含煤巖系和煤田地質

李殿武

【摘 要】煤系，是指在一定地質時期連續沉積形成的一套含有煤層并具有成因聯系的沉積巖系。通常又稱為含煤巖系、含煤建造、含煤地層等。

【關鍵詞】煤巖；煤；地質

0.前言

煤系常按形成時代來命名，卯華北的白灰二疊紀煤系、臺灣的古近紀煤系等；也可用煤系發育良好、研究較早的地區命名，如華南的晚二疊世煤系在江蘇龍潭、江西樂平等地研究較早，被稱為龍潭煤系或樂平煤系。因此，同—地質時代形成的煤系在不同地區常有不同的地區性名稱。

1.含煤系及其類型

煤系最大的特點是含有煤層，不同地區煤系中的煤層層數、厚度各不相同。煤系含煤情況用含煤系數表示，可分為總含煤系數和可采含煤系數?？偤合禂?，是指煤系中所有煤層厚度之和與煤系總厚度的百分比；可采含煤系數是指煤系中各可采煤層厚度之和與煤系總 厚度的百分比。

煤礦開采的煤層賦存于煤系之中，因此研究、了解煤系是煤礦建設和生產的基礎。查明煤層層數、厚度、層間距離、傾角等是合理選擇開拓方案和采煤方法的重要依據。煤層頂、底板巖性、厚度和力學性質是合理選擇巷道支護和頂、底板管理的依據。了解煤系巖石的巖 性、強度和含水性等，對確定巷道層位和施工方法有重要意義。熟悉煤系的巖層組合特征，特別是掌握標志層特征，是掘進工程中的層位確定、煤層對比以及判斷斷層性質和斷距、尋找斷失煤層的基礎。因此，對煤系了解越清楚，煤礦建設和生產工作進行得越順利。

煤系的類型。

在不同的古地理環境中形成的煤系具有不同的特征。根據煤系形成時古地理環境的不同可將煤系分為近海型煤系和內陸型煤系兩種類型。

1.1近海型煤系

煤系形成于近海地區，沉積區一般為濱海平原、濱海三角洲平原、渴湖、海灣和淺海等。這些地區范圍廣闊、地形較為平坦、距離剝蝕區遠，受海水進退影響大。隨著地殼升降有時被海水淹沒成為淺海，時海水退出成為陸地、發育大片沼澤。煤系中既有海相沉積巖層又 有陸相沉積巖層。因此，這種煤系又稱海陸交互相煤系。

近海型煤系的主要特點如下：

①煤系由陸相、過渡相和海相巖層組成，巖層中常含有動、植物化石。

②煤系中碎屑巖沉積物的分選性和磨圓度較好，粒度通常較細，成分比較簡單。

③煤系分布面積較廣、厚度較小，巖性、巖相比較穩定，標志層較多，煤巖層容易對比。

④煤系中煤層層數較少、厚度較小，多為薄煤層或中厚煤層。煤層較穩定，厚度變化不大，煤層結構較簡單，所含夾石層數不多。煤中含硫量較高。

⑤煤系旋回結構很明顯，巖性自下而上由粗變細，巖相則由陸相到海相。

我國晚古生代煤系一般均為近海型煤系，如華北石炭二疊紀煤系和華南晚二疊世煤系等均為近海型煤系。

1.2內陸型煤系

這種煤系形成于大陸地區，其沉積區一般為內陸盆地、內陸山間盆地等。這些地區面積較小，周圍地形起伏較大，距侵蝕區較近。煤系全部由陸相沉積物組成，所以內陸型煤系又稱為陸相煤系。

內陸型煤系的特點如下：

①煤系由陸相巖層組成，巖層中常含有植物化石。

②煤系中碎盾巖沉積物的分選性和磨圓度較差，粒度通常較粗，成分比較復雜。

③煤系分布面積較小、厚度較大，巖性、巖相變化較大，煤巖層不易對比。

④煤系中煤層層數較多、厚度較大，多為中厚煤層，有時為厚煤層。煤層不穩定、厚度變化較大，分叉、尖滅現象相當普遍。煤層結構較復雜，夾石層數較多。煤中含硫量較低。

⑤煤系旋回結構不很明顯。

我國中生代煤系一般為內陸型煤系，如華北大同、北京和東北北票等地的早中侏羅世煤系等均屬于內陸型煤系。

2.煤田和聚煤區

2.1煤田的概念

煤田，是指在同一地質歷史發展過程中形成的分布較連續的廣大含煤區域。煤田的面積可由數十平方千米至數千平方千米，儲量可由數千萬噸至數百億噸。煤田內由于后期構造而分割的一些單獨部分或獨立存在的面積和儲量均很小的煤盆地，稱為煤產地。煤產地的面積僅數平方千米至數十平方千米，儲量僅十萬噸至數億噸。

為了開采方便，煤田或煤產地一般劃分為若干礦區開發，一個礦區再劃分為若干井田開采。小型煤產地也可作為一個井田開采。

煤田常以地區名稱或煤系名稱命名。大多數煤田只含一個聚煤期煤系，這種煤田稱為單紀煤田，如山西的沁水煤田（石炭二疊紀煤系）。少數煤田則含有兩個聚煤期煤系，這種煤田稱為雙紀煤田。如山西的大同煤田既有石炭二疊紀煤系又有侏羅紀煤系。

2.2中國煤田簡介

中國幅員遼闊，受古大地構造控制，氣候和植物分帶現象十分明顯，這就造成了不同地區成煤條件的差異性，從而出現成煤的分區現象。根據成煤時代、煤系特點和煤田分布，將我國煤田分布劃分為6個大區，即華北石炭二疊紀聚煤區，華南二疊紀聚煤區，西北侏羅紀聚煤區，東北侏羅白堊紀聚煤區，西藏滇西中生代和古近紀、新近紀聚煤區，臺灣新近紀聚煤區。

華北石炭二疊紀聚煤區。

是我國最大的聚煤區，儲量約占全國煤炭總儲量的1/2且勘查、開發程度高。其北界為陰山、燕山和長白山東段，南界為秦嶺、伏牛山、大別山和張八嶺，西界為賀蘭山、六盤山，東臨黃海、渤海。包括北京、天津、山西、河北、山東、河南全部、內蒙古大部及遼寧和吉林的南部、甘肅和寧夏的東部、陜西和安徽的北部及江蘇的西北部等。

華北聚煤區主要是石炭二疊紀煤系，其次為晚三疊世和早、中侏羅世煤系，古近紀和新近紀煤系僅有零星分布。

①石炭二疊紀煤系——華北廣大地區從中奧陶世末開始隆起，經歷了長期風化剝蝕。至中石炭世初期該區再度沉降、接受新的沉積，沉積了本區最重要的石炭二疊紀煤系，即上石炭統本溪組、太原組、下二疊統山西組和下石盒子組。由于地殼運動、古地理環境等方面的差異，使全區各地的同一含煤地層在厚度、巖性、含煤性等方面發生有規律的變化。在北部（包括內蒙古西南部、山西北部、河北北部、遼寧南部等地）含煤地層主要為上石炭統本溪組、太原組和下二疊統山西組；在中部（包括山西東南部、河北南部、河南北部、山東西南部等地）含煤地層除上述各地層外，下二疊統的下石盒子組也常含薄煤層或煤線；在南部（包括江蘇徐州地區、安徽北部、河南中部等地）含煤地層則主要為下二疊統下石盒子組，甚至上二疊統上石盒子組也含有煤層。

華北石炭二疊紀煤系主要含煤層位，在時間上和空間上有明顯的遷移現象，即在北部（帶）主要煤層位于煤系下部的太原組；在中部（帶）主要煤層位于煤系中部的山西組，在南部（帶）主要煤層位于煤系上部的下石盒子組。

該區石炭二疊紀煤系以太行山東麓的焦作煤田和沁水煤田的無煙煤和高變質煙煤帶為中心，向四周煤的變質程度逐漸降低。東至冀東、魯西，南至淮南、平頂山，北至晉北、內蒙，均出現低變質煙煤或中、低變質煙煤；晉西到賀蘭山則為中高變質煙煤。

②中生代煤系——華北聚煤區的中生代煤系均屬內陸型煤系。聚煤時期包括晚三疊世和早、中侏羅世，聚煤作用僅發生在燕山運動形成的一些內陸盆地中。晚三疊世煤系主要分布于鄂爾多斯盆地，稱為延長群，其中部分地區煤系頂部含可采薄煤層。此外，在豫西、遼寧凌源等地也有分布，但一般無可采煤層。早、中侏羅世為本區第二個重要成煤時期。煤系主要分布于鄂爾多斯盆地和北部的陰山、燕山一帶，如鄂爾多斯盆地的延安組、內蒙古石拐子煤田的五當溝組、山西大同一寧武煤田的大同組和北京京西煤田的窯坡組等，含煤性好，可采煤層多且厚度大。此外，在豫西、山東淄博、遼寧田師傅等地也有零星分布。中生代煤大多為低變質的長焰煤和氣煤，只有少數地區如山東坊子、北京京西和寧夏汝箕溝等地屬于無煙煤。

③古近紀和新近紀煤系——僅在本區有零星分布，如山東臨朐、昌樂、黃縣一帶和河北的燕遼地區、山西繁峙等地。一般均為褐煤，少量為長焰煤。 [科]