03研究生课程中国煤田地质学

中国煤田地质基础3.1含煤盆地的分类3.2中国煤盆地演化3.3不同大地构造学派对中国成煤盆地的研究1山东科技大学2019/8/1718:20:193.1含煤盆地的分类3.1.1中国板块构造基本格局根据板块构造学说和理论，把中国和邻区晚古生代以来的板块划分结合起来。有碰撞对接、碰撞俯冲带。分为7个板块：Ⅰ西伯利亚板块——天山-林西海西期板块碰撞对接带；Ⅱ塔里木-华北（中期）板块——昆仑山-秦岭-大别山海西期至印支期板块对接及碰撞俯冲带；Ⅲ扬子-华夏板块——可可西里山-金沙江印支期至燕山期板块碰撞俯冲带；2山东科技大学2019/8/1718:20:193.1含煤盆地的分类Ⅳ羌塘-昌都板块——澜沧江燕山期板块碰撞俯冲带Ⅴ冈底斯（或拉萨板块）——印度河-雅鲁藏布江板块碰撞俯冲带Ⅵ印度板块——台东板块碰撞俯冲带Ⅶ菲律宾板块3山东科技大学2019/8/1718:20:193.1含煤盆地的分类特点：由北而南，板块碰撞对接及碰撞俯冲带的形成时期逐渐变新。目前，中国板块划分的方案和观点尚未完全统一。（关于板块边界的确定、依据等属大地构造研究，此内容略）。4山东科技大学2019/8/1718:20:193.1含煤盆地的分类5山东科技大学2019/8/1718:20:19图1-4中国及毗邻海域板块构造基本格局与含煤盆地分布图南海诸岛④ⅩⅩIYXⅦⅢ3ⅠⅡ1⑧Ⅱ3ⅢⅥⅢⅠⅡⅤYⅣⅡ3⑷Ⅱ2-1Ⅱ3⑶⑵⑤北京⑴bⅡ2-2⑥Ⅱ1ⅡcdⅢ2Ⅲ⑨⑦⑩③②①图1-4中国及毗邻海域板块构造基本格局T3~J1+2J3~K1第三纪C~P主应力方向T3~J1+2J3~K1第三纪C~P主应力方向3.1含煤盆地的分类3.1.2中国含煤盆地分类一、克拉通（Croton）内部坳陷盆地克拉通是指不含显生宙褶皱区在内的大陆地壳部分，与地台相当。㈠特点：具有地台构造特点，即以均匀缓慢沉降为主，地势平坦，长期稳定，地形坡度很小，盆地为陆表海或称内陆表海。其沉积特点：以稳定陆源沉积和稳定型内源沉积为特点，沉积物形成速度慢，形成的沉积体以固定型、薄而宽广体为特征，盆地沉降中心与沉积中心基本一致，迁移小。6山东科技大学2019/8/1718:20:193.1含煤盆地的分类㈡盆地抬升和沉降方位迁移：由板块边缘的碰撞、俯冲引起。㈢中国克拉通含煤盆形成时代较老如石炭-二叠纪聚煤盆地，在古老地台或加里东褶皱基础上发育起来的。如华北地台、扬子-华夏地台、塔里木地台等典型盆地。特点：煤层薄而稳定，分布较为集中，含煤性好，含煤系较高，以海陆过渡相为主㈣克拉通内断陷盆地在稳定地台内部小型的断陷盆地，规模较小。7山东科技大学2019/8/1718:20:193.1含煤盆地的分类二、大陆增长带的含煤盆地分为下列两种类型：㈠碰撞带或大地缝合带碰撞带：两大陆或大陆与岛弧（海洋中呈线状分布的弧形列岛）相碰撞的地带，为造山带。地缝合线（带）：两个大陆板块相向移动，其前碰撞时受到强烈变形，形成褶皱山脉地带。原非稳定陆盆的组成，在碰撞时增生部分，聚煤作用差。㈡前陆盆地前陆盆地为大陆碰撞及缝合期间发育的盆地，沿造山带大陆外侧分布。8山东科技大学2019/8/1718:20:193.1含煤盆地的分类三、碰撞期后的含煤盆地板块拼贴、对接、碰撞作用，使大陆边缘或陆间沉积槽地转化为褶皱山系，出现一种复杂的盆地类型。如山前含煤盆地、山间盆地。山前含煤盆地—隆起山系、湖泊体系，有扇三角洲、三角洲，沉积中心沿山前带分布，盆地呈不对称型。山间含煤盆地—造山期后的均衡调整过程中伸展构造作用的产物，沿断裂带发育，盆地长轴与构造带走向一致。如吐鲁番-哈密盆地-位于天山东段山间。9山东科技大学2019/8/1718:20:193.1含煤盆地的分类四、大陆内的裂谷含煤盆地裂谷：由于地壳断裂作用产生的地形洼地，似“地型”，裂谷专指与火山活动和地震活动有关的断裂带。机制：伸展断裂构造—地堑型，断陷、坳陷—盆地；地幔上涌、地壳减薄、水平拉张—坳陷、断陷—盆地。如我国东北一些中生代聚煤盆地。五、活动边缘带的含煤盆地指大陆边缘—弧后裂陷盆地（图解）。10山东科技大学2019/8/1718:20:193.1含煤盆地的分类11山东科技大学2019/8/1718:20:19图1-24活动边缘含煤盆地沉积模式图Fig1-24CoalBasinSedimentationmodelofactivemarginalzone1-剥蚀区areaofdenudation；2-冲积扇相alluvialfanfacies；3-湖沼相limneticfacies；4-浅滨海相shoreepciricseafacies；5-弧后盆地back-arcbasin；6-俯冲带subductionzone；7-海平面sealevel；8-活火山activevolcano；9-火山岛弧volcanicislandarc；10-海沟trench；11-弧间盆地interarcbasin⑴⑶⑻⑶⑻⑷⑵⑸⑹⑾⑺⑺⑺⑼⑼⑽3.1含煤盆地的分类3.1.3按“成盆期构造稳定性”分类（地矿系统）划分为：稳定、活动、过渡三种类型划分依据：①盆地内主要煤系沉积的稳定强度-厚度、岩相、含煤稳定程度；②同沉积构造的活动程度；③同期火山活动程度。12山东科技大学2019/8/1718:20:193.1含煤盆地的分类一、稳定型盆地⑴沉积稳定—沉积相带、厚度变化等稳定；陆相沉积一般较为稳定，煤系分布区域较宽广而稳定。⑵同沉积构造活动微弱，少量强度不大和断裂、褶皱。⑶火山活动微弱。如华北C-P盆地；华南西北部P盆地；鄂尔多斯J2盆地；四川T3盆地。稳定型盆地煤炭储量占总量的80%-90%，分布面积也最大。13山东科技大学2019/8/1718:20:193.1含煤盆地的分类二、活动型含煤盆地⑴沉积不稳定，煤系分布范围小且不稳定；⑵同沉积活动强烈，断裂及褶皱发育；⑶火山活动强烈，煤系中含各种性质的火山岩（同期）如东北北部的C-P盆地，台湾第三纪的盆地。三、过渡型含煤盆地，介于上述两者之间如华南南部C-P盆地；赣中T3盆地；大兴安岭J1+2盆地。14山东科技大学2019/8/1718:20:193.1含煤盆地的分类3.1.4按成因分类控制盆地形成的构造因素：断陷、坳陷。坳陷盆地—巨型、大型含煤盆地，如华北C-P煤盆地；断陷盆地—多为小型。15山东科技大学2019/8/1718:20:193.2中国煤盆地演化3.2.1C-P含煤盆地一、华北盆地范围：吉、辽、内蒙的南部，冀、晋、陕、豫、皖、鲁的大部，宁等的南部，以及苏北区，面积约110万km2。北侧：内蒙古-大兴安岭海西印褶皱带；南侧：秦岭加里东-海西-印支褶皱带。16山东科技大学2019/8/1718:20:193.2中国煤盆地演化主要含煤地层：C2太原组华北大部P11山西组P12+P21石盒子组-南华北（两淮、豫南）盆地基底：中奥陶灰岩夷平风化壳，总体呈准平原型岩溶地貌。17山东科技大学2019/8/1718:20:193.2中国煤盆地演化盆地演化特征：本溪期C2b：北高南低，在豫、皖南部盆地边缘翘起，陆表海盆地；太原期C2t：盆地持续下降，盆地地势平坦，沉积范围更广。但有水下隆起和坳陷。盆地北高南低。陆表海盆地。山西期P11：盆地大部分平稳抬起为陆，南部少数地区仍有海水侵入。盆地基本势态同太原期。过渡型盆地。陆表海盆地后期阶段。上下石盒子期P12+P21：基本继承了山西期盆地特征，为大型陆相坳陷盆地，大部不聚煤，只南华北聚煤。聚煤中心南移。石千峰期P22-?：陆相盆地，构造活动加强，无煤聚积。总过程：陆表海聚煤盆地——陆相盆地（南华北近海聚煤盆地）18山东科技大学2019/8/1718:20:193.2中国煤盆地演化二、华南盆地范围：黔、桂、粤、鄂、湘、赣、浙、闽以及滇、苏大部、川东、安徽东南部，陕西南部的汉中、安康。华南盆地构造比较复杂，由若干古隆起，坳陷组成，其中有杨子盆地、江南盆地、东南盆地（广东、福建、江西等地）。为板块边缘盆地。C-P总厚1500-2500m，局部最厚达5000m。早石炭世~早二叠世：以海相碳酸盐沉积为主，聚煤较少，仅在古陆边缘沉积了厚度不大的煤系。晚二叠世：盆地抬起、地形反差较小，陆相沉积发育，含煤面积最大，含煤性最好，如龙潭组。聚煤区主要集中于黔西及滇东、川东一带。华南C-P，大部分地区为陆表海–近海环境，在海进、海退转折时期出现海陆交互沉积，主要陆源区为“康滇古陆”、“华夏古陆”、“云开古陆”、“秦淮古陆”。古陆、隆起及一些同沉积断裂对C-P起控制作用。19山东科技大学2019/8/1718:20:193.2中国煤盆地演化20山东科技大学2019/8/1718:20:19④⑤图3-1中国石炭二叠纪含煤盆地分布图⑾⑩⑨⑦③①⑥⑧②南海诸岛北京图3-1中国石炭二叠纪含煤盆地分布图晚石炭世早二叠世晚二叠世早石炭世3.2中国煤盆地演化二、天山-兴安、秦岭、藏东等盆地均为地槽褶皱带内盆地，受构造控制明显，有的有强烈的火山活动，厚度变化较大。3.2.2晚三叠世盆地主要分布有华南，其中四川、滇中、赣中各湘东，湖北聚煤较好；北部鄂尔多斯有上三叠统煤系，但煤层较薄。演化：在C-P聚煤结束后，华南持续坳陷，T1+2进入全海侵时期，但C-P时期的古陆仍凸出水面；T3末的印支运动——导致大范围海退，古陆扩大；海相沉积——陆相沉积。抬升——产生断块活动，T3形成裂谷盆地。21山东科技大学2019/8/1718:20:203.2中国煤盆地演化3.2.3J1+2盆地侏罗纪是我国地史上重要的聚煤期，有以下几个大型盆地：鄂尔多斯（陕甘宁）；准格尔、吐鲁番-哈密、塔北、伊宁；大同盆地。特点：大部分盆地面积广阔，煤系、煤层稳定。⑴早燕山期：鄂尔多斯J1+3坳陷相对稳定，河-湖盆地。⑵中燕山期：中国东部进入裂陷作用构造阶段，半地堑、地堑盆地群出现，以断陷湖盆充性为主。22山东科技大学2019/8/1718:20:203.2中国煤盆地演化23山东科技大学2019/8/1718:20:20南海诸岛北京图3-2中国晚三叠世-早中侏罗世含煤盆地分布图图3-2中国晚三叠世—早中侏罗世含煤盆地分布图晚三叠世早中侏罗世3.2中国煤盆地演化3.2.3K1盆地和第三纪盆地（略）K1主要在我国北部区分布，成小盆地出现（断陷、坳陷盆地均有）。第三纪盆地，全国均有分布（主要在东北、西南和沿海）。3.2.4中国煤盆地演化阶段（表）⑴漂移板块盆地各自发展阶段（C-T2）华北、华南盆地广泛分布于两个漂移板块上，各自独立形成与发展。Ⅰ华北盆地与板块主体范围接近一致，C-P含煤沉积，仅局部有微弱的火山活动，但对煤系形成无明显影响。Ⅱ华南盆地较复杂，基底的隆、坳之范围、幅度及常发位常发生变化，使含煤地层形成的部位、面积和发育程度不同，华南西侧有基性火山强烈喷溢活动；同沉积构造较强烈，对煤系形成不利。24山东科技大学2019/8/1718:20:203.2中国煤盆地演化25山东科技大学2019/8/1718:20:20图3-3中国晚侏罗世-早白垩世含煤盆地分布图南海诸岛北京图3-3中国晚侏罗世—早白垩世含煤盆地分布图早白垩世晚侏罗世东北部J3+K1含煤断陷盆地群3.2中国煤盆地演化26山东科技大学2019/8/1718:20:20图3-4中国及毗邻海域第三纪含煤盆地分布图⑶⑵⑴⑽⑾⒁⒂⒄⒅⒆⒇（26）（27）（28）（29）⑴⑵⑸⑻⑼南海诸岛北京图3-4中国及毗邻海域第三纪含煤盆地分布图3.2中国煤盆地演化⑵板内、板缘盆地发展阶段（T3-N）华北、华南以及西伯利亚等板块拼接，除青藏地区以外，T3以后的盆地，主要在统一板块的内部和边部发展。台湾属于岛弧盆地。27山东科技大学2019/8/1718:20:203.2中国煤盆地演化中国煤盆地演化的趋势和特点：⑴板内盆地稳定，板缘盆地由活动趋向稳定板缘盆地的不稳定表现在：①盆地经常迁移，很少有几个纪或世连续沉积的盆地；②构造类型多为过渡型，常伴有火山活动；③随时间发展（K1—N）稳定型盆地由西向东迁移。⑵盆地趋向小型化与群体化，由浅海、滨海向地向陆相盆地演变，中