能源地质学作业

煤田地质学作业1、煤层厚度变化的原因煤层厚度及其变化是影响煤矿开采的主要地质因素之一，煤层厚不同采煤方法也不同。

煤层发生分叉、变薄、尖灭等厚度变化，则直接影响煤炭储量平衡和煤矿的正常生产。

影响煤层厚度变化的因素有许多，主要有：(1)泥灰沼泽基底不平影响煤厚的变化泥炭沼泽基底不平导致煤层增厚、变薄和尖灭是常见的地质现象。

当泥炭沼泽发育在古侵蚀基准面上时，首先在低洼处生长和堆积了泥炭层相互隔离；随着区域性沉降或地下水位抬升，隔离的泥炭沼泽逐渐连成一体，泥炭层才在整个盆地范围内堆积。

泥炭沼泽基底不平引起煤厚变化有如下特征：①煤层底板或基底岩层界面呈凹凸起伏状而顶板界面却较平整；②含煤岩系底部或下部煤层厚度变化极不规则；③基底古地形低洼处煤层增厚，向突起部位尖灭或变薄。

(2)影响煤层厚度变化的沉积因素①沉积体系与煤层厚度变化的关系冲积扇体系泥炭沼泽主要发育于扇前、扇间洼地和扇三角洲、废弃扇体上，向盆缘方向急剧尖灭，向盆地方向分叉变薄，常沿远端扇形成厚煤层。

曲流河体系中泥炭沼泽主要发育于堤后、河道间泛滥盆地和废弃河道上，煤层呈透镜状，沿河道砂体方向厚度稳定，向两侧接近河道、越岸决口扇沉积则急剧分叉或尖灭。

辫状河道不稳定，仅在支流间地区可形成透镜状煤层。

网状河是一种稳定的大面积沉积环境，河道间湿地十分有利于厚层泥炭的堆积。

三角洲体系泥炭沼泽发育于支流间泛滥盆地、间湾和废弃的分流河道和叶体上，煤层厚度变化较大。

泻湖-障壁岛体系中泥炭发育障壁后、潮汐三角洲、潮坪和泻湖堆积的泥炭沼泽，煤层较薄，泻湖填积基础上可形成较厚煤层。

②对煤层分叉类型的影响煤层减薄或增厚的主要方式是煤层分叉，煤层的简单分叉通常是泥炭沼泽中同沉积期河流或湖泊发育的结果，有机质的堆积暂被碎屑沉积所取代，碎屑注入一旦停止，植被重新繁殖，泥炭再次堆积。

(3)同沉积构造对煤层厚度的影响①基底断裂系控制煤层分带在含煤岩系形成过程中，基底断块的不均衡沉降控制了沉积环境的配置和演变，相应地煤层厚度显示沿倾向的分带性和沿走向的分区性。

②盆内次级同沉积褶皱对煤层厚度变化的影响聚煤盆地内往往发育次级隆起和拗陷或次级同沉积褶皱，对煤层厚度有不同程度的控制作用。

盆地内次级隆起、同沉积背斜构成蓄水盆地内的浅水地带，沼泽持续发育，出现厚煤层，煤层向拗陷部位分叉、尖灭。

或盆地内次级拗陷部位，湖泊相持续发育，而隆起部位冲积相发育，则拗陷部位形成厚煤层，向隆起带变薄、尖灭。

③盆地内同沉积断裂活动对煤厚的影响聚煤盆地边缘和内部的同沉积断裂活动可造成含煤岩系和岩相的显著变化，导致煤厚的突变。

在泥炭堆积最有利的地段，可形成厚煤层，沿断层走向延伸，横越断层则迅速变薄、分叉或尖灭。

(4)煤层的冲蚀和顶凸构造①煤层的同生冲蚀泥炭沼泽邻近同期发育的河道时，河道及其支流注入泥炭沼泽，河流充填物与泥炭层间表现为冲蚀接触或过渡接触。

同生冲蚀影响范围和深度较小，一般以煤层夹矸形式出现，个别情况下也可完全取代煤层。

②河流充填负载构造泥炭层堆积之后，如果上覆层为小型河流砂质填充体，在负载作用下，顶板砂质物便会突入未固结的松散泥炭层，形成负载构造。

(5)后期构造变动对煤层厚度变化的影响后期构造变动可改变煤层的原始产状，也可引起煤厚的变化，煤层在构造应力驱动下易于破碎和产生塑性流动，使煤层局部增厚或减薄。

褶皱作用一般在褶曲轴部煤层增厚，而在翼部减薄或尖灭。

断裂构造一般对煤层厚度影响不大，仅在断层面附近，由于引捩作用使煤层局部加厚或减薄，沿断层形成断层无煤带或煤层叠覆带，及断层两侧的煤厚变化带。

(6)岩浆岩侵入对煤层的影响岩浆侵入煤层，使煤层厚度、结构、煤质均发生变化，有时煤层变质为天然焦或被吞蚀，从而丧失工业价值。

(7) 岩溶作用造成的无煤陷落柱含煤地层下伏岩如为可溶性岩石，在地下水的溶蚀作用下形成岩溶洞穴，在上覆岩系的重力载荷下，煤层及围岩陷落，形成环形柱状陷落柱，破坏了煤层的连续性，煤层部位被上覆地层的岩、煤碎块所充填。

2、三角洲沉积体系的特征及其与能源矿床聚集的关系河控三角洲沉积体系中，河流作用是建造三角洲体系的主要因素，由三角洲平原沉积，三角洲前缘沉积、前三角洲沉积及三角洲朵体间的三角洲间湾沉积构成。

(1)三角洲平原沉积三角洲平原是三角洲陆上低平的地带，主要由活动的河道和废弃的河道及河道两侧的天然堤、决口扇和泛滥盆地等沉积所组成。

组成三角洲体系最主要骨架砂体在剖面上呈透镜状，在平面上呈分支状。

天然堤沉积是由洪水漫溢在近河道外侧形成的沉积，远离河道粒度变细，以粉砂质沉积为主。

决口扇沉积在河控三角洲体系中较为常见。

湖泊、沼泽、泥炭沼泽沉积广泛分布于分流河道间地带。

下三角洲平原的分流间湾位于河道间地带与海水沟通的微咸水体，主要为泥质静水沉积。

(2)三角洲前缘沉积是三角洲体系的水下部分，分布于三角洲平原向海的一侧，是河流与海洋作用最活动的地带，在三角洲沉积体系中沉积速度最快。

主要由分流河口沙坝及前缘席状砂构成。

河流带来的砂质沉积于流速减弱的河口处，因而形成河口沙坝，在平面上呈长轴顺河伸展的椭圆形，在剖面上呈双凸的透镜体。

前缘席状砂分布于三角洲前缘带，是河口坝砂经海水作用再分布而形成的。

(3)前三角洲沉积前三角洲沉积主要由暗色含有机质的泥质组成，具水平层理，是三角洲沉积体系中最均匀且分布最广泛的沉积，可含海生动物化石，但门类稀少；从前三角洲平缓向前延展，可过渡到陆棚沉积。

(4)三角洲间湾沉积是大型三角洲朵体间微咸水或近正常海水环境下的沉积，沉积物以泥质为主，可夹有石灰岩层或透镜体，含海相或微咸水化石。

河控三角洲在发育过程中不断向海进积，因而造成自三角洲陆上到水下各环境沉积物的依序叠置形成由下而上由细变粗再变细的层序特征。

在各种三角洲沉积体系中，以河流作用为主的三角洲体系为成煤提供了更为有利的场所，在不断推进的三角洲平原及三角洲前缘滨岸地带，都是泥炭沼泽发育的良好场所，在三角洲朵体废弃后，低平地势也成为良好的成煤场所。

上三角洲平原显示高能量的河流作用特征，河道侧向迁移明显，多形成较宽的砂岩条带，泥炭堆集范围不甚广泛，但环境较为稳定，有利于泥炭沼泽的形成和发育，能形成较厚的煤层，煤层在河道间低洼处，短距离内变薄，沿倾向煤层连续性好。

近河岸因决口扇沉积出现煤层分叉和灰分增高，多形成低硫煤。

分流河道的废弃也为泥炭沼泽的扩展提供了有利的条件。

下三角洲平原是河道显著分支、分流间湾发育的地带，也是海水和潮汐影响较显著的地带。

由分流河道砂、分流河口沙坝砂及侧向上共生的分流间湾沉积构成。

分流间湾沉积以深灰至灰黑色泥岩为主，夹有不规则的灰岩及菱铁矿矿层；决口扇沉积可出现在分流间湾沉积内，湾的淤积也能出现泥炭堆积，下三角洲平原中泥炭堆积多沿河道近堤岸地带分布，平行河道方向煤层连续性略好。

由于煤层顶板多为海相沉积，因而硫分含量高。

在下三角洲平原成煤条件从狭窄的近岸地带逐渐向分流间湾环境扩展。

湾的浅化过程主要由细粒的溢岸洪泛沉积、略粗的决口扇沉积及海岸沉积充填淤浅的结果。

浅的决口扇表面植被发育，渐由草本沼泽发展成森林沼泽，而后再次出现溢岸洪泛沉积和决口扇沉积，如此反复可形成下三角洲平原特有的湾充填含煤层序。

上、下三角洲平原间的过渡带，分流间湾沉积物较薄，含半咸水至海相动物化石，天然堤沉积较厚，而决口扇发育较差。

过渡带的分流间湾大部被沉积物所充填，从而为成煤提供了广阔的平缓平台，成为分布广、厚度大的泥炭层堆积场所。

煤层总体沿沉积向伸展，由于决口扇及分流河道的冲蚀，也可出现无煤带，煤中的硫分趋于中等。

三角洲分流河首因决口而改道，便出现了三角洲朵叶的变化，即由活动的建设性朵叶变为废弃的破坏性朵叶，在废弃的朵体上，由于压实作用，地势渐趋低洼，演化为泥炭沼泽发育的场所。

这种条件的反复出现，于是形成了若干含煤沉积旋回。

地域辽阔的三角洲环境是河、海、湖交会的地带，气候潮湿，生物繁衍的速度极快，由于沉积物源的丰盛、海岸线和构造沉降环境的持续，就为古代油气的形成、聚集提供了良好的储集场所。

世界上许多大型的油气田都与三角洲沉积体系有关。

3、论述二十一世纪中国能源发展趋势目前人类利用的能源主要是化石能源，即煤、石油、天然气，其次是水力能和核能。

从能源生产和利用的发展趋势来看，二十一世纪天然气的利用强度将超过煤和石油，核能和太阳能也会得到较快的发展。

就中国能源资源而言：煤炭资源量占95%，石油、天然气仅占5%。

中国目前能源生产构成是以煤为主，即煤占75%，石油占12%，天然气占4%，水电占7%，核能占2%。

未来中国能源中煤仍占重要地位，但比例会有所下降，而天然气、石油、水电、核能将会上升，新能源也将得到较快发展。

煤炭开采环节多、难度大、成本高、运输不便，利用时对环境和大气污染比较重，开采后造成地表塌陷，但煤炭是发电的主要燃料，也是炼铁所需焦炭的唯一来源，更是重要的民用燃料和化工原料。

天然气开发成本低，运输方便，利用时工艺流程较简单，污染小，是一种优质的洁净能源。

石油是汽车等的主要燃料，也是化工极重要的原料，同时在工农业生产、国防、科学技术等方面也是不可或缺的燃料或原料。

太阳能、地热能、核能、水力能等能源，污染小，可再生，但生产工艺复杂，生产成本较高。

在今后相当长一段时间内，化石能源仍然是人类的主要能源，还要继续开发利用，但对环境污染方面要加快改进。

新能源将会得到积极的开发和利用。

4、石油、天然气地质研究的主要内容油气盆地是油气生成、运移和聚集的基本地质单位，首先要从总体上研究整个盆地的沉积发展史、构造发展史及水文地质发展史等，探索油气生成、运移、聚集的各种地质条件，最终找出油气盆地内最有利的含油气地区。

油气盆地地质研究的主要内容为：(1)油气生成、聚集条件和指标①物质基础：有机物质的性质和数量；②成熟度：有机物转化为油气的成熟程度；③运移：油气运移、圈闭和聚集；④保持：盖层、油气后期改造热力和水动力条件。

(2)地质因素①沉积作用②沉降作用③应力场和应力条件④构造样式或形态(3)时间和控制因素①构造背景或构造环境②时间：盆地在时间上的发展和演化③热史、热体制或状况油气聚集的古气候、古生物、古地理和古构造等地质特征综合反映在沉积盆地的特征中。

丰富有机质为含油母岩的形成与聚提供了基础，构成了含油盆地不同于其它沉积盆地的特征；古气候是各类生物繁衍、其残体转化为油气资源和保存的前提条件；油气盆地的出现依赖于大量有机物质堆积和转化的古地理条件，在成盆过程中必须长期处于有一定水体深度的内陆湖泊或陆缘浅海环境；油气盆地的形成离不开稳定持续沉降的大地构造条件，一方面提供了巨厚的沉积物和丰富的有机质，同时又不断地提供了有机物质迅速埋藏和逐步转化为石油的物理化学条件，更由于构造运动作用为油气的运移、转化和富集创造了条件。