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聚煤盆地

[拼音]:jumei pendi

[外文]:coal-forming basin

地史上沉积了含煤岩系的盆地,即发生聚煤作用的盆地。现今存在的煤田由于受后期形变和长期的剥蚀作用,面积小于聚煤盆地,其边界大多是侵蚀边界,很少保留原来聚煤盆地的沉积边界,因此,煤田的面积都小于聚煤盆地。有的大型聚煤盆地经历地史时期的长期改造可以形成若干个煤田,例如山西省的大同煤田、太原西山煤田和沁水煤田,在石炭-二叠纪聚煤期都属于同一聚煤盆地。因此,在进行煤田预测和寻找新煤田时,可以根据各种环境标志重建原来聚煤盆地的范围。

聚煤盆地有多种类型,其性质特征各异。反映聚煤盆地特征的基本要素是:

(1)盆地的外部几何形态和内部结构形态,内部结构形态是指构成盆地的地层单元的形态及其相互关系;

(2)盆地的沉积充填特征,即岩性、岩相类型和空间配置关系;

(3)盆地构造样式和基底构造格架;

(4)盆地的沉降特征,通常用地层厚度来判断;

(5)含煤特征,包括煤层和煤质两个方面。

聚煤盆地按其成因可分为构造成因的和非构造成因的两种。

构造成因的聚煤盆地是岩石圈形变的产物,通常分为拗陷型盆地和断陷型盆地两种基本类型:

(1)拗陷型盆地。其底面呈波状起伏,故又称波状拗陷型聚煤盆地(图1)。

盆地中含煤岩系和煤层的厚度、岩性是渐变的。盆地面积大小不等,由十几平方公里到100万平方公里以上。盆地或呈宽广开阔状或呈狭长槽状,如我国华北石炭-二叠纪聚煤盆地的宽度在900公里以上;东南沿海各省晚三叠世聚煤盆地则呈狭长槽状。根据盆地横断面的形态可分为对称的和不对称的,这取决于盆地拗陷轴的位置。上述盆地的演化过程一般可分为两个阶段,前阶段盆地面积由小到大,逐渐扩张,沉积地层依次超覆;后阶段则发生分化和退覆。盆地的沉积中心和富煤带的位置亦常发生迁移。世界上煤储量的绝大部分形成于拗陷型盆地。

(2)断陷型盆地。它的形成与裂陷作用有关(图2),

盆地的底界面是不连贯的,基底常由一系列镶嵌状的断块构成,断块交界处呈阶梯状突变,断块相互间的差异运动,引起盆地内部的沉积分异,常比波状拗陷内的沉降分异为大,使煤系厚度、岩性、岩相以及含煤性等的变化显著,煤层对比困难。盆地常有两种亚型,一种是单侧有控制性断裂,使盆地呈箕状(图2a);一种是双侧有控制性断裂,属于地堑式断陷(图2b)。断陷盆地的边缘断裂是同生的,内侧有洪积扇带存在。盆地外形多呈狭长条状,宽度仅数公里到数十公里。盆地的展布方向取决于盆缘断裂的方向,盆地常成群出现。在断块沉降速度适于植物遗体堆积速度地带常形成数十米到 100米以上的巨厚煤层。富煤带含煤密度很高,剥采比较小时,适于露天开采,如阜新和霍林河盆地。

盆地演化过程中其基本类型和形态常发生转化。断陷转化为拗陷是较普遍的现象。从而形成复杂类型的盆地(图3)。

非构造成因的聚煤盆地有多种类型,河流、冰川作用造成的侵蚀盆地。此外,在古火山口洼地形成湖沼而形成聚煤盆地。盐丘发育的地方,岩盐溶解流失后,地面发生沉降,亦可形成聚煤盆地。非构造成因的聚煤盆地大多规模较小,含煤岩系很薄,难于形成大规模煤聚积。

聚煤盆地的总体特征与大地构造背景密切相关,因此常以盆地的大地构造性质为成因分类的基础。资源潜力较大的聚煤盆地类型是:

(1)地台内拗陷盆地。也称克拉通内盆地,如我国的华北石炭-二叠纪盆地,大同侏罗纪盆地,美国的密执安和伊利诺伊石炭纪盆地。

(2)前陆盆地。此种盆地分布于造山带和大陆地块之间,世界上许多特大型煤盆地如阿伯拉契亚石炭纪盆地、连斯克白垩纪盆地等属于此类。

(3)裂陷槽盆地。此种盆地分布于大陆地块边缘,与造山带斜交,如苏联的顿涅茨盆地。

(4)断陷盆地和裂谷。断陷盆地面积并不很大,但常有巨厚煤层发育,盆地又常成群出现,如我国东北部阜新和霍林河中生代煤盆地。裂谷是大型的复式断陷,德国下莱茵煤盆地即莱茵第三纪裂谷系的组成部分。

参考书目

武汉地质学院煤田教研室编:《煤田地质学》上册,地质出版社,北京,1979。

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