第二章

1瓦瓦斯斯地地质质学学主讲主讲11魏国营魏国营教授教授[e-mail]@hpu.edu.cn主讲主讲22贾天让贾天让讲师讲师[e-mail]@hpu.edu.cn(4(4课时课时))第一节第一节世界煤炭和瓦斯（煤层气）资源分布世界煤炭和瓦斯（煤层气）资源分布第二节第二节中国含煤盆地及其聚煤特征中国含煤盆地及其聚煤特征第三节第三节瓦斯生成理论瓦斯生成理论第四节第四节煤成烃的机理煤成烃的机理第五节第五节瓦斯中的非烃气体瓦斯中的非烃气体第六节第六节瓦斯的保存条件瓦斯的保存条件第二章含煤盆地和瓦斯形成理论2瓦斯地质的精髓瓦斯地质的精髓生：生成储：储存、保存运：运移本章重点难点：瓦斯生成机理瓦斯的保存条件地质年代表(GeologicalTimeScale)地质时代、地层单位及其代号构造阶段宙(宇)代(界)纪(系)世(统)大阶段阶段中国主要地质、生物现象全新世(Q4/Qh)第四纪(Q)更新世(Q1Q2Q3/Qp)冰川广布，黄土生成上新世(N2)新近纪(N)中新世(N1)西部造山运动，东部低平，湖泊广布渐新世(E3)哺乳类分化始新世(E2)蔬果繁盛，哺乳类急速发展新生代(Kz)Cenozoic古近纪(E)古新世(E1)(新阿尔卑斯阶段)喜马拉雅阶段（我国尚无古新世地层发现）晚白垩世(K2)白垩纪(K)早白垩世(K1)造山作用强烈，火成岩活动矿产生成晚侏罗世(J3)中侏罗世(J2)侏罗纪(J)Jurassic早侏罗世(J1)恐龙极盛，中国南山俱成，大陆煤田生成晚三叠世(T3)联合古陆解体︵老阿尔卑斯阶段︶燕山阶段中三叠世(T2)中生代(Mz)Mesozoic三叠纪(T)Triassic早三叠世(T1)印支阶段中国南部最后一次海侵，恐龙哺乳类发育晚二叠世(P2)二叠纪(P)Permian早二叠世(P1)世界冰川广布，西南最大海侵，造山作用强烈晚石炭世(C3)中石炭世(C2)石炭纪(C)Carboniferous早石炭世(C1)气候温热，煤田生成，爬行类昆虫发生，地形低平，珊瑚礁发育晚泥盆世(D3)中泥盆世(D2)晚古生代(Pz2)泥盆纪(D)Devonian早泥盆世(D1)印支|海西阶段海西阶段森林发育，腕足类鱼类极盛，两栖类发育晚志留世(S)Phanerozoic显生宙(PH)Palaeozoic古生代(Pz)联合古3早泥盆世(D1)晚志留世(S3)中志留世(S2)志留纪(S)Silurian早志留世(S1)珊瑚礁发育，气候局部干燥，造山运动强烈晚奥陶世(O3)中奥陶世(O2)奥陶纪(O)Ordovician早奥陶世(O1)地热低平，海水广布，无脊椎动物极繁，末期华北升起晚寒武世(∈3)中寒武世(∈2)Palaeozoic古生代(Pz)早古生代(Pz1)寒武纪(∈)Cambrian早寒武世(∈1)浅海广布，生物开始大量发展震旦纪(Z/Sn)Sinian合古陆形成加里东阶段地形不平，冰川广布，晚期海侵加广新元古代(Pt3)青白口纪蓟县纪中元古代(Pt2)长城纪晋宁阶段沉积深厚造山变质强烈，火成岩活动矿产生成Precambrian元古宙(PT)Proterozoic元古代(Pt)古元古代(Pt1)地台形成吕梁阶段新太古代(Ar2)Archaean太古宙(AR)Archaeozoic太古代(Ar)古太古代(Ar1)早期基性喷发，继以造山作用，变质强烈，花岗岩侵入冥古宙(HD)2800陆核形成地壳局部变动，大陆开始形成地质年代记忆口诀地质年代记忆口诀新生早晚三四纪，六千万年喜山期；中生白垩侏叠三，燕山印支两亿年；古生二叠石炭泥，志留奥陶寒武系；震旦青白蓟长城，海西加东到晋宁。4定义定义::含煤盆地含煤盆地是指赋存煤炭的沉积构造盆地。是指赋存煤炭的沉积构造盆地。特点：特点：含煤盆地含煤盆地形成于形成于晚古生代石炭纪晚古生代石炭纪以来，以来，在在时间上时间上具有具有不连续性不连续性，在，在空间上空间上具有具有不均不均匀性匀性。。第二章含煤盆地和瓦斯形成理论第一节第一节世界煤炭和瓦斯（煤层气）资源分布世界煤炭和瓦斯（煤层气）资源分布第二节第二节中国含煤盆地及其聚煤特征中国含煤盆地及其聚煤特征第三节第三节瓦斯生成理论瓦斯生成理论第四节第四节煤成烃的机理煤成烃的机理第五节第五节瓦斯中的非烃气体瓦斯中的非烃气体第六节第六节瓦斯的保存条件瓦斯的保存条件第二章含煤盆地和瓦斯形成理论5一、世界煤炭资源概况一、世界煤炭资源概况煤是世界上最重要、最丰富的能源资源。截止2005年初，世界煤炭探明储量为90906.4亿t，其中无烟煤和烟煤47877.1亿t，次烟煤和褐煤43029.3亿t。按目前世界煤炭年产量计算，可以开采200a以上。第一节第一节世界煤炭和瓦斯（煤层气）资源分布世界煤炭和瓦斯（煤层气）资源分布一、世界煤炭资源概况一、世界煤炭资源概况第一节第一节世界煤炭和瓦斯（煤层气）资源分布世界煤炭和瓦斯（煤层气）资源分布6在世界范围内先后产生了5个主要聚煤期：石炭纪聚煤期、二叠纪聚煤期、早中侏罗世聚煤期、晚侏罗早白垩世聚煤期、晚白垩始新世聚煤期，其中石炭纪和二叠纪聚煤期成煤量最多。石炭纪煤主要分布在欧洲、美国东部和我国北部；二叠纪煤主要主要分布在俄罗斯东部、我国北部和印度；三叠纪煤以澳大利亚最为丰富；侏罗纪煤大部分集中于亚洲和俄罗斯东部；白垩纪和新生代煤则以环太平洋最为丰富。第一节第一节世界煤炭和瓦斯（煤层气）资源分布世界煤炭和瓦斯（煤层气）资源分布二、美国的主要煤田和瓦斯（煤层气）资源二、美国的主要煤田和瓦斯（煤层气）资源西华盛顿（6796亿m)3波德尔河（8495亿m)3伊利诺斯（5947亿m)3北阿巴拉契亚（17273亿m)3（1415亿m)3黑勇士（5663亿m)3阿柯马（1133亿m)3拉顿（3115亿m)3圣胡安（14158亿m)3皮塞斯（23786亿m)3尤因塔（2832亿m)3大格林河（2376亿m)3温德河（566亿m)3WA中阿巴拉契亚MTNDMNWIMINYVTNHMEMARICTPADEMDVANCSCGAALMSLAARTNMOOKKSNBSDINOHKYWVTXCOAZCANVUTIDORFLIA2-1美国瓦斯（煤层气）资源分布示意图（李锡林，1999）7第一节第一节世界煤炭和瓦斯（煤层气）资源分布世界煤炭和瓦斯（煤层气）资源分布第二节第二节中国含煤盆地及其聚煤特征中国含煤盆地及其聚煤特征第三节第三节瓦斯生成理论瓦斯生成理论第四节第四节煤成烃的机理煤成烃的机理第五节第五节瓦斯中的非烃气体瓦斯中的非烃气体第六节第六节瓦斯的保存条件瓦斯的保存条件第二章含煤盆地和瓦斯形成理论一、中国含煤盆地的分布一、中国含煤盆地的分布中国含煤盆地成生时期与全球具有同时性，主要发生在晚古生代石炭纪以后，并以石炭纪、二叠纪、三叠纪（晚三叠世）、侏罗纪（早、中侏罗世）、白垩纪（早白垩世）及古近纪和新近纪（第三纪）为主要成煤期。中国含煤盆地大多经历了复杂的构造运动和破坏，现今多已支离破碎。可圈定的主要含煤盆地和含煤盆地群大约40余个，总面积约60万平方千米，总探明煤炭储量8700亿吨，资源总量达61000亿吨（图2-11）。中国瓦斯（煤层气）总资源量36.0×1012m3。第二节第二节中国含煤盆地及其聚煤特征中国含煤盆地及其聚煤特征8补充基本概念1板块plate地球岩石圈被洋中脊、岛弧海沟系、转换断层等三大构造活动带分割形成的大小不一的不连续的岩石圈块体。2板块构造platetectonic由于洋底分裂、扩张、板块间的运动和相互作用形成的全球性板状地质构造。▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍0500km279783757164810969111216131415181920722122237424343336313225272628293738394140424348454644495051535455565767586160596263646677767568655214730707335海南岛海口南东沙群岛台湾岛香港赤尾屿钓鱼岛台北福州广州澳门南宁贵阳长沙南昌武汉西安合肥杭州南京地扬下子两高淮瓦豫斯东区区斯瓦高西豫鄂高区瓦斯区赣浙闽沿海低瓦斯区湘粤桂东西湘西黔东桂中南高瓦斯区低瓦斯区南海南海诸岛广州内蒙东部低瓦斯区黑吉辽中东部哈尔滨高瓦斯区沈阳长春海渤津天北京冀东豫北低瓦斯区济南鲁苏北低瓦斯区州郑庄家石原太山西高瓦斯区阴山燕辽高瓦斯区鄂尔多斯盆地高瓦斯区银川拉准噶尔低瓦斯区塔里木西北低瓦斯区区斯瓦低山天乌鲁木齐柴达木北缘祁连山低瓦斯区滇中川西南低瓦斯区西宁兰州昆明成都川南黔北黔西高瓦斯区ⅠⅡⅢⅣⅤⅠ30°40°140°120°110°100°90°80°70°110°120°40°130°100°中国煤层瓦斯地质图略图30°17▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍重庆呼和浩特海萨龙门山大巴山高瓦斯区▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍四川盆地Ⅱ1Ⅱ2Ⅲ1Ⅲ2Ⅲ3Ⅳ1Ⅳ2Ⅴ1Ⅰ1Ⅰ1张子敏主编、闫江伟清绘2008.12上海西伯利亚板块印度板块菲律宾海板块太平洋板块华南板块华北板块塔里木板块准噶尔-兴安活动带中国大陆板块构造控制的区域瓦斯地质规律研究藏滇板块9（一）石炭纪含煤盆地（一）石炭纪含煤盆地中国石炭纪含煤盆地经过多期构造运动改中国石炭纪含煤盆地经过多期构造运动改造，现今含煤盆地主要分布在塔里木～华造，现今含煤盆地主要分布在塔里木～华北板块和华南板块。在西伯利亚板块的准北板块和华南板块。在西伯利亚板块的准噶尔～兴安活动带仅有零星的残存盆地。噶尔～兴安活动带仅有零星的残存盆地。（二）二叠纪含煤盆地分布（二）二叠纪含煤盆地分布中国二叠纪含煤盆地的分布格局与石炭纪大中国二叠纪含煤盆地的分布格局与石炭纪大体相似，含煤盆地主要分布在塔里木～华北板块体相似，含煤盆地主要分布在塔里木～华北板块和华南板块。从沉积范围、沉积特征及改造后的和华南板块。从沉积范围、沉积特征及改造后的含煤盆地特征方面，华北板块更具继承性。华南含煤盆地特征方面，华北板块更具继承性。华南板块石炭至二叠纪随着海盆的扩展、退缩，二叠板块石炭至二叠纪随着海盆的扩展、退缩，二叠纪含煤盆地比石炭纪更为广阔，几乎遍布整个扬纪含煤盆地比石炭纪更为广阔，几乎遍布整个扬子地块。子地块。10▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍▍0500km279783757164810969111216131415181920722122237424343336313225272628293738394140424348454644495051535455565767586160596263646677767568655214730707335海南岛海口南东沙群岛台湾岛香港赤尾屿钓鱼岛台北福州广州澳门南宁贵阳长沙南昌武汉西安合肥杭州南京地扬下子两高淮瓦豫斯东区区斯瓦高西豫鄂高区瓦斯区赣浙闽沿海低瓦斯区湘粤桂东西湘西黔东桂中南高瓦斯区低瓦斯区南海南海诸岛广州内蒙东部低瓦斯区黑吉辽中东部哈尔滨高瓦斯区沈阳长春海渤津天北京冀东豫北低瓦斯区济南鲁苏北低瓦斯区州郑庄家石原太山西高瓦斯区阴山燕辽高瓦斯区鄂尔多斯盆地高瓦斯区银川拉准噶尔低瓦斯区塔里木西北低瓦斯区区斯瓦低山天乌鲁木齐柴达木北缘祁连山低瓦斯区滇中川西南低瓦斯区西宁兰州昆明成都川南黔北黔西高瓦斯区ⅠⅡⅢⅣⅤⅠ30°40°140°120°110°100°