含煤沉积体系和相.ppt
第5章-煤及煤系
引起煤厚变化的地质因素: 原生变化和后生变化。
影响煤层形态和煤层厚度变化的因素有许多，常见的有： 1.泥炭沼泽基底不平影响煤层形态和厚度的变化 ①、煤层底版或基底岩层界面呈凹凸起伏而 顶板界面却比较平整，即“顶平底不平”。 ②、往往在含煤岩系的底部或下部的煤层煤 厚变化极为不规则。 ③、基底古地形低洼处煤层增厚，向突起部 位尖灭变薄。其分层和层理多为下伏的 基底岩层界面所截切，呈现超覆样式。
煤层底板以泥岩、粘土岩最为常见, 通常呈团块状, 富含植物根茎化石和不规则滑面, 俗称根土岩。根土岩常含有伊利石、蒙脱石、高岭石和其它粘土矿物, 尤以高岭石最富集, 可形成具有工业价值的耐火粘土矿层。
煤层顶、底板的稳定性: 对采掘巷道、采面的维护和正常生产循环影响很大。如果顶板松软，容易发生冒顶事故； 反之，如果顶板过于坚硬，则造成放顶困难。灰岩、砂岩为顶板: 它们是矿井充水的重要来源； 如底板为遇水膨胀的粘土岩，会引起底鼓或软岩涌入巷道，破坏巷道，影响运输。 因此，在煤田地质勘探和煤矿生产过程中应加强对煤层顶、底板岩性和岩石力学性质的研究。
补偿关系: 过度补偿 均衡补偿 不足补偿（或为: 欠补偿）
时间推移
埋藏深度
沉积厚度
地壳沉降 （振荡）
煤层
盆地底
多煤层形成
2.煤层顶底板
煤层顶板
伪顶
直接顶
老顶
煤层底板
直接底
老底
煤层与顶板的接触关系： 明显接触：说明沉积环境变化较快！ 过渡接触：沉积环境是渐变的！ 常有不到1m的伪顶存在！ 冲刷接触：煤层与顶板沉积环境是剧变的。
二、 煤层结构与厚度
1.煤层的结构 煤层包含煤分层和岩石夹层，不含夹石层的称为简单结构煤层； 反之，含有夹石层的则称为复杂结构煤层。 煤层夹矸的物质来源，主要取决于泥炭沼泽所处的沉积环境。
7 聚煤盆地及煤聚积规律ppt课件
105°
110°
第二节 聚煤盆地的分类
115°
120°
125°
130°
200 100 100
40°
200
银川
50 70
第二节 聚煤盆地的分类
50m
1
2
3
4
5
100m 0
云南沾益天生坝煤矿含煤沉积剖面 1—石英砂岩；2—泥岩；3—煤层；4—泥灰岩；5—白云岩（D2）
（据《中国煤田地质学》，韩德馨等，1980）
我国云南东部的宜良、沾益等地的早石炭世含煤岩系直接超覆于泥盆系侵蚀面 上，煤系厚度很薄，一般为数米至数十米。煤层赋存于剖面下部，含煤1~3层，层厚 0.3~1.0m，局部可达10m。煤层发育明显地受古地形的影响，煤体呈透镜状，延伸不远 便变薄、尖灭。
1
2
3
4
5
6
7
0
华北石炭-二叠纪煤盆地沉积-构造剖面示意图
1-泻湖-滨海铁铝质沉积；2图-6泻-1 湖华北-石障炭二壁叠含纪煤煤盆地沉沉积积—；构造3剖-面海示意湾图-潮坪含煤沉积；4-浅水三角洲 1含—泻煤湖—沉滨海积铁铝；质沉5积；-2冲—泻积湖—扇障壁-含河煤沉流积；含3—海煤湾、沉潮坪积含煤；沉积6；-4—煤浅水层三角；洲含7煤-断陷盆地
代含煤岩系与下伏火山岩系为假整合接触，基底为石炭—二叠纪浅变质岩系，盆地西北 缘为盆缘主断裂。盆地自下而上可划分为六个岩段，由冲积扇粗碎屑岩—深湖泥质岩—
冲积、湖泊含煤岩组构成一个大型沉积旋回。含煤岩系总厚1600m，由东南向西北增厚，
准噶尔盆地石油地质特征简介ppt课件
➢盆地石油勘探开发全面展开阶段（1980～至今）： 从1980年开始，勘探
重心由南疆转为北疆，在西北缘的勘探取得了重要成果，明确了生储盖组合 特征和构造演化特征，划分出了盆地8个一级构造单元，相继发现了火烧山 油田、北三台油田、三台油气田、石西、石南油田等油气田。
提纲
一、盆地概况 二、勘探历史 三、构造演化 四、地温场特征 五、生储盖组合 六、油气分布特征 七、油气藏类型 八、油气成藏模式 九、典型油气藏
四、地温场特征
地表热流、地层结构（岩石热导率）
•地下温度分布与现今地表
热流分布密切，镜像关系;
•相同下，不同
沉积地层的地温差异很大。
（（引引自自：：（（邱邱楠楠生生等等（（2020010）1）））
•东部地温明显较高与地表
热流值密切相关；
➢海西运动晚期：天山地槽未关闭，
有浅海沉积；在博格达槽地有火山 岩及火山碎屑岩分布，属断陷沉积； 早二叠世末，天山地槽封闭—博格 达成山—准噶尔南部边缘形成，从 （引自：赖世新，黄凯，陈景亮等 （1999）） 此，进入盆地演化时期。
三、构造演化
（三）、盆地演化阶段（早二叠世至第四纪）
对于准噶尔盆地的构造演化一直以来是一个存在争议的焦点，争论的 问题主要是：（1）准噶尔盆地的早二叠世属于裂谷还是前陆盆地？（2） 晚二叠世—古近纪盆地的性质？对此许多学者提出了自己的观点：
6-含煤沉积体系
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湖北早二叠世梁水组煤层形态
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A
B A′
A′ A
B
B′
+140 +130 +120 +110 +100 B ′
(a)
辽宁阜新煤盆地泥炭沼泽基底不平图示
(a)-平面图；(b)、(c)-剖面图 1-泥岩；2-砂岩；3-砾岩；4-巷道；5-煤层底板等高线
(b)
1 3 110 5
后生变化：
指泥炭层被新的沉积物覆盖以后，由于构造变动、河流 冲蚀等后期地质作用所引起的煤层形态和煤 层厚度的变化。
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六、煤层厚度及其变化
1、泥炭沼泽基底不平
特征：“顶平底不平”； 往往在含煤岩系的底部或下部的煤层 煤厚变化极不规则；基底古地形低洼处煤层增厚，向突起部位 尖灭变薄，呈现超覆样式；煤层及夹石层的层理与顶板岩层平 行，在底板隆起处可见煤分层及夹石层被隔开而不连续。
(c) 2 4
2024/8/2图 4-3 辽宁阜新煤盆地泥炭
25
六、煤层厚度及其变化
2、地壳不均衡沉降：
含煤岩系形成过程中，聚煤拗陷基底沉降速度往往不平 衡，这种差异性（同沉积褶皱、同沉积断裂，以及差异小振 荡运动等）可导致煤层形态和厚度的变化。在沉降速度与植 物遗体堆积速度近于一致的地段，形成较厚的煤层；其它地 段煤厚较薄。
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六、煤层厚度及其变化
另外，按照国家目前有关政策，根据煤种、产状、开采方法和不 同地区的资源情况等，所规定的可采厚度的下限标准，称为最低可 采厚度。这个标准在各个国家往往是不同的，甚至同一国家在不同 时期也可根据技术的发展和国民经济对煤的需要情况而有所变动。
沉积环境分析方法概述ppt课件
化学的：覆盖着沉积环境的水的成分， 汇集区的岩石的地球化学性质。
生物的：包括动物和植物两类生物的作 用。
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二、沉积相的概念
沉积学者所面临的是沉积岩（物）， 它是古代沉积环境的遗迹。
古代沉积环境已不能直接观察到，因 此，就引入了“相”和“岩相”的概念。
•另一方面常见于其它相中的化石属和种在这 个生物群中是没有的。
莫西索维克斯（Mojsisovics）早在1879年就 写到：“在格列斯利与奥佩尔（Oppel）之后， 人们现在习惯上用相这个术语表示在不同环境15
相的概念： 塞利（1970）提出从五方面来
限定“相”：沉积岩体的几何形态、 岩石学特点、古生物特点、沉积构 造特点和古流向特点。
“沉积模式实质上是描述了再现 的沉积作用的面貌”,
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沃克（R.Walker，1978）认为： 沉积模式乃是对沉积特征的一种
全面的概括。
这种概括应包括两方面，一是其 特征的概括，二是对其形成机理的 概括，因之，模式是具有解释性的。 由此，模式可以用文字、公式，或 用各种图件表示。
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相模式本身除了一个环境的概括外， 还必须起到下列四个方面的重要作用：
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第一节 环境、相、模式的概念
一、沉积环境 1、自然地理环境
环境是从地理学中引进来的概念， 地理学家把地球表面划分为若干不同 的地理景观单位，包山脉、河流、湖 泊、沙漠、海洋等。这就是所谓的自 然地理环境。
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2、沉积环境 沉积学者所研究的是物质沉积时的
自然地理环境，称之为沉积环境。
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3、沉积环境的概念
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五个研究领域：
《煤矿地质知识》课件
伴生矿产
煤层中常常伴生有其他的 矿产，如硫铁矿、油页岩 等，这些矿产具有一定的 经济价值。
煤的分类与特点
烟煤
褐煤
烟煤是煤的一种主要类型，其特点是 具有明显的烟熏味，含碳量较高，发 热量较大。
褐煤是一种较为年轻的煤，其特点是 含水量较高，颜色多为褐色或深褐色 ，发热量较低。
产损失。
排水费用
矿井排水是煤矿生产的重要环节， 水文地质条件直接影响排水费用和 生产效率。
采掘工程影响
矿井水文地质条件对采掘工程的布 置和设计有重要影响，需要考虑防 水、排水等措施。
矿井水文地质的防治与利用
防水措施
针对矿井突水灾害，应采取防水 、排水、截流等措施，降低灾害
风险。
排水系统设计
根据矿井水文地质条件，合理设 计排水系统，确保排水能力满足
数值模拟
综合研究
利用计算机技术，建立煤矿地质模型，进 行数值模拟和分析，预测煤矿开发过程中 的各种地质现象和灾害。
将上述方法综合运用，结合实际生产情况 ，开展煤矿地质研究，为煤炭工业的发展 提供科学依据和技术支持。
02 煤的形成与分布
煤的形成过程
01
02
03
煤的形成
煤是古代植物遗体在地下 经过长时间的高温高压作 用形成的，主要成分为碳 、氢、氧、氮等元素。
应用
将资源储量管理与生产计划、采掘方案、安全管理等相结合 ，实现资源的合理配置和高效利用，促进矿山可持续发展。
06 煤矿地质灾害与 环境保护
煤矿地质灾害的类型与特点
总结词
类型多样、特点各异
地面塌陷
由于地下采空导致地面塌陷，影响范围广，破 坏性强。
第三节 常见沉积相
第三节常见沉积相、岩相古地理及岩相古地理图一、大陆环境沉积1、山麓及山间盆地沉积类型特征：形成于山间和山前地带。
地势起伏悬殊，高差和坡度大，以快速堆积为特征。
如：洪积扇或冲积扇堆积，以粗砾为主，多呈棱角状，分选和磨圆极差，砾径大小混杂2、河流相分为河床、堤岸、河漫及牛轭湖亚相。
1）河床：可分为河床滞留、心滩或边滩微相。
河床滞留——砾石沉积，与下伏岩层呈冲刷侵蚀接触心滩——辫状河沉积，可见砾石；边滩——曲流河沉积，环流侧向加积。
2）堤岸亚相：主要细砂、粉砂和泥互层3）河漫：垂向加积。
发育层面构造和水平层理。
河漫滩（发育粉砂岩、泥岩）河漫湖（发育泥岩）河漫沼泽（泥炭沉积发育）4）牛轭湖：河流截弯取直留下废弃河道，发育粉砂和富含有机质粘土沉积，有化石河流沉积具有明显的二元结构：河床沉积（下）；河漫滩沉积（上）。
呈现间断正韵律，韵律底部常有冲刷面。
3、湖泊相湖水深度分为：滨湖、浅湖和深湖。
特点：水体封闭，沉沉积相分布基本上呈环带状分布。
3、沼泽相：发育在潮湿区，水体滞留。
低能环境，暗色泥岩为主，夹煤层或煤线。
4、冰川沉积：寒冷地区，冰碛物多为棱角状，混杂堆积，砾石表面具擦痕。
二、海陆过渡环境沉积相以三角洲环境为典型代表。
沉积体由相互连接的三部分组成。
1）、三角洲平原（顶积层）：是三角洲的陆上部分，陆生生物化石丰富；2）、三角洲前缘（前积层）3）、前三角洲（底积层）：海（湖）生生物化石增多由于三角洲沉积体不断向海（湖）方向推近，这时则以侧向加积为主，形成反旋回序列反旋回序列：在剖面上，沉积物自下而上呈现出由细到粗，是三角洲沉积的一个主要识别标志。
（三）海洋环境沉积分为滨海（潮汐带）、浅海（陆棚或陆架）、半深海（大陆斜坡）、深海（大洋盆地）1、滨海沉积相类型：也称滨岸沉积环境。
受潮汐和海浪的影响最为强烈a有障壁的海岸：潮坪环境（有沉积作用），无沉积作用的称为潮浦。
以潮汐作用为主。
潮坪可划分为潮上、潮间和潮下（亚浅海），0—50m 三个带。
角洲沉积学与沉积环境课件
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角洲沉积学与沉积环境课件
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第二节 三角洲的分类
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角洲沉积学与沉积环境课件
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第二节 三角洲的分类
三、Coleman 和Wright的分类 强调综合因素的影响，而不是单个因素，
划分出六种三角洲类型，每个类型都有 其独特的砂体形态和分布特征。
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角洲沉积学与沉积环境课件
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第一节 影响三角洲发育的主要因素
（7）潮汐作用：改造砂体形态。 （8）风暴：风暴波浪的原动力、改造砂体形
态。 （9）近岸流（海流）：对沉积物进行不同程
度的改造和再分配。 （10）陆架坡度：对三角洲形态和形成影响
大，低坡度陆架形成大的三角洲
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角洲沉积学与沉积环境课件
（1）高密度入流：注入水体密度大于蓄水水 体密度时形成沿盆地底部的面状流动，两种 水体仅在底部两度空间混合，混合速度慢， 注入水体速度的降低也较慢。如：冰水注入 温暖的湖水、深湖和深海中的浊流等。
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角洲沉积学与沉积环境课件
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第一节 影响三角洲发育的主要因素
（2）低密度入流：注入水体密度小于 蓄水水体密度时形成。注入水就漂浮在 蓄水体的表层流动。
3．远沙坝（相） 在河口坝向海侧的坝前地带，沉积物主要为
粉沙和少量黏土，含生物化石及潜穴遗迹， 生物扰动等。 4．前缘席状沙（相） 河口沙坝、远沙坝受到波浪、潮汐和沿岸流 的改造和再分布形成的席状沙层。
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角洲沉积学与沉积环境课件
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第三节 河控三角洲沉积环境及相特点
（三）前三角洲（亚环境、相） 在前缘的更向海地带，在正常天气波基面附
煤的形成过程PPT课件
件的中间层、还原环境的底层。 泥炭的形成与累积取决于：有机植物的增长量
2.植物残体的分解速度 影响分解速度的因素：主要有微生物的种类、数量、水热
条件、土壤的酸碱度、有机物的组成。 微生物的种类：喜氧的与厌氧的，喜氧的对泥炭的形成与
积累不利。
31
3 成煤原始物质－植物遗体的堆积环境
1）微生物数量：随土壤埋深增大而减少 2）水分和热量：微生物在土温20-30度，湿度达到
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3 成煤原始物质－成煤植物的主要有机组分
1. 碳水化合物
植物细胞壁的主要成分包括纤维素、半纤维素和 果胶质等。纤维素在溶液中呈胶体，容易水解；植物 死亡后，在氧化条件下容易受喜氧性细菌、霉菌等微 生物的作用而分解成CO2、CH4和水。半纤维素和果胶 的化学组成和性质与纤维素相近，但比纤维素更易水 解为糖类和酸。
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3 成煤原始物质－植物的演化史
从地史上与成煤作用关系，植物的演化大体上可以分为： ➢ 菌藻类时期：元古代-D1，广阔、稳定的浅海环境提供了
藻类大量繁殖的良好条件，因此形成了具有工业价值的 煤，这是地史上最早的聚煤时期。本时期所形成的煤， 一般属于高灰分的腐泥无烟煤类。主要分布在南方寒武 纪地层。 ➢ 裸蕨类时期：S3- D1 /D2。目前所知的最早陆生植物，植 物仍没有根。植物由水生到陆生的阶段，是聚煤史和植 物演化史的大事。
能源地质学-第五章第二节
C2h
泥岩
灰岩 2m
砂岩 灰岩
20m
湖北早二叠世梁山组煤体形态
（2）识别标志：
（1）煤层底板或基底岩层界面呈不规则起 伏，而煤层顶板界面比较平整，即“顶平底 不平”。
（2）煤层厚度变化急剧而不规则，且通常 位于含煤岩系剖面的底部或下部。
4.煤层形成的条件： ①具备泥炭堆积的条件 ②具备泥炭层保存的条件。
这就是说当泥炭层堆积之后，只有在地壳 沉降的构造背景下，泥炭层才会被上覆沉积物 掩埋而保存下来。
5.煤层形成不是单一作用，而是复杂的作用过 程：
由于各种地质因素的影响，沼泽水面抬升 和植物遗体堆积加厚之间的平衡状态是有条件 的、相对的和暂时的。泥炭堆积的整个过程中， 往往是不同补偿方式的反复交替，因而形成不 同的煤层形态和煤层结构。
1－河流砂砾沉积物相（；据开2滦－科湖技协泊会资砂料质，1沉964）积物相；3－湖泊泥质粉砂 质沉积物相；4－煤层不可采带；
5－岩相界线；6－煤层等厚线,m；7－河流流向；8－断层线；9－ 已回采区边界
二、煤层厚度和形态变化及其控制因素 （一）煤层厚度
1.煤层厚度：厚度是指煤层顶、底板岩层之间 的垂直距离。
依据煤层结构，可将煤层分为总厚度、有益厚 度和可采厚度。
煤层总厚度是煤层顶、底板之间各煤分层和夹 石层厚度的总和；
有益厚度是指煤层顶、底板之间各煤分层厚度 的总和；
可采厚度是指在现代经济技术条件下适于开采 的煤层厚度。
采
空
区
B11
煤层冲蚀变薄带
采
区
空
A
A
图 4-11 淮南矿区B11煤层河流冲蚀
综述某矿区煤炭地质勘查中含煤岩系沉积演化特征分析
综述某矿区煤炭地质勘查中含煤岩系沉积演化特征分析摘要：在大型陆相盆地边部聚煤环境比较复杂的新区（井田）进行深部煤层对比，往往采用某一种方法是难以准确确定煤层层位和构造形态的，需要应用多种对比方法进行综合分析和相互验证，才能取得可靠的对比结果。
按照先对比含煤段，后对比煤层的顺序，以标志层对比和层间距对比为主，沉积旋回、煤层、测井曲线组合、优势分析方法对比佐证的对比方法，对普查区主要煤层进行多重对比研究，取得了较好的地质效果，为该区由普查直接转入勘探阶段提供了可靠的地质依据。
关键词：煤炭地质；煤层对比；含煤岩系；演化特征abstract: the large continental basin edge poly coal complex new area (ida) deep coal seams comparison, often using a particular method is difficult to accurately determine the the coal stratigraphic and structural form, and require the application of a variety of contrast methods comprehensiveanalysis and mutual authentication, in order to obtain a reliable comparison of results. sedimentary cycle, coal seam, a portfolio of well logs, advantages of analytical methods in accordance with the first comparing the order of the coal-bearing segment, after contrast seam to the the flag layer of contrast and layer spacing compared contrast corroboration contrast, census main seam multiplecomparative study, good geological effect, provide a reliable geological basis for the area by the census directly transferred to the exploration stage.key words: coal geology; coal seam correlation; coal-bearing strata; evolution characteristics中图分类号： f416.21文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）一、含煤岩系沉积演化特征普查区含煤地层为延安组，埋深430～1350m。
河南省禹州煤田含煤岩系以及沉积环境探讨
障壁 岛相 ： 要 分 布 于本 区 东部 泉 店 一 带 。岩 主
性多为中粒石英砂岩 ， １ ３ 含菱铁矿结核 厚 ０— ０ｍ， 和菱铁 质泥 岩条 带 。具 有板 状 交 错 层 理 和透 镜 状 、 条 带状 ， 波状 层理 。垂 向上位 于碳 酸盐 台地之 上 ， 横 向上相 交为 潮坪 、 泻湖 一海湾 相 。 泻 湖 一海湾相 ： 溪 组 铝 土 质 泥岩 和 太 原组 顶 本
１ 煤 田概况
１ １ 构 造格局 ．
台地 潮坪 相 ： 碳 酸 盐 台地 靠 陆一 侧 形 成 的灰 为 泥 质沉积 ， 多为 薄层状 泥质 灰岩 、 钙质 泥岩 或钙质 粉 砂 岩 。含 较多 的生 物 化石 碎 片 和 贝壳 ， 可见 倾 斜 和 近垂 直 的生物 潜 穴 ， 映水 动 能 条件 较 强 。垂 向上 反
二叠 系上 统上 石盒 子组 （ 。 。其 中 山西组 为 主 要 Ｐ ）
可采 煤层 。
２ 沉积环境分析
本区二叠系含煤岩系 以山西组下部二 煤为界
可分 为下 部陆 表 海 碳 酸盐 一碎 屑 滨岸 沉 积 体 系 ， 上 部三 角洲 沉积 体 系及 形成 二 泥 炭 沼泽 的滨海 平 煤 原沉 积 体系 （ 图 １ 表 １ 。 见 ， ）
要 ： 禹州煤 田含煤岩 系划分为 陆表 海碳酸盐一碎 屑滨岸沉 积体系 、 将 滨海平 原沉积 体系 、 三角洲沉 积
体系 ， 总结 了各沉积体 系的沉积环境特征 ， 建立 了对应 的沉积模式 。 并
关键词 ： 沉积环境 ； 系地层 ； 煤 沉积模 式 中图分类号 ：Ｄ１３ １ Ｔ ６ ． 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ５ ２ ９ （０ ２ ０ ． ０ ２ ０ １０ ．７ ８ ２ １ ｌ ０ ． ４ ４ ４
煤的形成过程
3）酸碱度：pH=7-8对微生物活动有利
4）有机质的组成：泥炭藓<针叶木本植物<阔叶木本
植物<草本植物
5）泥炭的积累速度：0.5-2.2 mm/a。
3 成煤原始物质－植物遗体的堆积环境
二、植物残骸的堆积方式
1. 原地生成说 植物残体没有经过搬运，在原地堆积并转变为泥炭
2. 异地生成说
泥炭层形成的地方不是成煤植物生长的地方。证据：
结构镜质体，胞腔充填角 质镜质体，透射光80×， 辽宁阜新J3－K1
1 2
3
1—鳞木类细根 2—栉羊齿羽片上 的原位聚合孢 子囊 3—植物结构纵切 片太原西山7 号煤层
1 植物细胞结 构(切片)
1—据田宝霖
2—据丁丕训
2
煤中的显微组分
2 煤及其成因类型
煤是由植物遗体经过复杂的生物化学、地球化学、物理化 学作用转变而成的一种固体可燃有机岩，是由多种高分子化合 物和矿物质所组成的复杂混合物，是一种极其重要的沉积矿产， 它不仅是国民经济发展重要的能源，也是冶金和化学工业的重 要原料。 高等植物
3 成煤原始物质－概 述
高等植物—苔藓植物、蕨类植物、种子植物
1）它们的结构复杂，根、茎、叶等器官分明； 2）组成植物的基本结构单元是细胞。细胞由细胞壁 和原生质组成。 3）细胞壁的主要组分是：纤维素、半纤维素、木质 素。 4）原生质是细胞的内含物，它是由蛋白质、脂肪和 果胶质等一些碳水化合物组成的。
群的出现为前提。
3 成煤原始物质－成煤植物的主要有机组分
一、植物的组成
高等植物的器官：根、茎、叶
二、高等植物的组织 1) 分生组织：具细胞分裂能力，处于植物生长部位。 2) 薄壁组织：基本组织，壁薄、有间隙、体积大。 3) 保护组织：多构成表皮，细胞有角质膜、蜡质充填、周皮、 木栓形成层、木栓、栓内层。 4) 输导组织：输送营养物质的筛管、输送水分和矿物质的导 管。 5) 机械组织：起支撑作用。 6) 分泌组织：由植物体内能产生特殊物质的细胞组成。
煤层气地质学内容
第十二章煤地质学在煤层气资源评价中的应用第一节煤层气地质概述煤层气又称煤层甲烷、煤矿瓦斯，是在煤化作用过程中形成的、赋存在煤层及其围岩中的以甲烷为主要成分的混和气体。
煤层气在煤储层中以吸着态、游离态和溶解态三种形式赋存，吸着态（sorption）包括吸附态（adsorption）、吸收态（absorption）和凝聚态（agglomeration）三种方式。
其中，地层条件下，以吸附态方式赋存的煤层气占80~90%以上。
在地下采煤过程中，煤层气长期被视为有害气体，上世纪70年代末以来，由于能源危机的出现，美国等国家从能源的高度，对煤层气资源的开采实施了一系列优惠政策，从而推动了煤层气的研究和开发试验，并于上世纪80年代初取得重大突破，成为第一个进行大规模商业性生产煤层气的国家，也带动了煤层气研究的全球性热潮。
从灾害角度转向资源角度来认识煤层气，并进行相关的研究和勘探开发、利用，是当今能源开发史上的一大重要事件，将对一个国家的能源结构构成具有重大的理论和实践意义。
我国是世界上煤层气较为丰富的国家，同时也是煤矿瓦斯灾害最为严重的国家。
因此，进行煤层气地质研究，分析煤层气的成因、含气性、储层物性特征、成藏模式以及资源评价，进而促进煤层气资源的勘探开发和利用，对于缓解我国能源危机、加强国家能源安全，降低煤矿瓦斯灾害事故，保护人民生命财产安全和社会稳定，改善我国大气环境，促进环保事业发展都具有重要的意义。
第二节煤储层含气性含气性是是煤层气资源评价的首要基础，指地层条件下，储层中煤层气含量大小、质量的参数。
含气性因素由若干要素组成，如含气量、资源量、资源丰度、含气梯度、气体组成等。
其中，含气量、甲烷浓度、资源丰度和含气饱和度是其四个基本要素。
含气量制定煤层气勘探计划，进行煤层气资源量计算和评价不可缺少的参数，一般用储层条件下的单位质量的煤中煤层气的体积大小来表示（换算为标准状态下的体积），单位是cm3/t或m3/t。
煤层赋存情况介绍
山东煤田 煤层分岔
煤层分岔类型
2、泥炭沼泽基底不平
顶板界面却比较平整，即“顶平底不平”。 （2）往往在含煤岩系的底部或下部的煤层煤 厚变化极为不规则。 （3）基底古地形低 洼处煤层增厚，向突 起部位尖灭变薄。其 分层和层理多为下伏 的基底岩层界面所截 切，呈现超覆样式。
（1）煤层底版或基底岩层界面呈凹凸起伏而
较稳定煤层：煤厚有相当变化，大多可采， 局部不可采； 不稳定煤层：煤厚变化大，分岔、尖灭、 增厚、变薄时有出现； 极不稳定煤层：常呈透镜状、断续分布、 仅局部可采。 煤层厚度及其变化是影响煤矿开采的主要地质因素之 一。煤层厚度级不同，采煤方法亦不同。 煤层发生分岔、变薄、尖灭等厚度变化，则直接影响 煤炭储量平衡和煤矿正常生产。
不含夹石层者称为
简单结构煤层；
含有夹石层者则称为
复杂结构煤层。
（二）煤层的顶底板
在正常地层层序情况下，直接位于煤层之下的 岩层，称为煤层底板；而煤层的直接上覆岩层，称 为煤层顶板。 伪顶：炭质泥岩、粘土岩等
煤层顶板 直接顶：泥岩、粉砂岩、细砂岩
老顶：中、粗粒砂岩、石灰岩
直接底：炭质泥岩
煤层底板
老底：粉砂岩、砂岩
构造挤压
3、岩浆侵入
我国东部中、新生代岩浆活动十分强烈， 岩浆侵入煤系和煤层是十分常见的地质现象。
特点： 1、岩浆侵入煤层，使煤层形态和煤层厚度、 煤层结构、煤质都发生变化，有时煤层变为天然 焦或被吞食，从而丧失工业价值； 2、顺层侵入的不规则岩体形态、厚度和结构 产生极不规则，煤层、天然焦、火成岩体和围岩 俘虏体混杂在一起，严重影响生产的正常进行。
3、聚煤盆地基底的不均衡沉降
聚煤盆地基底的不均衡沉降，如基底断块差异 性沉陷、同沉积褶皱和断裂等，通过对沉积环境的 控制，能够对煤层形态和煤层变化产生深刻的影响。
沉积相模式PPT课件
1.潮湿扇
(1)粗大砾石主要集中于扇根部分，且多为碎屑支撑的 块状层，砾石磨圆较好，叠瓦状排列常见。岩体呈 透镜状或原始水平层叠覆，偶而夹有平行层或交错 层砂砾岩透镜体。
3.大陆边缘深海环境:(1) 被动大陆边缘 (2)活动大陆边缘
4.深大洋
二 大陆环境沉积物的 特征及其影响因素
• 1.大陆环境沉积物(岩)的特征 • 2.影响大陆环境沉积的因素
1.大陆环境沉积物(岩)的特征
(1)沉积物成分--以碎屑岩、粘土岩为主， 碳酸盐岩和盐岩一般少见
(2)结构构造--碎屑物多具棱角状,分选不好. 层理极为多样,
第三章 沉积相模式
第一节 相模式的概念
相模式可以有不同的表示方式，如理想的垂向相序， 立体图解和数学方程等。这些模式是我们认识复杂的 自然现象和作用过程的理想的简化形式。Walker(1979) 认为，一个好的相模式除了本身是一个环境的概括之 外， (1)可以作为对比的标准； (2)可以作为进一步研究的提纲和指南； (3)可以对新区进行预测； (4)可以作为环境或体系水动力条件解释的基础。
(2) 漫 流 沉 积 -- 漫 流 沉 积 物主要由碎屑组成，可 含有少量粘土和粉砂。 常呈块状，亦可出现交 错层理或细的纹层。形 成席状或片状沉积体
(3)筛状沉积--当源区供 给冲积扇主要为砾石而 无或极少其他粒级的物 质时，在冲积扇的表层 便堆积了舌状砾石层。 扇体表层的砾石层就称 为筛状沉积。筛状沉积 主要由次棱角状的粗大 砾石组成，分选较好， 其间充填物较少
海相沉积（录像）
（5）通常把浅海分为陆缘海和陆表海两种类 型:
(1)陆缘海是指大陆外缘的陆棚区，又称陆棚海。 与陆表海相比，其深度较大(最大200～300m)。宽 度较小(最宽160～400km左右)，坡度较陡(平均坡 度在0.4～2m/km)。陆缘海一边为陆地，一边为深 海盆地，有活跃的潮汐作用，水动力条件较强。
浅析张家湾地区延安组沉积特征
1521 沉积相识别标志本次根据延安组地层的岩石特征、测井曲线特征、粒度特征，判别研究区沉积环境类型，进而对沉积相进行划分。
1.1 岩相特征本次结合研究区内钻孔岩芯资料，依据岩石结构、沉积构造等方面的差异，把延安组地层划分出了5种岩相。
这5种岩相中最常见的是小型交错层理的中-细粒砂岩相、水平层理的细粒砂岩相、水平层理泥岩、砂质泥岩相、块状层理泥岩相和煤及炭质泥岩相等。
（1）小型交错层理的中-细粒砂岩相岩性为浅灰色、灰白色中-细粒砂岩，厚度为1~5m ， 小型交错层理较为发育。
部分岩石中含有少量炭屑和黄铁矿，其中黄铁矿颗粒大小为1~3cm。
这种岩相说明是在水动力偏强的沉积环境下形成的，常见于曲流河边滩沉积上部和堤岸沉积环境中。
图1 延安组中-细粒砂岩（2）水平层理的细粒砂岩相岩性为浅灰色、灰白色细粒砂岩，常与交错层理的中-细粒砂岩相共同发育。
此类岩相可以形成于多个沉积环境中，这代表着较强的水动力条件，一般出现在边滩沉积的上部和决口扇沉积环境中。
但在决口扇沉积相中，砂岩均呈透镜状， 局部夹薄层的泥岩及粉砂岩。
（3）水平层理的泥岩、砂质泥岩相岩性为深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩，与跟缓波状粉砂岩共同发育，岩石中多见植物茎、叶化石等。
此类岩相体现了水动力不足的环境，比如河漫滩、湖泊等。
图2 延安组泥岩、砂质泥岩（4）块状层理的泥岩相岩性为深灰色、灰黑色泥岩，局部夹有薄层浅灰色铝质泥岩。
岩石中见少量的植物化石碎片及钙质结核，局部地区含大量黄铁矿集合体，主要形成于 滨湖、河漫滩及天然堤环境中。
（5）煤及炭质泥岩相煤层中普遍夹有薄层炭质泥岩和泥岩，厚度一般为 1~5cm ，炭质泥岩和泥岩中含有大量植物化石碎片，层面上可见保存较完整的植物叶片化石，这说明该岩层是在温暖潮湿气候下的河漫沼泽或湖泊沼泽环境下形成的。
1.2 测井曲线特征测井曲线的特征表现跟沉积物类型、粒度及胶结类型等高度相关，而沉积环境类型决定了沉积物的各种组合形式，即不同沉积环境下的沉积物源、水动力强弱及水体的深浅是不同的。
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第八章 § 1 含煤岩系及其旋 回特征
3.煤系旋回的划分 ①传统的美国学派将旋回底 界选定在有冲蚀作用的河道
美 国 相学 派
P A A5
P A4
欧 三角
洲 洲学
学
派
派
E6
D7
D6 E5
砂岩之下；
T
P
D5
②欧洲学派将旋回的底界定 在煤或根土岩与上覆的海相 页岩或石灰岩之间； ③三角洲学派则将旋回底界 选定在海相石灰岩和上覆前 积页岩或向上变粗的砂页岩
第八章 §2 煤层
2.泥炭的堆积保存必须具备的条件：①植物 的大量繁殖--这是泥炭的物质来源，②沼泽 水位的逐步抬升--以避免有机质的氧化分解， ③碎屑沉积物的贫乏--以保证泥炭质量。
只有泥炭层堆积界面的增高和沼泽水面 的抬升保持均衡，泥炭层才能不断增厚。这 种均衡状态一旦遭到破坏，泥炭的堆积过程 就随之终止。
决口扇沉积中的周期性洪泛变化中；潮汐沉积中， 由于涨落潮所引起的周期性变化；水下重力流的 周期性变化；冲积扇沉积中间歇性水流、脉冲流 等的周期性变化；三角洲沉积中，在进积、退积 中三角洲朵叶的迁移、摆动等周期性变化等。
第八章 § 1 含煤岩系及其旋 回特征
②气候的周期性变化，所形成的旋回结构也 是多样的。
3.不同地区岩性差 异大:不同时代、 不同地区的含煤岩 系，其岩性组成差 异很大，这主要取 决于含煤岩系沉积 时的古地理和古构 造。
含煤岩系岩性组合特征
Ⅰ-以粗碎屑岩为主;Ⅱ-以细碎屑岩为主;Ⅲ一以 碎屑岩为主夹多层石灰岩;Ⅳ-以石灰岩为 主;Ⅴ-以火山碎屑岩为主（有玄武岩）
第八章 §1 含煤岩系及其旋 回特征
第八章 § 1 含煤岩系及其旋 回特征
三、煤系的旋回结构
1.含煤沉积旋回 煤系的旋回结构是煤系的重要特征，它反映了
煤系沉积层序中有共生关系的岩性、岩相等特征有 规律的重复交替现象。 2.旋回的类型
反映煤系旋回结构的岩层特征多种多样。例如， 根据岩石的粒度特征，称粒度旋回，依据岩层的厚 度、层理类型，称为层序旋回，也有的仅依据岩石 类型特征等。综合运用多种岩层特征确定出沉积相， 从而反映出的旋回称为沉积相旋回。
煤田地质学
第八章
含煤沉积体系和相
第八章 含煤沉积体系和相
§1 含煤岩系及其旋回特征
第八章 §1 含煤岩系及其旋 回特征
一、含煤岩系及其同义词 1.含煤岩系：指一套在成因上有共生关系并含有 煤层的沉积岩系。
同义词有:含煤沉积、含煤地层、含煤建造、 煤系等。含煤岩系的简称即“煤系”。
第八章 §1 含煤岩系及其旋 回特征
第八章 §2 煤层
（二）煤层的形成 1.煤层形成的条件：必须具备泥炭堆积的条件， 同时又必须具备泥炭层保存的条件。这就是说 当泥炭层堆积之后，只有在地壳沉降的构造背 景下，泥炭层才会被上覆沉积物掩埋而保存下 来。
第八章 §2 煤层
2.植物遗体堆积速率与沼泽水面上升速率的关系 -补偿关系 也可以用泥炭沼泽基底或盆地基底的沉降速率 与泥炭堆积速率的关系论述。 沉降速率＞堆积速率:欠 沉降速率＜堆积速率:过 沉降速率＝堆积速率:均衡-可以形成厚煤层
二、煤系及其岩性特征 1.颜色:主要以灰色、灰绿色及黑色的沉积岩
组成，含有一定的杂色岩石。主色调:暗色 （有机质）
2.岩石类型:各种粒度的砂岩、粉砂岩、泥质 岩、碳质泥岩、煤、粘土岩、石灰岩，以及少 量的砾岩等，有的还含有油页岩、硅质岩、火 山碎屑岩等，这些岩石一般交互出现。
第八章 §1 含煤岩系及其旋 回特征
Hale Waihona Puke T A4 A1P
E4
D4
2
A3 A
3
P A2
E3
D3
4
T
5
A
P A1
E2
D2
6
T A
E1
D1
不同方法确定旋回界线的比较
层序之间
1-水道砂岩；2-向上变粗层序；3-含贝壳的页岩； 4-含贝壳的灰岩；5-煤；6-根土岩；P-前积
相；A-加积相；T-海侵相
第八章 § 1 含煤岩系及其旋 回特征
④海进-海退旋回的划分 以海退为旋回起点还是以海侵为起点。 对于煤系旋回的划分，以海退为起点还以海
第八章 §2 煤层
二、煤层的结构和顶、底板 （一）煤层的结构
4.火山作用对成煤作用的影响:含煤岩系中 往往含有厚度不等的火山岩及火山碎屑岩，因 为火山作用可为成煤物质繁衍提供大气及土质 条件。
5.含植物化石与各种结核:含煤岩系中含有大 量植物化石，也有的含有较丰富的动物化石及 各种结核。如黄铁矿结核、菱铁矿结核等。
6.旋回结构清楚：含煤岩系一般具有较好的旋 回结构。因为盆地聚煤作用具有阶段性，煤层 一般是在一定的盆地充填阶段形成，煤层就是 一个沉积阶段的产物。
进（侵）为起点划分旋回，要分析煤层的成因特 点与聚煤作用。
第八章 § 1 含煤岩系及其旋 回特征
4.煤系旋回结构的成因分析 煤系旋回结构形成的原因主要有沉积成因、
构造成因及气候变化成因。 ①沉积作用因素是指在一种沉积体系内部，
其沉积、搬运能量所发生的周期性变化。 如：河道的曲流迁移作用所引致的周期变化；
2.属性特点: (1)具有三维空间形态的沉积实体，是特指
含有煤层的一套沉积岩系，是充填于含煤盆地 (含煤盆地与聚煤盆地的区别）的具有共生关系 的沉积总体。
(2)含煤岩系的顶底界面不一定是等时性界 面，即可以是等时的也可以不等时的。
(3)含煤岩系的形成要求：古构造、古气候、 古植物和古地理。
第八章 §1 含煤岩系及其旋 回特征
第八章 §2 煤层
3.煤层形成不是单一作用，而是复杂的作用过 程：
由于各种地质因素的影响，沼泽水面抬升 和植物遗体堆积加厚之间的平衡状态是有条件 的、相对的和暂时的。泥炭堆积的整个过程中， 往往是不同补偿方式的反复交替，因而形成不 同的煤层形态和煤层结构。
厚煤层和巨厚煤层形成的地质条件是一个 值得研究的重要课题。
如，冰川作用和冰川消融作用的交替，影响 大区域或全球的海面升降变化，因而造成滨岸沉 积的旋回层序。
③地壳运动因素引起的旋回结构往往分布范 围较广，规模较大。
与造陆运动的不同周期升降有关。水平方向 的地壳构造运动也可引起沉积作用的周期性变化。
第八章 含煤沉积体系和相
§2 煤层
第八章 §2 煤层
一、煤层及其形成 （一）煤层： 1.煤层是一种特殊的沉积岩层：由泥炭层经 过成煤作用和沉积作用转化而来，为层状矿床， 具有一定的层位和分布空间。