淺談加強(qiáng)煤田地質(zhì)科學(xué)研究已成當(dāng)務(wù)之急

       經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)采，許多老礦的儲(chǔ)量所剩無(wú)幾，尋找和開(kāi)發(fā)煤田地質(zhì)科學(xué)研究已成當(dāng)務(wù)之急。科學(xué)地研究煤碳地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤系地層賦存的影響，是今后尋找新煤田的關(guān)鍵。作者在總結(jié)前人勘探成果的基礎(chǔ)上，對(duì)煤層的主要復(fù)向斜、復(fù)背斜及斷裂構(gòu)造進(jìn)行分析，重點(diǎn)研究了緩傾角斷裂的類(lèi)型、特征及其對(duì)煤系地層的影響。通過(guò)對(duì)構(gòu)造特征的研究，探討了找煤方向，對(duì)今后尋找新礦區(qū)具有一定的指導(dǎo)意義。煤田地質(zhì)基礎(chǔ)研究由傳統(tǒng)地質(zhì)走向地球系統(tǒng)科學(xué)研究階段，經(jīng)過(guò)我國(guó)煤田地質(zhì)工作者數(shù)十年的努力，已基本形成了特色鮮明的中國(guó)煤田地質(zhì)理論體系，并由傳統(tǒng)煤田地質(zhì)理論走向系統(tǒng)煤田地質(zhì)科學(xué)時(shí)代。煤田地質(zhì)鉆探質(zhì)量的保證在于夯實(shí)質(zhì)量管理基礎(chǔ)。要保證 煤田地質(zhì)勘探質(zhì)量，就必須對(duì)地質(zhì)勘察質(zhì)量進(jìn)行全過(guò)程控制。
　　0 前言
　　煤資源的主導(dǎo)地位與煤污染的嚴(yán)重性極大的影響我國(guó)能源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程，優(yōu)質(zhì)煤及煤層氣的研究與勘探開(kāi)發(fā)、煤的可潔凈性研究與應(yīng)用將是應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的對(duì)策。因此，對(duì)我國(guó)煤沉積學(xué)研究的探討很有必要，通過(guò)前人對(duì)沉積學(xué)研究的成果，結(jié)合我國(guó)特定的古地理、古氣候及構(gòu)造條件，綜合評(píng)述煤的形成環(huán)境和影響煤質(zhì)的因素為我國(guó)的煤炭資源的勘查及開(kāi)發(fā)利用奠定理論基礎(chǔ)。
　　1 成煤環(huán)境探討
　　煤炭的形成與成煤沼澤有著直接的關(guān)系，不同類(lèi)型的沼澤環(huán)境在一定的時(shí)期內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的地質(zhì)作用直接影響煤層的分布、煤層厚度及煤質(zhì)。關(guān)于沼澤的名詞和用語(yǔ)在不同的文獻(xiàn)中都具有各自的定義，其必須具備低洼積水和有機(jī)物生長(zhǎng)。沼澤按不同的方式可以劃分多種類(lèi)型，如低位沼澤、中位沼澤和高位沼澤、淡水、微咸水和咸水沼澤。這些主要受當(dāng)時(shí)成煤環(huán)境的地理?xiàng)l件和古氣候的影響，在不同氣候條件下，其發(fā)展有不同的模式。低位泥炭沼澤在我
　　國(guó)分布最廣，而酸沼澤極少。關(guān)于新生代以來(lái)的泥炭研究，即現(xiàn)代沉積和第四紀(jì)沉積的研究，也許給了新的啟示。根據(jù)泥炭地質(zhì)學(xué)研究，中國(guó)渤海西北黃海沿岸泥炭地與海侵海退的關(guān)系非常密切。通常情況下，當(dāng)有低位沼澤成因轉(zhuǎn)化為高位沼澤成因時(shí)，由于木本成煤植物減少，而草本成煤植物增多，再加上水位的下降和大氣氧的作用增強(qiáng)，鏡質(zhì)組分相對(duì)減少，惰質(zhì)組分相對(duì)增多，由光亮型逐漸朝暗淡型過(guò)渡。當(dāng)然，由于生態(tài)系統(tǒng)總是處在一個(gè)不斷變化的動(dòng)態(tài)平衡之中，氣候、水文、植被等都在一個(gè)變動(dòng)狀態(tài)，故成煤的實(shí)際情況要復(fù)雜的多。
　　2 聚煤作用
　　聚煤作用發(fā)生在不同的沉積環(huán)境，所形成的煤層厚度、煤質(zhì)等都有很大的差異。在氣候、沉降基地、沉積補(bǔ)給等多種因素的綜合影響下，淺海、海灣、湖泊等蓄水盆地的水位和水深在沉積過(guò)程中都是變化的。這種變化對(duì)于盆地沿岸帶聚煤地段的規(guī)模和分布有重要的控制作用。其表現(xiàn)形式一是聚煤地段的遷移，二是聚煤地段的擴(kuò)大和縮小。聚煤地段的規(guī)模和位置，都是指某個(gè)特定的時(shí)間而言的。聚煤作用是含煤巖系形成的主要環(huán)節(jié)，同時(shí)也受到后期大地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和沉積作用的影響，進(jìn)而改變煤層的走向、傾向及煤質(zhì)。其實(shí)，在相模式提出以后，聚煤作用開(kāi)始進(jìn)入了系統(tǒng)的研究時(shí)期，不再是單一的沉積環(huán)境解釋煤層、煤質(zhì)的變化。
　　3 煤沉積學(xué)的發(fā)展
　　3.1 相模式的建立
　　于興河在《沉積學(xué)的發(fā)展歷程與未來(lái)展望》一文中引用 Visher 相模式的建立，其從橫向上沉積序列建立了 13 種模式，內(nèi)容包括了 4 個(gè)河流模式、1 個(gè)三角洲模式、1 個(gè)湖相模式、4 個(gè)海退模式、2 個(gè)海進(jìn)模式和 1 個(gè)深海模式。這為沉積相的識(shí)別，尤其是為野外與井下資料進(jìn)行沉積相分析的具體操作奠定了基礎(chǔ)。自沉積模式提出以來(lái)，煤沉積學(xué)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，識(shí)別出了許多的含煤巖系沉積類(lèi)型，建立了三角洲等一系列不同類(lèi)型的模式并在相關(guān)領(lǐng)域得到了成功的應(yīng)用。
　　3.2 層序地層學(xué)的興起與發(fā)展
　　在相模式的基礎(chǔ)上，以研究海相沉積環(huán)境以及地層整合面和不正面關(guān)系為特征的一門(mén)沉積學(xué)的分支學(xué)科-層序地層學(xué)誕生。其相關(guān)內(nèi)容中加入了盆地分析等一些沉積體系相關(guān)研究的內(nèi)容，使得沉積學(xué)更加理論化和系統(tǒng)化。我國(guó)在該方面的研究主要應(yīng)用國(guó)外的先進(jìn)理論，對(duì)我國(guó)的地質(zhì)特征進(jìn)行較為系統(tǒng)的總結(jié)與上升。就對(duì)含煤巖系沉積學(xué)而言，多以“旋回”和“沉積模式”作為研究方法。含煤巖系是多沉積體系的組合，研究沉積體系的組合特征，搞清古地理環(huán)境的時(shí)空變化，對(duì)揭示聚煤規(guī)律無(wú)疑是頭等重要的。含煤巖系沉積體系的側(cè)向變化（包括沿沉積傾向和沉積走向的變化）必須以旋回層為基本單位來(lái)進(jìn)行研究。在旋回層范圍內(nèi)，通過(guò)編制砂體圖或含砂率圖，確定砂分散型式，再加上沉積構(gòu)造、垂向?qū)有蚝蛥^(qū)域古流體制的研究，即可揭示沉積體系的側(cè)向變化。沉積體系及其組合型式在垂向的變化，不外乎表現(xiàn)為總的海退趨勢(shì)和總的海侵趨勢(shì)兩種情況，在垂向上的變化表明了隨著時(shí)間推移，環(huán)境影響沉積作用變化的一個(gè)總體趨勢(shì)。國(guó)外一些學(xué)者注意到，在一些比較厚的沉積巖地質(zhì)體中，常常會(huì)出現(xiàn)兩種不同的沉積趨勢(shì)交替出現(xiàn)的情況，構(gòu)成一個(gè)高一級(jí)的沉積旋回，其有若干個(gè)基本旋回組成。
　　4 相關(guān)學(xué)科的發(fā)展
　　4.1 煤巖學(xué)
　　煤巖學(xué)的研究對(duì)象也從煤層本身研究的對(duì)象擴(kuò)展到了黑色頁(yè)巖和其它沉積物中分散的有機(jī)碎屑（煤屑）中去了。煤巖學(xué)在煤和顯微組分的燃燒、炭化、氣化和液化等重要加工領(lǐng)域中的研究工作也取得了很大的進(jìn)展。煤炭與油氣在形成和演化上的相似性，以及煤的煤化階段與油氣熱成熟階段間的可比性，已經(jīng)成為應(yīng)用煤巖學(xué)和鏡質(zhì)組反射率指標(biāo)來(lái)預(yù)測(cè)烴源巖的生烴能力和含油氣遠(yuǎn)景的理論基礎(chǔ)，這也是煤巖學(xué)得以成功應(yīng)用于油氣勘探的所在。
　　4.2 煤成氣的勘探與開(kāi)發(fā)
　　煤層氣開(kāi)發(fā)在國(guó)外得到的非常成功的應(yīng)用，但我國(guó)在該領(lǐng)域鑒于我國(guó)復(fù)雜的成煤環(huán)境和構(gòu)造條件，煤層氣的抽采技術(shù)還處于起步階段，尚未形成規(guī)模。盡管如此，在我國(guó)山西沁水盆地也有成功開(kāi)采和應(yīng)用的典范。綜合來(lái)看，我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)在缺乏技術(shù)支持的同時(shí)，也需要政策、市場(chǎng)的正確引導(dǎo)來(lái)激勵(lì)這一潔凈能源有效利用。我國(guó)煤層氣的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用環(huán)節(jié)與其已探明的豐富資源儲(chǔ)量相比相對(duì)落后，作為一種非常規(guī)天然氣，煤層氣產(chǎn)業(yè)無(wú)論從勘探、開(kāi)發(fā)、開(kāi)采還是管輸、定價(jià)、招商引資、商業(yè)化應(yīng)用都需要政策的監(jiān)督和支持。充分發(fā)揮政府職能，使得煤層氣開(kāi)發(fā)應(yīng)用進(jìn)入良好的市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)制，是這一清潔能源進(jìn)一步發(fā)展的必要條件。雖然有眾多因素制約著煤層氣相關(guān)理論向縱向深度發(fā)展，但也刺激了該領(lǐng)域的橫向拓展，地面開(kāi)采和井下抽采技術(shù)在市場(chǎng)的需求下不斷完善和進(jìn)步。國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)及我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)的成功試點(diǎn)說(shuō)明了煤層氣的勘探與開(kāi)發(fā)當(dāng)具備一定可行的地質(zhì)條件及技術(shù)達(dá)到一定水平后在我國(guó)也具有可行性，值得探索和研究。