成煤沉积环境

《成煤沉积环境》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、成煤沉积环境地壳上有泥炭沼泽发育的地貌单元。煤由堆积在沼泽中的植物遗体转变而成(见成煤植物)。适於植物遗体堆积并转变为泥炭的场所是沼泽。沼泽是被水饱和著的土壤区﹐长年或季节性地被水所覆盖﹐表面和周围有植物生长﹐当沼泽中堆积了一定厚度的泥炭层时称为泥炭沼泽。适於泥炭沼泽发育的沉积环境﹐如海滨或湖泊沿岸﹑三角洲平原﹑冲积平原﹑冲积扇前缘等。沼泽类型根据水源补给条件﹐沼泽可分为低位沼泽和高位沼泽。由地下水补给的低位沼泽﹐含丰富的矿物质﹐有3种基本类型﹕树沼或森林沼泽﹐一般为淡水﹐覆水浅﹐有高大乔木和灌木共生﹐因植物生长繁茂﹐遗体大量堆积﹐易形成厚的泥炭层。草沼﹐覆水略深﹐有水

2、生植物和草类生长﹐一般为低位沼泽﹐分布在海岸附近的为咸水至半咸水﹐内陆环境的为淡水。漂浮沼泽﹐分布於湖泊或沼泽中的开阔水域﹐是低位沼泽深覆水区顶部的特殊沼泽类型。漂浮沼泽的表面几乎全被沉水植物﹑特别是菅茅和草类覆盖﹐有薄泥炭层形成并浮於水面﹐植物根可穿透泥炭层﹐又称沼泽湖或颤沼。此外﹐某些低位沼泽以占优势的植物群落命名﹐如分布在海岸潮间带半咸水的红树林沼泽﹔淡水﹑酸性土壤﹑有泥炭藓和菅茅生长的泥炭藓沼泽﹔淡水﹑碱性土壤﹑以芦苇为主的芦苇沼泽等。高位沼泽的地貌景观不同於低位沼泽﹐中心凸起呈圆盘状﹐周缘地势较低﹐常由低位沼泽演化而成。沼泽地区地下水面略低於这类沼泽的表面﹐

3、由大气降水补给﹐缺乏矿物质补充﹐因此沼泽发育後期植物矮化﹑属种单调。如潜水面不发生变化﹐沼泽环境难以长期持续。当气候或构造等因素引起沼泽水面或地下水潜水面发生变化时﹐上述不同沼泽类型可以发生互相转化﹐尤其是低位沼泽发育到晚期﹐常演化成高位沼泽。不同沼泽类型形成不同煤岩类型的煤(见煤相)。成煤沉积环境模式发育在滨海平原﹑三角洲平原﹑冲积平原等不同沉积环境中的沼泽﹐其空间分布﹑水介质条件﹑植被类型和泥炭堆积持续时间等不同﹐所形成的泥炭层转变成煤後﹐无论在煤层厚度﹑含夹矸情况﹑煤体空间分布形态和煤的矿物质含量﹑煤岩类型等均有差异。20世纪10～30年代﹐J.A.厄登(1912

4、)﹑J.M.威勒尔(1930)和H.R.旺勒斯与威勒尔(1932)﹐先後在美国伊利诺伊盆地宾夕法尼亚系的海陆交替相煤系中﹐辨认出向上变粗和向上变细两种不同的岩石垂向层序﹐并将其在剖面中的重复出现称为旋回结构﹐认为由海水进退和地壳振汤运动引起(见含煤岩系)。成煤沉积环境主要有以下几种。三角洲海岸成煤沉积环境      60年代以来﹐随著密西西比河现代三角洲沉积作用研究的进展﹐J.C.弗姆和E.G.威廉姆斯(1963)用三角洲沉积作用的过程解释上述煤系旋回结构的成因。弗姆(1974﹑1975)﹑J.C.霍恩和弗姆(1978)以现代密西西比河的沉积作用和海岸沼泽的分布与美国东

5、部石炭纪煤系的沉积环境进行模拟对比﹐发现许多煤层的参数﹐如厚度﹑横向稳定性﹑顶底板岩性﹑硫和痕量元素含量﹑灰分等﹐都与泥炭堆积时的沉积环境及同生构造的控制有关﹐总结出了从障壁岛-下三角洲平原-上三角洲平原-冲积平原的成煤沉积环境模式。其中﹐障壁岛後沼泽形成的煤层薄﹐含硫高﹐煤层沿障壁沙坝走向延伸﹔下三角洲平原的成煤沼泽顺分流河道两侧的天然堤发育﹐形成的煤层沿沉积倾向连续﹐走向不连续﹐煤层薄﹐常见泥质夹层﹔上三角洲平原至河流冲积平原的泥炭堆积在河道两侧的氾滥盆地中﹐煤层呈透镜体状﹐横向连续性差﹐常为低硫煤﹔上﹑下三角洲平原过渡带泥炭层发育在分流间湾被决口沉积物充填而成的广

6、阔平台上﹐煤层厚度稳定﹐横向连续性也好。此外﹐沉积速度快的阿巴拉契亚南部﹐煤层稳定性差﹐含硫低﹔北部沉降速度慢﹐煤系厚度小﹐煤层分布稳定﹐含硫高。弗姆和G.A.怀森弗鲁(1989)指出﹐向上变粗垂直层序厚度的差异主要是由於盆地深部同沉积断裂活动引起。基底沉降幅度较大的一侧(下降盘)在地表造成负地形﹐易形成叠置的河流沙体﹔而相对沉降较缓的一侧(上升盘)则易形成较厚的煤层﹐厚煤层向叠置的河流砂体的方向分叉﹑变薄以至尖灭。A.C.唐纳森(1974)根据浅水三角洲与深水三角洲沙体几何形态的不同﹐将美国西弗吉尼亚晚石炭世煤系的沉积环境与现代河流作用占优势﹑浅水的瓜达罗普三角洲对

7、比﹐认为在废弃的浅水三角洲朵体的沙质平台上成煤环境颇佳。与深水三角洲不同﹐浅水三角洲的前三角洲泥质沉积相和三角洲前缘沙质﹑粉沙质沉积相厚度一般不大﹐而以三角洲平原相占优势﹐成煤的泥炭沼泽相是三角洲平原沿积的组成部分﹐因此﹐浅水三角洲模式与成煤作用关系更为密切。中国华北南部晚古生代石盒子群的成煤环境属此类型。非三角洲碎屑海岸成煤沉积环境      非三角洲环境的滨海平原也是沼泽发育的有利场所。障壁岛後潟湖潮坪上发育的泥炭层薄﹐含硫高的情况仅限於小潮海岸(潮差小於2米)﹐因障壁岛连续性好﹐潟湖水体深﹐水域面积大﹐环境比较闭塞。中潮海岸(潮差