水文地質工程地質期刊格式范文
晚古生代中國重要的成煤地層始于晚古生代。晚古生代自4億年前的泥盆紀至2.3億年前的二疊紀末，延續(xù)了1.7億年。其中石炭紀、二疊紀是地史上重要的成煤期。晚古生代古地理面貌發(fā)生了巨大的變化，沉積類型復雜多樣。
摘要：中國水文地質研究內容豐富，不僅水文地質類型多樣，而且水文地質特征區(qū)域性明顯。地質歷史發(fā)展進程對中國各煤田水文地質特征有顯著影響。按區(qū)域性特征將中國劃分為五個大區(qū)。每個大區(qū)的特征從煤層的基底、內部、蓋層分開描述。
關鍵詞：煤田水文地質,中國,規(guī)律,特征
0引言
中國煤炭資源總量位居世界第二，產(chǎn)量位居世界第一，在我國一次性能源消費比例中，煤炭占70%以上。研究和掌握中國煤田水文地質特征和規(guī)律，對于科學有效的預測和防治煤礦突水，保證礦井安全生產(chǎn)促進礦井的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。
1地質發(fā)展歷史
1.1華北地區(qū)自奧陶紀中期海水退去以后，上升為陸地。經(jīng)過中奧陶世、志留紀、泥盆紀和早石炭紀的長期風化剝蝕，至晚石炭紀才重新下降接收沉積。晚石炭紀整個華北地區(qū)地殼升降頻繁，引起海水多次進退。當海水退去時，陸地沼澤廣布、植物繁茂，形成有利于成煤的環(huán)境；當?shù)貧は陆禃r，發(fā)生大面積海侵，形成海陸交互相的石灰?guī)r、砂頁巖及煤層組成的煤系地層。二疊紀初期，氣候潮濕植物繁茂，為成煤提供了豐富的原始物質，形成了重要的含煤地層下二疊統(tǒng)山西組。早二疊世晚期至晚二疊世末，氣候變得干燥，在盆地中普遍沉積了紅色的砂頁巖。
華南地區(qū)晚古生代古地理面貌較為復雜。加里東運動導致?lián)P子地塊與東南地區(qū)連為一體，形成了地史上的華南地塊，并且大部露出海面。泥盆紀早期，僅在黔貴滇及粵北、湘中和湘南一帶形成粗碎屑沉積，其它地方均遭受風化剝蝕。中泥盆世以后發(fā)生大規(guī)模海侵，沉積以碳酸鹽巖為主的地層，超覆在不同時期的地層上。這次海侵一直延續(xù)到早二疊世末期。華南地區(qū)晚古生代成煤期包括早石炭世、早二疊世和晚二疊世三個時期，前兩個時期只有個別地方有煤生成，煤層薄，煤質差，多為無煙煤；晚二疊世煤系幾乎在華南都有分布，經(jīng)濟價值大，為開采的主要煤層。
1.2中生代中生代從2.3億年前開始，延續(xù)至0.7億年前，歷時1.6億年。中生代初期，華北地區(qū)早已成為陸地，而華南仍大部分為淺海。至三疊紀末，由于印支運動，華南大部分成為陸地。在中生代，我國境內的氣候大致經(jīng)歷了干旱到潮濕再到干旱的變化。從晚三疊世開始，氣候逐漸轉為潮濕，有利于植物生長和煤的聚集。形成了中國另一個重要的聚煤時期—晚三疊世和侏羅紀。我國中生代含煤地層西南及華南多為晚三疊世—早侏羅世，華北為中侏羅世，東北多屬晚侏羅世—早白堊世，有較明顯的西南到東北漸變的趨勢。這反應了中生代的潮濕氣候帶最先分布在西南，隨時間的推移，逐漸向東北方向遷移。
1.3新生代新生代從0.7億年前延續(xù)至今，是地殼演化歷史上最新的一個階段。新生代大規(guī)模的地殼運動（喜馬拉雅運動）發(fā)生在新近紀中晚期。新生代后期，中國的海陸分布大致已與現(xiàn)代相近，僅在東部沿海邊緣地區(qū)曾發(fā)生過海侵。新近紀氣候比較溫暖，有利于植物大量繁殖，因此成為地史上一個重要的聚煤期。由于當時中國常受干旱氣候影響，所以新近紀含煤地層在中國分布不多。但這一時期的個別煤層仍有很大的經(jīng)濟價值，其中常賦存厚度超過百米的特厚煤層。如遼寧撫順和云南昭通是最著名的代表。
2中國煤田地質分區(qū)
2.1華北區(qū)本區(qū)北以陰山—燕山—沈陽—輝南—和龍一線與東北區(qū)相接，南以秦嶺—大別山—張八嶺一線與華南區(qū)分界，東瀕黃海，西以賀蘭山—六盤山一線與西北區(qū)為鄰。本區(qū)的主要聚煤期為石炭二疊紀，次為早、中侏羅世，還有個別的晚第三紀煤田（黃縣煤田）。
2.1.1含煤巖系基底的水文地質環(huán)境華北晚古生代石炭二疊紀含煤巖系的基底在華北大部分地區(qū)是奧陶紀碳酸鹽巖，僅在賀蘭山、桌子山一帶是前震旦亞界或震旦亞界，豫西的宜陽、平頂山等地是寒武紀碳酸鹽巖。
2.1.2含煤巖系內部的水文地質環(huán)境①上石炭統(tǒng)太原組含煤巖系的組合特征。上石炭統(tǒng)太原組的巖相局部為陸相，其余皆為海陸交替沉積，主要為砂巖、粉砂巖、泥巖、灰?guī)r、煤層和少量礫巖。②下二疊統(tǒng)山西組含煤巖系的組合特征。下二疊統(tǒng)山西組的巖相以陸相為主，可分為三種類型：1）以陸相為主的山前沖擊平原型。分布于陰山古陸南緣、秦嶺古陸北緣以及西部桌子山、賀蘭山等地，以陸相沉積為主。2）以陸相為主的濱海沖擊平原及濱海平原型。分布于華北廣大的中部地區(qū)，包括渭北、晉中南、太行山東麓，豫北、冀北、冀東及山東等煤田。3）以陸相為主的瀉湖海灣型。分布于秦嶺以南，包括豫西、皖北及蘇西北等煤田。以陸相沉積為主，并有過渡相為特征。③下二疊統(tǒng)下石盒子組含煤巖系的巖性特征。下石盒子組厚度為30～270m�？偟淖兓厔菔悄媳焙瘢虚g薄。組成下石盒子組的巖石主要為粗碎屑巖、粉砂巖、泥巖和煤等。④上二疊統(tǒng)上石盒子組含煤巖系的巖性特征。上石盒子組地層沉積厚度300～500m，最小120m，最后可達700m。巖性主要為礫巖和各種粒度的砂巖泥巖。聚煤作用主要發(fā)生在華北的南部地區(qū)。2.1.3含煤巖系蓋層的水文地質環(huán)境在山西、陜西、太行山東南麓和山東、江蘇、淮南的中低山區(qū)和丘陵地區(qū)，石炭二疊紀煤系之上的第四系蓋層很薄。有的裸露地表，山麓斜坡地帶多數(shù)為沖洪積和坡積沉積，滲水性好，基巖風化裂隙發(fā)育。這些地區(qū)礦井充水水源是風化帶裂隙水、薄層松散層孔隙水、大氣降水和地表水。在河北、河南、山東、江蘇和安徽黃淮平原的一些地區(qū)，煤系之上覆蓋有50～200m厚的第四系松散層，一般由2～4層的孔隙含水層，含水性強弱視其成因類型和巖性組合而定。對礦井充水有直接影響的是第四系底部附近的松散層含水巖組，其中巖性粗的砂礫巖層含水豐富，對礦井開采有影響。而砂礫巖中含泥質多的松散層含水性弱，甚至為隔水層。在第四系厚度超過200m的地區(qū)，構造上往往是斷塊構造。這類地區(qū)的第四系松散層內的孔隙水對煤礦開采沒有影響。
2.2華南區(qū)本區(qū)是指我國秦嶺—大別山—張八嶺以南、西昌—昆明一線以東的地區(qū)。本區(qū)的主要聚煤時代為晚二疊世，次為晚三疊世。
2.2.1含煤巖系基底的水文地質環(huán)境華南晚古生代上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M是華南的主要含煤地層，它沉積在上二疊統(tǒng)茅口組、童子巖組和官山段等地層之上。早二疊世棲霞期淺海碳酸鹽巖沉積遍布華南地區(qū)。茅口期早期，華南大部分地區(qū)仍為淺海碳酸鹽巖及硅質巖沉積，只有在華夏古陸的西北側。茅口期中期，在華夏古陸西側的閩西南、贛東北、粵中一帶發(fā)育了童子巖組的下部含煤段，而遠離古陸的地帶則為淺海碎屑巖沉積。
2.2.2含煤巖系內部的水文地質環(huán)境華南晚二疊世早期的聚煤環(huán)境呈現(xiàn)多樣化的特色，可分為以下幾類：①濱海沖擊平原型。此類型可分為東部和西部兩個亞型。東部主要分布于古懷玉山、武夷山、萬洋山及云開山的東南側，包括浙西、贛東北、贛南、閩、粵東南等地區(qū)。西部主要分布在川滇古陸東側，近古陸地區(qū)為粗碎屑沉積。②濱海平原型。此類型分布于蘇北、蘇南、皖東南、浙北、贛中、川南、滇東、黔中等地。巖性主要為粉砂巖、泥巖、細砂巖，局部地區(qū)含有薄層石灰?guī)r。含水性中等稍弱，礦井沖水以砂巖裂隙水為主。③濱海三角洲型。此類型分布于武夷山古陸南段西側湘中、湘南、粵北以及川滇古陸東側滇東、黔西等地。巖性為粉砂巖、泥巖、細砂巖及薄層石灰?guī)r，含水性中等稍弱。④濱海淺海碳酸鹽巖型。此類型分布于雪峰山、江南古陸西北側及淮陽古陸以南的鄂西、湘西北、湘中、川東、黔東、桂中、桂西等地區(qū)。按巖性組合特征可分為兩種類型：一類為可采煤層的直接頂板為隔水的泥質或鋁土質巖層；另一類為可采煤層的直接頂板和底板均為含水性強的灰?guī)r，主要分布于桂中、桂西等地，稱為合山組。一般厚度150～200m，巖性主要為碳酸鹽巖，是中國南方晚二疊世含煤巖系中含水性最強的地層。此地區(qū)礦井充水以巖溶水、地表水和大氣降水為主。
2.2.3含煤巖系蓋層的水文地質環(huán)境華南地區(qū)主要含煤巖系多數(shù)賦存于低山丘陵或中高山地區(qū)，第四系松散層很薄，多為基巖原地風化后堆積形成，巖性粗，滲水性大，但儲水性小。這些地區(qū)的第四系蓋層起導水作用，是大氣降水和地表水下滲的良好通道，無阻水作用。
2.3東北區(qū)本區(qū)是指陰山—燕山—沈陽—輝南—和龍一線以北，內蒙狼山以東，我國國境以內的地區(qū)。本區(qū)主要成煤時代為晚侏羅—早白堊世，其次為新近紀。東北屬溫帶季風氣候，年降水量400～600mm。按煤系形成條件和含煤沉積特征可分四個類型：①以阜新、鐵嶺為代表的斷陷盆地。早期為山間盆地，晚期演化為山間谷地。煤系基底為義縣組巖漿巖系，含水性一般較弱。主要含煤巖系是阜新組，是河床相沉積的砂巖，含水性中等；煤系上部常為新生界的松散層覆蓋，淺部煤系受山間谷地的河溪地表水和第四系松散層地下水影響。②以元寶山、勝利為代表的斷陷盆地。煤系基底為興安嶺巖漿巖系，含水性弱，主要含煤系是上侏羅統(tǒng)九佛堂組和白堊系阜新組。九佛堂組一般為山麓沖擊相的粗碎屑砂礫砂巖，含水性中等；地表水和松散層的地下水常為礦井充水的主要水源。③以營城、遼源為代表的坳陷陸相盆地。煤系基底為晚侏羅世早期的火石嶺組中基性巖漿巖系，含水性弱；主要含煤巖系為沙河組，由含湖相泥巖、粉砂巖、薄層細砂巖和煤層組成，含水性弱，煤礦水文地質條件簡單。④三江—穆棱河近海環(huán)境下的坳陷盆地。該區(qū)位于黑龍江北部三江（黑龍江、松花江、烏蘇里江）范圍內，包括雞西、勃利、雙樺、雙鴨山、集賢等煤田。下部為滴道組中性、酸性巖漿巖和火山碎屑巖，含水性弱；含煤盆地兩端巖石組合以中粗粒砂巖為主，含水性中等；煤系基底為震旦系變質巖，含水性弱，煤礦水文地質環(huán)境簡單。
2.4西北區(qū)本區(qū)包括賀蘭山—六盤山以西，昆侖山以北，包括中國西部和西北部的新疆、青海、甘肅、寧夏、陜西北部和內蒙古西南部廣大地區(qū)，包括有準格爾煤、伊寧、塔里木、柴達木、青海大通河、甘肅靖遠會寧。本區(qū)主要聚煤期為早、中侏羅世，其次為晚三疊世及晚石炭世。
早、中侏羅世和晚三疊世含煤地層均為陸相沉積，晚石炭世含煤地層中雖有少量薄層石灰?guī)r，也不含巖溶水，均以裂隙水為主。本區(qū)絕大部分為干旱氣候，年降水量不足100mm，只有河西走廊、伊寧等局部地區(qū)年降水量可達300～400mm，地下水非常貧乏，補給條件差、礦化度高。本區(qū)地表和地下均嚴重缺水，生活和工業(yè)用水困難，水源問題成為本區(qū)煤田開發(fā)的主要問題。僅少部分地區(qū)有地表水和老窯水造成的水害。
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