第12卷第1期 2015年2月 中国煤层气 CHINA C0ALBED METHANE Vo1.12 No.1 February.2015 每官 田 集 河南省二叠系山西组煤与煤层 规律及其主控因素 牛永斌 ' 朱信生 胡 斌 (1.河南理工大学资源环境学院,河南454000; 454000) 2.河南省生物遗迹与成矿过程重点实验室,河南摘要:河南省晚古生代地层煤炭资源丰富,山西组是煤与煤层气最主要的富集层段。综合研究 区构造、沉积、地温场、埋深和煤厚等方面的资料对其煤与煤层气富集规律与主控因素进行了研 究。结果表明:山西组煤与煤层气的富集均呈一定的规律性:豫北地区山西组二 煤分布稳定、 灰分和硫分含量低、煤质较好;豫西地区二 煤厚度变化大,硫含量较高;豫中、豫东煤层分布 范围广、层数多。煤层厚度以安阳一漯河为中线,向两边呈减少趋势;煤层气富集与煤变质程度 变化趋势大致相同;构造作用、聚煤环境、地温场是山西组煤与煤层气富集最主要的控制因素。 关键词:华北盆地河南省 山西组煤层气富集规律 Accumulating Discipline and Main Control Factors of Coal and CBM in Shanxi Formation of the Permian Series in Henan Province NIU Yongbin 一,ZHU Xinsheng ,HU Bin ' (1.School of Resources and Environment Engineering,Henan Polytechnic University,Henan 454000; 2.Key Laboratory of Biogenic Traces&Sedimentary Minerals of Henan Province,Henan 454000) Abstract:The coal resources of Late Paleozoic strata are abundant in Henan Province.Coal and CBM ac— cumulation zones are mainly distributed in Shanxi Formation.Based on the analysis of the tectonism and sedimentary environment,geothermal field,buried depth and thickness of coal sealTl,etc.,the coal and CBM accumulation and its main control factors are studied.The results show that the distirbution of 1I1 COal in the north Henan Province iS stable.the ash and sulfur content is lOW,the coal quality iS better.The coal thickness in western Henan Province change greatly and the sulfur content is higher.In the mid-east of Henan Province.the COal seam spreads widely and has a lot of layers.The thickness of coal has a decrea— sing trend from Anyang—Luohe as the middle line to both sides.The CBM accumulation changes according to the coal metamorphic trend.卟e tectonism,accttmulating coal environment,geothermal field and mag- matism of coal seanl are the main control factors of the coal and CBM accumulafion in Shanxi Formation. Keywords:North China Basin;Henan Province;Shanxi Formation;CBM;accumulating discipline 基金项目 国家自然科学基金(41102076)和河南理工大学博士基金(B2011—046)联合资助。 作者简介牛永斌,男,讲师,博士,主要从事煤油气地质学方面的教学与研究工作。 第1期 河南省二叠系山西组煤与煤层气富集规律及其主控因素 9 图2山西组古陆与煤层厚度叠加图 还进一步控制着所形成煤层的厚度、展布及煤质等 自西南缘的中条古陆,沉积中心位于现郑州西南地 特征,而且通过对构造变形和煤变质的限定,对煤 区。从图2可以看出,煤层厚度也从伏牛山古陆和 层煤层气的生成、赋存产生影响,直接控制煤层煤 中条古陆往华北板块内部呈逐渐增厚趋势,这说明 层气的运移、聚集、保存特征,从而决定着煤层气 受当时的构造古地理的控制。 的分布规律。河南省处于华北晚古生代巨型凹陷盆 到印支期华南与华北板块的最后拼合,研究区 地南缘,早期的中岳运动使其由地槽活动阶段转向 在普遍隆起的背景上形成宽缓隆起和狭窄拗陷,含 地台覆盖阶段。至加里东一海西运动时期,北缘西 煤区进入深降埋藏发生深成变质作用,产生了大量 伯利亚板块向南俯冲挤压,南缘华南板块继续向北 煤层气。燕山期研究区晚古生代煤系遭受了强烈变 推挤俯冲(中奥陶世时期);这次板缘碰撞后的持 形,形成以北纬35。构造带为中心的区域岩浆热作 续抬升在研究区南部边缘形成伏牛山古隆起;此 用,使山西组煤级升高,成为煤层气第二次大规模 外,古秦岭洋板块与华北板块也由拉张转为俯冲, 的生成期(图3)。从燕山期进入喜山期之后,以 在研究区西南缘碰撞形成中条古隆起。同时华北板 隆、拗为主的地壳抬升,以及嵩箕区滑动构造的大 块内长期抬升造成研究区普遍隆起缺失了0,一C 量出现,在豫西构造断裂发育区(如陕渑煤田、 地层,且愈往南部板块边缘缺失地层愈多,说明从 偃龙煤田、荥巩煤田、新密煤田、平顶山煤田等) 板块边缘较华北板块内部抬升较大。山西组沉积时 应力场集中,煤层形成大量割理,煤层孔隙度和渗 古地理特征为:南缘为伏牛山古陆,西南缘为中条 透率增大,形成煤层气的局部富集区。但是局部地 古陆,受两个古陆的控制,沉积区域呈向东撒开的 区正断层发育造成煤层气的逸散作用,降低了煤层 扇形;总体趋势南高北低,西高东低。物源主要来 气的含量。