中国的含煤岩系变形分区_曹代勇

华北盆地晚古生代含煤岩系“环带状”构造特征研究王佟1 王永2林燕2（1.中国煤炭地质总局，北京 100039；2.中国煤炭地质总局航测遥感局，西安710054）摘要：华北晚古生代煤系赋存于华北地台之上，先后经历了印支、燕山、喜山三期构造运动的改造，形成了规模不等、形态多样的赋煤构造样式，呈现出明显的“环带状”构造变形分区特征。

其中外环带以强挤压构造为特征，赋煤构造样式以倒转褶皱，逆冲推覆构造为主体；中环以弱挤压构造为特征，赋煤构造样式以褶皱构造为主体；内环以伸展型断块构造为特征，赋煤构造样式为堑状构造。

关键词：构造变形，“环带状”，含煤岩系，晚古生代，华北盆地分类号：P 文献标识码：含煤岩系的构造特征在很大程度上决定了煤炭资源开发利用的价值和难易程度，对煤炭资源开发战略具有重要的决定意义。

本文通过对华北地台含煤岩系构造特征的研究，指出位于华北地台不同构造位置的晚古生代煤系的赋存形式，指导煤炭地质勘探。

1.晚古生代煤系的构造变形演化华北晚古生代含煤岩系的分布范围与华北地台的范围基本一致，北至内蒙古的乌拉特—化德、河北的康保—围场、辽宁的赤峰—开原、吉林的桦甸—和龙一线；西至磴口—阿拉善左旗断裂、青铜峡—固原断裂；南部由宝鸡、蓝田经豫西至合肥盆地，原始沉积边界被地台南缘逆冲推覆构造带所破坏；东界南段被郯庐断裂所切，北段伸入朝鲜半岛，包括冀、晋、秦、豫、皖、鲁的大部，以及吉、辽、蒙、宁、甘的南部和苏北，面积约110万km2。

印支运动后，华北地台与华南地台由东向西逐步完成全面碰撞对接，构成统一的中国大陆，，在南北向挤压应力的作用下，华北地台晚古生代含煤煤系进入后期改造分化阶段。

燕山运动后，中国大陆东部进入滨太平洋活动大陆边缘构造域，华北地台解体，相继经历了中生代以挤压变形为主和新生代以伸展变形为主的阶段。

中生代的挤压变形强度由东向西递减，影响可达山西地块。

喜山运动的伸展变形主要发育于华北地台的太行山以东，以断块构造为主，早期的褶皱构造被改造，含煤煤系支离破碎。

我国煤矿水害区域划分我国煤炭资源储量丰富,一直是支撑我国经济高速发展的主要能源。

由于我国是一个由多个构造板块经多期次地质构造运动拼合而成的陆地地质条件十分复杂,水害问题十分严重。

因此总结我国煤矿水害的区域划分及其特点,有利于针对性的对煤矿水害进行防控。

1、我国煤矿水害区域划分1.1华北石炭-二叠纪煤田岩溶-裂隙水害区华北型煤田位于我国阴山构造带以南、秦岭大别山构造带以北、贺兰山构造带以东直至渤海的中国广大区域,按照我国行政区划,该区主要包括北京、河北、河南、山东、山西、内蒙古西部陕西、宁夏、江苏、安徽等十个省市区内的煤田含煤岩系主要是晚古生代的石炭-二叠系地层。

该区属亚湿润-亚干旱气候区,年际平均降雨量为400mm/a-800mm/a。

主要水害问题是煤层底板岩溶裂隙突水和老空水突水以及矿区排水、供水以及环境3者之间的相互关系。

区内中奥陶统灰岩岩溶发育,厚度较大,含水层富水性强,带压较高,且随着煤层开采深度的增加,区内深部下组煤开采已成必然趋势,造成煤层底板突水危险性增加;区内煤层开采历史悠久,对老空区范围勘探不明,以及浅部煤层开采形成的采空区积水易发生老空水突水危险;华北型煤田部分区域第四系松散孔隙含水层不整合覆盖于煤层地层之上,易造成顶板水害事故。

华北型煤田煤矿开采时,矿井涌(突)水较频繁,突水量大,常影响矿井正常生产,对矿井疏排水系统建设要求更高。

区内深部下组煤带压较高且底板含水层富水性较强,造成大量煤炭资源无法开采造成资源浪费。

1.2华南晚二叠纪煤田岩溶水害区华南型煤田主要分布在昆仑-秦岭构造带东段以南、川滇构造带以东至东南沿海的沪国广大南方区域行政区域主要包括福建、江西、湖南、湖北、广西、重庆、贵州、云南四川9个省区。

中、晚二叠世含煤地层为华南主要含煤地层该区煤系地层底部发育有二叠系茅口灰岩厚度较小但是岩溶较发育,地下暗河、溶洞等分布较多顶板发育长兴灰岩,顶底板含水层比较发育,且该区地形切割强烈,降雨集中,雨季汇流较强,易发生淹井等事故。

马家滩矿区延安组层序-古地理对煤岩煤质的控制刘志飞;魏迎春;贾煦;闵洛平;李聪聪;曹代勇【摘要】以宁东煤田马家滩矿区为研究对象,进行层序的划分与对比,建立马家滩矿区延安组层序地层格架,以三级层序为单元,恢复各层序的古地理格局.结合矿区煤岩煤质分布规律,发现煤岩煤质的平面和垂向分布特征受层序-古地理控制作用明显.平面上,矿区南部形成于三角洲平原环境的煤层镜质组含量较高,受物源区的控制,灰分分布北高南低.垂向上,不同层序间随着沉积环境的演化,煤岩组分和灰分随之变化;同一层序不同体系域对煤岩组分含量的影响具有分段性,湖侵体系域后期最有利于镜质组形成,低位体系域则不利于镜质组的形成.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2018(046)003【总页数】7页(P28-33,40)【关键词】层序地层;岩相古地理;煤岩;煤质;马家滩矿区【作者】刘志飞;魏迎春;贾煦;闵洛平;李聪聪;曹代勇【作者单位】中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;中国煤炭地质总局航测遥感局,陕西西安710199;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】P618.11煤炭资源清洁高效利用是我国煤炭工业的发展方向，而煤岩煤质则是决定煤炭利用方向、方式的重要因素[1]，其中煤岩有机组分是加工利用的主要对象，煤质(特别是灰分，硫分等)影响着转化加工过程。

煤岩煤质特征受控于复杂的成煤环境和后期煤化作用过程。

成煤过程与煤结构、煤组成和性质等特性之间的内在联系已有众多学者关注[2-4]，本文以我国宁东煤化工基地的重要原料煤生产矿区马家滩矿区的聚煤期层序–古地理研究为切入点，重点讨论层序地层下岩相古地理对煤岩煤质的控制作用。

第28卷第1期 中国矿业大学学报 Vo l.28　N o.1 1999年1月 Jour na l o f China U niver sity of M ining&T echno lo gy Jan.1999中国含煤岩系构造变形控制因素探讨曹代勇　张守仁　穆宣社　傅正辉(中国矿业大学资源开发工程系　北京100083)摘要　后期构造变形及其变形特征的时空差异是中国含煤岩系赋存状况的一个显著特点.造成这种特殊煤田地质条件的控制因素主要包括地球动力学环境、构造演化进程、深部构造与基底属性、构造应力场作用、煤系和上覆下伏岩性组合等5个方面.关键词　含煤岩系,构造变形,构造控煤中图分类号　P542第一作者简介　曹代勇,男,1955年生,教授,工学博士 煤炭是中国的第一能源,煤炭资源聚集和赋存规律研究是资源开发的基础.中国煤田地质的显著特点表现为聚煤盆地构造类型多样、含煤岩系后期改造明显、煤田构造样式丰富.上述特点在很大程度上决定了含煤岩系开发利用的价值和难易程度,对我国煤炭资源开发战略布局具有重要的影响.本文通过对中国含煤岩系构造变形规律的分析,揭示控制煤系变形和煤田构造格局的主要地质因素.1　地球动力学环境对煤系构造变形的影响煤盆地作为一种构造单元,是区域构造格架中的一个有机组成部分,盆地所在大地构造位置及大地构造属性是控制含煤岩系构造变形的基本要素[1～4].许多学者指出,中国是一个由众多稳定地块和构造活动带经多次拼合而成的复式大陆[5～7],平面上和垂向上均具有显著的非均匀性.与世界其它地区比较,中国大地构造的突出特点是:活动带密度大,经历了长期的多旋回复合造山过程;地台规模小、基底刚性程度低、受相邻活动带影响明显、盖层变形强烈,黄汲清先生称之为“准地台”[8].显然,发育于这一复式大陆之上的聚煤盆地,所受到的后期改造十分显著,含煤岩系因其所在的大地构造位置不同,呈现构造变形性质和强度的分区、分带性,构造样式错综复杂,这是中国煤田有别于北美、东欧稳定克拉通煤田的显著特征之一.从煤盆地后期改造和煤系赋存条件考虑,可确定两类基本赋煤大地构造单元:1)克拉通或类克拉通赋煤区,即地台或古大陆板块主体部分.此类地区具有稳定的结晶基底,发育巨型或大型波状坳陷,聚煤作用稳定连续;煤盆地构造演化具有继承性,煤系后期改造弱至中等.此类煤盆地通常被造山带所围绕,受其影响,煤盆地以具环带结构的变形分区为特征,变形强度由边缘向盆内递减,主体部分煤系保存完好,往往形成具有工业价值的大型和特大型煤田,如华北鄂尔多斯盆地、华南四川盆地、西北的准噶尔盆地和吐哈盆地等;2)构造活动带赋煤区,即地槽、地洼或大陆边缘.煤系基底活动性大,煤盆地以带状坳陷和断陷为主,沉积-构造分异明显,聚煤作用规模和强度差别较大,煤系后期改造通常较强烈,以平行条带结构的变形分区为特征,变形强度具有明显的方向性.如华南东部以加里东褶皱系为基底的晚古生代赋煤区,含煤岩系变形强烈,发育复杂叠加型滑脱构造.2　构造演化历程对煤系后期改造的影响含煤岩系形成以后,随其载体—聚煤盆地的演化而发展,漫长地质历史中的各次地壳运动和构造事件无不为其留下深刻的烙印.因此,聚煤盆地构造演化的一条基本规律是:含煤岩系生成时代越古老,经历构造运动越多,则变形越复杂.我国具有工业价值的煤层最早形成于石炭纪(湘中测水煤系),晚古生代、中生代、新生代均有聚煤作用发生[1,9].自晚古生代以来,中国大陆经历了海西运动、印支运动、燕山运动和喜马拉雅运动等四个主要的构造旋回[8],不同时期、不同地域的地壳运动性质和大地构造演化程式不同,因而,不同聚煤区、不同聚煤期的含煤岩系所受到的影响也不同(表1),这是导致我国煤田构造复杂性的又一重要地质因素.例如,华北地台上的C—P含煤岩系经历了印支期的抬升剥蚀、燕山期的挤压和喜山期的伸展断陷等主要构造事件,具有“多旋回”演化特征,而鄂尔多斯侏罗系含煤岩系和东北-内蒙东部的早白垩世煤系所受后期改造微弱,其演化是“单旋回”的.表1　中国含煤岩系构造演化简要特征Table1　Main characteristics of tectonic evolution of coal measures in China地质时代构造演化聚煤作用煤系变形新生代中生代晚古生代第四纪新第三纪早第三纪白垩纪侏罗纪三叠纪二叠纪石炭纪喜马拉雅旋回燕山旋回印支旋回海西旋回印度板块与欧亚板块碰撞、青藏高原隆起;亚洲大陆东部向东扩张、东亚裂陷系形成晚燕山阶段,亚洲大陆东部裂解;西北进入陆内造山体制早燕山阶段,库拉-太平洋板块与欧亚板块的强烈作用形成东亚构造岩浆岩带,中国大陆地台解体;西北地区造山期后伸展北方古板块与华南古板块全面对接,中国板块形成塔里木-华北古板块与西伯利亚古板块对接,古秦岭消减,古亚洲体系逐步形成聚煤作用发生于环太平洋构造域(东北和华北沿海)(E)、西部特提斯构造域(滇西地区)(N),主要受走滑断裂控制,盆地类型以小型山间坳陷和断陷为主晚侏罗-早白垩世,东北-内蒙东部发育小型断陷聚煤盆地群;早-中侏罗世陆相聚煤作用广泛发生于华北、西北和上扬子地区,鄂尔多斯和四川盆地继承性发育大型波状坳陷;西北地区主要为伸展背景控制下的大型泛湖盆古构造格局晚三叠世于上扬子、华北西部和塔里木盆地发生聚煤作用,盆地类型为大型陆内坳陷,受盆缘断裂控制,具前陆盆地性质华北C2-P1和华南C1,P2海陆交互型聚煤作用广泛,盆地类型主要为稳定或较稳定的巨型或大型陆内克拉通坳陷东部煤盆地负反转、华北掀斜断块格局形成,构造反差明显,太行山东西两侧煤系赋存高差大于4000m;西部含煤盆地在区域性挤压应力作用下进一步变形,盆缘断裂向盆内逆冲推覆,形成盆缘变形强烈、盆内较简单的基本格局中国东部受太平洋地球动力学体系控制,含煤岩系发生明显构造变形,变形强度由东向西递减.华南含煤区以深层次拆离控制下的复杂叠加型滑脱构造广泛发育为特征;华北含煤区受周缘活动带陆内造山控制,形成环带型变形分区结构.西北地区煤盆地于晚中生代开始构造正反转晚古生代煤系遭受改造,华南于印支早期发生局部裂陷伸展滑覆、晚期逆冲推覆;华北煤盆地受周缘板块持续活动控制,发生褶皱断裂同沉积期构造活动控制富煤带的展布3　深部构造与基底属性控制煤系变形特征的空间差异地壳或岩石圈不同层次之间存在着密切的联系,形成于地壳浅部的含煤岩系与深部物质运动和基底结构息息相关.深部构造格局和基底大地构造属性决定了聚煤盆地构造演化的活动性,从而决定了含煤岩系后期改造方式、强度和现今赋存状态.一般说来,板块内部(地台)基底稳定、盖层变形微弱,含煤岩系后期改造程度较低,得以较好地保存,煤盆地演化以继承性为主.例如,华北古板块西半部鄂尔多斯盆地具有稳定的结晶基底,自晚古生代含煤岩系形成以来,长期处于稳定状态,中生代煤盆地继承性发育,石炭二叠系煤系和侏罗系煤系后期改造微弱,除盆地西缘受造山带影响、发育指向盆内的逆冲推覆构造以外,盆内主体部分含煤岩系呈近水平的单斜或极宽缓的连续褶皱.与板内盆地形成鲜明对照的是,板块边缘或造山带的基底活动性较大、盖层变形明显,含煤岩系均受到不同程度的改造,煤盆地演化以新生性为特点.例如,我国东部自中生代以来,进入滨太平洋活动大陆边缘构造域,深部物质运动加剧、岩浆活动频繁、基底断裂网络复活,不仅使东部晚古生代煤系发生不同形式和不同程度的构造变形,也使聚煤盆地类型由古生界的巨型-大型克拉通内拗陷盆地(以基底相对稳定的“冷盆”为特征)演变为中、新生界的中-小型断陷、断坳盆地(以基底较活动的“热盆”为特征).4　构造应力场作用对煤系变形的影响构造应力场是导致含煤岩系构造变形的直接原因,其要素包括:应力场的性质、方位、强度、作用26 中国矿业大学学报 第28卷持续时间、作用期次等等.活动论观点认为,区域构造应力主要来源于板块边界作用和板内深部物质活动.中国大陆处于欧亚板块与太平洋-菲律宾海板块、印度板块的拼合部位,现代区域应力背景比较复杂,古生代以来,中国大陆更是经历了多期性质、方向、强度不同的区域应力场作用[10].同一地区、不同的煤系经历了不同期次的应力场,同一时期、不同地域的煤系所处的应力状态也可能千差万别;板缘构造应力向板内衰减,决定了含煤岩系变形的空间规律性展布特征;深部物质活动和不同的边界条件引起区域构造应力分异,导致含煤岩系构造变形的复杂化.因而,构造应力场分析是建立含煤岩系变形与区域构造演化之间联系的桥梁.以华北聚煤区煤系构造变形为例,华北地台被构造活动带所环绕,周缘造山带构造活动施加的区域应力由边缘向内部递减,导致煤系变形和构造样式存在较大差异,呈现明显的变形分区特征,总体呈不对称的环带结构,可分为强挤压的外环带、弱挤压的中环带和伸展变形内环带.外环带煤田构造复杂、变形强烈,构造样式以逆冲断层和推覆为主;中环带煤系变形强度逊色于外环带,以弱挤压变形为主,构造样式差异较大;内环区则以新生代引张应力场作用下的复合伸展构造格局为特征.5　煤系和上覆、下伏岩性组合特征导致煤系变形的特殊性煤系的岩石组成是其构造变形的物质基础,煤系基底和盖层是制约煤系变形的边界条件.煤系组成的基本特点是成层性好、旋回频繁、软硬岩层相间、煤和泥岩等软弱层位发育,往往以巨厚的碳酸盐岩系或变质岩系、火成岩等能干性岩层为直接基底,岩石力学性质差异悬殊,因而煤系对构造应力较为敏感,易于变形.煤系特有岩性组合使得逆冲断层、推覆构造、重力滑动构造、伸展构造等滑脱构造样式在煤田构造中十分普遍[11,12].6　中国含煤岩系构造变形基本格局中国大陆至晚古生代以来,相继经历了古亚洲地球动力学体系、太平洋地球动力学体系和特提斯地球动力学体系的作用[7],大陆构造演化的时空非均匀性、基底属性和地层结构的复杂性,导致煤系变形格局呈现复杂而又有序的总体面貌.与中国大陆岩石圈结构、构造基本格局相似,煤系变形分区、分带组合可划分为三大区域(图1).图1　中国含煤岩系构造变形分区示意图F ig.1　Schemat ic diagr am o f defo rmat ional subr egions of coal measures in China1.石炭二叠纪煤系;2.晚三叠世煤系;3.早中侏罗世煤系;4.早白垩世煤系;5.第三纪煤系;6.一级变形区界线;7.二级变形区界线Ⅰ1.东北-华北伸展变形分区;Ⅰ2.华南叠加变形分区;Ⅱ1.西北正反转变形分区;Ⅱ2.滇藏挤压变形分区 1)大兴安岭—太行山—武陵山以东,煤系后期改造显著且多样化,秦岭—大别山以南以挤压背景为主,华北和东北则以伸展背景为主.煤系变形分区以北东—北北东向展布、平行排列的条带结构27第1期 曹代勇等:中国含煤岩系构造变形控制因素探讨 组合为基本格局,变形幅度和强度由东向西递减.2)贺兰山—龙门山以西,煤田构造格局以挤压体制为特色,煤系变形分区组合呈北西—北西西—北北西弧形展布,变形强度向北递减.煤系变形分区组合由滇藏聚煤区的平行条带结构,转换为西北聚煤区多中心的环带结构.3)大兴安岭—太行山—武陵山与贺兰山—龙门山之间的南北向过渡带,地壳结构稳定,煤盆地演化以继承性为特征,鄂尔多斯盆地和四川盆地煤系变形分区具有典型的“地台型”同心环带结构.参考文献1　韩德馨,杨　起.中国煤田地质学(下册).北京:煤炭工业出版社,1980.4152　童玉明,陈胜早,王伏泉等.中国成煤大地构造.北京:科学出版社,1994.2563　莽东鸿,杨丙中,林增品等.中国煤盆地构造.北京:地质出版社,1994.1814　Bulter J et al.Genesis of the w or ld’s major coalfieldsin relation to plate tecto nics.Fuel.1988,67(2):269～2745　马文璞.区域构造解析——方法论与中国板块构造.北京:地质出版社,1992.3086　M o lnar P et al.Cenozic tect onics o f A sia:effect s of a co ntinental co llisio n.Science.189:419～4267　任纪舜,陈廷愚,牛宝贵等.中国东部及邻区大陆岩石圈的构造演化与成矿.北京:科学出版社,1990.2058　黄汲清,任纪舜,姜春发等.中国大地构造及其演化.北京:科学出版社,1980.1249　邵震杰,任文忠,陈家良.煤田地质学.北京:煤炭工业出版社,1993.25110　万天丰.中国东部中、新生代板内变形构造应力场及其应用.北京:地质出版社,1993.10311　王文杰,王　信.中国东部煤田推覆、滑脱构造与找煤研究.徐州:中国矿业大学出版社,1993.38112　王桂梁,曹代勇,姜波等.华北南部逆冲推覆伸展滑覆和重力滑动构造.徐州:中国矿业大学出版社,1992.245Study on Control Factors of Deformation ofCoal Measures in ChinaCao Daiy ong　Zhang Shouren　M u X uanshe　Fu Zhenghui(Depart ment of Reso ur ce Exploitatio n Eng ineering,CU M T,Beijing100083)Abstract　T he main control facto rs of co al measures defor matio n and co alfield tecto nic framewo rk in China are studied,w hich include geody nam ic environment,tecto nic evolutio n,deep structur e and base-ment property,tectonic stress fields,litholog ic association w ithin co al-measure and adjacent strata se-ries.The outstanding characteristics of co al-measures distribution in China is its structural defo rmation and deformed difference in time and space,the deform ation of coal measures in China can be div ided into thr ee parts:the NE-SW trending deform ation area of eastern part made o f ex tension subregion in North China and superim posed deformation in Southeast China,the NW-SE trending defo rmation area of w est-er n part m ade o f positive inversio n subreg ion in Nor thw est China and compress subregion in So uthw est China,and the stable ar ea of middle transitio n part.Key words　co al measure,structur al deformation,tectonic co ntrol of coal m easur es28 中国矿业大学学报 第28卷。

青藏高原北部煤系赋存的板块构造控制谭节庆;马志凯;高科飞;宋时雨;曹代勇【摘要】青藏高原北部(青南地区)构造背景复杂,从石炭纪至侏罗纪均有煤系沉积,煤炭资源较丰富,板块构造格局是控制其形成和分布的主要因素.系统研究该地区煤系的形成演化和区域构造的关系,有助于揭示青藏高原北部煤系资源赋存的规律,服务煤系资源的综合勘查和评价.通过对青藏高原北部区域构造背景及煤系特征的分析,结合野外地质调查工作,总结了研究区煤系分布在空间和时间上的特征,建立了煤系形成的两大类3级共9种构造-沉积模式,并详述了各模式煤系的特征.据此,以不同成煤时代的煤系为研究对象,进一步分析了其成煤作用与盆地构造演化的关系和各时期成煤盆地的构造演化模式,以及区域构造对煤系的后期改造作用.初步探讨了青藏高原北部区域板块构造对煤系赋存的影响.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2016(041)002【总页数】8页(P286-293)【关键词】青藏高原;煤系;成煤盆地;构造-沉积模式;构造演化模式【作者】谭节庆;马志凯;高科飞;宋时雨;曹代勇【作者单位】中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083;四川省煤田地质工程勘察设计研究院,四川成都610072;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083【正文语种】中文【中图分类】P618.11青藏高原是板块运动形成的至今仍在持续活动的喜马拉雅-青藏陆-陆碰撞造山带的一部分,是研究全球构造演化的重要窗口[1]。

关于其大地构造及成因演化等方面的研究作为国内外学者持续的研究热点,取得了相当多的研究成果与共识[2]。

相反,该地区煤田地质的工作程度却很低,大部分研究工作基本上都是零散的在小范围开展的局部工作。

柴达木盆地多种能源矿产同盆共存及其地质意义0 引言柴达木盆地位于青藏高原北缘青海省境内，面积12.1 X 104 km2,是中国西部一个重要的中新生代大型陆相沉积盆地，资源储量极为丰富，目前发现的能源矿产主要有石油、天然气、煤和砂岩型铀矿。

柴达木盆地石油勘探潜力巨大，截至2006 年，石油探明率仅为15.3%[1] 。

王永卓等在前人研究的基础上明确了柴达木盆地含油气系统及其分布范围，认为侏罗系含油气系统分布在柴达木盆地北缘（简称“柴北缘”）块断带EW向展布的条带，第三系含油气系统以茫崖坳陷为主，第四系含油气系统以三湖坳陷为主；并对柴北缘侏罗系煤系烃源岩演化历史进行了模拟和油气源对比[23] 。

徐凤银等认为柴达木盆地烃源岩的分布演化，圈闭的形成以及油气运移、成藏和保存都受构造演化的影响，构造演化控制了油气的分布[46] 。

曾春林等对柴北缘侏罗系烃源岩的微量元素进行了分析测试，认为柴北缘侏罗系烃源岩中Mo、Sc、Ti 、Cs、Ni 等元素含量明显高于其克拉克值[7] 。

天然气在柴达木盆地西北部、北缘和三湖地区均富集成藏[811] 。

张晓宝等认为柴达木盆地西北地区具备深层气藏形成的条件，因为该区有4 套有机质丰度中等到好的气源岩且气源岩均达到高过熟阶段，气源充足等，并且其源岩主要为下侏罗统地层，储层为古近纪―新近纪[12] 。

田光荣等提出柴北缘煤成气具有晚期成藏的特征[13] ；马峰等分析了柴北缘煤成气的成藏条件和勘探领域[14] 。

柴达木盆地可开采的煤炭资源主要分布于柴北缘地区。

曹代勇等分析了煤田构造特点，并结合煤系基底构造特征、主干断裂构造特征及煤系赋存特征，确定了柴北缘煤系展布具有南北分带、东西分区的基本规律，有利的成煤环境主要有湖侵过程中古隆起、断陷台地和废弃的辫状河冲积平原等[15] 。

占文锋等运用构造控煤分析方法，探讨了柴北缘煤系赋存的基本规律，并圈定柴北缘东西分区的中、东段为勘探开发的重点区段[16] 。

鄂尔多斯盆地煤系矿产资源赋存规律研究进展魏迎春;曹代勇;宁树正;吴国强【摘要】Based on data acquisition,field investigation,testing and analysis carried out comprehensive mineral resource study of Permo-Carboniferous and Jurassic coal measures in the Ordos Basin.The study has identified mineral resource kinds and spatiotemporal dis-tributionfeatures,partitioned coal measures mineral resources paragenetic association types.From coal measures mineral formation pri-mary condition and succeeding basin structure-thermal evolution control points of view,have revealed Ordos Bain coal measures min-eral resource hosting patterns,established coal measures mineral resource coupled mineralization model.The paper has also assessed mineral resource potentials,estimated resources of coal measures gas and main mining areas coal measures gallium element etc.,parti-tioned mineral resource favorable areas in Ordos Basin.Thus,the research has provided scientific basis and technical support for geo-logical investigation deployment and prospecting areas selection.%在资料收集、野外调查及采样、测试分析的基础上,以鄂尔多斯盆地石炭-二叠纪煤系和侏罗纪煤系为目标,开展了煤系矿产资源综合研究.查明了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源发育种类及时空分布特征,划分了煤系矿产资源共生组合类型.从煤系综合矿产形成的原生条件和后期的盆地构造-热演化控制的角度,揭示了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源的赋存规律,建立了煤系矿产耦合成矿模式.评价了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源潜力,估算了鄂尔多斯盆地煤系气和主要矿区煤系镓元素等主要煤系矿产资源量,划分了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源有利区.为矿产地质调查工作部署和勘查选区提供科学依据和技术支撑.【期刊名称】《中国煤炭地质》【年(卷),期】2018(030)006【总页数】7页(P14-20)【关键词】鄂尔多斯盆地;煤系矿产;耦合成矿模式;赋存规律【作者】魏迎春;曹代勇;宁树正;吴国强【作者单位】中国矿业大学(北京),北京 10008;中国矿业大学(北京),北京 10008;中国煤炭地质总局,北京 100038;中国煤炭地质总局,北京 100038【正文语种】中文【中图分类】P612煤、油气、砂岩型铀矿等多种沉积矿产同盆共存的事实，日益受到地质学家的关注[1-6], 沉积盆地多种矿产富集机理和耦合成矿效应已成为当前矿产资源和盆地动力学领域的研究热点之一[7]。

宁东煤田红墩子矿区沉积环境对煤岩煤质的影响华芳辉;刘志飞;张劲;崔茂林;贾煦【摘要】为了揭示沉积环境对煤岩煤质的影响,以宁东煤田红墩子矿区为研究区,采用沉积学和煤岩学等方法对太原组和山西组层序进行了划分,结合煤岩煤质数据,探讨了沉积环境对煤岩煤质的影响.研究结果表明:层序Ⅰ、层序Ⅱ煤层受海水潮汐作用影响,整体上硫分含量较层序Ⅲ高,镜质组和惰质组含量较低,平面上,灰分、硫分呈现出南高北低的规律,镜惰比则出现南低北高的现象;层序Ⅲ煤层受河流及物源的共同影响,高灰煤、高硫煤主要集中在矿区的南北两端,镜惰比则由于河流作用导致沼泽水动力强弱及覆水稳定的变化,出现南高北低的现象.【期刊名称】《中国煤炭地质》【年(卷),期】2019(031)003【总页数】7页(P12-18)【关键词】煤岩煤质;沉积环境;层序地层;红墩子矿区;宁东煤田【作者】华芳辉;刘志飞;张劲;崔茂林;贾煦【作者单位】中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】P618.11鄂尔多斯盆地是多矿种的能源盆地，煤炭资源丰富，盆地西缘发育有石炭二叠系和侏罗系两套煤系[1]。

近几十年来，国内外专家学者对该盆地做了大量的研究工作，如陈全红、邵龙义等从沉积方面研究了石炭二叠纪聚煤规律，王双明，曹代勇等从构造方面分析了盆地构造演化及控煤作用[2-5]。

为了研究沉积环境对煤岩煤质的影响，本文以宁东煤田红墩子矿区为研究区，以太原组和山西组煤层为研究对象，根据钻孔岩心及测井曲线等资料划分层序、恢复古地理环境，结合煤岩煤质的数据，探讨太原组和山西组不同沉积环境对煤岩煤质的影响。

㊀第45卷第7期煤㊀㊀炭㊀㊀学㊀㊀报Vol.45㊀No.7㊀㊀2020年7月JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETYJuly㊀2020㊀移动阅读曹代勇,占文锋,李焕同,等.中国煤矿动力地质灾害的构造背景与风险区带划分[J].煤炭学报,2020,45(7):2376-2388.doi:10.13225/ki.jccs.DZ20.0694CAO Daiyong,ZHAN Wenfeng,LI Huantong,et al.Tectonic setting and risk zoning of dynamic geological disasters in coal mines in China[J].Journal of China Coal Society,2020,45(7):2376-2388.doi:10.13225/ki.jccs.DZ20.0694中国煤矿动力地质灾害的构造背景与风险区带划分曹代勇1,2,占文锋3,李焕同4,李小明5,刘德民5,魏迎春1,2(1.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京㊀100083;2.中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京㊀100083;3.北京工业职业技术学院,北京㊀100042;4.西安科技大学地质与环境学院,陕西西安㊀710054;5.华北科技学院安全工程学院,北京㊀101601)摘㊀要:煤与瓦斯突出㊁矿井突水㊁冲击地压㊁冒顶等煤矿动力地质灾害对煤炭安全生产构成严重威胁,加强煤矿动力地质灾害形成机理和分布规律研究是确保煤矿安全生产的前提条件和基础工作㊂煤矿动力地质灾害是静态地质环境与开采扰动耦合作用的结果,区域构造背景通过构造变形产物㊁构造形成过程和构造应力场等方式决定煤矿床赋存方式和动力环境,从而影响煤矿动力地质灾害的发生㊂通过实例研究和理论分析,把致灾构造因素归纳为断层构造㊁褶皱构造㊁构造复杂程度㊁构造活动性㊁煤变形-变质特征㊁煤层赋存深度等六大类,各类构造因素对不同地质灾害的影响程度不同㊂研究表明,受煤田构造格局的控制,中国煤矿动力地质灾害具有东强西弱㊁北强南弱的基本特点;规模大㊁损失严重的煤矿动力地质灾害主要发生在东部煤田构造域,尤其是大兴安岭 太行山二级构造带以东的东北赋煤构造区中东部㊁华北赋煤构造区东部和华南赋煤构造区中部,以及受特提斯地球动力学体系与太平洋地球动力学体系复合作用控制的华南赋煤构造区西部㊂根据致灾构造因素和动力地质灾害特征,结合煤系赋存特点和煤炭开发现状,将基于区域构造背景控制的煤矿动力地质灾害风险等级分为Ⅰ级(低风险)㊁Ⅱ级(中风险)和Ⅲ级(高风险)等3个等级㊂从中国煤田构造格局的时空差异性出发,在中国赋煤构造单元框架内进行煤矿主要动力地质灾害风险区带划分,东北㊁华北㊁华南和西北四大赋煤构造区共划分煤矿动力地质灾害Ⅲ级区带11个㊁Ⅱ级区带7个,其余地区属于Ⅰ级区带或未评价区域㊂关键词:煤矿动力地质灾害;致灾构造因素;煤田构造;区域构造背景;风险区带划分中图分类号:P694㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:0253-9993(2020)07-2376-13收稿日期:2020-04-24㊀㊀修回日期:2020-05-26㊀㊀责任编辑:韩晋平㊀㊀基金项目:国家自然科学基金资助项目(41772156);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2020YJSDC09)㊀㊀作者简介:曹代勇(1955 ),男,重庆人,教授,博士生导师㊂E -mail:cdy@cumtb．edu．cnTectonic setting and risk zoning of dynamic geological disasters incoal mines in ChinaCAO Daiyong 1,2,ZHAN Wenfeng 3,LI Huantong 4,LI Xiaoming 5,LIU Demin 5,WEI Yingchun 1,2(1.College of Geoscience and Surveying Engineering ,China University of Mining and Technology (Beijing ),Beijing ㊀100083,China ;2.State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining ,China University of Mining &Technology (Beijing ),Beijing ㊀100083,China ;3.Beijing Polytechnic College ,Beijing ㊀100042,China ;4.College of Geology and Environment ,Xi an University of Science and Technology ,Xi an ㊀710054,China ;5.College of Safety Engineer-ing ,North China Institute of Science and Technology ,Beijing ㊀101601,China )Abstract :Coal and gas outburst,mine water inrush,rock burst,roof fall and other dynamic geological disasters in coal第7期曹代勇等:中国煤矿动力地质灾害的构造背景与风险区带划分mines have seriously threatened the coal mining safety.Further research on the formation mechanism and distribution law of mining dynamic geological disasters is the precondition and basic work to ensure the safe production of coal mine.The formation of dynamic geological disasters in coal mines is the result of coupling action of the static geological environment and the mining disturbance.The regional tectonic setting determines the occurrence feature and dynamic environment of coal deposits by means of the structural deformation products,the structural formation process and the tectonic stress field,and result in the risk of dynamic geological disasters.Based on the cases study and theoretical analysis,the disaster-causing structure factors can be summarized into six types:faults,folds,structural complexity, tectonic activity,coal deformation-metamorphism,coal seam buried depth,etc.,and the different types of structural factors have different effects on different geological disasters.Controlled by the coalfield tectonic framework,the inten-sity of mining dynamic geological disasters increases from west to east and from south to north in China.The large-scale and serious-damaged disasters mainly occur in the eastern coalfield tectonic domain,especially to the east of the secondary-order structure belt of Daxinganling Mountain-Taihang Mountain,in the east-central part of Northeast China coal occurrence structural areas,the east part of North China coal occurrence structural areas and the central part of South China coal occurrence structural areas,and the western part of South China coal occurrence structural areas which is controlled by the Tethys geodynamics system and the Pacific geodynamics system.According to the character-istics of disaster-causing structure factors and dynamic geological disasters,and combined with the coal measures oc-currence and coal mining status,the mining dynamic geological disasters controlled by regional tectonic setting can be divided into three risk grades:grade I(low risk),grade II(medium risk)and grade III(high risk).Based on the space-time difference of China s coalfield tectonics,the risk zone division of main dynamic geological disasters in coal mines is carried out within the framework of coal occurrence structural units in China,there are11zones of gradeⅢand seven zones of gradeⅡin four major coal occurrence structural areas of Northeast China,North China,South Chi-na and Northwest China,the rest belong to grade I zones or unevaluated areas.Key words:dynamic geological disasters in coal mines;disaster-causing structure factors;coalfield structure;regional tectonic setting;risk zones dividing㊀㊀中国煤田地质的显著特点是成煤盆地类型多样㊁煤系后期改造强烈㊁煤层赋存条件复杂,煤田构造格局在很大程度上决定了煤炭资源开发的难易程度㊂煤与瓦斯突出㊁矿井突水㊁冲击地压㊁冒顶等是威胁煤炭安全生产的主要动力地质灾害,这些动力地质灾害是静态地质环境与开采扰动耦合作用的结果,采动破坏了矿井地质环境原有平衡状态,地质环境中积聚的能量瞬时爆发,导致动力地质灾害发生㊂影响煤矿动力地质灾害的地质因素有很多,包括地质构造㊁煤层与围岩结构㊁水文地质㊁工程地质㊁瓦斯㊁地温和地压等等,人们早已认识到构造因素对煤矿动力地质灾害的重要控制作用,开展了大量研究工作,取得丰硕成果[1-12],相继提出煤矿瓦斯赋存地质构造逐级控制理论[13]㊁煤与瓦斯突出预测和冲击地压预测的地质动力区划方法[14]㊂我国在全球大地构造格架中的特殊位置导致中国煤田构造格局的复杂性和时空差异性,构成影响煤炭资源赋存状态和开采条件的首要地质因素[15-17],加强煤矿动力地质灾害的区域构造背景研究,将有助于深化对动力地质灾害成因机理和分布规律的认识,为煤矿动力地质灾害的科学预测和有效防治提供基础依据㊂1㊀地质构造对煤矿动力地质灾害的控制1．1㊀影响煤矿动力地质灾害的主要构造因素煤属于典型的沉积矿床,成煤期后复杂的构造运动,使成煤原型盆地遭受不同程度的分解破坏㊁叠合反转[16,18],形成于煤盆地中呈近水平连续展布的含煤岩系经历后期构造运动,发生变形和变位,被分割为大小不等㊁埋深不同的赋煤块段(煤田㊁矿区和井田),成为资源勘查和开发的对象[19]㊂现代构造地质学研究包括几何学(构造形态与构造样式)㊁运动学(构造形成路径与演化历史)和动力学(构造成因与构造应力场)3方面[20],区域构造背景通过构造变形产物㊁构造形成过程和应力-应变分布等方式决定煤矿床的赋存状态和动力环境,从而影响煤矿动力地质灾害发生的风险程度㊂通过实例研究和理论分析,可以将主要致灾构造因素归纳为断层构造㊁褶皱构造㊁构造复杂程度㊁构造活动性㊁煤变形-变质特征㊁煤层赋存深度等六大类,各类致灾因素对不同地质灾害的影响程度不同(表1)㊂7732煤㊀㊀炭㊀㊀学㊀㊀报2020年第45卷表1㊀影响煤矿动力地质灾害的构造因素Table1㊀Structural factors affecting dynamicgeological disasters in coal mines构造因素动力地质灾害煤与瓦斯突出突水冲击地压冒顶片帮断层构造+++++++++++褶皱构造+++++++++构造复杂程度++++++++++构造活动性++++++++++煤变形-变质+++++++煤层赋存深度++++++++++++㊀㊀注:+++为显著影响;++为影响;+为轻微影响㊂1．2㊀断层构造断层构造的致灾效应主要体现在断层的力学性质与断层的几何特征等两方面㊂前者体现在断层作为力学性质不连续界面和软弱带,造成断层两盘岩性和应力-应变突变,在采动应力叠加作用下,原有平衡状态破坏,断层以不同方式重新活动引发动力地质灾害㊂后者表现为断层产状㊁规模等要素对动力地质灾害发生可能性的影响㊂矿井断层构造对瓦斯突出具有极为重要的控制作用[1],CAO等(2001)通过平顶山4个矿与逆断层相关的瓦斯突出现象分析,发现突出几乎都发生在逆断层的下盘,认为与下盘煤层强烈的构造变形密切相关[21],刘咸卫等(2001)通过北票煤田瓦斯突出事故的统计分析,认为正断层对突出的影响比逆断层更为重要[22]㊂逆冲推覆构造中主断层倾角极缓㊁上盘逆冲岩席规模往往较大,可形成区域性封盖条件而有利于瓦斯保存,使突出危险性增加[23]㊂层滑构造(顺层断层)是煤矿中较发育的构造样式,对瓦斯赋存具有重要的控制作用,如四川白皎井田的120次煤与瓦斯突出中,65%发生在层滑构造带[5]㊂断层构造是造成矿井突水的重要原因之一,大量突水事例表明,断层构造往往是构成各种水源进入矿井的通道,引发矿坑突然涌水甚至大规模淹井事故[6-7],如河北的峰峰㊁井陉矿区的多次突水大多为断层突水或断层破碎带突水成因[24]㊂断层导水性与断层的力学性质密切相关,压性或压扭性断层破碎带窄且致密㊁透水性弱;张性或张扭性断层断裂破碎带疏松㊁透水及富水性强,易造成突水[7]㊂华北石炭 二叠纪煤系下伏奥陶系灰岩含水层往往处于高承压状态,常通过构造裂隙㊁断层或陷落柱与煤系含水层产生水力联系,以断层作为突水通道的煤矿突水事故占总数的80%以上[25]㊂断层的存在不仅降低了岩体的强度,其上㊁下盘相互错动缩短了煤层与含水层之间的距离[24],如霍州矿区断层使煤层及顶底板含(透)水层基本与灰岩对接,灰岩水可能通过断层通道补给煤层上覆含(透)水层,回采后顶板垮落形成采空区突水[26]㊂潘一山等(2003)我国冲击地压分为煤体压缩型㊁顶板断裂型和断层错动型等3种类型[27],近年来的一个重要研究进展就是发现了断层类型与冲击地压的相互作用机制[8],姜福兴等(2010)提出了断层类型与冲击地压的相互作用机制,工作面过正断层时为减压型,一般不易发生冲击地压;工作面过逆断层时为增压型,容易引发强烈的冲击地压[28]㊂王书文等(2019)则认为,由于正断层内没有能量积聚,其诱发冲击地压主要是构造应力与采掘扰动应力的叠加,采掘工程开挖后,正断层下盘进一步发生应力集中诱发冲击地压[29]㊂1．3㊀褶皱构造在含煤岩系所处的浅层次或中浅层次构造域中,受顺层挤压形成的纵弯褶皱实最常见的褶皱成因类型㊂纵弯褶皱不同部位的应力-应变分布呈规律性变化,根据中和面理论,褶皱核部内侧(中和面之下)处于挤压状态,是地应力和瓦斯压力集中区域,背斜核部外侧(中和面之上)处于拉伸状态,形成垂直层面的张裂,造成围岩结构破坏;纵弯褶皱发育过程中,顺层剪切的弯滑和弯流作用使煤层发生强烈变形和固态流变,上述因素均不同程度地影响动力地质灾害发生的趋向性㊂韩军等(2008)认为向斜构造同时具备的高地应力㊁高瓦斯压力(含量)和构造煤发育等3个因素,是其发生煤与瓦斯突出的主要原因[30],姜波等(2019)认为,在向斜的两翼和轴部应力作用较为强烈,强变形构造煤发育,是瓦斯突出的危险区域,而背斜轴部的次级应力为垂直轴向的拉张,有利于瓦斯的运移和散失且构造煤不发育,瓦斯突出危险性相对较弱[1]㊂王生全等(2006)基于褶皱中和面效应对煤体结构破坏类型的控制规律研究,提出了中和面之上背斜上层瓦斯逸散型㊁向斜上层瓦斯聚集型和中和面之下背斜下层瓦斯聚集型㊁向斜下层瓦斯逸散型4种类型[31]㊂由于向斜轴部应力集中,统计资料表明煤矿冲击地压常发生在向斜轴部[8]㊂据陈国祥等(2008)研究,向斜㊁背斜内弧的波谷和波峰部位呈现水平压应力集中,易发生片帮;向斜㊁背斜外弧的波谷和波峰部位呈现拉应力集中,易发生冒顶和冲击地压[32]㊂王存文等(2012)将褶皱各部位受力状态分为5个区,其中向斜轴部㊁背斜轴部㊁翼部是冲击地压的易发区[9]㊂8732第7期曹代勇等:中国煤矿动力地质灾害的构造背景与风险区带划分1．4㊀构造复杂程度构造复杂程度通常用构造密度(褶皱㊁断层)㊁构造方位(多组交织)㊁构造期次等定量参数来表示[1,33-34]㊂构造复杂程度反映了地质体非均质性和力学性质的差异性,一般说来,随着构造复杂程度的增大,煤矿动力地质灾害的危险性增大㊂如断裂密度加大导致岩层破碎,岩石力学性质差,顶板裂隙发育则会将上覆含水层水导入采掘空间,且顶板易松动垮落发生冒顶灾害;底板断层密度大,不足以抵抗高承压水则会发生底板突水㊂SHEPHERD等(1981)分析了发生在欧洲㊁北美㊁亚洲和澳大利亚的瓦斯突出,认为90%以上都集中在褶皱㊁断层和裂隙带㊁强构造变形附近带等构造复杂区域[11]㊂王生全等(1989)以南桐煤矿5号煤层为例,开展了小型地质构造带预测,指出小型地质构造带既是各项地质指标在同地段的同步变化带,又是小断层密集带,而煤与瓦斯突出主要发生在小型地质构造带上[35]㊂何俊等(2002)研究表明断层分维和褶曲分维与瓦斯突出危险性之间存在正相关关系[4]㊂张晓东等(2001)认为煤与瓦斯突出突出与构造复杂程度呈正比,并划定了构造复杂程度系数的突出临界值[36]㊂刘伟等(2019)分析了矿井构造复杂程度与矿井涌(突)水的耦合关系,表明断裂分维值㊁断层强度指数和褶皱平面变形系数越大,涌(突)水点分布越密集[37]㊂张春光等(2011)以淮北祁南井田为例,运用分形分维理论,采用容量维对祁南井田构造复杂程度进行了定量评价,并进一步分析了构造分形定量评价与矿井突水的关系,发现分维值越大(构造越复杂)㊁突水点的分布就越密集[38]㊂1．5㊀构造活动性构造活动性是指现今构造运动和构造应力特征㊂构造活动性显著区域的地壳稳定程度差,区域挤压应力场背景下,容易发生煤与瓦斯突出㊁冲击地压㊁围岩变形等动力地质灾害;区域拉张应力场构成相对开放的构造背景,容易发生矿井突水灾害㊂由煤矿褶皱㊁断层㊁岩层陡变带和岩性突变等形成的应力集中带则是动力地质灾害发生的直接原因[39],构造应力集中带积聚了大量的弹性能,在动态的采动应力场触发下,极易失稳,能量瞬时释放,引发动力地质灾害㊂我国多个矿区的开采实践及监测分析表明,构造活动区或活动断裂分布区易发生煤和瓦斯突出㊁冲击地压㊁巷道变形㊁矿井突水等煤矿动力地质灾害[12,40-41]㊂近年来一项有意义的工作就是发现了天然地震与冲击地压㊁煤与瓦斯突出等煤矿动力地质灾害之间联系,天然地震与矿井动力灾害同受区域地壳构造活动和应力场的影响,具有相同的动力源和能量基础㊂张建国等(2019)发现平顶山东部矿区天然地震的震级和发生频次空间分布与煤与瓦斯突出等矿井动力灾害具有明显相关关系,反映不同级别的活动断裂对煤与瓦斯突出的控制[42]㊂陈波(2016)对2000 2006年期间发生的5825起煤矿灾害进行了空间定位,与中国大陆同期发生天然地震活动按照时空顺序进行了 回放 ,发现48．7%的煤矿灾害呈现典型的丛集特征,认为大量伴随煤矿灾害的微地震有可能成为煤矿灾害前后构造应力场发生扰动并致灾的地球物理证据[43]㊂煤矿动力地质灾害风险与现今应力方位和应力强度有关,京西煤矿地应力测量表明,区域主应力方向与井田内局部应力方向相同时,则发生应力的叠加,形成冲击地压[44]㊂1．6㊀煤层变形-变质特征煤是一种对温度㊁压力等地质环境因素特别敏感的有机岩,煤层形成后经历的各种构造-热事件,无一不在煤层形态和物质成分变化方面留下深刻的烙印,引起结构㊁构造和煤级的变化[45]㊂中国煤田构造格局复杂,煤层变形-变质时空差异显著,对动力地质灾害发生具有不同程度的影响㊂煤体结构变形是发生煤与瓦斯突出的必要条件㊂褶皱㊁断层尤其是层滑等矿井构造导致煤体变形,形成不同类型的构造煤,随着煤体结构变形程度的增大,构造煤的孔容㊁比表面积以及瓦斯吸附能力增强,透气性降低,形成高瓦斯富集区,大量的突出点调查统计表明,几乎所有发生煤与瓦斯突出的煤层都发育有一定厚度的构造煤[46-47]㊂我国煤田地质和矿井地质工作者在构造煤成因机制与控制因素㊁构造煤分类与分布规律㊁构造煤物理化学性质与瓦斯赋存关系的等诸多方面开展了大量研究工作,取得丰硕成果[1,3,46-51]㊂深入研究不同构造作用下煤体变形特征及构造煤分布规律,揭示不同类型构造煤的瓦斯地质特征,是瓦斯赋存规律研究及突出预测的基础性工作和核心内容㊂除煤体结构之外,煤变质程度也是影响煤与瓦斯突出危险性的因素之一,瓦斯(煤层气)含量和煤体吸附性与煤变质程度密切相关[52],低煤阶(褐煤)和高煤阶(超无烟煤)瓦斯含量低㊁突出危险性较小,前者如我国西北和内蒙东部广大低变质烟煤和褐煤分布区,后者包括华南东部闽西南㊁赣南㊁湘南超无烟煤-煤系石墨分布区㊂赵毅鑫等(2007)和姜耀东等(2015)研究发现:煤的冲击倾向性与煤的细观结构特征紧密相连,可以用煤体微晶参数来判断煤层冲击倾向性的大小,微晶9732煤㊀㊀炭㊀㊀学㊀㊀报2020年第45卷参数值越大,表明冲击的危险性越大[8,53]㊂1．7㊀煤层赋存深度煤层赋存深度是成煤后多期构造运动综合作用的结果,煤层现今埋藏深度与动力环境密切相关,垂向上地应力梯度发生变化㊁煤层承受的自重应力㊁流体压力和地温等随深度增加而增加,煤岩体中积聚的弹性能也随之增加,发生煤与瓦斯突出㊁冲击地压㊁高承压岩溶水突出㊁软岩大变形等动力灾害的危险性明显加大,事故频度和强度也明显增加[54-55]㊂深部煤层开采受高地应力影响㊁瓦斯压力达到高峰,煤岩体会聚集较高的气体能量,同时煤岩层透气性变差,造成瓦斯含量高㊁压力增大,在采掘扰动的作用下,煤与瓦斯复合动力灾害风险加剧,成为煤矿安全生产的重要威胁[56]㊂统计表明,由于瓦斯突出和爆炸引起的死亡10人以上的煤矿事故70%出现在我国东部深部矿井[54]㊂深部煤层承压水位高,水头压力大,水文地质条件复杂化㊂在高地应力和水压力长期作用下,围岩有效隔水层厚度降低,加上采掘扰动造成断层裂隙活化,形成渗流通道相对集中,突水几率明显增加㊂华北晚古生代煤系之下的奥陶纪灰岩是古岩溶十分发育的层位,深部煤炭资源开采面临的主要水害威胁来自煤层底板的高压岩溶水[57],如河南义煤集团义安矿及孟津矿煤层底板承压达7．5MPa,江苏徐矿三河尖矿底板承压8．32MPa,淮南矿区A组煤底板承压10MPa[57-59]㊂深部硬岩随地质条件恶化㊁碎裂岩体增多,而软岩(煤层)中地应力状态随埋深增加,且更早处于各向等压状态[60],1000m以深的垂直原岩应力和构造应力基本已经超过工程岩体的抗压水平,根据南非地应力测定结果,1000~5000m深度地应力达50~ 135MPa[61],工程开挖尤其是大规模的开采活动所导致的应力集中水平更是远超工程岩体的抗压水平,使围岩剧烈变形㊁巷道和采场失稳,并易发生破坏性的冲击地压㊂研究表明,冲击地压存在一个临界深度,超过此深度开采时,冲击地压将频繁出现,我国典型冲击地压矿井的临界开采深度为400~630m[27]㊂因此,随着我国中部㊁乃至西部地区煤炭工业发展,动用深部煤层时,也应充分考虑冲击地压发生的风险㊂2㊀中国煤田构造格局与煤矿地质灾害分布2．1㊀中国煤田构造格局划分中国大陆是一个由众多构造活动带和稳定地块经多次拼合而成的复合陆块,活动带密度大㊁经历了长期多旋回的造山过程,稳定地块规模小㊁基底刚性程度低㊁盖层变形显著[62]㊂发育于这一复合大陆上的成煤盆地类型多样㊁后期改造强烈,呈现明显的分区㊁分带特征[15]㊂控制中国煤田构造格局的区域构造活动带包括:1条一级带即贺兰山 龙门山 哀牢山南北向构造带,3条二级带即阿尔泰 阴山构造带㊁昆仑 秦岭 大别山构造带㊁大兴安岭 太行山 武陵山构造带,上述区域性构造带将中国煤田构造格局划分为东㊁西两大煤田构造域㊁3条煤系变形构造组合带和五大赋煤构造区[16-17](图1),构成控制煤矿动力地质灾害发生的基本构造背景㊂2．2㊀中国煤田构造基本特征2．2．1㊀两大煤田构造域贺兰山 龙门山 哀牢山南北向构造带分划东部煤田构造域和西部煤田构造域㊂东部煤田构造域含煤层位多㊁煤盆地类型多㊁构造-热演化史复杂㊁构造变形时空差异显著;东北区和华北区东部以新生代负反转构造为特征,华南区以多期持续挤压变形为特征,煤田构造线展布以北东 北北东向为主㊂西部煤田构造域以早 中侏罗世煤系占绝对优势,煤田构造格局的形成与演化受特提斯地球动力学体系控制,新生代盆地正反转显著,现今控煤构造样式以北西 北西西向展布挤压性构造为主㊂2．2．2㊀3条煤系变形构造组合带东部复合变形带位于大兴安岭 太行山 武陵山以东㊂秦岭 大别山以南以挤压背景为主,华北和东北则以伸展背景为主㊂构造组合以北东 北北东向展布㊁平行排列的条带结构组合为基本格局,变形幅度和强度由东向西递减㊂中部过渡变形带位于贺兰山 龙门山 哀牢山构造带与大兴安岭 太行山 武陵山构造带之间,地壳结构稳定,鄂尔多斯盆地和四川盆地的构造单元组合具有典型的 地台型 同心环带变形分区结构[15]㊂西部挤压变形带位于贺兰山 龙门山 哀牢山以西,煤田构造以挤压变形为特色,区域构造线走向呈北西 北西西 北北西弧形展布,变形强度向北递减㊂构造变形组合由滇藏赋煤构造区的平行条带结构,转换为西北赋煤构造区的多中心环带结构[15]㊂2．2．3㊀五大赋煤构造区东北赋煤构造区以兴蒙造山系及其中间地块为基底,印支运动以后卷入滨太平洋活动大陆边缘,燕山运动早㊁中期以北北东 南南西走向的压性构造形迹为特征,中生代晚期东亚大陆边缘裂解,以由铲式正断层控制的箕状断陷和堑垒组合为主,由西向东,构造改造作用逐步增强㊂东部赋煤构造亚区三江 穆棱河盆地群发育向北西扩展逆冲断层和轴面南东倾的斜歪褶皱等挤压构造样式㊂中部亚区以松辽盆0832。

煤炭地质学——涵义与发展趋势曹代勇;王佟;王丹;郑志红【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2010(035)005【摘要】在分析国内外关于"煤田地质学"、"煤地质学"概念的基础上,根据我国煤炭地质工作面临的任务和发展趋势,提出煤炭地质学的定义:煤炭地质学是运用地质学理论和方法,研究煤炭资源(煤、煤层气及其他共伴生矿产)的成因、性质、赋存规律、开发、利用及其环境效应的一门综合性学科;煤炭地质学的内容不仅包括基础理论研究,还包括资源评价和勘查、资源开发地质、加工利用及其环境保护等工程问题.构建了由理论基础、技术支撑、研究内容、工作目标等4部分构成的煤炭地质学研究框架,讨论了中国煤炭地质学发展的特点和重点研究方向.【总页数】5页(P765-769)【作者】曹代勇;王佟;王丹;郑志红【作者单位】中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083;中国煤炭地质总局,北京,100039;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】P618.11【相关文献】1.试论煤炭工业可持续发展的涵义 [J], 宋绍峰;周德群2.构造地质学若干术语的涵义解析和使用探讨 [J], 童亨茂;陈正乐;刘瑞珣3.煤炭地质学"十三五"主要进展及展望 [J], 贾建称;巩泽文;靳德武;李泉新;吴艳4.论煤炭工业可持续发展的涵义 [J], 周德群;陈宝书5.中国地质学会、中国煤炭学会煤田地质专业委员会中国煤炭工业安全科学技术学会水害防治专业委员会煤炭工业技术委员会煤矿防治水专家委员会2014年煤矿安全高效开采地质保障技术研讨会暨征文通知 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

北淮阳地区不同变形-变质煤的元素分布及其影响因素李小明;曹代勇;占文峰【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2006(034)006【摘要】通过对大别造山带前陆北淮阳地区石炭纪高煤级煤的X射线荧光光谱分析,探讨了不同变形-变质类型煤中常量元素的分布规律及其影响因素.结果表明:构造-热作用具有使Al3+、K+、Si4+、Ti4+在煤体中富集,p5+、F 2++Fe3+、Mn2+Na+、Ca2+、Mg2+向煤体外迁移的趋势;在弱应力带富集Al3+、K+、Ti4+、Na+、Ca2+;在强应力带富集Si4+、P5+、Fe2++Fe3+、Mg2+.岩浆热变质类型煤和构造-热变质类型煤的w(SiO2)/w(Al2O3)和w(K2O)/w(Na2O)值显著增大,与岩浆岩中SiO2及KO质量分数偏高有重要的成因联系.【总页数】3页(P1-3)【作者】李小明;曹代勇;占文峰【作者单位】中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083;中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083;中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】P618.11【相关文献】1.北淮阳地区仙人冲-牛角冲段变质-变形分析 [J], 汪佩佩;雷东;牛如;韩旭渊2.浙江煤山地区北北东向平移-逆冲断裂特征及变形环境 [J], 刘荣;侯光久;张克信3.北淮阳带东段变质构造地层早期构造变形及其区域地质意义 [J], 王果胜;宋鸿林;马文璞;刘文灿4.北淮阳地区变质构造地层划分与对比 [J], 刘文灿;宋鸿林;马文璞5.北淮阳地区变质地层序列与构造变形特征 [J], 汤加富;侯明金;石乾华;周存亭;徐家聪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

煤系页岩气的基本特点与聚集规律曹代勇;王崇敬;李靖;秦荣芳;杨光;周济【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2014(000)004【摘要】煤系页岩气是页岩气的重要类型之一。

从煤系岩性组合、煤系页岩气地化特征和盖层条件等方面入手，剖析了煤系页岩气的生、排烃能力及保存条件，总结了中国煤系泥页岩的分布特征与发育规律。

研究表明：煤系干酪根以腐殖型(III 型)为主，H/C较低，总有机碳TOC值高；生烃母质的性质导致煤系泥页岩以生气为主，且具有长期缓慢生烃、排气态烃困难、滞后，排烃效率低、残留烃量大等特点；煤系中的煤层既是良好的气源岩，又对下伏层位的页岩气起到封盖作用，因此，煤系泥页岩具备较好的聚集成藏潜力。

【总页数】6页(P25-30)【作者】曹代勇;王崇敬;李靖;秦荣芳;杨光;周济【作者单位】中国矿业大学地球科学与测绘工程学院，北京 100083;中国矿业大学地球科学与测绘工程学院，北京 100083;中国矿业大学地球科学与测绘工程学院，北京 100083;中国矿业大学地球科学与测绘工程学院，北京 100083;中国矿业大学地球科学与测绘工程学院，北京 100083;中国矿业大学地球科学与测绘工程学院，北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TE122【相关文献】1.白音查干凹陷油藏特点及油气聚集规律初探 [J], 刘荣法;光兴毅2.当代中国体育若干基本理论问题探讨之五(上)当代体育运动发展的基本趋势、规律与特点 [J], 梁晓龙3.纳税遵从的基本特点及其演化规律研究--基于我国税收历史基本特征的分析 [J], 刘静4.油气形成与聚集的基本规律 [J], 姜世阳5.渤中坳陷中浅层油气成藏特点及其聚集规律 [J], 米立军;段吉利因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

构造变形对煤化作用进程的影响——以大别造山带北麓地区
石炭纪含煤岩系为例
曹代勇;张守仁;任德贻
【期刊名称】《地质论评》
【年(卷),期】2002(048)003
【摘要】以大别造山带北麓地区石炭纪含煤岩系为研究对象,利用显微及超微分析手段,将构造煤划分为脆性变形和韧性变形两大类.结合X衍射分析方法研究结果认为,脆性变形不引起煤级的变化,而韧性变形可以促进煤的变质;温度是引起煤级升高的主导因素,定向压力是煤化作用进程的"催化剂".
【总页数】5页(P313-317)
【作者】曹代勇;张守仁;任德贻
【作者单位】中国矿业大学煤炭资源教育部重点实验室,北京,100083;中国矿业大
学煤炭资源教育部重点实验室,北京,100083;中国矿业大学煤炭资源教育部重点实
验室,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】P5
【相关文献】
1.大别造山带中上地壳变形特征--皖中张八岭地区印支-燕山早期构造变形研究 [J], 陆松年;陈志宏;李怀坤;郝国杰;周红英;相振群
2.大别造山带北麓地区自石炭纪以来构造演化研究 [J], 邵明辰;王笔梁
3.大别山北麓石炭纪盆地沉积和构造研究 [J], 李宝芳; 马文璞
4.大别山北麓石炭纪盆地沉积和构造研究 [J], 李宝芳; 马文璞; 张惠良; 赵志根; 李贵东
5.阿拉善地块晚奥陶世-石炭纪的构造演化历史--来自北大山地区多期岩浆-变质-变形事件的约束 [J], 宫江华;张建新;王宗起;于胜尧;王东升
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

吐哈盆地早、中侏罗世聚煤期古构造曹代勇;邵龙义;张鹏飞【期刊名称】《古地理学报》【年(卷),期】1999(001)002【摘要】吐哈含煤和油气盆地是地质历史演化过程中不同时代、不同性质的沉积盆地转化叠合的结果。

岩相古地理分析表明，早、中侏罗世含煤岩系发育于伸展机制下的泛湖盆环境，经历了沼泽化—湖化—沼泽化—湖化过程。

两次沼泽化（聚煤期）时间分别为早侏罗世八道湾期和中侏罗世西山窑期早期，两次湖泊扩张期为早侏罗世三工河期和中侏罗世西山窑期晚期。

盆地基底具有受北东—南西向断裂和北西—南东向断裂控制、呈菱形断块组合的性质，同沉积期基底断块活动控制盆地古地理面貌和沉积格局。

早、中侏罗世地层厚度等值线呈北东东—南西西向和北西西—南东东向交织展布，地层增厚、减薄带呈北东—南西向和北西—南东向相间排列。

一般而言，两组凹陷带相交部位构成次级沉积中心，如台北凹陷西部、托克逊凹陷西部、哈密坳陷和艾维尔沟坳陷。

吐哈盆地早、中侏罗世伸展作用的地球动力学背景是东天山地区后造山期应力松弛，导致造山带之间地幔物质运动激化，热扩容莫霍面上隆，使地壳上部处于引张应力状态，基底断裂以正断层位移形式造成断陷伸展，接受沉积并逐步扩展。

【总页数】7页(P46-52)【作者】曹代勇;邵龙义;张鹏飞【作者单位】中国矿业大学北京校区，北京 100083;中国矿业大学北京校区，北京 100083;中国矿业大学北京校区，北京 100083【正文语种】中文【中图分类】P53【相关文献】1.新疆早-中侏罗世聚煤期同沉积构造及其控煤效应 [J], 夏玉成;王佟;王传涛;韦忙忙2.新疆卡姆斯特煤田早-中侏罗世含煤岩系层序-古地理与聚煤规律研究 [J], 刘志逊;田继军;张国庆;杨曙光;代鸿章3.河北省蔚县早中侏罗世含煤盆地聚煤规律研究 [J], 徐士陆;孔玉梅4.吐哈盆地早中侏罗世沉积演化规律分析 [J], 来鹏; 魏聚瑞; 杜世涛5.新疆吐哈盆地大南湖煤田早、中侏罗世孢粉组合及其地层意义 [J], 黄嫔因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

柴达木盆地新生代构造样式的演化特点
戴俊生;曹代勇
【期刊名称】《地质论评》
【年(卷),期】2000(046)005
【摘要】本文将柴达木盆地新生代构造样式的演化归纳为6种序列和两个主要阶段,即冲断构造→生长背斜→反冲断层+断展背斜序列、生长背斜→反冲断层+断展背斜序列、生长背斜→纵弯背斜序列、生长断层→纵弯背斜序列、生长断层→滑脱褶皱序列、水平岩层→纵弯背斜序列.构造样式的演化具有明显的地区性特点,盆地南北两侧具相似性,而盆地中央呈东西差异.两个阶段是喜马拉雅早中期的压缩构造样式发育阶段和晚期的强烈压缩构造样式发育阶段.控制柴达木盆地构造样式规律性的主要因素是区域构造环境、盆地基底性质、应力作用方式和岩石力学性质等.【总页数】6页(P455-460)
【作者】戴俊生;曹代勇
【作者单位】石油大学资源系,山东东营,257062;中国矿业大学,北京,100083【正文语种】中文
【中图分类】P5
【相关文献】
1.黄骅拗陷新生代构造样式及其演化 [J], 李明刚;杨桥;张健
2.渤海湾盆地中新生代构造演化与构造样式 [J], 夏斌;刘朝露;陈根文
3.柴达木盆地西南部新生代构造样式及其动力学特征 [J], 倪金龙;王鹏;杜小亮;胡
勇;李增学;林玉祥
4.柴达木盆地东部"走廊域"中新生代构造特征及构造演化 [J], 刘天绩;徐凤银;陈世悦;侯恩科
5.柴达木盆地新生代走滑构造特征及成因演化 [J], 陈文萍; 胡望水; 李涛; 王淑君; 葛勋; 姜天阳; 李拉毛才旦
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。