煤盆地

在地質歷史發展過程中，由含炭物質沉積形成的大面積含煤地帶。也就是同一地史過程中形成並連續發育的煤系分布的區域。煤田大多表現為盆地形態 ，故又稱煤盆地 。

基本介紹

• 中文名：煤盆地
• 又名：煤田

控制因素

作用的發生與地球歷史中特定地質時期、特定構造部位的古植物、古氣候、古地理和古構造等因素密切相關，聚煤盆地則是上述四種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。在這四種因素中，古植物、古氣候條件提供了聚煤作用的物質基礎。自從地球上出現了陸生植物，便有了成煤的物質條件，早古生代煤主要是內濱海一淺海藻菌類為主的低等生物所形成的，是一種高變質的腐泥煤；而此後的聚煤作用形成的則是以高等植物殘骸為物質條件的腐植煤。而古地理和古構造則是具體聚煤盆地形成、演化的主要外部控制因素。

中國含煤盆地兩大發展階段

在全球構造發展演化的歷史中，印支運動是不可忽視的重要的構造運動。印支期的地殼演化，使聯合古陸開始逐步解體或發生構造分異，特提斯洋縮小、關閉，太平洋開始形成、擴張，裂陷作用開始在全球逐步展開，形成了多種類型的與裂陷作用有關的盆地，地球進人了新全球構造發展演化階段。
印支運動構造幕也是中國大陸構造格局的重大轉變時期，朱夏(1978，1982)將這一重大轉變稱之為“兩個世代”和“兩大構造體制”；黃汲清(1977，1982)將其劃分為中國大地構造發展的古生代階段和巾、新生代階段。中國含煤盆地的發展歷史也不例外，與其他沉積盆地一樣，也可以印支構造運動幕劃分為兩個特徵不同的主要發展階段：印支期前為晚古生代含煤盆地發展階段，印支期後為中、新生代含煤盆地發展階段(馮福閩，1988)。
印支期前的晚古生代含煤盆地屬於亞洲構造體系域，以巨型一大型克拉通型含煤盆地為主，含煤岩系展布廣，沉積環境穩定，岩性及岩相變化相對較小，厚度不大和變化較小，沉積環境以海陸互動相及濱、淺海沼澤相含煤沉積為主。
印支期後的中、新生代含煤盆地，受特提斯一喜馬拉雅構造體系域和濱太平洋構造體系域雙重作用的影響，發育有多種類型含煤盆地，沉積環境轉變為以陸內湖沼相含煤沉積為主。這些含煤盆地與同時代的含油氣盆地一樣，具有面積相對較小，含煤岩系厚度一般較大，厚度變化較大，煤岩成分及含煤岩系的岩性變化較大，沉積環境多變的特點。
中國含煤盆地發展演化的兩大發展階段，不僅反映了中國含煤盆地構造格局、古地理景觀和含煤盆地形成發展及含煤沉積環境的巨大變化，也說明r含煤盆地的形成演化與其他類型沉積盆地一樣，也受制於中國大陸地球動力學特徵及發展演化歷史，也顯示了巾國含煤盆地演化的階段性與全球聯合占陸的拼合與裂解密切相關(李思田，1997)。晚古生代為全球聯合古陸的拼合階段，歐亞大陸與岡瓦納大陸開始拼合，全球性海平面上升，形成眾多超大型含煤盆地，在中同，石炭紀一二疊紀也在北方和南方形成了兩個大的克拉通型含煤盆地；印支運動導致全球性環境劇變，中生代以後為聯合古陸逐步解體階段，全球進入裂陷作用期，中國也不例外，形成以裂(斷)陷型含煤盆地為主的演化發展階段。

盆地類型

根據形成煤盆地的動力條件，可劃分出拗陷型、斷陷型和構造一侵蝕型三種基本類型。在三種基本類型之間還存在著各種過渡類型。
(1)拗陷型煤盆地(亦稱波狀拗陷盆地)
盆地的基底基本上為一連續界面。聚煤期地殼運動以寬緩開闊的波狀隆起和拗陷為主，含煤岩系就形成於波狀拗陷內。波狀拗陷可能是地殼薄化引起的區域沉降．也可能是殼下物質活動引起的熱沉降，或區域構造應力場造成的地殼波狀變形。拗陷型聚煤盆地內部比較穩定和均一，但常常鄰接活動構造帶，受到各種板塊邊緣活動動力效應的波及，因此盆地邊界構造對盆地的形成和演化有重要的影響。
中國華北石炭一二疊紀煤盆地是一個比較典型的波狀拗陷型煤盆地，也是一個克拉通內沉積盆地。盆地南、北側分別以秦嶺一大別和陰山活動構造帶為界。總體為一個由西北向東南緩傾的箕狀盆地。盆地的基底為中奧陶統侵蝕界面。盆緣局部地段為寒武系或震旦系。華北石炭一二疊紀煤系由一個完整的海侵一海退旋迴組成。在海域不斷擴張的總趨勢下形成以渴湖、潮坪一障壁體系為主的早期聚煤環境，以穩定的薄 中厚煤層和淺水碳酸鹽岩層的廣泛發育為特徵，旋迴結構清晰，煤層易於對比。晚石炭世中晚期，海域範圍最大，在盆地北緣山前地帶發育厚煤層，大約自晚石炭世晚期，由於內蒙古一大興安嶺海槽漸趨封閉，盆緣隆起帶多河系攜帶的大量陸源碎屑注入盆地，開始了盆地範圍的海退期。在海退的總趨勢下，形成以淺水進積三角洲為主體的晚期聚煤環境。中一厚煤層廣泛發育，煤層穩定性較差，常見沉積間斷和河流沖蝕現象。整個聚煤盆地內含煤岩系的岩性岩相和富煤層段、聚煤帶呈現規律性變化，大體呈“東西向成帶，南北向遷移”的總格局。
(2)斷陷型煤盆地
斷陷型煤盆地的基底為不連續界面，成盆期地殼運動以塊狀斷裂運動為主。斷陷盆地可以是由地幔隆起誘發的表層引張作用而產生的地塹型盆地，也可以是由伸展作用所產生的正斷層系而形成的半地塹型盆地，或者是由走向滑動斷層所派生的垂向分量而形成的拉分盆地。盆地的邊緣常常存在主幹斷裂，對盆地的形成和演化起控制作用，基底斷塊的旋轉、滑落是盆地形成的主要動力方式。我國內蒙古霍林河煤盆地是一個半地塹聚煤盆地，盆地沿北東向延伸，晚中生代含煤岩系與下伏火山岩係為假整合接觸，基底為石炭一二疊紀淺變質岩系。盆地西北緣為盆緣主斷裂。

盆地自下而上可劃分為6個岩段，由沖積扇粗碎屑岩一深湖泥質岩一衝積、湖泊含煤岩組構成一個大型沉積旋迴。含煤岩系總厚1600 m，由東南向西北增厚，粗碎屑岩主要分布於西北翼盆緣斷裂內側。煤層最大厚度位於盆地中部；向兩北冀煤層層間距加大，分岔、變薄和尖滅，與粗碎屑岩楔形交錯；向東南翼煤層有合併現象，煤層層間距減小，層數減少。富煤帶與岩相帶一致，平行盆地長軸方向延展。
(3)侵蝕盆地
地質外營力(如河流、冰川、風等)的侵蝕和溶蝕作用形成的地形窪地，稱為侵蝕盆地。在適宜的氣候、水文條件下，窪地可以沼澤化而堆積泥炭。堆積作用主要是將侵蝕或溶蝕窪地填平補齊，含煤沉積厚度僅數米至數十米。沉積於沉積間斷和剝蝕面上的含煤岩系，其底部層段和煤層常常具有這種填積特徵。如我國雲南東部的宜良、霑益等地的早石炭世含煤岩系直接超覆於泥盆系侵蝕面上，煤系厚度很薄，一般為數米至數十米。煤層賦存於剖面下部．含煤1～3層，層厚0．3～1．0 m，局部可達10 m。煤層發育明顯地受古地形的影響，煤體呈透鏡狀，延伸不遠便變薄、尖滅。

時空演變

就全球而言，煤盆地的時空演變與各大板塊的聚合與分離息息相關。演變的最終結果就是世界各地含煤盆地的空間分布和含煤地層時代的差異性。正如Gilbon早在板塊構造理論提出之前就注意到的那樣，世界各國含煤岩系的地質時代和空間分布之間並沒有直接聯繫。從地理版圖來看，2．5億年前的石炭一二疊紀含煤岩系遍布世界各大洲，從北美到歐亞．從南美、南非到澳大利亞，幾乎無處不在。只是北美、歐洲的含煤岩系時代偏老。而澳大利亞、印度和南非的石炭一二疊紀含煤岩系時代偏新；可是到了中生代的侏羅一白堊紀，情況大不相同，除了歐亞大陸的東部和南美、加拿大西部之外，北美、西歐、澳大利亞和印度、南非均未見煤系出露。古近紀、新近紀的情況與石炭一二疊紀類似．唯南非和加拿大未見該成煤期的煤系出露(圖4-8)。解釋這種差異性的最合適的理由正是前面提到的與不同成煤期相對應的古植物、古氣候、古地理、古構造。現僅以含煤岩系分布最廣的石炭一二疊係為例加以說明。如前所述，成煤的物質基礎是成煤植物，而成煤植物的生長需要溫暖潮濕的氣候，而地球上的氣候分帶是地球在太陽系中的位置決定的。所以，在石炭一二疊紀成煤期，現今有含煤岩系出露的地區應該都曾位於赤道附近的溫暖潮濕氣候帶，而且是分布在不同類型的聚煤盆地之中。只能後來的構造運動造成了這些含煤岩系現今的分布格局。

中國地塊和北美、歐亞皆位於赤道附近，具有良好的成煤條件。可是到晚石炭世，華南地塊仍在赤道兩側，而華北地塊則已明顯北移。二者的成煤條件有明顯差異。