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项目名称: 聚煤盆地不同体系域煤聚积模式、成煤作用理论

推荐单位: 山东省

项目简介: 本项目成果隶属于煤地质学、沉积学、地层学与石油天然气地质学边缘学科领域。

1.研究了大型陆表海盆地聚煤作用过程及特点、机制及规律,提出了"海侵事件成煤"作用理论与聚煤模式。

2.运用高分辨层序地层学的思路与研究技术、生物地层分析方法、小波与分形分析技术及方法,研究和提出华北大型陆表海盆地含煤地层的高分辨率层序地层模式。

3.系统地进行了华北晚古生代多门类古生物系统研究,发现和鉴定多门类生物化石新属、新种,进行鲁西和济阳地区石炭、二叠系生物地层序列、含煤地层精细对比;

4.系统研究中国聚煤盆地成煤作用特点,分析了不同体系域聚煤模式和成煤理论,如陆相成煤和海退成煤,以及高水位体系域、海侵体系域,以及低水位体系域成煤等。

5.以鄂尔多斯地区和山东地区为研究的典型地区,进行以煤为主的多能源矿产聚积与共存的系统研究,并总结了以煤为主体的多种矿产的组合类型。

6.研究了华北地台晚古生代煤的地球化学特征及煤中微量元素的分布特征,并西南地区进行对比,进行了煤的物质组成与煤地球化学特征研究。

其科学价值是:"海侵事件成煤"作用是一种崭新的模式和理论,在理论上丰富了煤地质学的理论体系,成为煤地质学新的生长点;提出的陆表海盆地含煤地层层序地层模式是有别于国外经典层序地层模式的含煤地层层序地层模式;在华北聚煤区发现了富含树皮体煤中的卡达稀,定量研究了生物标志化合物在不同显微组分之间的含量差异。这些都有效地指导了煤的勘探和煤炭资源的科学评价。

主要论文125篇,著作2部,被国内外同行引用,如SCI、EI、ISTP收录论文42篇,被同行专家引用累计160余人次。提出的陆表海层序地层模式和成煤作用理论用于指导煤田勘探、资源预测和评价中,在复杂区发现新的煤炭资源量;在项目研究过程中,培养研究生78名,其中博士5名,博士后2名。

主要发现点: 1、核心发现点:(1)陆表海盆地海侵事件成煤作用机制分析,首次提出海侵事件成煤模式:陆表海聚煤盆地海侵事件成煤作用理论核心是:海平面变化的事件性特点控制了陆表海盆地的聚煤作用,基准面的上升为泥炭沼泽的发育制造了有利条件,而后来的大规模海侵又使泥炭的堆积中止,这一事件既使泥炭在短时间内处于较还原的环境被保存而形成煤层,又使泥炭沼泽发育的持续时间较短而不可能形成较厚煤层;在含煤层序地层格架中,海侵体系域的煤层位于体系域的底部;海侵层在时空上具有较好的稳定性和等时性;海侵事件成煤模式中的海相层与煤层间没有海侵过程所对应的完整沉积序列,即相序不完整。煤层底板为根土岩,两者间有沉积间断,为划分高分辨层序及其内部单元的重要界面。(属沉积学与古地理学,见PDF01、05、06、08).(2)陆表海含煤层序的二元结构层序及其含煤特点:在运用高分辨层序地层分析技术方法的基础上,采用生物层序地层分析和定量地层研究方法,系统总结了陆表海盆地层序地层的研究思路和层序划分原则,在进行大型陆表海盆地东南缘沉积充填及高分辨率层序地层分析的基础上,建立了华北陆表海盆石炭-二叠系层序地层格架,即海侵体系域与高水位体系域的二元结构模式。海侵体系域与高水位体系域具有不同的聚煤作用特点。(属沉积学,见PDF02、04、06、09、10).(3)在华北聚煤区首次发现了富含树皮体煤中的卡达稀,首次定量研究了生物标志化合物在不同显微组分之间的含量差异:为了研究北方树皮煤是否存在,从河北省的邯郸、邢台、唐山和鄂尔多斯盆地采集了300多块样品,对采集的样品分别进行了有机岩石学研究和有机地球化学研究。结果表明,华北与鄂尔多斯盆地与南方晚二叠世树皮煤中的树皮体相比,除了含量上的差异,树皮体的类型也不同。发现邢台地区早二叠系富含树皮体煤中的卡达稀:这是在早二叠系中第一次发现,说明当时此地松柏类植物已经很繁盛。(属古地理学,见PDF07).(4)华北地区古生物群及地层研究,鉴定了新的种属,提出了生物地层划分方案,并有效地指导了煤田含煤地层的对比和煤田预测工作。石炭、二叠戏的分界是一条系与系之间的重要分界线,长期以来国内外分歧最大。以往我国对这一界线的划分一直与国外大多数国家不同。本项目强调了年代地层的划分应与国际上取得一致,层序界面应与年代地层界面的一致,石炭、二叠系界线应统一于同一等时面或近等时面上。因而主张将石炭二叠系的界线下移至Pseudoschwagerina带的下界,此界线在太原西山大致相当于庙沟灰岩或西铭砂岩之底;在山东为第十一层石灰岩底。(属沉积学和勘查地质学,见PDF04).

2、其他重要发现点:(1)煤在多种能源矿产共生、共存组合中的贡献:以鄂尔多斯盆地为典型研究区,得出煤的聚积成为鄂尔多斯盆地主体能源矿产,与之相伴生的矿产如煤成气、煤层气等,煤与石油也有一定的亲缘关系,因此,盆地的聚煤作用对多种能源矿产共存具有关键性贡献的结论。(属沉积学和勘查地质学,见PDF09).

主要完成人: 李增学

1.是核心发现点1和2及其他发现点1的主要贡献者:"海侵事件成煤作用理论"的提出和研究者,进行富煤单元形成与分布的研究;提出陆表海盆地含煤地层层序地层分析的基本思路和基本原则;层序划分和提出陆表海盆地含煤地层的层序地层模式;小层序划分和层序内沉积体系域重建;研究成果中多数论文和著作的主要组织和撰写者,代表论著PDF01--06,08和09的第一完成者。

2.在该项目研究中投入工作量为80%。

魏久传

1.是核心发现点1和2的主要贡献者:为"海侵事件成煤作用理论"的研究者,进行富煤单元形成与分布的研究;参与提出陆表海盆地含煤地层层序地层分析的基本思路和基本原则;进行层序划分和参与提出陆表海盆地含煤地层的层序地层模式;小层序划分和层序内沉积体系域重建;研究成果中主要论文和著作的撰写者之一,代表性论著PDF02--06的第二完成者。

2.在该项目研究中投入工作量为70%。

王明镇

1.是核心发现点2和4的主要贡献者:参与提出陆表海盆地含煤地层层序地层分析的基本思路和基本原则;进行精细的含煤地层地层划分与对比,进行生物地层分析;进行层序划分和参与提出陆表海盆地含煤地层的层序地层模式;研究成果中主要论文和著作(代表性论著PDF04,09,10)的撰写者之一。

2.在该项目研究中投入工作量为70%。

孙玉壮

1.是核心发现点3的主要贡献者:重点研究了生物标志化合物在不同显微组分之间的含量差异;对中国石炭二叠纪煤不同显微组分进行了开放热解色普分析,发现了树皮体的热解产物与其它显微组分热解产物在含量上的很大差异;发现邢台地区早二叠系富含树皮体煤中的卡达稀。主要论文的完成者,被SCI和EI收录,代表性论文PDF07的第一完成人。

2.在该项目研究中投入工作量为70%。

余继峰

1.是核心发现点1和2的主要贡献者:将分形理论用于煤系地层划分及地质背景复杂性解释;进行层序划分和参与提出陆表海盆地含煤地层的层序地层模式;进行沉积层序多尺度划分,对沉积充填序列的定量化研究提出了新思路;研究成果中主要论文和著作的撰写者之一,代表性论文PDF10的第一完成者。

2.在该项目研究中投入工作量为70%。

文章录入:曹宁    责任编辑:王坤 
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