鲁西陆表海盆地高分辨率层序划分与海侵过程成煤特点

晚石炭世至早二叠世华北陆表海盆地的高频海平面变化 ,是盆地充填和聚煤作用的主要控制因素 ,因而形成了旋回结构十分清楚的含煤层序。本文运用高分辨率层序地层学的思路、分析技术 ,研究了鲁西陆表海盆地含煤地层的高分辨率层序地层学特征 ,识别和划分了中长期和中、短期基准面旋回。研究表明 ,突发性的海侵事件对陆表海盆地聚煤作用具有重要影响 ,海侵过程成煤为鲁西煤聚积的显著特点。

华北晚古生代陆表海盆地海侵事件微观沉积特征及成煤探讨

采用沉积学、煤地质学、古生物学、地层学及地球化学等多技术手段,结合比较分析法的思路,分析了事件型海侵的特点和海侵事件沉积组合特征,研究发现:海侵事件沉积组合为区域对比性强、具沉积时间连续性与相序间断性的暴露沉积—煤层—灰岩组合,其关键沉积学特征是煤层底板的暴露沉积。海侵事件组合灰岩的古生化石个体小、破碎强烈等特征表现为高能量水体运动等环境,孢粉表现为低含量的单缝孢和裸子植物及高含量的三缝孢。地球化学分析表明暴露沉积为陆相环境,煤层中的微量元素表现为海相主要原因是由于泥炭沼泽覆于深水后受海水影响所致。海侵事件成煤与海侵过程成煤差异体现在两个方面:第一,盆地属性差异,即海侵事件成煤形成于陆表海盆地之中,而海侵过程成煤则形成于具有缓坡的边缘海盆地,第二,成煤原理存在着差异,海侵事件成煤强调的是成煤前海侵未发生前的碎屑体系废弃而发育大量泥炭沼泽且被后期突发性海侵终止,而海侵过程成煤则强调的是泥炭沼泽发育于滨海的活动碎屑体系并终止于后期的缓慢海平面上升。

基于不同成煤理论的含煤地层层序划分

为明确煤层在含煤地层层序划分中的作用,在分析陆相成煤模式、海侵过程成煤理论、海侵事件成煤理论、幕式成煤理论以及不同体系域成煤理论共5种成煤模式原理的基础上,采用沉积学、煤地质学、古生物学以及地球化学等方法,分析提炼出不同成煤理论的立论基础、成煤特点、煤层成因以及发生背景等多方面的特征,总结出不同成煤理论下煤层层序划分的原理。结果表明,不同成煤理论的分析应该综合起来进行研究;可以将华北地区太原西山含煤层沉积划分为8个3级层序,其中陆表海沉积序列可以划分出5个二元结构的三级层序。

华北板块晚石炭世古地貌单元划分及其聚煤规律

基于陆表海盆地演化的背景、沉积特征和古地理分布,研究认为华北板块晚石炭世古地貌起伏不平,并将其古地貌分成3级:一级地形起伏单元位于环阴山南麓地区,主要以三角洲、扇三角洲、河流等陆相—过渡相为主,形成的层序可划分为低水位体系域、海侵体系域和高水位体系域;二级地形起伏单元分布最为广泛,主要由障壁—泻湖和潮坪沉积体系组成,形成的层序可划分为海侵体系域和高水位体系域;三级地形起伏单元为整个板块最低处最先接受海侵的区域,主要以台地相为主,形成的层序可划分为海侵体系域和高水位体系域。在此基础上,分析了不同单元的聚煤规律。结果表明:一级地形起伏单元易形成分布局限的厚煤层,为高水位体系域成煤;二级地形起伏单元易形成分布广泛的海侵体系域薄煤层,根据古地理特征及煤层沉积组合特征可区分出海侵事件成煤和海侵过程成煤;三级地形起伏单元由于海水占据时间较长,不易形成煤层。