体系域地层中含有菱铁矿结核，还有平行层理与细微的波状层理。这一层序主要是潟湖相沉积。
2.2 层序S2
本层序是海侵与高位体系域发育。层序S2的底界面是一个转换面（海侵方向的），海侵的方向是北东转换为南东。海侵体系域地层含有深灰色泥岩，中粒砂岩，还有一些动物痕迹化石等等。高位体系域地层包含的是灰色生物屑泥晶灰岩和煤层等等，夹有植物化石碎片，腕足类动物化石。此层序主要代表碳酸盐台地和潟湖-潮坪相沉积。
2.3 层序S3
层序S3发育的是海侵和高位体系域，发育不明显或者不发育的是低位体系域。高位体系中含煤层，细砂岩，粉砂岩；另外还有平行层理，交错评理，其中还不乏有一些植物化石。本层次表示的是三角洲平原沉积。
2.4 层序S4
层序S4的底界是底部冲刷面（砂锅窑砂岩的），它的初始海泛面是在沙泥互层段的底部，而最大海泛面是在本层最厚岩石的底部，是层序S4最深沉积环境的代表。海侵体系域的特征是细粒石英砂岩和薄层状泥岩在岩层里交替出现，并且颗粒向上逐渐变细，泥岩厚度越来越厚，砂岩的厚度越来越薄，反映出三角洲形成退积序列的过程。高位体系域上下部分的构成不同。该层序体系域是在三角洲平原和前缘沉积环境中形成的。
2.5 层序S5
层序S5的底面就是四、五煤段分界线砂岩的底面，最大海泛面是该层序中最后泥岩的底面，而初始海侵面是在砂质泥岩的底面。低位体系域含有牙形的石化石，两种不同类型的交错层理，分别为槽状和板状。海侵体系域中主要是一些泥岩，薄层煤，茎根、植物化石等。高位体系域也有两种交错层理，其中还有一些植物类化石、紫斑泥岩。这一层序主要为上三角洲平原的沉积相。
2.6 层序S6
层序S6是低位体系域、海侵体系域与高位体系域三个都发育的层序。本层序最深的沉积环境是在最大海泛面，位于硅质海绵岩底部。低位体系域发育着大型的槽状交错层理，而且也有牙形石化石、细砾石，粗砂岩。高位体系域含有海绵骨针化石，牙形石化石，还有小型的层理。本层序中三角洲平原作为沉积环境。
2.7 层序S7
层序S7也是三个体系域都发育的层序。低位体系域是由各种砂岩构成，还有大中不同的交错层理。海侵体系域地层含有砂岩、泥岩，少量植物化石碎片，发育有平行层理与交错层理（槽状）。这一层序是陆缘近海湖泊沉积。
3 聚煤特征探究
3.1 煤层的形成与环境有着千丝万缕的联系
煤层较容易在扇前冲积平原、湖滨三角洲、滨浅湖泊的环境中形成，举个例子来说吧例如义马煤田，所以说煤层分布特征和周围的沉积环境分不开，直接相关联。
（1）扇前冲积平原
因为这种地形地势比较低平，潜水位较高，并且养料矿物成分丰富，并且有着适宜的气候，特别有利于植物的生长繁殖，为煤的形成提供了良好的环境。
（2）湖滨三角洲
这是一种小型的三角洲，因为有河流流入湖中，所以水分充足也很适合植物的繁殖生长。但是由于小三角洲沉积环境不太稳定，河道短小，堆积速度慢，加上受季节的影响，就比较容易生产分叉煤了。
3.2 煤层与构造的关系
构造对煤层的影响是非常深刻明显的，它不仅受到古构造的影响控制，还会遭到后期构造的破坏。古构造中，在向斜中尤其是沿着向斜轴展开的周围往往蕴藏着丰富的煤炭，相对来说背斜顶部的煤炭资源就相对稀薄了些，而处在交叉地带的层则位于背斜北边的斜坡上。后期构造对煤层的破坏主要体现在断层和冲蚀作用，它们会把煤剥蚀残尽。
4 总结
随着层序地层学的广泛应用和聚煤特征规律的研究探索，对我们更好的勘测利用煤田具有越来越重要的意义。煤炭资源作为工业的血液，作为重要的能源，弥足珍贵，层序地层学和聚煤规律的应用为我国的工业资源打开了另一片天地，对掌握一个区域的煤层存储厚度和分布具有现实意义。
参考文献：
[1]陈世悦，徐凤银，刘焕杰.华北晚古生代层序地层与聚煤规律[M].北京：石油大学出版社，2000.
[2]邵龙义，陈家良，李瑞军，张鹏飞.广西合山晚二叠世碳酸盐岩型煤系层序地层分析[J].沉积学报，2003（01）.