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項目名稱: 聚煤盆地不同體系域煤聚積模式、成煤作用理論

推薦單位: 山東省

項目簡介: 本項目成果隸屬于煤地質學、沉積學、地層學與石油天然氣地質學邊緣學科領域。

1.研究了大型陸表海盆地聚煤作用過程及特點、機制及規律,提出了"海侵事件成煤"作用理論與聚煤模式。

2.運用高分辨層序地層學的思路與研究技術、生物地層分析方法、小波與分形分析技術及方法,研究和提出華北大型陸表海盆地含煤地層的高分辨率層序地層模式。

3.系統地進行了華北晚古生代多門類古生物系統研究,發現和鑒定多門類生物化石新屬、新種,進行魯西和濟陽地區石炭、二疊系生物地層序列、含煤地層精細對比;

4.系統研究中國聚煤盆地成煤作用特點,分析了不同體系域聚煤模式和成煤理論,如陸相成煤和海退成煤,以及高水位體系域、海侵體系域,以及低水位體系域成煤等。

5.以鄂爾多斯地區和山東地區為研究的典型地區,進行以煤為主的多能源礦產聚積與共存的系統研究,并總結了以煤為主體的多種礦產的組合類型。

6.研究了華北地臺晚古生代煤的地球化學特征及煤中微量元素的分布特征,并西南地區進行對比,進行了煤的物質組成與煤地球化學特征研究。

其科學價值是:"海侵事件成煤"作用是一種嶄新的模式和理論,在理論上豐富了煤地質學的理論體系,成為煤地質學新的生長點;提出的陸表海盆地含煤地層層序地層模式是有別于國外經典層序地層模式的含煤地層層序地層模式;在華北聚煤區發現了富含樹皮體煤中的卡達稀,定量研究了生物標志化合物在不同顯微組分之間的含量差異。這些都有效地指導了煤的勘探和煤炭資源的科學評價。

主要論文125篇,著作2部,被國內外同行引用,如SCI、EI、ISTP收錄論文42篇,被同行專家引用累計160余人次。提出的陸表海層序地層模式和成煤作用理論用于指導煤田勘探、資源預測和評價中,在復雜區發現新的煤炭資源量;在項目研究過程中,培養研究生78名,其中博士5名,博士后2名。

主要發現點: 1、核心發現點:(1)陸表海盆地海侵事件成煤作用機制分析,首次提出海侵事件成煤模式:陸表海聚煤盆地海侵事件成煤作用理論核心是:海平面變化的事件性特點控制了陸表海盆地的聚煤作用,基準面的上升為泥炭沼澤的發育制造了有利條件,而后來的大規模海侵又使泥炭的堆積中止,這一事件既使泥炭在短時間內處于較還原的環境被保存而形成煤層,又使泥炭沼澤發育的持續時間較短而不可能形成較厚煤層;在含煤層序地層格架中,海侵體系域的煤層位于體系域的底部;海侵層在時空上具有較好的穩定性和等時性;海侵事件成煤模式中的海相層與煤層間沒有海侵過程所對應的完整沉積序列,即相序不完整。煤層底板為根土巖,兩者間有沉積間斷,為劃分高分辨層序及其內部單元的重要界面。(屬沉積學與古地理學,見PDF01、05、06、08).(2)陸表海含煤層序的二元結構層序及其含煤特點:在運用高分辨層序地層分析技術方法的基礎上,采用生物層序地層分析和定量地層研究方法,系統總結了陸表海盆地層序地層的研究思路和層序劃分原則,在進行大型陸表海盆地東南緣沉積充填及高分辨率層序地層分析的基礎上,建立了華北陸表海盆石炭-二疊系層序地層格架,即海侵體系域與高水位體系域的二元結構模式。海侵體系域與高水位體系域具有不同的聚煤作用特點。(屬沉積學,見PDF02、04、06、09、10).(3)在華北聚煤區首次發現了富含樹皮體煤中的卡達稀,首次定量研究了生物標志化合物在不同顯微組分之間的含量差異:為了研究北方樹皮煤是否存在,從河北省的邯鄲、邢臺、唐山和鄂爾多斯盆地采集了300多塊樣品,對采集的樣品分別進行了有機巖石學研究和有機地球化學研究。結果表明,華北與鄂爾多斯盆地與南方晚二疊世樹皮煤中的樹皮體相比,除了含量上的差異,樹皮體的類型也不同。發現邢臺地區早二疊系富含樹皮體煤中的卡達稀:這是在早二疊系中第一次發現,說明當時此地松柏類植物已經很繁盛。(屬古地理學,見PDF07).(4)華北地區古生物群及地層研究,鑒定了新的種屬,提出了生物地層劃分方案,并有效地指導了煤田含煤地層的對比和煤田預測工作。石炭、二疊戲的分界是一條系與系之間的重要分界線,長期以來國內外分歧最大。以往我國對這一界線的劃分一直與國外大多數國家不同。本項目強調了年代地層的劃分應與國際上取得一致,層序界面應與年代地層界面的一致,石炭、二疊系界線應統一于同一等時面或近等時面上。因而主張將石炭二疊系的界線下移至Pseudoschwagerina帶的下界,此界線在太原西山大致相當于廟溝灰巖或西銘砂巖之底;在山東為第十一層石灰巖底。(屬沉積學和勘查地質學,見PDF04).

2、其他重要發現點:(1)煤在多種能源礦產共生、共存組合中的貢獻:以鄂爾多斯盆地為典型研究區,得出煤的聚積成為鄂爾多斯盆地主體能源礦產,與之相伴生的礦產如煤成氣、煤層氣等,煤與石油也有一定的親緣關系,因此,盆地的聚煤作用對多種能源礦產共存具有關鍵性貢獻的結論。(屬沉積學和勘查地質學,見PDF09).

主要完成人: 李增學

1.是核心發現點1和2及其他發現點1的主要貢獻者:"海侵事件成煤作用理論"的提出和研究者,進行富煤單元形成與分布的研究;提出陸表海盆地含煤地層層序地層分析的基本思路和基本原則;層序劃分和提出陸表海盆地含煤地層的層序地層模式;小層序劃分和層序內沉積體系域重建;研究成果中多數論文和著作的主要組織和撰寫者,代表論著PDF01--06,08和09的第一完成者。

2.在該項目研究中投入工作量為80%。

魏久傳

1.是核心發現點1和2的主要貢獻者:為"海侵事件成煤作用理論"的研究者,進行富煤單元形成與分布的研究;參與提出陸表海盆地含煤地層層序地層分析的基本思路和基本原則;進行層序劃分和參與提出陸表海盆地含煤地層的層序地層模式;小層序劃分和層序內沉積體系域重建;研究成果中主要論文和著作的撰寫者之一,代表性論著PDF02--06的第二完成者。

2.在該項目研究中投入工作量為70%。

王明鎮

1.是核心發現點2和4的主要貢獻者:參與提出陸表海盆地含煤地層層序地層分析的基本思路和基本原則;進行精細的含煤地層地層劃分與對比,進行生物地層分析;進行層序劃分和參與提出陸表海盆地含煤地層的層序地層模式;研究成果中主要論文和著作(代表性論著PDF04,09,10)的撰寫者之一。

2.在該項目研究中投入工作量為70%。

孫玉壯

1.是核心發現點3的主要貢獻者:重點研究了生物標志化合物在不同顯微組分之間的含量差異;對中國石炭二疊紀煤不同顯微組分進行了開放熱解色普分析,發現了樹皮體的熱解產物與其它顯微組分熱解產物在含量上的很大差異;發現邢臺地區早二疊系富含樹皮體煤中的卡達稀。主要論文的完成者,被SCI和EI收錄,代表性論文PDF07的第一完成人。

2.在該項目研究中投入工作量為70%。

余繼峰

1.是核心發現點1和2的主要貢獻者:將分形理論用于煤系地層劃分及地質背景復雜性解釋;進行層序劃分和參與提出陸表海盆地含煤地層的層序地層模式;進行沉積層序多尺度劃分,對沉積充填序列的定量化研究提出了新思路;研究成果中主要論文和著作的撰寫者之一,代表性論文PDF10的第一完成者。

2.在該項目研究中投入工作量為70%。

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