煤层地质学考试资料

第六章含煤沉积体系

1、三种补偿方式与煤层的形成？三种补偿方式与煤层的形成？

煤层的形成：煤层是由泥炭层经煤化作用转变而成。泥炭层的堆积主要取决于泥炭沼泽水位的变化，而泥炭沼泽水位的变化主要受植物遗体堆积速度与地壳沉降速度之间的关系影响。

因此，煤层的形成也决定这种关系，主要表现为以下三种情况：

1、均衡补偿:地壳沉降速度与植物堆积速度大致相等，即两者达到相对均衡补偿状态时，沼泽保持一定深度的积水，既利于植物大量繁殖生产，又能使植物遗体保存下来转化成泥炭，此时可导致泥炭层不断加大。均衡补偿时间越长，则越能形成厚煤层。

2、不足补偿：当地壳沉降速度大于植物遗体堆积速度时，由于植物供应不足，沼泽覆水深度不断加大，待至水深达一定程度，高等植物便不能生成，使泥炭的形成失去物质来源，堆积随之停止，在原有泥炭层之上沉积了泥、砂等沉积物，最终成为煤层的顶板。这种情况虽有利于泥炭层的保存，但形成的煤层一般厚度不大。如果在总体相对均衡补偿的状态下，其间发生短暂的地壳沉降速度大于植物遗体堆积速度，便形成含有夹石的煤层。

3、过度补偿：当壳沉降速度小于植物遗体堆积速度时，由于植物遗体堆积过快，造成沼泽覆水变浅，常使植物遗体氧化分解，不利于泥炭的形成，甚至已形成的泥炭也会遭受侵蚀破坏，因而只能形成薄煤层或不能形成煤层。

2、含煤岩系、煤层及顶底板等概念

含煤岩系：又称含煤建造、含煤地层或煤系等，是指在一定地质时期内，形成的具有成因联系且连续沉积的一套含有煤层的沉积岩系。

煤层：是指顶、底板岩层之间所夹的一套煤与矸石层。

顶底板：含煤岩系中位于煤层上下一定距离内的岩层，称为煤层的顶底板。

3、煤层厚度变化的影响因素

1、泥炭沼泽基底不平

2、地壳不均衡沉降

3、同生冲蚀

4、煤层的后生冲刷

5、构造变动引起煤厚变化

6、岩浆侵入

7、岩溶作用

4、旋回结构？

旋回结构：指在垂直剖面中一套有共生关系的岩性和岩相规律性组合和交替现象，它反映煤系在形成过程中一系列控制因素（如地壳运动、古地理、古气候等）的周期性变化。

岩性特征在剖面上的规律性变化，呈现旋回现象：①近煤层颜色变深，远煤层变浅；②近煤层出现缓波状或水平状层理，远煤层出现交错层理和斜层理；③近煤层植物化石多，远煤层少；④煤层底板含植物根部化石，顶板往往含较为完整的叶部化石；⑤近煤层粒度较细，远煤层较粗。

5、不同含煤沉积体系及成煤特征

1、冲积扇沉积体系的成煤特征

（1）扇间洼地：由于地势低洼及缺少碎屑物的充分供应，并易于汇水，因而往往形成有利于成煤泥炭沼泽持续发育的场所，可以形成较厚的煤层，但侧向连续性差。

（2）中扇朵叶间洼地：在中扇朵叶体间的洼地上，有利于成煤。当活动的扇叶迁移而改变位置后，废弃的扇朵叶体，可以出现不甚持久的成煤条件，并形成薄煤层。

（3）扇尾地带：可在洪水的间隔期发育大量的植被，如果间隔时间较长，在条件有利时也能形成薄煤及可采煤层。

（4）扇前缘外侧与河、湖、海环境的过渡地带：扇尾地带的外侧，成为与其他沉积体系相接触的过渡带，常成为最有利的成煤场所。

2、河流沉积体系的成煤特征

1）曲流河沉积体系的成煤模式

泄水好的沼泽位于洪泛盆地近河道的边侧，地势略高。由于具有通畅的泄水条件使得沼泽内的氧化分解作用增强，因而对成煤不利。

泄水条件差的沼泽位于洪泛盆地的低洼处，多位于远离河道的低洼地带。由于不易受决口扇的影响，停滞水占据优势，这就易于出现长期为水浸漫的泥炭沼泽。

2）网结河沉积体系的成煤模式

网结河形成的主要控制因素是沉积盆地的沉降作用，这种构造背景往往为大范围网结河化提供了场所。现代网结河最初由决口扇的演化开始，经决口河道的分叉，最终由稳定河流控制冲裂水系而形成，因而常常形成大范围的沼泽化。

3）辫状河沉积体系的成煤模式

辫状河沉积体系成煤的条件是有限的，正在形成的辫状河体系对于泥炭沼泽的形成和发育往往不利，因而难于出现有工业价值的可采煤层。

3、湖泊沉积体系

湖泊沉积体系主要是以淡水湖泊为主，多为陆源碎屑充填的滨海或内陆湖泊。一些大型的内陆湖泊或各类断陷盆地内的湖泊，往往形成独立的沉积体系。湖泊与其他水体不同之处主要在于它是一种闭合的水盆地，周围的陆源碎屑物质大部分都将搬运到盆地中，因此湖泊的碎屑沉积速度比海盆要快，湖水波浪的影响范围要小。此外，湖泊对气候因素的影响反应较快，易于使湖水的水温和成分发生变化，最终影响湖面的变化。湖泊沉积体系中，有时也具有其他沉积体系类似沉积环境，如湖泊三角洲环境、湖滨岸环境等。湖泊沉积速率快，在其演化中，都以逐渐填积淤浅、退缩、填满而告终。因此，湖泊沉积体系的垂向层序都是自波基面以下的细粒沉积开始，向上渐变为浅湖、滨岸、三角洲和河流等较粗粒沉积。有湖泊三角洲发育的地区，其底积、前积和顶积层层序明显，无三角洲沉积的湖泊层序，自下而上依次为深湖沉积、浅湖沉积及滨岸沉积。

4、三角洲沉积体系

1）上三角洲平原向河系的上源方向过渡为冲积和洪泛平原。以呈线带状伸展的透镜状砂体占优势，砂岩成分较复杂，粒度向上变细，有冲蚀界面，具明显的交错层。因此，本带显示了高能量河流作用特征，河道侧向迁移，明显多形成较宽的砂岩条带，与其共生的可以有煤层、根土岩、泥岩、粉砂岩等天然堤、岸后沼泽、洪泛盆地等湖泊沉积。

2）上三角洲平原地带，泥炭堆积的范围不甚广泛，但环境较为稳定，以淡水环境为主，因而往往有利于森林泥炭沼泽的形成与发育，能形成较厚的煤层，煤层在河道间低洼处厚，短距离内变薄，沿沉积倾向(即平行河道方向)煤层连续性好，近河岸由于决口扇沉积而出现煤层分岔及灰分增高现象，多形成低硫煤。此外，分流河道的废弃，也为泥炭沼泽的扩展提供了有利条件。

3）下三角洲平原是河道显著分支、分流间湾发育的地带，也是海水及潮汐水影响比较显著的地带。下三角洲平原沉积由分流河道砂、分流河口砂坝砂及在侧向上共生的分流间湾沉积构成。其中，分流间湾沉积以深灰色至黑色泥岩为主，夹有不规则的灰岩及菱铁矿层。决口扇沉积可出现于分流间湾沉积内，湾的淤浅也能出现泥炭堆积，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，因面硫分含量高。

4）在上、下三角洲平原之间的过渡带，分流间湾沉积物较薄，含有半咸水到海相动物化石，生物扰动构造发育，与下三角洲平原相比，天然堤沉积较厚，而决口扇沉积发育程度较差。过渡带的分流间湾大部分已被沉积物所充填，从而为成煤提供了广阔的平缓台地，成为分布广、厚度大的泥炭层堆积场所。煤层总体沿沉积走向伸展，由于决口扇及分流河道的冲蚀，也可出现无煤带，煤的含硫量趋于中等。

5、滨岸带沉积体系