常见岩石介绍（七）

——煤层

煤属于可燃生物岩，按照大类划分，属于沉积岩类。是植物遗体经生物化学作用、地质作用转变而成的层状固体可燃矿产。根据变质程度，煤分为褐煤、烟煤、无烟煤。

煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上，是非常重要的能源，也是冶金、化学工业的重要原料。中国是世界第一产煤大国。

植物的大量繁殖是成煤的先决条件。成煤的物质基础是泥炭，需要大量植物的持续繁殖，而且植物遗体不被氧化分解，能够保存下来并转化为泥炭，具备这样条件的场所就是沼泽等沉积环境。

沼泽环境沉积的植物遗体，在地壳缓慢下降的过程中会形成泥炭，在较为封闭的条件下，经过复杂的化学变化之后，这些泥炭需要再次经过化学及地质作用才可以形成煤层。

泥炭层的堆积厚度与速度直接与植物遗体堆积速度与厚度相关，所以煤层的形成，以及煤层的厚度、规模和植物遗体的堆积和地壳的沉降速度有关。

成煤作用过程大致可以分为三个阶段：一是植物的泥炭化阶段，二是泥炭的成岩作用阶段，三是变质作用阶段。

煤赋存于含煤岩系之中，位于顶底板岩石之间。煤层的层数、厚度、产状和埋藏深度等，受古构造、古地理及古气候条件制约。煤层的赋存状况是确定煤田经济价值和开发规划的重要依据。

煤层主要是在三个地质时期内形成的：第一个时期是古生代的石炭纪和二叠纪；第二个时期是中生代的侏罗纪和白垩纪；第三个时期是新生代的第三纪。

第一个时期是古生代的石炭纪和二叠纪，那时的植物简单原始，称为孢子植物，这种植物遗体形成的煤层，主要是烟煤和无烟煤。

第二个时期的植物为侏罗纪和白垩纪的裸子植物，植物得到进化，其形成的煤种是褐煤和烟煤。

第三个时期是新生代的第三纪，植物演化到高级阶段，主要是被子植物，被子植物比前两种的孢子植物和被子植物更有利于煤炭的形成，主要的煤种是褐煤，其次是泥炭，也有少部分的年轻的烟煤。

因为这三个时期的地球气候虽然不稳定但是降雨很充足，以至于大部分的地区比较潮湿，极易于适合植物的生长。

煤不但本身是重要能源和工业原料，而且是重要的油、气源岩，如吐哈油田煤系就是重要的油源，鄂尔多斯、塔里木等盆地煤系则是重要的气源，鄂尔多斯盆地天然气的勘探开发离不开煤系地层。还有，煤层微孔隙非常发育，对于CH₄的吸附性很强，容易形成煤层气，为非常规天然气，具有较好的前景。

煤炭资源已经和其他几种资源共同被联合国定为不可生的资源，要实现资源的可持续性，需杜绝过渡开采。燃烧煤炭，对环境也容易造成污染，所以，要尽量节约煤炭，合理利用煤炭资源，学会和大自然和平共处。

鄂尔多斯盆地煤层分布在石炭—二叠系和侏罗系地层中,厚度较大，煤炭探明储量居全国首位。石炭—二叠系煤层煤级高,为气煤—无烟煤,含气量高；侏罗系煤层煤级低,以长焰煤为主,含气量低。

鄂尔多斯盆地侏罗系延安组煤层厚度较稳定，除过盆地东部及东南部湖相沉积区域外，在盆地中西部、中南部、西北部、北部广大地区均发育延安组煤层，其中盆地西北部煤层发育最全，从延1-延10顶部均有煤层，但有的层变化较大。

煤层是鄂尔多斯盆地侏罗系延安组地层划分对比的标志，盆地延安组大部分地区各层顶均有煤层，其中延6、延9顶煤较为稳定，为延安组地层划分的主要标志层，延7、延8及延10顶煤为辅助标志层。

地球物理测井中，煤层在电性上表现为低自然伽玛、高电阻、高时差、低密度、井径扩大等特点，实际工作中常常根据煤层的这些电性特征进行地层划分。

野外露头剖面上，陕西韩城可见石炭—二叠系煤层，陕西神木考考乌素沟、宁夏灵武石沟驿、石嘴山汝萁沟、平凉等地均可见侏罗系延安组煤层，其厚度不一分布范围不同。

在钻井岩性观察中，煤层为黑色，较轻，性脆，手摸污手，可燃。根据岩心中煤层及其组合特征可以判断沉积环境。

参考资料：教科书、互联网

2023年5月4日

     陕西神木考考乌素沟，延安组上部发育2套煤层

  宁夏石嘴山汝萁沟，延安组中下部煤层

         A123， 延安组延9顶煤层

     Y206，延安组延8顶煤层