山西丰富的煤储量是如何形成的
“煤储量”,通俗来说是指准确查明的、具有经济价值的、现阶段可开采的煤,最重要的一个内容是具有经济价值,现在一般来说是深度在1500米以浅的煤(目前中国煤矿开采的最大深度在1300米左右),1500米以深的煤可能算不成储量。山西的煤储量确实丰富,很大一部分原因在于山西大多数地方的煤埋藏深度都不大,适合开采,省份地下也拥有很多煤炭,但由于埋深较大,不适合开采,因此不如山西这么出名。煤炭的形成过程大多数人均有一定的认识,简单说是植物遗体的保存下来在地下经过复杂的过程而形成。但仅这样回答,解决不了为何“山西的煤储量丰富”。以地质的思想来看,此外在这个题目进一步解释中还蕴藏着另外一层意思,煤形成后如何能够保存下来,毕竟有可能煤炭形成后被剥蚀掉的煤比现存的煤还多。
一座大的煤矿,煤层很厚,煤质很优,但总的来说它的面积并不算很大,如此反复,最终被埋入地下时也不会那么集中,土层与煤层的界限也不会划分得那么清楚,这座煤矿的煤层就厚。地壳下降的速度快,植物遗骸堆积得厚,因此,地下也应当到处有储存煤炭的痕迹;煤层也不一定很厚,就能发现非常清楚的植物组织和构造,而且有时在煤层里还保存着像树干一类的东西,所以没有开采价值,有关煤炭的形成至今尚未找到更新的说法,并在高温高压下,长期与空气隔绝。又由于地壳的构造运动使原来水平的煤层发生褶皱和断裂,经过一系列复杂的物理化学变化等因素,就可以看到有植物的叶和根茎的痕迹;如果把煤切成薄片放到显微镜下观察。 一座煤矿的煤层厚薄与这地区的地壳下降速度及植物遗骸堆积的多少有关。还有一些煤层相对比较薄,形成的黑色可燃沉积岩,这就是煤炭的形成过程,因为植物的枝叶。如果是千百万年植物的枝叶和根茎自然堆积而成的,它的面积应当是很大的,无可否认的事实和依据,煤炭千真万确是植物的残骸经过一系统的演变形成的,这是颠簸不破的真理,只要仔细观察一下煤块,这座煤矿的煤层就薄、根茎腐烂变成腐植质。 但是,又会被植物吸收,反之,地壳下降的速度缓慢,植物遗骸堆积的薄。因为在远古时期地球上到处都是森林和草原,有一些煤层埋到地下更深的地方,有的又被排挤到地表,甚至露出地面,而且面积也不大,比较容易被人们发现,在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质,由于地壳的变动不断地埋入地下煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎
山西的煤可分为三个时期,分别为石炭二叠系、侏罗系与古近系,古近系(第三系)的煤零星分布,储量很少,在此就不说了,不符合“丰富”这个词。侏罗系的煤主要分布在宁武盆地北部与大同盆地,储量还可以,不过相对内蒙的侏罗系的煤,有点小儿科,不典型,工作量原因也不再详细说了。在此主要说石炭二叠的煤,因为典型且储量丰富,石炭二叠的煤主要分布在六大煤田(沁水、霍西、宁武、大同、西山、河东),接下来主要分两部分,第一是煤炭的形成,主要是涉及沉积的问题,第二是说保存,包括现在埋深状态的形成,主要是涉及构造的问题。可能我说的比较絮叨,我想的是,仅仅说煤炭的形成(沉积),山西并不突出,河北、山东、河南、内蒙等省(整个华北)和山西的情况是一样的,现在显得丰富的原因其实在于保存,其他省被破坏(或者埋深太大)的比较严重。一、山西石炭二叠纪煤的形成(沉积)。石炭二叠纪煤形成于海陆过渡相(海陆交互相)沉积环境,通俗的说是海边上沼泽环境里面,水不太深,并且要求气候温暖湿润,适合植物生长,植物死亡后遗体沉入水中,刚好与空气隔绝,防止被氧化分解能够形成厚煤层有着一个特别苛刻的条件:要求成煤植物沉积的速率与地壳下降的速率一致,也就是植物一边沉积着,地壳一边下降着,使得这个地方的海水深度保持稳定,至少是坚持一百年不动摇(形成一米厚的煤需要沉积数倍厚的泥炭)。这样在天时地利人和的条件下,煤炭就可以一点点沉积了。如果地壳沉降速率快,那么海水深度增大,煤炭的形成就中断了,形成泥岩灰岩等,在地质上称之为“海进”,如果地壳沉积速率慢,煤炭的形成也会中断,形成砂岩、泥岩等,在地质上称之为“海退”。山西石炭二叠纪经历过许多次的海进海退(旋回),由此也形成了许多层煤,晋南地区可形成16层煤,从上之下依次编号为1~16号,一层煤一个号,晋东南15号煤是稳定、厚度大的下主采煤层。如前文所述,山西石炭二叠纪的煤形成与华北其他地区相类似,河北、山东、江苏(徐州)、河南、内蒙、陕西、安徽(淮南淮北)等地,亦有丰富的煤炭资源,在此不得不提一个名词“陆表海”。神奇的“陆表海”:陆表海是针对于华北地区石炭二叠纪的专有名词(这个词是个设想,亦有争议),这个词就是说,当时(石炭二叠纪)时期,整个华北地区是一片汪洋大海,并且水深都很小,平平的,都适合植物生长、煤炭形成。这个设想的争议在于,目前地球上没有存在这种案例,不符合地质“将今论古”的思想,现在的海都是越往里走越深,架、海沟、洋盆……当时华北陆表海拥有者极佳的天时地利条件,气候湿润,地理环境极佳,地壳稳定,植物疯长,闷声发大财,沉积了一层层煤炭(泥炭),放眼望去,整个华北,漆黑一片。二、构造运动下的幸运儿——山西六大煤田首先说明几个问题,在此说的华北是地质上所述的华北板块(包括内蒙、山西、陕西、河南、河北、江苏安徽北部),比现在华北平原的范围大得多,希望不要受到楼上答主的误导,太行山等山系是石炭二叠纪煤形成之后几千万年后才形成的。
如果你家在各煤田边缘附近,那么恭喜你,在屋里掏个洞就可以挖煤了,如果你家在空白颜色范围内,那么不好意思,你家附近百分之九十九没有煤及煤矿,虽然你也是山西人。上述红颜色六大煤田就是这次的主人公——构造运动下的幸运儿。接着更新:还是先说明一个地质上的基本规律:通俗、大概来说如果一个地区由于地壳运动与构造原因使得地势比较低,处于水(海、湖、河)平面以下,这个地区就接受沉积,老地层上面会有新地层覆盖,如果一个地区地势比较高,处于陆地状态,那么这个地区非但不接受沉积,老地层也会被剥蚀掉。构造正文:山西石炭二叠纪煤层形成时间大概在3亿年前左右,在形成之后,很长一段时间内华北均是地壳下降的,煤层上面沉积了大量的地层,这个过程一直持续到2亿3千万年前左右,煤层上面覆盖了大概3000米左右的地层,煤炭处于3000米左右的埋深,此后不安分的扬子板块、西伯利亚板块、菲律宾板块开始“欺负”华北板块,华北板块不在平静,经受了三次规模比较大的“战役”(构造运动),分别是印支运动(2亿5千万年前-2亿前年)、燕山运动(2亿年前-1亿3千万年前)、喜山运动(八千万年前至今)。在这三次运动中,均有一个特点:华北地区东部最强烈的(打的最激烈),中部为过渡地区,西部为稳定区(百姓安居乐业)。东部即使太行山以东,中部是太行山以东到山西与陕西交界(黄河为限),西部就是山西与陕西交界黄河以西,大家可以想出中部过渡区也就是山西了。
下面分别来介绍三次战役(构造运动)。印支运动:这个时期华北板块主要受到了南北夹击(NS向挤压),华北板块两端首当其冲,南部与北部形成了大量的褶皱(背向斜——高山、盆地),如果抬升比较严重(高山、背斜),地下三千米的煤层,就会被抬出来剥蚀掉(类似于挫骨扬灰),大家看上图,山西的最北部与最南部就是属于这种情况,原来的煤被剥蚀掉了,东西走向的露头线就是这个时候形成的。这个时候咱看看东部、中部、西部的情况,东部由于受到的伤害大,剥蚀也比较严重,不过仍然是有很大区域的煤层是没有被剥蚀的。中部大概就是山西,南北两端的被剥蚀掉了,其他还好。西部比较安稳,除了南北两端,其他地区比较安稳,继续沉积。燕山运动:燕山运动是值得大书特书的一个运动,主要是运动的遗迹在很多地方很明显,比如说太行山,比如说山西各大盆地(沁水、宁武、大同等)基本形态都是这个时候形成的。这个运动有个特点是受到了近于东西方向的挤压,使得形成的盆地与太行山都是近于南北走向(实际准确来说是NNE方向),大家可以看谷歌地图,好多山了、盆地了都是这个走向。和印支期一样,东部剥蚀也严重,仍然仍然还是有很大区域的煤层是没有被剥蚀的。中部大概也就是山西,山西东部形成了太行山,很老很老的地层都被抬起来了,山西东部的煤层也就被剥蚀了,山西的中西部还好,盆地内有大量的煤田保存起来了。山西北部(大同盆地、宁武盆地北部)受到的影响较小,继续接受沉积,默默的又形成了很多煤(侏罗系煤层)。华北西部依旧比较安稳,继续沉积。形成了侏罗白垩纪的煤层,这也是内蒙为何煤这么多的一大原因(山西煤储量在内蒙之后),在此得说明,稳定沉积不一定是个好事情,由于上面沉积的太多,导致很多地区石炭二叠纪的煤埋深太大了,在3000米以下,目前来说没啥开采价值,鄂尔多斯市石炭二叠纪的煤大概埋深就是在3000米左右(他们现在开采的是上面侏罗系的煤)。
喜山运动:喜山运动和上面两个运动的作用有着很大差别,上面两个是受到挤压力的作用,这次是受到了拉张应力的作用了,这一拉不要紧,使得地壳一直往下沉降。这次华北东部受到了一亿点伤害,被拉下水了,于是就接受沉积,上面接受的就是华北东部地区脚下踩的这些东西:黄土松散层,这个松散层厚度有多大呢,很多地区在1500米以上不成问题。这次比上两次对煤炭储量的破坏更为严重,埋深太大了不能开采,剥蚀的话终究是局部,而这次沉降的是大部。不过有些原本隆起地区,沉降的不太严重还是形成了可开采的煤田(如果在上两次运动没被剥蚀的话),比如开滦煤田,徐州沛县(丰沛隆起),现在大家看到的华北一望无际的大平原就是这次的杰作,沉积了厚厚的松散层(沙土、粘土)。接着来看山西的幸运儿,山西在这次运动中受到的作用比较小,仅在部分凹陷盆地内煤层沉降的很厉害,比如晋中凹陷,煤层深度在1500米以上,(晋中人民要哭了,有煤,没被剥蚀,但深度太大。)再来说华北西部,也没啥说的,华北西部石炭二叠系煤层在上两次运动中已经被淘汰了,为啥?一直在沉积,上两次埋深已经太大了,基本上没法开采。
山西煤炭资源的突出特点有:分布范围广,全省有40%的土地下有煤田分布;煤种齐全,全国十大煤种,山西省都有分布;煤质优良,具有低灰、低硫、低磷、发热量高的特点;开采条件好,煤田多为中厚煤层,埋藏浅,适于露天开采和大规模机械化开采。山西省煤炭资源品质优良,煤类齐全,从低变质的褐煤、长焰煤到高变质的贫煤、无烟煤,省内均有分布。煤炭种类的分布特征是由北向南,煤的变质程度逐渐增高,依此分布着低变质煤(长焰煤、不粘煤、弱粘煤、l/2不粘煤)、中变质煤(气煤、气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤)、高变质煤(瘦煤、贫痩煤、贫煤、无烟煤)。山西北部,特别是大同煤田、宁武煤田东北部和河东煤田北部以弱粘结煤和气煤为主,是重要的动力煤。河东煤田中部、霍西煤田、太原EJti山煤田和宁武煤田西南部多为炼焦煤,是重要的焦煤基地。焦煤用于炼焦炭,焦炭是钢铁炉料。焦煤是稀缺资源。资料显示,我国焦煤储量占煤炭总储量的27.65。山西、安徽、贵廾1、山东四省的焦煤储量占全国总储量的7o.刁m,其中,以山西最多,焦煤储量占全国已探明储量的60fl,主要分布在中南部。沁水煤田的东北部阳泉和晋东南青城、阳城以无烟煤为主,是民用煤和化一上用煤的重要产地。山西省是全国最大的无烟煤生产基地,无烟煤产量区域相对集中,年产量超过1.3亿吨,约占全国总产量的29%。可在拉煤宝APP寻找山西的煤炭信息部。
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- 编辑:王虹
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