基于沉积控水的鄂尔多斯盆地侏罗纪煤田防治水关键层研究

为了弄清鄂尔多斯盆地侏罗纪深埋煤田开采过程中的防治水关键层,从地质构造、地层沉积、古地理演化、含水层富水性等方面系统研究了煤层与含水层的关系。结果表明:鄂尔多斯盆地深埋煤层顶底板主要发育了安定组和3-1煤2段区域性隔水层,安定组厚度较大,分布连续,距离延安组主采煤层较远;3-1煤是区域性主要可采煤层,煤层厚度大,且其顶底板泥岩发育,构成了隔水性能较好的隔水层。中生代发生了3期构造抬升和剥蚀事件,形成了安定组-志丹群不整合面(志丹群砂岩)、延安组-直罗组不整合面(七里镇砂岩)、延长组-延安组不整合面(宝塔砂岩),是本地区最重要的防治水关键层。另外,古层间氧化带、真武洞砂岩等也是威胁矿井安全的重要含水层。     

四川华蓥山北段上三叠统须家河组沉积环境及聚煤特征

华蓥山北段处于四川前陆盆地东部隆后沉积区,笔者根据钻孔岩芯、野外露头、测井等资料,对该区金刚矿区上三叠统须家河组含煤岩系的岩石类型、沉积环境以及聚煤特征进行研究。研究区须家河组从下到上划分为7段,须一、三、五、七段为含煤段,二、四、六段为砂岩段,共识别出砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩和煤等5种岩石类型,区内主要发育河流相和三角洲相,物源主要来自江南古陆。构造作用、沉积环境和古气候等因素影响该区聚煤作用,经历了3次逆冲推覆作用、2次推覆后静止期及最终构造稳定的均衡回弹期,煤层主要形成于推覆后的静止期(须三段和须五段)和均衡回弹期(须七段),四川盆地东部聚煤作用有自西向东、自下而上逐步增强的趋势,华蓥山北段则成为晚三叠世末重要富煤区,可采煤层主要赋存在须五段和须七段,须五段聚煤环境为三角洲平原分流间湾,聚煤作用相对较差,须七段聚煤环境主要为曲流河泛滥盆地,聚煤作用较好。     

矿区四期规划区煤层赋存特征与控煤因素

通过榆神矿区四期规划资料分析,得出该区侏罗纪含煤岩系延安组煤层赋存特征、发育特征和沉积体系演化。延安组沉积早期主要发育河流沉积,中期为湖泊、三角洲沉积,晚期湖泊逐渐萎缩,河流、三角洲沉积再次占主要地位;延安组的煤层主要发育在三角洲平原沼泽,最有利的成煤的时间段就是湖侵体系域晚期和高位体系域晚期。     

陆相盆地古气候变化与环境演化、聚煤作用

为了揭示陆相盆地古气候变化与沉积环境、聚煤作用耦合关系,应用同位素地球化学、煤岩学等理论和方法,进行了柴北缘中侏罗统大煤沟组上段(巴柔期)主采煤层煤岩组分、有机碳同位素组成(δ13CO)及其古气候意义研究。研究煤层(7号和F煤层)δ13CO值平均为-23.9‰,分别变化在-26.7‰~-21.6‰和-25.6‰~-22.9‰。根据沼泽、陆源碎屑体系交替演化特征和煤层有机碳δ13CO值变化规律,将大煤沟组上段划分为8个阶段并对应于1个长周期旋回(C1)和3个短周期旋回(C2)。认为低变质煤δ13CO值在反映古大气CO2同位素组成及其含量变化的同时,还记录了聚煤期(植物生长至泥炭化阶段末)古气候(温度和湿度)的变化:湿暖古气候有利于成煤植物对碳同位素分馏及贫13C腐殖质(镜质组前身)的形成,煤δ13CO值降低;干热古气候不利于植物对碳同位素的分馏,但有利于富集13C的惰质组(丝质体)形成,进而引起煤δ13CO值升高。从煤层δ13CO值所反映的气候变化与陆源碎屑体系废弃、复活及聚煤发生、终止关系角度提出了陆相盆地古气候与沉积环境、聚煤作用关系模型,指出在盆地构造活动、基底沉降较稳定和均匀的煤系沉积过程中,气候变化通过盆地和流域内径流深度(年平均降雨量减去年平均蒸发量)和植被发育演化控制了绝对湖平面变化、沉积物的产生和搬运(供给)速率,进而引起盆地内沼泽、陆源碎屑两种矛盾体系的交替与演化。     

宁中矿区侏罗纪延安期同沉积构造分析

宁中矿区位于鄂尔多斯盆地西南缘。同沉积构造背斜与向斜的鉴定主要根据同一沉积期沉积厚度的分析来判断,通过中侏罗世延安期延安组厚度、煤层厚度、煤层间距等方面分析得出结论,同沉积构造贯穿整个成煤过程,所揭示煤层厚度和间距变化规律为正确对比煤层打下坚实的理论基础。并可为其他含煤盆地构造和聚煤作用分析提供参考。     

青海哆嗦公马矿区中侏罗统沉积环境及聚煤规律

基于沉积环境与聚煤规律存在着密切的关系,为得出哆嗦公马矿区的聚煤规律,通过实测野外地层剖面及钻孔岩心观察,运用沉积学、煤田地质学的基本理论及方法,研究了哆嗦公马矿区中侏罗世含煤岩系的岩相类型、沉积环境及煤层展布规律。结果表明,该区含煤岩系发育辫状河、辫状河三角洲和湖泊三种沉积环境类型,区域上的厚煤层主要形成于辫状河三角洲沉积环境中。聚煤作用明显受古构造及沉积环境的控制,印支运动控制了侏罗系沉积基底的演化,燕山运动则影响了整个湖盆的发育,此时沿湖泊边缘发育的辫状河三角洲聚煤环境较为发育,从而形成了该区主采煤层下2煤及下1煤。富煤带呈北西-南东向的条带状展布,聚煤中心位于研究区东南部的ZK0-3及ZK11-3钻孔附近。     

塔里木盆地西南缘侏罗系沉积演化及聚煤主控因素研究

为了进一步探究塔里木盆地西南缘煤系分布不均衡的原因,找出聚煤作用主控因素,基于应用现代沉积学、煤田地质学、构造地质学等理论方法,通过分析康苏走滑拉分盆地和昆仑山前断陷盆地的充填与沉积特征,绘制了单井岩性剖面和莎里塔什、康苏组、杨叶组的沉积相展布图以及塔里木盆地西南缘侏罗系煤层厚度等值线图。研究结果表明:该盆地西南缘聚煤主控因素为幕式构造运动、沉积环境及气候,幕式构造运动决定了2个聚煤时期,沉积环境决定了煤层空间展布以及气候决定了富煤带的迁移;同时将塔西南地区侏罗纪盆地演化过程概括为:初始沉降期、首次聚煤期、聚煤迁移期、气候变化期、强烈沉降超覆期和强烈沉降推覆期6个阶段。     

井震联合煤系沉积微相及其演化特征预测

为实现对聚煤前后沉积微相及其演化特征的精细预测,运用井震联合方式,以地质统计学和平面差值算法为工具,利用基于地层切片的属性解释技术,以层序内砂地比信息作为沉积微相的表征参数,建立敏感属性与岩性、沉积微相的对应关系,对鄂尔多斯盆地东缘沙曲地区山西组3+4#煤层聚煤前后沉积微相及其演化特征进行精细预测。结果表明:研究区山西组可以划分为两个中期基准面旋回和若干短期基准面旋回,而中期基准面旋回是井震统一尺度研究的基础;平均反射强度和最大波峰属性可以作为聚煤前最优属性组合,弧长和最大波谷属性可以作为聚煤后最优属性组合;山西组3+4#煤层聚煤前为下三角洲平原沉积环境,聚煤后为上三角洲平原沉积环境。     

大杨树盆地中部九峰山组上段沉积环境及聚煤模式

大杨树盆地煤层赋存状态复杂,煤田勘探一直没有突破。为了确定有利找煤区域,应用沉积学基本原理,结合钻孔资料,沉积构造及组合,并编绘砾岩、砂岩、泥岩厚度等值线,对大杨树盆地中部九峰山组上段的沉积环境和聚煤模式进行分析。认为研究区内沉积环境主要为冲积扇、扇三角洲和湖泊。研究发现,煤层主要分布于扇三角洲平原和滨浅湖沉积环境内并围绕半深湖-深湖沉积区呈带状分布,并且区域内发育有两种类型的聚煤模式：大杨树-达尔滨含煤区属于进积型聚煤模式,马尾山-春林沟含煤区为退积型聚煤模式。虽然两含煤区具有不同的聚煤模式,但发育有类似的聚煤环境,综合煤层的聚集模式与分布规律认为马尾山-春林沟含煤区是理想的勘探区域。     

鄂尔多斯盆地侏罗纪含煤岩系地下水系统关键要素与格架模型

地下水与含煤岩系矿产资源密切共生,直接制约含煤岩系矿产资源的合理开发和长远规划。鄂尔多斯盆地是我国重要的能源盆地,几十年勘查实践表明侏罗纪含煤岩系除具有5套(组)可采煤层外,还伴生有丰富的砂岩型铀矿、砂岩型高岭土和石英砂等矿产资源。基于已往对鄂尔多斯盆地的认知和经验,认为地下水的补给水源和输导通道是侏罗纪含煤岩系地下水系统结构中的关键要素。其中,潜在的地下水补给水源包含3套地下水储层(直罗组底部含水层、下白垩统洛河组含水层和罗汉洞组含水层)和地表水系;地下水输导通道则包含了区域规模的骨架砂体、不整合界面、断裂系统和人工采动裂隙系统等四大类型。含煤岩系矿产资源开发过程中遇到的"水害",通常是原有的地下水系统被动揭露或者被破坏的表现,是人为因素连通了地下水水源与人工作业面从而导致地下水的泄漏。聚焦侏罗纪含煤岩系矿产资源的安全开发,一方面需要深入总结地下水系统关键要素的基本特征和分布规律,更进一步则需要揭示地下水系统关键要素与矿产资源的空间配置关系,并在此基础上构建含煤岩系地下水的格架模型,以此为煤系资源开发和矿井水害防治提供沉积学-水文地质学基础。在鄂尔多斯盆地,由于构造背景的差异,在不同...     

三台子-协尔苏盆地分析及找煤方向

通过对盆地地层格架、构造格局、盆地充填序列、含煤岩系沉积特征及聚煤环境等的分析,总结盆地煤层分布特征及富煤带的展布规律,预测盆地找煤方向。     

山东省古近纪煤系地层赋煤特征与聚煤规律研究

为揭示山东省古近纪煤系地层赋煤特征及聚煤规律,以层序地层学、煤田地质学为指导,结合构造地质学、沉积学的相关理论,对其赋煤特征、层序地层及聚煤作用进行研究,结果表明:山东省古近纪煤系地层为五图群李家崖组,其赋存于受断裂控制的新生代断陷盆地中,为煤层与油页岩互层的沉积建造;盆缘断裂构造活动主控黄县聚煤断陷盆地的充填沉积和演化,断陷盆地为陆相扇三角洲-湖泊沉积,沉积体系可划分出扇三角洲体系、辫状河-水下扇体系、滨浅湖-深湖浊积扇体系,以辫状河体系聚煤最为强烈,盆地水域体制的变化控制聚煤作用的发生,聚煤易发生在盆缘断裂活动比较稳定,地形差异较小,盆地水域扩张时期的滨湖地带.     

羌塘盆地中侏罗统古气候演化及其所指示的潜在聚煤古环境

由于自然资源恶劣、交通不便,致使西藏煤炭勘查工作基础较为薄弱,因此西藏是我国煤炭资源较为紧缺的省区之一。羌塘盆地是西藏成煤条件最好的区域,然而目前对羌塘盆地侏罗纪聚煤环境的研究相对较少,文章以羌塘盆地雁石坪剖面为研究对象,通过古植物化石、孢粉以及岩性演化过程所揭示的古气候演化记录,来分析中侏罗世羌塘盆地潜在的聚煤古环境。研究认为,中侏罗世羌塘盆地以热-湿型气候为主,本气候类型致使羌塘盆地具有良好的聚煤古气候条件。     

东海陆架盆地聚煤模式研究

为了在东海陆架盆地中寻找煤炭和油气资源,以层序地层学、煤田地质学为指导,结合构造地质学、沉积学的相关理论,探讨了东海陆架断陷盆地形成过程中的聚煤模式.结果表明:东海陆架盆地含煤建造的沉积类型众多,沉积环境具有多样性.总体上北部以陆相含煤建造为主;南部以滨海相和海陆过渡相为主.煤层具有多相带,多煤层中心展布的格局.区域构造格架、构造背景控制着断陷盆地形成发展过程的聚煤作用,沉积构造控制着聚煤盆地的构造格架与聚煤作用.     

辽河盆地东部凹陷沙三段聚煤特征

在阐述辽河盆地东部凹陷沙三段煤系5种沉积组合的基础上,应用煤田地质学的基本理论和方法,揭示了煤层赋存的总体特征及部分主力煤层空间发育的差异性.进而分析了同沉积断裂构造和沉积环境对聚煤的控制作用,前者表现为各赋煤区的分布明显受走向与凹陷长轴方向一致的同沉积断裂控制;后者表现为在冲积扇前与残存湖泊之间出现大面积泥炭沼泽化聚煤,而泥炭沼泽是在先期扇三角洲平原与扇三角洲前缘相邻地段及部分滨湖基础上演化而成的.     

依兰盆地煤与油页岩赋存特征及成矿规律研究

以典型的新生代断陷盆地依兰盆地为例,通过野外实测剖面、室内综合分析,研究其发育的丰富的泥页岩、油页岩、煤资源的赋存特征及形成条件,并从古气候、古环境及古构造等条件揭示了煤和油页岩的成因及成矿规律.在盆地初期的幕式构造沉降的背景下容易形成煤与油页岩伴生的含煤岩系,煤主要沉积在扇前浅水湖盆,油页岩直接沉积在煤层之上;而在盆地形成的扩张时期,容易形成稳定的油页岩沉积.该盆地的煤主要发育在湖沼相沉积,而油页岩主要发育在湖沼相和湖泊相.依兰盆地控盆断裂控制了煤和油页岩的分布规律,在靠近断裂F1的煤和油页岩厚度较厚,随着湖盆的沉积范围扩大,表现了一种从湖平面逐渐向岸上超的过程.综合孢粉分析结果可知：煤形成的气候总体为温暖潮湿,而油页岩形成的气候总体呈现向气候温和、温度下降的发展趋势.在达连河组的湖泊发育时期,温暖、潮湿亚热带气候,水面风力较弱的气候,容易形成有利于油页岩形成的还原稳定的深湖环境。     

鄂尔多斯盆地彬长矿区沉积体系及控气作用

鄂尔多斯盆地彬长矿区地质构造条件较为简单,含煤沉积体系对煤层的富集起到主要作用。通过对彬长矿区侏罗系延安组的含煤沉积特征以及现有的典型煤层气井的产气情况进行分析。研究结果表明:延安组主要为陆相的湖泊沉积及河流三角洲沉积,煤层厚度以及顶底板所处的沉积相会影响煤层气的富集成藏,并对煤层气的开发起到重要的影响作用。     

榆横北区巴拉素井田沉积特征分析

陕北侏罗纪煤田榆横北区内煤炭资源丰富,但区内矿井普遍受到顶板水害影响。为了区内矿井后期水文地质和防治水工作的高效开展,以巴拉素井田先期开采地段为例,通过对矿井未来首采的2号煤顶板直接充水含水层进行沉积环境分析,以此掌握其赋存特征。结果表明:2号煤顶板的侏罗系直罗组和延安组第四段含水层主要形成于弱还原-还原沉积环境,具有平行层理、槽状交错层理、过渡性层理、冲刷面等沉积构造;直罗组沉积由河道砂坝和河漫滩构成,古河道呈北西-南东向展布;延安组第四段沉积微相以分流河道和分流间洼为主,分流河道呈北东-南西方向展布。     

沁水煤田下霍井田煤系沉积环境及聚煤规律研究

下霍井田位于华北聚煤盆地中部,含优质的二叠纪煤层。针对沁水煤田下霍井田煤系的沉积环境和聚煤规律开展研究,根据沉积特征,研究了煤系沉积环境及垂向演化;通过煤系及煤层顶底板沉积特征、煤层厚度变化、煤岩组分、煤中灰分硫分等分析了聚煤环境及煤层、煤质变化的影响因素。研究认为,太原组为本溪组填平补齐基础上的聚煤期泥炭沼泽—碳酸盐台地—瀉湖—三角洲—碎屑“废弃”相沉积组合,显示典型的海陆交互相约代尔旋回,属正常的海进海退沉积;山西组为太原组海侵末期形成的泥炭沼泽—三角洲旋回沉积,煤层形成于海侵减弱、陆源碎屑尚未增强的过渡时期,是聚煤期植被控制下发育的动态泥炭沼泽在碎屑贫化的基础上泥炭纯净累积演化而成;成煤期后,河流下切冲刷破坏泥炭层。该研究成果对于煤炭资源的可持续发展以及提高煤炭资源开发和利用的效率具有重要的理论与实践意义。     

柴北缘航垭地区侏罗纪含煤岩系层序地层研究

为揭示柴北缘航垭地区的聚煤规律,利用岩心资料对其沉积相、层序地层及聚煤作用进行研究:共识别出5种岩石类型、17种岩相类型,及识别出的河流沉积体系、三角洲沉积体系、湖泊沉积体系,并以区域不整合面、河流下切谷砂岩底面为界面,将石门沟组划分为2个3级层序,分别对应石门沟组下段和石门沟组上段.研究表明:该区煤层形成于湖侵过程中上三角洲平原泛滥盆地和下三角洲平原分流间湾沼泽,在盆地边缘河流—三角洲平原,厚煤层(G2煤)靠近最大湖泛面发育,中厚煤层(G3煤)形成于湖侵体系域的中期;在盆地内部,煤层(G1煤较薄)常靠近初始湖泛面发育.