煤形成环境及其与斯蒂芬期聚煤盆地的构造活动

Coal forming environments and their relationship to tectonic activity in the Cevennes Stephanian coal basinDennis L. Nielson GammaThe Stephanian C6vennes coal basin is located in the southeastern part of the French Massif centra1．Previousstudies focused on its stratigraphy，sedimentary petrology，coal chemistry ，coal petrology and structural geology.The aim of this study is to highlight the relationships between the tectonic patterns and the sedimentary environments of coal formations in the late Hercynian interm ontane basins of the Massif central in France , resemble the Tertiary coal basins in China where the occurrence, distribution and the thickness of the coal seams are essentially controlled by early tectonic activity．1.Regional framework of Cevennes coal basinThe coal measures are up to 2500 m thick and outcrop in the northern part of the basin．Mesozoic strata cover the stephanian series in the southern basin．The two main faults Villefort and Crvennes borde the 50km2 wide coal basin．The basin is divided into a western (study area)and an eastern subbasins．The western subbasin was investigated in this study is divided with three areas，respectively from north to south：La Vernarede graben， Portes horst and La Grand—Combe graben，by the Paulin and Chamarit faults．This paper focuses on the characteristics and distribution of the coal and clastics distribution in the north—western part of the Crvennes coal basin，their palaeoenVimnmentale setting and their relationships with the early tectonic activity．2.Stratigraphic fameworkThe Stephanian series of the basin—fill sequence are dominated by detrital rocks including conglomerates or breccias，coarse and fine grained sandstones，sihstones，mudstones and coal seams The depositional sequence canbe divided into six lithostratigraphic units from bottom to top ：① Strriles inf．de La ForSt unit；② Ricard unit；③ Strriles sup．de La Foret unit；④ Grand—Baume unit；⑤ Luminieres unit；⑥ Champclauson unit．The stratigraphic framework is a result of the distribution of various depositional environments and their mutual relationships Besides the marginal faults，intrabasinal faults such as the Peyraube fault and Malperthus fault also controlled the distribution of units，and the development of asymmetric graben．Th at the distribution of the coarse—grained bodies an d coal seams，in both the lower and the upper parts of the sequence are related to the marginal and intrabasinal faulting．The important mineable coal seams are concentrated in the middle part of the sequence．3.Coal bearing sequences in the Cevennes basinThe analysis of coal bearing sequences presented here is based on a large amount of geologiical field sections drill cores and well logs complemented by sections in ancient mining galeries．The paleogeographical and paleoen vironmental interpretations were performed using farther inform ation derived from thin section observations and statistical processing of sedimentological data．Correlations within the basin are discussed using poor biostrati graphical data and genetic stratigraphy induced sequences.3．1 The first stage：deposition of the Strriles inf．de la Foret unit The Strriles inf．de la Forget unit form ed at the beginning of the opening of the sub-basin．Mainly alluvial fan systems started at the center of the La Grand-Combe graben．The near-fan and middle-fan deposits are dominated by breccias，conglomerates and coarse—grained sandstones，containing gneiss and quartz fragments with a max．diameter up to 40 cm．Near-and middle—fan mainly developed in the west part of the study area，close to the marginal Villefort fault and advanced eastward．The far-fan was dominated by sandy and muddy sediments．In the eastern basin alluvial fans are poorly developed，and consist of fine—grained sediments，except close to the Peyraube fault where some small fan conglomerate bodies were deposited．During this stage，the Peyraube fault and together with the western marginal faults，controlled the distribution of the various sediments．3．2 The second stage：deposition of the Ricard unitThe deposition still occurred in the La Grand-Combe graben，but extendedboth towards eastwards and west-mentward．The fan conglomerate，well-developed along the western margin，drew back to the Villefort fault，with decreasing of both deposition area and thickness of the series．The far—fan，composed of sandy sediments，developed at the eastern and western margins of the La Grand-Combe graben and widened along a NE—SE direction．In the central part of La Grand-Combe graben，swamps developed in fore—fan plain position，with peat enrichment in the central part of the swamp．The peat enrichment zone is just covering the underlying extra-thick fan-conglomerate of the Strriles inf．de la Foret unit．The corresponding thick coal seams thin rapidly an d pinch out both eastwards and westwards and also split westwards，along the Peyraube fault, which controlled the development of the coal enrichment zone．3．3 The third stage：deposition of the Strriles supDuring this stage，deposition occurred throughout the whole basin，reflecting the increased extent and rate of subsidence．Alluvial fans dominated in the southern La Grand-Combe graben，from the western bo rder and along the eastern margin of the basin，where large fan conglomerates were controlled by the Peyraube fault．Peat swamps settled in the forefan plain．The accumulation of peat，however，was episodically interrupted，resulting in the formation of several thin coal seams with lateral variations in thickness．Some short·lived swamps developed between fans to the south of Champclauson Village，in which very thin coal seams and streaks formed ，while wide-spread deposition of farfan sandy sediments dominated the northern basin of La Grand-Combe graben．To the north in the La Vernarede graben，distinct lithostratigraphic units are recognizable as part of alluvial fan systems．Breccias and conglomerates indicate the near—and middle-fan facies occur in the western part of the sub- basin．The paleocurrent directions indicate that the fans moved towards the central and eastern parts，implying a source of clastics in the western margin．Sandy sediments are representative of the far-fan central part．Swamps developed acrl0ss alluvial fan plains between the Comas and Chamafit faults in the eastern sub-basin．The great number 0f thin coal seams interbedded with clastic bands and pinching out laterally is significant of rapid variations in depositional environment．The Paulin fault at the western margin was activein the La Vemarede graben，and controlled the spatial distribution of coarse．grmned clastic bodies．The Com as fault at the eastern margin is much less active．1eading to a semi．graben structure.In the Portes horst,Cofirse-grained clastic bodies also developed in the westem part，and thined eastwards．To the east of Portes village．conglomerates and sandy conglomerates dominated with subordinate sandstones．3．4 The fourth stage：deposition of the Grand-Baume unitIn the La Grand-Combe grabent the alluvial fans are confined to the northeastern part of the sub-basin，with clastics originating from the east.Between the Thrrond and Malperthus faults, extensive river／swamp systems developed．Peat mainly accumulated in alluvial flood plains．The coal enrichment zones formed close to and parallel to the active Malperthus fault．In the La Vemarede graben，the fan bodies are confined to the northern and western parts，while their extent and the grain size of their constituent were reduced，in comparision with the preceding stage． Widely developed swamps mainly replaced far-fan sandy sediments over the alluvial fan plains，leading to a few mineable coal seams．In the Portes horst，alluvial fan bodies are also confined to the northwestem part，and far-fans developed close to the Portes village．In the peat swamps to the east，some minor thin seams developed．3．5 The fifth stage：deposition of the Luminieres unitIn the La Grand-Combe graben alluvial fan bodies，tectonically controlled by the Th6rond and the Malperthus faults，developed at the northeastem margin. Conglomerates and gravelly coarse-grained sandstones without large pebbles are dominant in these bodies．In the central part of the graben，swamps with two coal enrichment zones are dominant，surrounded by well sorted arkoses．The swamp and arkose areas(① and② in moved from the southwest to the northeast．In the narrow trough between the Malperthus and Peyraube faults， several mineable coal seams developed．each having an average thickness of less than 1 m． In the La Vemarede graben，near and middle fan bodies are mainly distributed at the northern margin，along the tectonically active Paulin and Com as faults．The western margin was dominated by far—fan fine-grained sandy sediments，withsubordinate coarse sediments．Peat swamps developed in the central and eastem parts，enclosing shallow lacustrine black oil shales with fish fragments and calcareous or ferruginous concretions．Along the western shore of the lake a small but complete delta system developed．Clastics originated from the western margin of the La Vemariede graben．Swamps spread over the alluvial plain in a shallow lake，in which poor minable coal seams formed.The western margin of the Portes horst was uplifted and emerged，while sandy sedimentation dominated in the central part，and wide swamps in the eastern part，leading to the formation of several thin mineable coal seams． Small alluvial fan groups grew along the eastern margin．3．6 The sixth stage：deposition of the Ricard unitIn the La Grand-Combe graben deposition occurred only north to Champclauson．While erosion took place to the south．Small alluvial fans developed along the northeastern margin，and fine grained sediments dominated the other depositional regions．Compared with the fifth stage，peatswamps and coal enrichment zones shifted towards the northeast．The western part of the La Vemarede graben uplifted and no deposits form ed．The triangular shape of the lake formed in the fifth stage changed into an elongated area in which fine-grained arkoses were deposited．Along the western margin，a submerged fan-delta complex prograded into the central lake．This complex is about 100 m thick，and shows a complete reverse-graded bedding．Th e coarser part is composed of coarse．grained sandstones，gravel-bearing coarse-grained sandstones and rounded conglomerates． During this stage，Comas fault was very active while along the Paulin fault activity decreased，resulting in a semi-graben structure，with a steep eastward slope and a gentle westward slope .Well-sorted arkose deposition dominated in the Portes horst．At the end of the sixth stage，the north-western part of the Crvennes basin uplifted and Stephanian deposition ended4.Tectonic activity of C6vennes basinAs in other faulted basin．the variations in the intensity and style of the intrabasinal and marginal faults of the Crvennes basin influenced andcontrolled the coa1．forming envomments. Taking the La Vemarede graben in the northern basin as an example and based on the study of faults in the La Grand-Combe graben in the southern basin，farther we discuss the evolution of structural framework，the activity of the intrabasin faults and their iniluence on the sedimentary regime and formation of coa1．It can be seen that during early-middle Stephanian the third deposition stage of the Stieriles sup．de La Foret unit and the fourth deposition stage of the Grand-Baume unit during basin evolution，the Paulin fault at the western margin moved intensely and controlled the spatial distribution of the coarse clastic bodies． At the eastern margin no fault was developed．The structural framework of the basin is a half-graben pattern，with W erbrouck fault having a strike of N125。

成煤与大地构造
地球上的煤是由来自植物残留物的有机碳化合物所组成的。

随着时间的推移，这些有机物在压力和温度的作用下发生化学反应，被埋在地表下，形成了煤矿。

煤的形成始于亿万年前，与地球上的大地构造密切相关。

地球的构造分为地幔、地核、上地壳和下地壳四个层次。

地幔和地核是由岩浆和熔岩组成的高温和高压区域，上地壳和下地壳则是由不同的岩石组成的固态区域。

煤的形成与地球构造中的地球运动和地球历史有关。

早期的地球幔、地核和地球表面的地壳存在着大量的绿色植物和其他有机物。

这些植物遗留下来的残骸和碳质材料被埋藏在海床和湖泊的沉积物中。

随着时间的推移，这些有机物被压力和温度作用下，经历着化学反应，渐渐形成了含能矿物的煤。

在地质历史中，这种过程可能会发生多次，形成多个煤层。

这些煤层通常都由于地球运动而被抬起，形成大的矿山脉。

这些过程与大地构造活动密切相关。

地球的板块运动经常造成地球表面的裂缝和断层，形成地震和火山喷发。

这些地球运动还会将煤层装填到山脉之间的沟壑中。

煤炭资源的形成在全球范围内具有可比性。

世界范围内有许多被碳酸盐和硅酸盐覆盖的古老山脉，这些山脉中的煤矿是古老的石炭纪，二叠纪和侏罗纪时期的遗产。

世界各地的大多数煤矿都分布在山脉、高原和海岸地区。

准噶尔盆地南缘含煤岩系层序结构、成煤环境及聚煤规律支东明;刘敏【摘要】准噶尔盆地南缘发育丰富的低阶煤炭资源.通过野外露头观测,岩心、钻井、测井资料分析,利用基准面旋回和可容纳空间的变化关系,采用岩相古地理等研究手段,揭示了准噶尔盆地南缘含煤岩系的层序结构、成煤环境及聚煤规律:区内含煤岩系由底到顶可划分为5个三级层序、15个体系域；各沉积体系内的沉积相、亚相、微相由山向盆呈有规律变化,其中的扇间洪泛平原沼泽、三角洲平原沼泽和滨湖沼泽是主要的成煤微环境；古地貌与古沉积环境决定了区内煤层的宏观分布和发育程度,而厚煤层主要发育于低位和高位体系域中.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2013(034)004【总页数】4页(P386-389)【关键词】准噶尔盆地;南缘;含煤岩系;层序结构;成煤环境;聚煤规律【作者】支东明;刘敏【作者单位】中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院,新疆克拉玛依834000;中国石化胜利石油工程有限公司地质录井公司新疆项目部,山东东营257000【正文语种】中文【中图分类】P536准噶尔盆地南缘位于北天山山前冲断带，呈近东西向带状展布。

区内发育有丰富的低阶煤含煤岩系。

这些低阶煤含煤岩系的层序结构、成煤环境及聚煤规律与我国中东部地区的中、高阶煤聚煤盆地存在较大差别[1-8]。

早在20世纪70年代，准噶尔盆地南缘区带内即已开始了煤田地质勘查工作，至90年代，随着美国粉河盆地低阶煤层气开发取得突破[9-11]，区带内的煤层气研究也逐渐成为人们关注的重点[12-15]。

进入21世纪以来，先后钻了21口煤层气专层探井，系统录取了含煤岩系的各种资料，为深入开展含煤岩系层序结构、成煤环境及聚煤规律研究奠定了坚实的基础。

本文在前人研究成果的基础上，应用现有资料，系统研究并总结了区内低阶煤含煤岩系的层序结构、成煤环境及聚煤规律，以期对开展低阶煤煤层气勘探有所裨益。

准噶尔盆地南缘聚煤期构造及沉积演化可以分为聚煤前盆地的填平补齐（C2—T）、盆地聚煤（J1—J2）、聚煤后期盖层形成（J3—N）和盆地改造（Q）4个阶段。

成煤与大地构造成煤是一种重要的化学反应过程，它通常发生于古代植物残骸经过一系列的生物转化和非生物转化过程而形成的碳质物质中。

大多数煤都是在石炭纪和二叠纪时期形成的，这个时代也被称为石炭纪-二叠纪大渐新世。

在地球历史的相当长一段时间里，巨大的植被群落影响了地球生态系统的发展。

这些植被群落不仅提供了大部分地球生态系统的生产力，还对碳循环和大气化学产生了重要影响。

随着时间的推移，植被群落死亡并逐渐被埋葬在地下，因此开始了一个燃烧、分解和化学反应的过程，使其逐渐转化为煤。

煤的形成需要三个基本条件: 适应的温度、适应的压力和适应的时间。

在一个典型的煤炭形成过程中，植物残骸被埋在沉积物下面，温度升高，压力加大。

水从植物残骸中溢出，形成煤排水区，使其逐渐转化为泥炭、褐煤或石煤。

这个过程需要花费成千上万年的时间。

大地构造是指地球上的地壳、地幔和地核之间的相互作用、变化和演化的过程。

它不仅是地质学的一个基本分支，还是理解地球演化和地球现象的关键。

大地构造包括板块构造、山脉构造、地震活动、火山活动和地热活动等。

板块构造是指地球的外壳在地球表面上形成的大块状结构，叫做地质板块。

板块之间在地球表面上的相对移动和相互作用产生了许多地球现象。

例如，地震和火山活动通常发生在板块之间的断层线上，而地震活动和地壳变形则是板块之间相对运动的直接结果。

山脉构造是指地球上的山脉的产生和演化过程。

它通常与板块构造和地壳变形有关。

例如，两个板块在碰撞过程中，板块之间的挤压力将地壳推向上面，形成新的山脉。

类似的，两个板块在相对移动的情况下，也会形成新的山脉和地壳变形。

地震和火山活动是由于岩石和板块之间的运动和碰撞产生的。

例如，在板块之间的断层线上，两个板块之间的相对运动将产生地震活动。

类似的，在火山口附近，岩浆通过火山爆发口喷发到地表上，形成火山喷发。

总之，成煤和大地构造是地球演化中非常重要的两个过程。

它们的研究不仅可以帮助我们理解地球的历史演化，还可以帮助我们更好地预测地球现象的发生和变化。

煤形成环境及其与斯蒂芬期聚煤盆地的构造活动Dennis L. Nielson Gamma法国南部的塞文山脉煤盆地位于东南部法国山岳的中心，以前的研究主要针对于它的地层，岩石学，煤的化学成份，煤炭岩石学和地质构造。

这项研究的目标将强调位于山脉之间的法国山岳的中心盆地在构造形式和煤炭形成晚期沉淀环境之间的关系, 在中国类似第三纪煤炭盆地形成，煤炭缝厚度和范围基本上由早期的构造活动控制。

1.塞文山脉煤炭盆地区域性的结构盆地北部的煤系露头厚度达到2500米。

盆地南部的覆盖了一系列的中世纪地层.两个主要的断层中间夹有50 公里宽煤盆地。

盆地被划分成西部(研究区域)和一个东部次级盆地。

西部次级盆地在这项调查研究中被划分为三个部分，从北到南分别为：地堑，由于断层而形成的鄂图曼地垒和洛杉矶巨大的深谷地堑。

本文重点研究位于塞文山脉盆地西北部的煤的特征和范围和碎屑物的范围，和他们的与早期的构造活动的关系。

2.地层学结构在斯蒂芬期的一系列盆地—沉积的顺序由岩屑组成的岩石决定，包括：砾岩或角砾岩，粗砂岩，粉砂岩，泥岩和煤缝合线。

沉积的序列从底部到顶部可以分为六个地层单位地层学的结构是除了边缘断层以外的各种不同沉淀的环境和他们的相互关系的分布范围的结果。

盆地腹部断层例如：断层也影响了个体的地理分布和不对称地堑的发育。

大型的地堑和煤缝合线的范围，以及早期和后期的层序都与边缘和盆地腹部的断层有关。

重要煤层在序列的中间部分被集中。

3.塞文山脉煤盆地煤的层序目前分析的煤的层序是以大量的地质区域钻芯和老的矿层补充日志为基础。

从薄的部分观察和统计处理获得的沉积学数据来完成古地理学和史前环境的解释。

有不充足的图解数据和地层学的起源的相互作用来归纳地层层序。

3.1 第一阶段：单位沉积物单位形成于在早期的次级盆地。

主要冲积扇系统以洛杉矶巨大深谷地堑为中心。

近扇形和中扇形的沉积由角砾岩聚结和粗砂岩控制，包含的片麻岩和石英的碎片最大直径达到40cm。

煤的成因与形成过程煤是一种重要的矿产资源，广泛应用于能源、化工、冶金等领域。

那么，煤是如何形成的呢？本文将从煤的成因和形成过程两个方面进行探讨。

一、煤的成因煤的成因主要与植物的生长和地质作用有关。

在地质历史的漫长岁月中，植物不断繁衍生息，形成了丰富的植被。

这些植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，积累了大量的有机物质。

当这些植物死亡后，它们的遗体会被埋藏在水下或泥炭沼泽中，随着时间的推移，逐渐形成了煤层。

二、煤的形成过程煤的形成过程可以分为三个阶段：腐殖质阶段、褐煤阶段和烟煤阶段。

1. 腐殖质阶段在这个阶段，植物遗体被埋藏在水下或泥炭沼泽中，受到水分和微生物的作用，逐渐分解成腐殖质。

腐殖质是一种棕黑色的有机物质，含有大量的碳、氢和氧元素。

这个阶段的煤主要是褐煤和泥煤，质地较软，含水率较高。

2. 褐煤阶段在褐煤阶段，腐殖质经过压实和加热作用，逐渐转化为褐煤。

褐煤的质地比腐殖质更加致密，颜色也更深。

褐煤中的水分和挥发分含量较高，燃烧时产生的热量相对较低。

褐煤主要分布在欧洲和亚洲的一些地区。

3. 烟煤阶段在烟煤阶段，褐煤经过更长时间的压实和加热作用，逐渐转化为烟煤。

烟煤的质地更加坚硬，颜色更加黑色，含有的固定碳和热值也更高。

烟煤是目前应用最广泛的煤种，主要用于能源和冶金行业。

总结起来，煤的形成是一个漫长而复杂的过程。

它的成因与植物的生长和地质作用密切相关，经过腐殖质阶段、褐煤阶段和烟煤阶段逐渐形成。

煤的形成过程中，压实和加热作用起到了至关重要的作用，使煤的质地和热值得以提高。

煤的形成过程不仅揭示了地球历史的演变，也为我们更好地开发和利用煤提供了理论基础。

同时，我们也要认识到，煤的形成需要数百万年的时间，而我们的煤炭资源并非无穷无尽，因此，在使用煤炭的过程中，应当注重节约和环保，发展可再生能源，实现可持续发展。

煤的形成演化及主要聚煤期系统的介绍了煤形成的过程、阶段划分，各阶段中所发生的作用的异同及其主控的因素。

分析了地质历史上三个主要成煤期，对我国主要聚煤期和聚煤盆地的分布进行了归纳总结。

标签：成煤阶段成煤期分布特征1引言煤，一种重要的能源矿产，也是冶金、化工工业的重要原料，与我们的生活密切相关。

成书于约2600年前的《山海经》中已经出现了关于煤（石涅）的记载[1]，《天工开物》中更是详细记录了安全采煤的方法（图1）[2]。

时至今日，煤依然是我国能源矿产最重要的组成，2012年我国原煤消费量为37.4亿吨，占我国一次性能源消费的68.5%[3]。

虽然，采煤和用煤的历史已经有上千年，但是人们一直不清楚煤炭是怎么形成的。

随着科技的进步，特别是显微镜的出现，人们终于揭开了这个千古之谜：煤是由植物转变而来的[4]。

由低等植物形成的煤称为腐泥煤，在我国俗称“石煤”；由高等植物形成的煤称为腐植煤，因其含有大量的腐植酸而得名。

在自然界，腐植煤占绝大多数，目前开采的也主要是腐植煤。

2煤的形成过程在间冰期，气候温暖湿润非常适合植物生长，形成了大量的泥炭。

进入冰期，气候变得干冷，两极冰川融化使海平面上升，泥炭沼泽被沉积物覆盖。

随着时间的推移，沉积物越来越多，泥炭被掩埋的越来越深。

泥炭上覆该层产生的热量和压力是泥炭中的水逐渐的排出，一些挥发性的气体也逐渐生成，首先产生褐煤，然后逐渐变质成烟煤和无烟煤[5-6]。

从植物转变为煤经历了漫长的地质历史，成煤过程可以分成三个的阶段：泥炭化阶段、煤化阶段和变质阶段，期间经历了复杂的生物化学和物理化学作用[7-8]。

2.1 泥炭化阶段泥炭化阶段：成煤地质时期，由于气候条件适宜，植物种类繁多，生长迅速，它们死后即便有一部分很快腐烂，但仍有许多枝干倒伏后避免了风化作用和细菌、微生物的破坏（图2）。

当时森林中不少林地是被水浸泡着的沼泽地，死亡后的植物枝干很快会下沉到稀泥中，那里实际上是一种封闭的还原环境，在这种环境中植物枝干避免了外界的破坏，并在压实作用和其它作用下缓慢地演变成泥炭。