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华北的煤和地区分布

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华北的煤和地区分布_第1页
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中国不同时代形成的煤和地区分布之间的关系?煤是由植物经过复杂的作用形成的,而植物为了适应环境生存,植物界形成 了不同的部落,出现植物分区,为成煤提供了丰富的物质基础所以,形成了我 国地史上的聚煤期有14个,其中早石炭世、晚石炭世一早二叠世、晚二叠世、 晚三叠世、早一中侏罗世、早白垩世和第三纪为主要聚煤期在这7个主要聚煤 期中,以晚石炭世一早二叠世、晚二叠世、早一中侏罗世和早白垩世4个聚煤期 更为重要,相应煤系地层中赋存的煤炭资源占我国煤炭资源总量的98%以上,煤 层气资源占我国煤层气资源总量的99.5%以上1、主要聚煤期含煤地层分布晚石炭世至早二叠世晚石炭世至早二叠世的聚煤作用在我国北方形成 海陆交互相石炭一二叠系含煤地层,主要赋存在华北赋煤区,含煤面积80万km2, 构成了我国最主要的煤层气聚气区,即华北聚气区该区大地构造单元为华北地 台的主体部分,地理分布范围西起贺兰山一六盘山,东临勃海和黄海,北起阴山 一燕山,南到秦岭一大别山,包括了北京、天津、山东、河北、山西、河南、内 蒙南部、辽宁南部、甘肃东部、宁夏东部、陕西大部、江苏北部和安徽北部的广 大地区在华北赋煤区内,还广泛发育了早一中侏罗世含煤盆地,并见零星上三 叠统和第三系含煤地层分布。

晚二叠世晚二叠世聚煤作用在我国南方十分强烈,含煤地层广泛分布 于秦岭一大别山以南、龙门山一大雪山一哀牢山以东的华南赋煤区内,构成了我 国华南煤层气聚气区该区大地构造单元属扬子地台和华南褶皱系,地理分布范 围包括西南、中南、华东和华南的12个省区华南赋煤区内除有以龙潭组为代 表的上二叠统含煤地层外,还有上石炭统、上三叠统一下侏罗统、第三系等含煤 地层分布下一中侏罗统 下一中侏罗统含煤地层主要分布在西北赋煤区,在华北 赋煤区的分布也较为广泛西北赋煤区由塔里木地台、天山一兴蒙褶皱系西部天 山段和秦祁昆仑褶皱带、祁连褶皱带、西秦岭褶皱带等大地构造单元组成,地理 分布范围包括秦岭一昆仑山一线以北、贺兰山一六盘一线以西的新疆、青海、甘 肃、宁夏等省区的全部或大部早一中侏罗世的聚煤作用在西北赋煤区广泛而强 烈,所形成的煤炭资源在该区占绝对优势地位,并构成了我国西北煤层气聚气区 的主体此外,该区局部地带尚有石炭一二叠系和上三叠统含煤地层赋存下早白垩统 下早白垩统含煤地层主要分布在东北赋煤区,是我国东北 煤层气聚集区煤层气赋存的主要地层其大地构造单元为兴蒙褶皱系东段、华北 地台东北缘及滨太平洋褶皱系,地理范围包括黑龙江、吉林、辽宁中部和北部以 及内蒙东部。

此外,本区内还有石炭一二叠系、第三系等含煤地层分布滇藏赋煤区的聚煤期多,台湾赋煤区以第三纪聚煤作用为主,但两地区 的煤层气资源意义不大,故含煤地层分布状况不再赘述2 区域构造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、羌北一昌都、羌南一保山、拉萨一腾冲、兰坪-思茅、琼中等11个中间地块以及天山一兴蒙(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一埋藏史、受热一演 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一二叠纪期间,古亚洲体系内发生 洋陆演化以及陆一陆碰撞,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一双湖一澜沧江、昌宁一孟连一线展布,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一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,形成锡霍特阿林一日本一琉球一台湾一巴拉望燕山期造山带和亚洲东缘 的火山一深成岩带中国东部大兴安岭一太行山一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陷盆地,如大兴安岭盆地群、辽西盆地群、 京西盆地、大同盆地等;中西部地区则发生大规模拗陷,形成了四川、鄂尔多 斯、准噶尔等大型内陆拗陷型盆地在白垩纪期间:随着东亚大陆边缘的解体, 在东北原海西褶皱带基底上形成许多地堑或半地堑断陷盆地,如二连一海拉尔盆 地群、阜新一营城盆地群等;在稳定地块上则发育有大中型坳陷及断陷盆地,如 三江一穆棱河盆地、松辽盆地等在新生代,我国处于三大地球动力学体系三向应力作用的动态平衡中, 新特提斯洋于始新世关闭,印度板块与欧亚板块碰撞,形成由南向北的挤压应力, 使贺兰山一龙门山以西的西北和滇藏赋煤区发生挤压变形,形成诸如准噶尔地块 南缘煤田的逆冲推覆等构造,印度板块的推挤还以滑移线场的方式使华南赋煤区 向东南滑移晚第三纪,现代西太平洋沟一弧一盆体系形成,太平洋板块和菲律 宾海板块向西或西北方向俯冲,中国东部成为活动大陆边缘,东北、华北和华南 赋煤区东部处于伸展状态,以走滑和断陷作用为主鄂尔多斯盆地、四川盆地是 太平洋及特提斯体系的构造应力衰减、消失的过渡地带,中新生代以来的大地构 造十分稳定。

2.成煤作用和地壳运动的关系东北赋煤区东北赋煤区约以松辽盆地为界,东、西两部分分别卷入太 平洋体系和古亚洲体系西部自元古代全古生代末,构造作用主要表现为古亚洲 洋的俯冲消减及西伯利亚板块与华北板块的不断增生以至碰撞,两大陆在石炭一 二叠纪期间沿二连一贺根山一线对接,形成天山一兴蒙海西褶皱带的东段,该褶 皱带往东被松辽地块和南北向的张广才岭褶皱带遮断三叠纪以来,东北东部受 太平洋体系的控制,侏罗纪末古太平洋的闭合在东北赋煤区的东北缘形成乌苏里 晚燕山碰撞褶皱带白垩纪以来,随着西太平洋古陆的裂解和现代太平洋沟一弧 一盆体系的形成,中国东部处于裂陷伸展状态,在佳木斯地块和兴安岭海西褶皱 带的基底上,分别形成了三江一穆棱河、二连一海拉尔等断陷盆地群西北赋煤区西北赋煤区以阿尔金断裂带为界,南、北两部分演化历程 有所不同北部是西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块(准噶尔地块和伊犁地块是其 组成部分)、塔里木板块向外增生直至碰撞的历史,西伯利亚板块与哈萨克斯坦 板块在海西期碰撞形成斋桑一额尔齐斯海西褶皱带,哈萨克斯坦板块与塔里木板 块在早石炭世初沿南天山缝合带对接而形成天山海西褶皱带总体上来看,西北 地区在早二叠世末已连成统一的大陆,二叠一三叠纪期间处于剥蚀状态,早一中 侏罗世期间夷平的海西褶皱带与准噶尔地块及伊犁地块连成一个巨型内陆湖盆, 形成一套河流一湖泊相含煤沉积。

阿尔金断裂带以南的柴达木、祁连山和河西走 廊地区在早古生代时由北祁连洋、中祁连隆起、柴北洋、柴达木地块等组成,加 里东运动期褶皱成陆,河西走廊在石炭纪于褶皱带的基底上接受海侵而形成海陆 交互相煤系,二叠纪整体抬升,聚煤作用结束中祁连和柴达木地块北缘地区在 晚三叠世全侏罗纪期间发生断陷,形成中祁连和柴达木地块北缘早一中侏罗世聚 煤盆地始新世以来,印度板块与欧亚板块发生碰撞,青藏高原、天山等强烈隆 起,西北赋煤区遭受挤压变形,在准南、柴北、祁连等地的含煤盆地内均发育 由造山带指向盆地、基底隆起指向聚煤拗陷的逆冲推覆构造华北赋煤区它与华北地台的范围基本一致,华北地台是我国最古老的一 个构造单元,时代最早的未变质盖层是中元古界长城系,并在中一晚元古代地台 上发育了燕辽、豫陕、贺兰三个裂陷槽,地台北缘在早寒武世早期开始形成统一 发展的华北地台下古生界沉积于陆表海环境,缺失晚奥陶世到早石炭世的沉积 这是华北地台区别于我国其它地台的显著特征之一华北地台自中石炭世再次开 始沉降,海侵由东北部向地台内部推进,聚煤作用广泛发生,形成了统一的华北 聚煤盆地在中石炭世太原期,华北盆地与祁连盆地沟通,聚煤作用强烈,具有 海侵一海退"转换期"成煤及区域上"翘板式"。

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