聚煤盆地的形成与演化

聚煤盆地从形成到结束是一个动态过程，由于古植物、古气候、古地理和古构造等多种因素的影响，盆地不断地发生时—空演化。

本节着重从聚煤期地壳运动的角度论述盆地的形成和演化，主要包括盆地的层次结构、盆地的构造分期和基本类型的转化，盆地的超覆扩张和退缩分化，以及盆地沉积中心的侧向迁移等。

一、盆地的层次结构

随着区域构造和盆地基底构造的演变，盆地充填盖层也卷入了地壳的形变过程，形成具有一定特征的沉积构造层次。不同的沉积构造层次组成整个盆地的层次结构。

断陷聚煤盆地往往具有明显的层次结构。盆地发育早期表现出显著的裂陷性质，下落断块组成一系列半地堑或地堑盆地系，各个亚盆地相互分隔，各自具有盆缘断裂和冲积扇带，构成底部沉积构造层次。随着裂陷作用的持续，各个亚盆地被上覆沉积广泛覆盖，形成统一的沉积盆地，下伏基底断块的显著差异性沉降，引起盖层岩性岩相和厚度的变化，某些基底断裂可能延伸至上覆盖层，也可能产生重力滑脱断层系，构成沉积构造类型比较复杂的过渡层次。盆地发育的后期，发生了构造型式的转化，由早期的裂陷作用为主，转化为晚期的荷载调整性沉降或热沉降。沉积范围扩大，各种沉积单元规律配置，演变为比较均衡的沉积盆地。如我国东北松辽盆地，晚侏罗早白垩世火山岩系和含煤碎屑岩系填积在北东向基底断裂构成的半地堑盆地内，组成底部亚盆地系。早白垩世沉积范围扩大，超覆不整合于石炭二叠系变质岩系或海西期花岗岩基底之上，岩相和厚度明显地受到基底断块不均衡沉降的影响和同沉积断裂的切割。早白垩世晚期盆地则主要表现为拗陷性质，沉积层由盆地中部向两翼逐渐变薄，在盆缘地带仍受到基底断裂影响。古近新近系沉积范围明显缩小，退缩于盆地西缘(图9-12)。

图9-12 松辽盆地沉积构造剖面图(据韩德馨等，1980)

发育在缓倾角基底断裂之上的沉积盆地，随着主滑脱断层的不断伸展，沉积盖层中的同沉积断裂也逐步生长发育，形成一个沉积构造序列(图9-13)。较早形成的沉积岩楔沿断层面旋转滑落，逐步远离后期形成的沉积岩楔，盆地内沉积层的沉积中心呈相互偏离叠置的排列样式，构成不同的沉积构造层次。图9-13中的星号和菱形符号表示两个早期沉积阶段的轴向沉积中心，一些盆地复杂的砂体分布样式很可能受到这种“壳层”发育过程的控制(Gibbs，1987)。

图9-13 阶梯状滑脱断层控制的生长正断层系和沉积岩楔(据Gibbs，1987)

盆地古构造应力场和动力活动方式的转化是盆地沉积构造演化的重要制约因素，相应地出现不同的沉积构造层次。拉伸盆地受到与伸张作用方向相反的挤压作用，沿近于直立的基底断裂便产生走向滑动，可以在上覆沉积盖层中形成花状构造或重力滑脱构造，在一定层段表现为同沉积褶皱和断裂系。由于动力作用方式的改变，在不同层位也可以出现不同方向和不同排列方式的断层系。如我国华北裂谷系中的一个半地堑盆地，以边缘断裂为主干发育一系列掀斜断块，不同层次和不同尺度的铲式断层，分别属于两个裂陷幕，具有相反的方向，表明随时间发展而改变了掀斜方向(图9-14)。

图9-14 华北裂谷系中的一个半地堑盆地剖面图(据马杏垣，1983)(垂直比例尺，每秒大致相当3～4nm)

二、盆地的超覆扩张和退缩分化

盆地的超覆扩张和退缩分化是盆地演化的空间表现。地表侵蚀、沉积充填、海面升降和盆地基底升降等，都可引起盆地范围的扩张或退缩。由于盆地基底沉降而出现聚煤盆地的超覆扩张是极为常见的现象。伴随盆地的超覆扩张岩相带和聚煤带亦相应迁移。

聚煤盆地形成初期往往是一些相互分隔的地形洼地、小型断陷或拗陷盆地，随着盆地基底的不断沉降而发生盆地范围的超覆，形成一个统一的沉积盆地，岩性岩相和厚度显示规律性变化，可以进行盆地范围的对比。我国云南小龙潭古近新近纪褐煤盆地的基底为可溶性碳酸盐岩，填积作用首先发生在溶蚀洼地内。含煤岩系剖面三分明显(图9-15)，即:下段以坡积—洪积相砂砾岩填积为主，填积在孤立的小型洼地内;中段为湖沼相沉积，伴随盆地基底沉降，沉积范围逐步扩大，盆地连成一体，并演变为泥炭沼泽环境，形成巨厚煤层，煤体呈透镜状，以盆地中部最厚，约达220m，向周边变薄尖灭;上段以湖泊相泥灰岩为主，含淡水动物化石，盆地沉积范围最大，岩性岩相和厚度变化小，由盆缘向中心逐渐增厚。由于后期剥蚀作用，本段保存不完整。小龙潭煤盆地充填序列，在纵向和横向上都呈现出明显的超覆扩张，岩性地层单位大致相当时间地层单位。

图9-15 云南小龙潭煤盆地年沉积剖面图

大型拗陷聚煤盆地的基底界面往往是经受长期风化剥蚀作用的夷平面，界面坡降很小。随着基底的缓慢沉降，由初始沉降中心向外侧超覆扩张，并表现出“大跨度”超覆特征，只有在大范围内进行地层划分和对比才能识别。伴随盆地的超覆扩张，岩相带发生迁移，形成水进型充填序列。如果海域或湖盆的扩张与岩相带的迁移同步，则岩性地层单位是一个穿时地层单位，不能清楚地反映盆地充填层序的超覆关系。如果海域或湖盆地的扩张与岩相带的迁移不一致，即发生了岩相带的更替，则岩性地层单位能够反映超覆现象。因此，在研究盆地超覆扩张时，应当进行详细的地层划分，尽可能建立时间地层单位和超覆序列。我国四川晚三叠世聚煤盆地是一个大型断裂拗陷型盆地，盆地的基底是印支期构造侵蚀界面，盆地的演化是一个由西侧山前断陷带向东、向南逐步超覆扩张的过程。晚三叠世早期(卡尼期)以滨海浅海相为主的跨洪洞组假整合于中三叠统雷口坡组的剥蚀面上，沉积范围向东仅达龙泉山断裂附近。晚三叠世中期、中晚期，随着盆地基底的不断沉降，沉积范围向东、南超覆扩张，直抵达州、重庆一线，即华蓥山断裂附近。以半封闭的海湾、淡化潟湖相为主的小圹子和须家河组超覆沉积于中三叠统不同层位之上，与下伏地层呈微角度不整合。晚三叠世晚期，盆地继续扩张，形成以淡化潟湖、湖泊相为主的雾中山组，为主要含煤层段，向东扩展至四川东部地区，向南越过黔中隆起而与黔南坳陷相连，构成一个沿北东向展布的大型沉积盆地。四川晚三叠世聚煤盆地的横剖面呈显著的不对称几何形态(图9-16)，沉降中心位于龙门山前缘断裂带，层序全，厚度大，上三叠统总厚可达3000m。随着盆地向东超覆，岩系厚度递次变薄，缺失下部层序，至盆地东缘厚仅百余米。侏罗纪沉积盆地进一步扩展，转化为大型内陆湖盆，并在盆地范围内沉积了稳定的淡水灰岩。

沉积盆地的超覆扩张和退缩分化往往反映了一个完整的构造旋回。盆地的退缩分化主要是由于盆地基底沉降减缓、分异或停止，沉积物大量充填所造成的，一般表现为退覆沉积序列。盆地演化的后期，由于构造分异作用增强，一个大型聚煤坳陷可能分化为一系列小型聚煤盆地。断陷聚煤盆地的沉降和沉积中心往往退缩于盆缘断裂内侧，而另一侧则处于剥蚀状态，因此盆地的退覆沉积序列保存不完整。美国西部中、新生代聚煤盆地蕴藏着丰富的煤炭资源，晚白垩世含煤岩系形成于北美大陆西部近南北向的大型前陆盆地中，呈现陆表海古地理景观。泥炭沼泽发育于盆地西侧的滨海平原，煤层赋存于一系列海进海退沉积旋回中。晚白垩世开始的造山运动(拉腊米造山运动)使白垩纪大型沉积盆地分化为一系列隆起的山间盆地，聚煤环境转变为以河流、湖泊为主，古近新近纪聚煤盆地轮廓与现代的构造盆地大体相近(图9-17)。

三、盆地的侧向迁移

图9-16 四川盆地大邑—石柱晚二叠世含煤地层对比图(据韩德馨等，1980，修改)

图9-17 美国西部落基山区中、新生代煤盆地的分布(据Weimer，1960)

聚煤盆地的侧向迁移是指不同聚煤期聚煤盆地在空间上的转移和盆地内部沉降中心的侧向迁移。现着重论述聚煤盆地内部的这种变化。

不同聚煤期聚煤盆地在空间上的转移主要是由于地壳运动、气候带变化和海水进退等因素引起的。沉积盆地是地壳形变的产物，随着地壳运动体制的演变，不同期的聚煤盆地便呈现出规律性的空间转移。以我国东部中、新生代聚煤盆地为例，不同期聚煤盆地的分布具有明显的分带性，盆地的形成和分布与NNE向巨型构造体系的成生过程相联系。晚三叠世这一构造体系的雏形开始展现，在太行山—雪峰山连线的西侧形成四川、鄂尔多斯大型沉积盆地，分别堆积了晚三叠世和晚三叠早、中侏罗世含煤岩系，东侧总体为一NNE向的巨型隆起带，可能为中、新生代地幔物质汇入区，自中三叠世晚期开始，经历了多次构造运动、岩浆侵入和火山活动。东部巨型隆起自南而北逐步解体，不同期的聚煤盆地相应地依次分布:晚三叠早侏罗世聚煤盆地与华南地区沿北东向坳陷带的瑞替克—里阿斯海水内侵有关，主要分布于湖南、江西、广东等地;早—中侏罗世聚煤盆地零星分布于华北地区，含煤岩系直接覆于较老地层或火山岩之上;晚中生代聚煤盆地则主要分布于东北、内蒙古东部地区，为区域伸展作用形成的断陷盆地系，盆地基底为火山岩系，盆地群沿NNE向斜列。随着巨型隆起带的进一步分化，大体沿隆起轴部形成以下辽河和华北裂谷系为主体的断陷带，古近纪始新统—渐新统含煤沉积发育于裂谷系和两侧隆起带上的小型断陷盆地内。位于东海大陆架的东海盆地是一个NNE向伸延的弧后拉伸盆地，以巨厚的过渡型碎屑含煤沉积为主，成煤期自始新世延续至上新世，以渐新统为主要富煤层段。台湾省西侧发育新近系碎屑含煤岩系，厚约7000m，夹有海相层和火山岩，为比较典型的前陆盆地。由此可知，我国东部中、新生代聚煤盆地发生了自西而东的侧向迁移，形成聚煤盆地时空迁移序列，这可能是东亚大陆与太平洋板块斜向碰撞并不断增生的结果。

聚煤盆地内部沉降中心的迁移与次级隆起和拗陷的相互转化﹑盆缘和基底断裂的成生过程或盆地的热沉降过程有关，通常表现为横跨盆地轴向或沿轴向的侧向迁移。我国广西百色煤盆地是一个NW向延伸的不对称断陷盆地，盆地的形成主要受NW向走滑断裂的控制。百色盆地由百色和田东两个次级盆地构成，大致沿NW向斜列，向两端抬起，在田阳一带交接，构成田阳次级隆起(图9-18)。晚白垩世古近纪红色粗碎屑岩组不整合于中三叠世印支期褶皱系之上，含煤地层时代为始新世至渐新世。以田东次级盆地为例，底部红色粗碎屑岩组主要堆积在北部盆缘断裂带内侧，厚达500m，向南西方向显著变薄。始新世渐新世含煤岩系沉积于红色岩组之上，自下而上可划分为3个岩段:下部含煤段(那都段)、中部湖相泥岩段(田东段)、上部主含煤段(下百岗段)。随着盆地的演化，NW向延伸的沉积中心由盆地东北缘迁移至盆地中部，继而又移至盆地西南侧，主要富煤地段沿盆地西南缘分布。由于含煤岩系以泥岩为主，缺乏代表剥蚀作用的河流堆积，所以盆地很可能是在间歇性沉陷的构造背景下形成的。沉积中心和沉降中心基本吻合，各层段等厚线图基本上反映了盆地沉降中心的侧向迁移。盆地沉积中心和沉降中心也可以沿轴向方向迁移，如我国内蒙古霍林河煤盆地，盆地的轴向为北东向，主干断裂位于盆地的西北缘，横断裂沿轴向将盆地分划为相对断隆和断陷。底部扇积粗碎屑岩段、下部湖相泥岩段和下部含煤段的沉积中心位于煤盆地的东北部(一露天区);上部湖相泥岩段的沉积中心已迁移至盆地的中部(二露天区);上部含煤段的沉积中心则移至盆地的西南区，显示了沉积中心由北东向南西沿盆地轴向迁移的趋势(图9-19)。

四、盆地的沉积构造分期

有的含煤沉积盆地具有长期而复杂的演化历史。根据盆地的沉积构造演化特征，可以划分为不同的发展阶段或沉积构造期。沉积构造分期主要依据盆地的沉积构造事件和层次结构，现以澳大利亚东南沿海的吉普斯兰盆地为例加以简要论述。

吉普斯兰盆地是世界上著名的含煤、含油气的大西洋边缘型沉积盆地，沉积构造演化与白垩纪和古近新近纪的大陆开裂和漂移过程密切相关。白垩新近纪含煤岩系与下伏地层为角度不整合，根据盆地的演化史可划分为6个沉积构造期(Smith，1984)，即奥特威裂谷期、白垩纪中期隆起、晚白垩世裂谷期、塔斯曼海漂移期、吉普斯兰稳定期和吉普斯兰陆架期(图9-20)。

图9-18 广西百色盆地各层段等厚线图(据广西150地质队资料编绘)

图9-19 内蒙古霍林河盆地走向构造剖面(据李思田，1988)

图9-20 澳大利亚吉普斯兰盆地构造史与岩性地层单位时间关系(据Smith，1984)

吉普斯兰盆地早期为裂谷陆相碎屑充填，主要由成熟度低的粗碎屑岩、火山碎屑岩、泥岩和不稳定薄煤层组成，沉积中心的沉积速率超过150m/Ma。煤层主要由亮煤和暗煤条带组成，堆积于冲积—湖泊沉积环境。早白垩世末期，盆地沉降速率开始减退，至白垩纪中期出现盆地范围的角度不整合，早期沉积物遭受强烈剥蚀。晚白垩世初东南缘的塔斯曼海裂谷作用波及吉普斯兰盆地，出现第二个快速沉降期，其沉积特征与奥特威裂谷期沉积物相似。

吉普斯兰盆地后期为构造漂移、沉降期，主要由滨海—边缘海充填序列组成，亦为主要聚煤期。大约在80Ma年前，塔斯曼海裂谷系开始了漂移期，海水自南侵入近南北向的裂谷，吉普斯兰盆地东南缘成为滨线，沿北东南西方向伸延，堆积了包括滨外、滨滩、障壁、海湾和潟湖相的边缘海沉积序列。由滨线向陆地方向(北西方向)堆积了由砾岩、砂岩、泥岩和薄煤层组成的河流三角洲沉积序列，煤层厚度一般小于10m，向剖面上部煤层厚度和频度增加。从早始新世至早渐新世末是一个缓慢沉降的特殊稳定期，沉积速率一般小于20m/Ma，近海盆地充填包括中、晚始新世河流三角洲—边缘海沉积序列，三角洲层序具有高度侧向稳定性，由石英砂岩、泥岩和一些厚煤层组成，煤层一般厚2～5m，最厚可达30m。沿岸盆地充填包括3个主要的河流湖泊沉积旋回，含若干厚煤层，厚度大于20m，最厚的泥炭层形成于缓慢沉降的正向构造单元。中新世至现代，吉普斯兰盆地为快速埋藏的陆架陆坡发展期，沉降和沉积速率大于150m/Ma。沉积速率的增加和基准面的降低导致河流湖泊沉积向海推进，沿岸吉普斯兰盆地的含煤岩系遭到剥蚀。

盆地演化的沉积构造分期可以依据盆地的充填序列、盆地的层次结构、构造剥蚀界面、沉降速率的变化和沉降中心的迁移、动力作用方向和方式的转换等因素进行划分，其目的在于追索盆地发展演化的全过程和不同演化期的沉积构造特点，以进一步分析泥炭聚积的条件和煤层、煤质特征。

涂料防水层及其转角处、变形缝、穿墙管道等细部做法均须符合设计要求。涂料防水层的基层应牢固，基面应洁净、平整，不得有空鼓、松动、起砂和脱皮现象；基层阴阳角处应做成圆弧形。 涂料防水层应与基层粘结牢固，表面平整、涂刚均匀，不得有流淌、皱折、鼓泡、露胎体和翘边等缺陷。涂料防水层的平均厚度应符合设计要求，最小厚度不得小于设计厚度的80% 基层表面末完全干燥。处理方法为：(1)对轻微的慢干和回粘，可加强通风， 适当提高温度；慢干或回粘较严重的漆膜，要用强溶剂洗净，重新刷涂。侧墙涂料防水层的保护层与防水层粘结牢固，结合紧密，厚度均匀一致。聚合物水泥防水涂料施工时气温须高于5℃，阴雨天气或基层有明水时不宜施工。

 防水涂膜应完全干燥后方可进行表层装饰施工，完全干燥时间约为2天，潮湿环境应适当延长。厕浴间立面阴阳角不做成圆弧形的部位，在气温较低和空气干燥的地区，宜选用万施博I型聚合物水泥防水涂料。避免在阳光直射和/或强风下施工。任何情况下都不允许加水。新鲜施工的防水层要严防霜冻或雨淋。施工时环境及基面温度不得低于8℃。单次施工用量不可多于2kg/平方米。施工时应采取任何水泥基材料的通用防护措施。

河水受潮流的顶托力作用，流速减缓，泥沙聚胶沉淀。

河流流入海洋或湖泊时，因流速减低，所携带泥沙大量沉积，逐渐发展成冲积平原。三角洲又称河口平原，从平面上看，像三角形，顶部指向上游，底边为其外缘，所以叫三角洲，三角洲的面积较大，上层深厚，水网密布，表面平坦，土质肥沃。如我国的长江三角洲、珠江三角洲等。三角洲根据形状又可分为：①尖头状三角洲，如我国的长江三角洲；②扇状三角洲，如非洲的尼罗河三角洲；③鸟足状三角洲，如美国密西西比河三角洲。世界上比较著名的三角洲很多，主要有尼罗河三角洲、密西西比河三角洲、多瑙河三角洲、湄公河三角洲、恒河三角洲以及我国的长江三角洲等。三角洲地区不但是良好的农耕区，而且往往是石油、天然气等资源十分丰富的地区。

河流注入海洋或湖泊时，水流流来向外扩散，动能显著减弱，并将所带的泥沙堆积下来，形成一片向海或向湖伸出的平地，外形常呈△状，所以称为三角洲。

从河口区的动力特点来看，在潮流界上下移动的范围内，因河水受潮流的顶托，流速较小，最易形成心滩和江心洲，使河流发生分叉。在河口口门处，因水流扩散，流速减缓，泥沙常堆积成浅滩，横阻河口，故名拦门沙，为河口区航运的主要障碍。

河口三角洲的形成，是在河流作用超过受水体作用的条件下，泥沙在河口大量堆积的结果。冲积物在河口堆积，开始先出现一系列水下浅滩、心滩或沙嘴，水流发生分叉，同时形成向海倾斜的水下三角洲。随着各叉道的消长与心滩的归并扩大，使水下三角洲的前缘不断向海推进，而其后缘因滩地淤高，并盖上洪水泛滥堆积物，便变为水上三角洲的组成部分。由于叉道的不断变迁，在三角洲上往往形成许多交错的滨河床沙堤及湖沼洼地。

三角洲的主要类型有扇形三角洲、鸟足形三角洲和尖形三角洲。

在海水浅波浪作用较强能将伸出河口的沙嘴冲刷夷平的地区，常形成弧形扇状三角洲。我国黄河三角洲就是在弱潮、多沙条件下形成的扇形三角洲。它的特点是：河流入海泥沙多，三角洲上河道变迁频繁，有时分几股入海。泥沙在河口迅速淤积，形成大的河口沙嘴，沙嘴延伸至一定程度，因比降减小，水流不畅而改道，在新的河口又迅速形成新的沙嘴。而老河口断流后，又受波浪与海流作用，沙嘴逐渐被蚀后退，形成扇状轮廓。直至其上再有新河道流经时，这段岸线才又迅速向前推进。因此，随着河口的不断变迁，三角洲海岸是交替向前推进的，并在海滨分布许多沙嘴，使三角洲岸线路略锯齿状。

在波浪作用较弱的河口区，河流分叉为几股同时入海，各叉流的泥沙堆积量均超过波浪的侵蚀量，泥沙沿各叉道堆积延伸，形成长条形大沙嘴伸入海中，使三角洲外形呈鸟足状。由于这种叉道比较稳定，两侧常发育天然堤，天然堤又起着约束水流的作用，使叉流能够继续向海伸长。天然堤一旦被洪水冲积，就会产生新的叉流。美国密西西比河三角洲就是一个典型的鸟足形三角洲。在注入湖泊的河口，也常见有鸟足形三角洲。如我国的鄱阳湖、滇池等湖泊沿岸发育有许多大小不一的鸟足形三角洲。

如果你仔细地观察世界地图，会发现在世界各大河的入海处，大都有一个三角洲。如埃及尼罗河(世界第二大河)入海处，就有一个巨大的三角洲，面积达24000平方千米；美国密西西比河(世界第四大河)入海处的三角洲，呈鸟足状，面积达26000平方千米；我国的长江(世界第三大河)、黄河(世界第五大河)以及珠江入海处，也都有面积很大的三角洲。

三角洲是河口地区的冲积平原，是河流入海时所夹带的泥沙沉积而成的。世界上每年约有160亿立方米的泥沙被河流搬入海中。这些混在河水里的泥沙从上游流到下游时，由于河床逐 渐扩大，降差减小，在河流注入大海时，水流分散，流速骤然减少，再加上潮水不时涌入有阻滞河水的作用，特别是海水中溶有许多电离性强的氯化钠(盐)，它产生出的大量离子，能 使那些悬浮在水中的泥沙也沉淀下来。于是，泥沙就在这里越积越多，最后露出水面。这时，河流只得绕过沙堆从两边流过去。由于沙堆的迎水面直接受到河流的冲击，不断受到流水的侵蚀，往往形成尖端状，而北方水面却比较宽大，使沙堆成为一个三角形，人们就给它们命名为"三角洲"。

三角洲地区一般地势低平，河网密布，因而多为良好的农耕地区。如我国的珠江、长江等河口的三角洲，皆是农业高产区。黄河三角洲虽然土地肥活，但由于受到盐碱的影响，农耕条 件稍差一些。

当然，也有一些河流的入海口没有形成三角洲。如我国的钱塘江口就没有三角洲。这是因为钱塘江水里的泥沙含量稀少，而且河口是非常宽阔的喇叭口形的江口，涌潮 的巨大冲刷力，使泥沙不能沉积下来，即使有些泥沙侥幸留下来。堆积在钱塘江口，也难以加高，只能般在水面下形成一道水下沙坎，形不成露出水面的三角洲。

在波浪作用较强的河口地区，河流以单股入海，或只有小规模的交叉，在此情况下，只有主流出口处沉积量超过波浪的侵蚀量，使三角洲以主流为中心，呈尖形向外伸长，称为尖形三角洲。长江三角洲即属这一类型。

此外，与三角洲形成过程相反，河流来沙量较小，河口受潮流的强烈冲刷作用，无三角洲形成，常成喇叭形，这种河口称为三角港或三角湾，如杭州湾(钱塘江口)就是一个典型的三角港。钱塘江挟沙少，河口海岸下降，潮差大，不仅使河流携带的泥沙不能在河口堆积，而且引起强烈的冲刷，使河口加深与展宽，逐渐形成三角港。三角港更加大了潮差，因而形成著名的钱塘江涌潮。涌潮使泥沙在河口区上段堆积成凸起的拦门沙。

■长江三角洲

中国长江和钱塘江在入海处冲积成的三角洲。包括江苏省和上海市东南部、浙江省东北部。是长江中下游平原的一部分。面积约5万平方千米。三角洲顶点在镇江市、扬州市一线，北至小洋口。南临杭州湾。海拔多在10米以下，间有低丘（如惠山、天平山、虞山、狼山等）散布，海拔200～300米。长江年均输沙量4～9亿吨，一般年份有28％的泥沙在长江中沉积，个别年份高达78％，三角洲不断向海延伸。长江以南常州市、常熟市、太仓市、金山县一带的古沙嘴海拔多为4～6米；长江以北扬州市、泰州市、泰兴市、如皋市一带的古沙嘴海拔7～8米。江南和江北的古沙嘴是冰后期最高海面稳定后逐渐发展起来的，到距今约2000年时北岸沙嘴伸到廖角嘴，南岸沙嘴随长江主流向东南延伸与钱塘江口沙嘴相连，泥沙继续堆积，1958～1973年平均每年前移148米。属北亚热带季风气候，雨量充沛，水道纵横，湖荡棋布，向有水乡泽国之称。土地肥沃，农业产水稻、棉花、小麦、油菜、花生、蚕丝、鱼虾等，是中国人口最稠密的地区之一。在长江下游和沪宁线两旁有许多重要城镇，如上海市、苏州市、常州市、无锡市、镇江市、扬州市、泰州市、南通市等。其中，上海是中国最大的工商业城市，世界著名的外贸港口，苏州、无锡等是风景游览地和新兴的工业城市。

十大河流三角洲

1) 恒河……布拉马普特拉河三角洲（孟加拉国、印度）：80000平方千米

（2) 长江三角洲（中国）：50000平方千米

（3) 湄公河三角洲（柬埔寨、泰国）：44000平方千米

（4) 尼日乐河三角洲（尼日利亚）：36000平方千米

（5) 伊洛瓦底江三角洲（缅甸）：30000平方千米

（6) 勒拿河三角洲（俄罗斯）：30000平方千米

（7) 密西西比河三角洲（美国）：26000平方千米

（8) 奥里诺积河三角洲（委内瑞拉）：26000平方千米

（9) 尼罗河三角洲（埃及）：24000平方千米

（10) 红河三角洲（越南）：15000平方千米

三角洲又称河口平原，是由河水从上游携带的大量泥沙在河口堆积形成的。从平面上看，形状像三角形，顶部指向上游，底边为其外缘，所以叫三角洲。我国的长江三角洲是由长江带下的大量泥沙堆积而成的。三角洲的顶点在镇江附近，底边向东逐渐扩大，一直伸展到海边。在距今大约两三千万年前，长江口地区还是一个三角形的港湾，长江自镇江以下的河口像一只向东张口的大喇叭，水面辽阔，潮汐很强。长江每年带下的四五亿吨泥沙要向大海倾泻，由于入海口的流速减少，物理、化学环境的改变，使得大部分泥沙在河口地区逐渐沉积下来，最终形成一个尖角形的三角洲。

摘要:主要综述了水泥聚合物外加剂的发展进程和分类，并对混凝土外加剂的发展方向作了展望。

关健词:水泥混凝土，聚合物外加剂

　水泥混凝土外加剂是一种在混凝土搅拌过程中掺人，用以改善混凝土性能的物质，其掺量一般不大于水泥质量的5%(特殊情况除外)[1]。它是现代高性能混凝土不可缺少的组分之一，是混凝土改性的一种重要技术和方法。掺少量外加剂既可显著改善新拌混凝土、砂浆、水泥浆的性能(不增加用水量提高和易性，调节凝结时间，减小泌水和离析，改善渗透性和可泵性，减小坍落度损失率等)，又可改善硬化混凝土、砂浆、水泥浆的性能(延缓或减小水化热，加速早期强度的增长，提高抗压、抗弯或抗拉强度，提高防冻性、防渗性和防锈性，增强抗干缩、抗碱集料反应的能力等)[2]。混凝土外加剂按其主要功能可分为四类:(1)调节或改善混凝土拌和物流变性能的外加剂；(2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂；(3)改善混凝土耐久性的外加剂；(4)改善混凝土其它性能的外加剂。按化学组成可分为三类:(1)无机化合物外加剂；(2)有机化合物外加剂包括小分子有机物和聚合物表面活性剂；(3)有机物和无机物复合外加剂[3]。本文仅就聚合物类混凝土外加剂进行分类综述。

1 水泥混凝土聚合物外加剂

水泥混凝土外加剂中，聚合物表面活性剂占有极其重要的作用。它们是有一定的相对分子质量范围的、可溶于水的、离子型或非离子型的碳链或杂链的聚合物，可明显分为亲水部分和疏水部分。它们中的绝大多数对水泥具有分散作用，因而常用作混凝土减水剂。

11 普通减水剂

普通减水剂是在混凝土水灰比不变的情况下能提高和易性；或相同和易性时可降低混凝土用水量并能提高水泥石强度的外加剂。普通减水刘基本效能是:减水率大于5%(一般小于10%)；3天、7天的抗压强度提高10%以上，28天抗压强度提高5%以上。

早在本世纪30年代初，美国就已使用亚硫酸盐纸浆废液制备木质素磺酸盐作为混凝土减水剂。40年代和50年代，与木质素系减水剂具有同等效果的各种普通减水剂的开发和研究工作已开始发展起来。根据文献资料检索，到目前为止，常见的用做普通减水剂的聚合物有:(1)木质素磺酸盐及其改性物[4～7]。(2)高级多元醉及其衍生物。该类减水剂主要包括磺化多糖[13]、纤维素及其衍生物如纤维素硫酸醋、纤维素醚[14～15]等。它们又具有较强的缓凝作用，故常归类为缓凝减水剂，其综合性能优于木质素磺酸盐。(3)腐殖酸及其衍生物[a:0腐殖酸是含有酚经基、狡基、簇基、甲氧基等多种活性基团的有机化合物，具有亲水性、阳离子交换性和高吸附能力等特点，是一种阴离子表面活性剂。腐殖酸减水剂一般以草炭、风化煤为原料制备，其主要品种有腐殖酸钠、磺化腐殖酸、硝酸氧解化腐殖酸等。(4)聚丙烯酸盐及其共聚物[9]。(5)聚氧烷烯醚及其衍生物[4～12]，如壬基酚聚氧乙烯醚、高级多元醇聚氧乙烯醚[16]等。

12 高效减水剂

高效减水剂是本世纪60年代开发出来的减水剂。1962年，日本的服部键一等人将蔡磺酸甲醛高缩合物(聚合度n≈10核体)用于混凝土分散剂；1964年已作为商品销售(日本花王石碱公司商品，商品名为玛依太— 以 -蔡磺酸甲醛缩合物钠盐为主成分的高效减水剂)。1963年，联邦德国研制成功三聚氛胺磺酸盐甲醛缩聚物；同时出现的还有多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物。由于这三种外加剂对水泥有强的分散能力，减水率高达20%一30%，而不同于普通的塑化剂(减水剂)，因而称为高效减水剂或超塑化剂。高效减水剂给混凝土带来了变革性的变化，促进了高强混凝土、流态混凝土和集中搅拌的商品混凝土的发展，已广泛用于制备自流平砂浆和混凝土、水下浇灌混凝土、宏观无缺陷混凝土和高性能混凝土等。近10年来，新型高效减水剂和超塑化剂的研究和开发进展很快。国内外高效减水剂已形成两大类:一是合成型单一组分高效减水剂，二是复合型多组分高效减水剂。合成型单一组分高效减水朴主要有以下一些类别:

121 聚烷基芳基磺酸盐A效减水PI(NS)

(1 )聚次甲基烷基蔡磺酸钠，简称烷基蔡系减水剂。(2)蔡成酸甲醛缩合物盆，简称禁系高效减水剂。(3)聚次甲基葱磺酸钠，即葱系减水剂，亦称稠环芳烃磺酸盐甲醛缩合物。(4)芳香族氨基磺酸聚合物，即氨基成酸系，例如:氨基苯成酸一苯酚-甲醛共缩聚物、苯酚磺酸盐一经甲基化三聚氛胺一甲醛共缩聚物等。(5)苯及其衍生物磺酸盐甲醛缩聚物； (6)聚乙烯基苯磺酸盐 (7)苯乙烯和。一甲基苯乙烯共聚物磺酸盐

122 水溶性树脂系高效减水剂

(1) 磺化聚氛胺甲醛缩合物，亦称水溶性蜜胺树脂系(MS)；( 2)氧布树脂成酸钠，亦称古玛隆树脂系(GS)；(3)在脉醛树脂中引人狡基和(或)成酸基后获得的水溶性树脂；(4)在三聚氛胺与甲醛缩聚物中引人狡基后获得的水溶性树脂。

13 引气剂、引气减水剂和引气高效减水剂

早在本世纪30年代，美国、日本、英国等就已使用引气剂，而木松香精翻过程中的副产品— 文沙树脂成为最早获得专利权的混凝土引气剂，一直沿用到现在。由于引气刘使握握土工程的寿命特别是在冻融作用下的使用寿命显著延长，因而它们对混凝土作为一种耐久的建筑材料起着不可替代的作用。

131 引气剂和引气减水剂

引气剂和引气减水剂的主要功能是:(1)引人大量微小且独立、封闭的小气泡，通过这些气泡的滚动浮托作用，使混凝土的和易性大大提高。(2)增大水泥浆的塑性粘度、对水泥顺位的润湿分散和未硬化水泥浆中气泡的移动与再分布等因素可显著降低混凝土拌和物的泌水沉降与离析，从而提高抗渗性能以及与抗渗性能有关的棍凝土的抗化学侵蚀作用、抗中性化作用。(3)减水作用。(4)显著提高混凝土的抗冻触性。等等。

常见的引气剂和引气减水剂主要有：(1)阴离子系:木质素磺酸盐、松香热聚物、文沙树脂等。(2)阳离子系:烷基醉聚氧乙烯醚硫酸钠等。(3)非离子型:烷基苯酚聚氧乙始醚、烷基醉聚氧乙烯醚、聚乙二醇等。(4)两性型:蛋白质盐类。

132 高效引气减水剂

高效引气减水剂近几年来开发出来的减水率高、保坍性能好，并有一定的引气作用的高效减水剂。它不仅保持了高效减水剂减水率高的优点，而且还克服了高效减水剂保坍性差的缺点，从而使混凝土的各项性能(特别是耐久性)得到进一步改善。因此高效引气减水剂特别适用于长距离输送的商品混凝土、高强混凝土、泵送混凝土和高性能混凝土。日本在高效引气减水剂研制、开发和应用方面居于世界地位。

高效引气减水剂都是复合型外加剂，一般由三大部分组成；(1)高减水部分如改性木质素磺酸盐及其衍生物、改性蔡磺酸盐缩合物、烷基蔡磺酸盐缩合物、改性密胺树脂等。(2)保坍部分如氨基磺酸系减水剂、经基竣酸盐及聚梭酸盐系减水剂、徐放型反应性高分子及特殊高分子表面活性剂等。(3)引气部分如合成高分子引气剂(阴离子表面活性剂)、松香类引气剂等。其中徐放型反应性高分子是一种不溶于水的反应性微细粒子，在混凝土碱性介质中，在OH一离子的作用下分解，慢慢转化为水溶性高分子化合物，并吸附在水泥粒子表面，产生强电场斥力，使水泥粒子不断处于被分散状态，减少坍落度经时损失。特殊高分子表面活性剂(包括聚梭酸系分散剂)是分散作用很强的聚合物电解质，在水泥粒子表面呈环状、引线状和齿轮状吸附，使水泥粒子间的静电斥力呈立体的交错纵横式，立体的静电斥力的电位经时变化小，宏观表现为分散性更好，坍落度经时损失小。同时，在水泥粒子之间形成一层立体障碍，以阻止粒子的碰撞凝聚，从而保持分散性。

14 琪建酸系[PC]

蔡系和密胶系等高效减水剂赋予新拌混凝土较好的流动性和强度，对于现场搅拌，基本上能浦足需要，但用于商品混凝土中，普遍存在着坍落度损失过大的问题。多年来，科研和生产部门采用把减水剂与缓凝剂的复合物掺入混凝土以使坍落度损失有所减缓，但仍未根本上解决问题。聚梭酸系减水剂的问世，使高流动、低坍落度损失混凝土的制备得以实现。近年来，通过“分子设计”合成聚梭酸系高性能减水剂并探讨其结构与性能之间关系的研究非常活跃。聚狡酸系物质由于其分子结构特性具有如下优点:低挤量发挥高效塑化效果、坍落度保持性好、水泥适应性广、减水效率高、分子构造上自由度大、合成技术多，因而高性能化的余地很大。

141 分类

聚梭酸系高性能减水剂主要是通过各种乙烯基类单体的共聚合反应获得，必须在聚合物分子链上引人对水泥颗粒具有分散作用的基团，即梭酸(及其盐)基(一COOM) ；磺酸(及其盐)基(一S03M)、一OH；聚氧烷烯基如(一CH2CH2O一)等。聚竣酸系高性能减水剂的应用性能与分子结构的关系密切:相对分子质量、各重复单元的比例、侧链的长短、极性基团的种类及数目(如一COOM/一S03M)等对其应用性能会产生很大的影响。综合文献报道，该类减水剂可分为以下两大体系:

(1) 丙烯酸系: 不饱和丙烯酸及其衍生物(如醋、酞按等)的均聚物和它们与其它可共聚单体(主要是不饱和赦酸及其衍生物，烯烃及其衍生物如不饱和脂基磺酸盐、乙烯基苯磺酸盐、磺化共扼烯烃等)的二元或多元共聚物。

(2) 马来酸系:马来酸If或马来酸盐与其它可共聚单体(包括可共聚烯烃如苯乙烯，乙烯基苯磺酸盐，烯丙基磺酸盐，烯丙基聚氧烷烯基醚，不饱和梭酸及其衍生物等)的二元或多元共聚物。

142 作用机理

聚效酸系高性能减水剂对水泥具有显著的塑化效果和具有良好的保坍性能，其作用机理表现在以下几个方面:(1)缓凝作用。(2)在水泥颗粒上吸附，极性亲水端朝向溶液，多以氢键与水分子缔合，再加上水分子之间的氢键缔合，构成了水泥微粒表面的一层水膜，阻止水泥颗粒的直接接触，起到了润滑作用。(3)更为重要的是聚梭酸系减水剂分子在水泥颗粒表面的立体吸附层结构，聚梭酸系减水剂大分子在水泥颗粒表面的吸附状态呈环状、引线状和齿轮状吸附(多数呈现齿型)，使水泥粒子间的静电斥力呈立体的交错纵横式，立体的静电斥力的电位经时(随时间增长)变化小，宏观表现为分散性更好，坍落度经时损失小。(4)聚梭酸系接枝共聚物电位绝对值比蔡系(NS)和三聚氛胺系(MS)减水剂的低，要达到相同的分散状态时所需要的电荷总量不如NS及MS多，即掺量相同时，接枝共聚物对水泥粒子的分散效果更好。

2 复合外加剂和外加剂复合技术

进入 90 年代后，几乎所有的外加剂商品都是复合外加剂，单一成分的外加剂已难以满足现代混凝土的各种需要。应用多种外加剂的优化，取长补短，可以调节和改善混凝土的综合性能，从而满足不同工程的需要。

21 外加剂复合以改善混凝土的工作度

减水机理研究表明，通过三种作用能够减少混凝土用水量，或保持相同的水灰比，增加其流动性，即:(1)分散作用(塑化剂)；(2)初期水化抑制作用(缓凝剂)；(3)引气作用(引气剂或引气减水剂)。通过外加剂的复合，可使不同减水作用“叠加”，可以进一步提高减水效果，减低坍落度。另外，无机电解质离子的正负水合现象，也可影响水泥浆的塑性。

22 外加剂复合以改善水

泥石的强度

要提高新生水泥石的强度，必须降低表面能，增加液相离子过饱和程度，降低液相粘度，增加温度和延长反应时间。采用复合外加剂，可综合起到上述作用，从而加速晶胚生成速度和结晶过程，调节结构之间键的生成类型，使水化晶体之间的作用以离子-离子键为主，从而以一定的方式影响水泥石强度增长的动力学。例如:掺具有促凝和早强作用的无机盐，可增加离子交换过程、增加液相离子过饱和程度，促进水化完善；渗具有分散减水作用的表面活性剂，可以降低表面能和液相粘度，减少结合水量和降低水灰比而增加成键比例，提高水泥石的密实性和强度。

23 外加剂复合以提商混凝土材料的耐久性

上述水泥石强度和密实性的提高是提高混凝土材料耐久性的重要方面。另外，孔结构也影响混凝土复合材料的强度、抗渗性、抗冻性等。故应调整混凝土的孔结构以提高其耐久性。其中最有效的芳法是应用复合外加剂调整混凝土的孔结构。例如:掺少量的引气剂，可使混凝土含气量达到4%一6%，产生大量直径为01一300 的气泡，气泡间隔系数在200pm以下，使混凝土具有较好的抗冻性。同时，掺人高效减水剂不仅可以起到减水增强作用，还可使水泥石的孔隙率保持在较低的范围，使无害孔明显增多。

3 展望

混凝土外加剂今后发展的方向主要表现在:(1)混凝土外加剂复合技术和复合理论的研究。研究各功能性外加剂的协同作用机理、结构与性能关系和相互优化配置等；研究如何将外加剂复合并用之于混凝土材料，提高混凝土材料的强度、工作性能和耐久性，其意义重大。(2)各种单一型功能性外加剂的基础性研究及其开发。混凝土外加剂的复合离不开各单一型功能型外加剂这一坚实的物质基础。单一型功能型外加剂研究主要朝着以下几个方向:($)从结构与性能的关系出发，采用“分子设计”手段，研制新型高效且具备一定综合性能的单一型外加剂；(b)从废物利用和环境保护角度出发，利用工农业副产品研制物美价廉的外加剂；(c)对现有常用的外加剂进行改性，改变其分子结构(包括分子量范围、功能基的数目和种类等)，以获得性能更优、使用范围更广的外加剂品种。

近十年多来，世界各国包括我国都在研制高性能混凝土[4]。高性能混凝土将成为跨世纪的新材料。而发展高性能混凝土的关键之一是高效多功能外加剂的研制和应用。因此，为了满足不同工程的需要，研制新型高效多功能的混凝土添加剂不仅具有重大的现实意义，而且还具有广阔的发展前景。

摘要：孩子的想象力无限，用橡皮泥可以做出很多手工作品，其中蛋糕是比较常见的一种，橡皮泥做手工蛋糕也是比较简单的，选用集中合适的颜色，压成不同大小的饼状裹在一起，再插上三根橡皮泥做的蜡烛，一个手工蛋糕就制作完成了。在用橡皮泥做彩泥手工的时候，学会一些技巧能让做出来的彩泥作品更好看，如控制湿度，调色的方法和比例等。下面一起来了解一下做彩泥手工的技巧吧。一、橡皮泥手工制作蛋糕怎么做

用橡皮泥制作蛋糕是幼儿常见的手工制作之一，方法简单，成品美观，效果也好，下面教大家怎么做橡皮泥手工蛋糕：

1、拿出彩色橡皮泥，选用**、白色、粉色、蓝色各一坨。

2、首先取用**的彩泥，手撕一部分后，用手揉成团状，用手腕按压成饼状，用同样的方法制作出白色的饼状，轻轻扣在**上面。

3、再制作一个厚一点的粉色彩饼，压在白色的上面。

4、取出蓝色的橡皮泥，揉成一个团，按压后用笔擀成一张稍大点的薄饼，慢慢覆盖在**彩饼的上面，包住。

5、用手不断揉搓后，拿出一点红色的彩泥，制作三根小蜡烛，插在蓝色橡皮泥的上面，再洒一些粉笔灰，一个手工橡皮泥蛋糕就制作完成了。

小贴士：制作橡皮泥蛋糕可以根据自己的喜好搭配颜色和比例，注意不要让孩子误食橡皮泥蛋糕。

二、做彩泥手工有什么技巧

彩泥手工制作简单、方便，而且做出来的成品会让孩子很有成就感，不过要想做出来的彩泥作品美观好看，需要掌握一定的技巧，彩泥手工的技巧有很多，包括：

1、注意控制橡皮泥的湿度，湿度较大的橡皮泥容易粘在手上，不好捏成想要的图形，这时可以多揉捏几下，把彩泥聚集起来，或者在空气里放一会，让它变干再用。

2、做彩泥的时候免不了要把两块橡皮泥粘在一起，湿度够的话可以随便粘，不够就需要有连接物了，可以在干的橡皮泥之间粘一块湿泥作为连接物，或者用牙签插入作为连接。

3、用橡皮泥做大件物品时，如果全部用橡皮泥可能不太够，这时可以用泡沫作填充，外表用彩泥做，能节省很多功夫，比如捏人时，裙子可以用纸卷成个圆锥形，再在外面用彩泥做装饰。

4、彩泥可以调色，调制不同颜色的橡皮泥，一般是用白色泥为主，再加少许有色泥，比例大约在20：1到10：1之间，揉捏几下，颜色均匀混合即可。

煤层形成于沼泽环境，这是不争的事实。但随着认识的深入，自从Ferm、Horne等人针对阿巴拉契亚山区石炭纪含煤岩系建立起著名的阿勒格尼三角洲聚煤模式后，含煤岩系沉积模式的研究突飞猛进。20世纪80年代以来，我国学者先后对我国西南、华南、华北、西北等地区（中国煤田地质总局，1996～1999），对石炭纪—二叠纪、中生代、新生代等不同时期的含煤岩系的沉积环境、沉积古地理及聚煤规律进行了系统分析，同时还对成煤环境进行了比较沉积学研究（刘焕杰等，1997），总结出中国含煤岩系的各种沉积模式。这些成果对特定地区、特定层位的沉积格架及沉积古地理的认识起到了关键的作用。

以前的成煤模式多是强调泥炭形成于与活跃的陆源碎屑沉积作用带相邻的低位沼泽地区。事实上，泥炭沉积并不是与局部的陆源碎屑沉积供给同时发生，在沼泽发育阶段，局部的陆源碎屑供应已经被某种机理切断了（McCabe,1984），大面积分布的以海相石灰岩或含化石泥岩为顶板的含煤旋回层序中，煤层多是在海侵过程中形成的。同时也注意到大部分厚煤层横跨不同相区而大面积广泛分布，提出幕式聚煤作用模式，亦说明煤层的聚集与特定的陆源碎屑供给无直接联系，同时也强调一次聚煤作用幕的同时性（邵龙义等，1992；陈世悦等，1995；邵龙义等，2000）。海平面抬升不仅为泥炭聚集提供可容空间，而且可以降低河流梯度，使携带陆源碎屑的河流收缩到成煤沼泽之外。

事实上，在过去的煤田地质勘探过程中，大面积稳定分布的厚煤层作为含煤地层中的一个等时面，已经受到大多数煤田地质工作者的肯定（邵龙义等，1992,1993;Diessel,1992,2007;Hamilton等，1994）。近来的一系列研究（Diessel,1992;Hamilton等，1994）表明，有相当一部分煤层可能形成于海平面抬升过程，即海侵过程成煤。大面积分布的可采煤层及其上覆海相层或含海相动物化石层与上覆的陆源碎屑沉积物一起，常构成典型海陆过渡相含煤岩系旋回层，它们一般是异旋回因素控制的结果，这些异旋回机制包括气候变化、沉积物供给的变化、与岩石圈载荷变化有关的沉降速率的变化以及相对海平面的变化。盆地范围分布的含煤旋回层，很可能与受全球海平面波动控制的基准面变化有关。据研究，泥炭聚集速率比大多数正常的基底沉降速率都要快，尤其对凸起泥炭地更是这样（McCabe,1984）。泥炭沼泽只有当相对海平面上升变快的时候或者潜水面由于某种特殊原因而突然上升的时候才会沉没，煤层与下伏沉积物之间在时间上有一个明显的沉积间断。Ramsbottom（1979）曾用全球海平面波动模式解释英国南威尔士煤田含煤岩系沉积作用，他认为潜水面的上升（由海平面上升引起）阻碍沼泽的排水体系而有效地防止有机质的氧化，从而又促进厚的泥炭层的堆积。Hartley（1993）认为，盆地范围的基准面变化受全球海平面变化的驱动并且控制着那些盆地范围分布的煤层及含煤旋回层的形成，甚至主张以往曾被认为对含煤岩系沉积作用起主要作用的含煤盆地三角洲朵叶的进积和迁移作用也可能是受基准面变化的控制。

考虑到煤层堆积速率极快（4～100a堆积1mm（McCabe,1984）），所以厚煤层的堆积需要有持续存在的可容空间以容纳快速堆积的煤层（泥炭），适合成煤的最大可容空间的持续保持需要有潜水面和基准面的不断抬升，这种基准面的抬升又离不开海平面的抬升。因此，发育较好的煤层一般都形成于最大海泛期。Hamilton等（1994）还提出，与基准面变化有关的大面积分布的厚煤层的底面可作为成因地层层序的一种边界，即最大海泛面。Flint等（1995）在解释美国Kentucky东部宾夕法尼亚纪Breathitt群的层序地层特征时，认为曾被Ferm（1976）解释为三角洲模式形成的大面积分布（数百平方公里）的厚煤层，实际上是潜水面上升以及伴随碎屑沉积物供给因基准面上升而中止时期的沉积，并认为在靠陆地方向的一些大面积（数十公里）分布的厚煤层（厚度大于2m），代表与最大海泛面相当的最大海泛带的层序地层位置。Heckel（1995）的研究也表明，阿巴拉契亚地区宾夕法尼亚纪分布广泛的厚煤层形成于海水达到高位期期间，这些厚煤层代表与西部远处（如Illinois和Kansas地区）高水位期海相单元等时的滨岸低地沉积。

一、聚煤古地理环境的演变特征

聚煤作用是在一定的古地理环境条件下发生的。我国地史时期随着海陆变迁、海面变化和古植物演化，聚煤作用由浅海、滨海向邻海和内陆逐步扩展和迁移，聚煤古地理景观构成一个时空演化系列。早古生代煤形成于滨海—浅海环境，为菌藻类转化而成的腐泥煤;晚古生代以海滨环境为主;中、新生代则从邻海环境逐步过渡为以内陆盆地环境为主，聚煤作用范围逐步扩大，聚煤古地理环境渐趋多样化。

早古生代末，华北、塔里木、上扬子等陆块隆起剥蚀，华南东部的古华夏海槽和西北的祁连海槽亦褶皱隆起，陆地范围显著扩大。晚古生代海侵沿袭了古华夏海槽和祁连秦岭槽地的方向，早石炭世晚期(大圹期)海水曾达滇东、苏北和皖南一带。在短暂的海退期，沿陆缘滨海地带形成小型三角洲平原、障壁潟湖和滨岸潮坪成煤环境，主要分布于上扬子—江南古陆东南缘和河西走廊一带，是在海域不断扩大的总趋势下形成的，并显示向陆地方向的穿时和迁移现象(图12-1)。

图12-1 早石炭世晚期古地理图(据韩德馨等，1980，修改)

晚石炭世海域范围进一步扩大，华南、西南的大部分地区沦为浅海碳酸盐盆地。海侵范围波及长期隆起的华北地块，晚石炭世早期，海水由东、西两侧进侵，晚石炭世中晚期达到最大规模。华北聚煤盆地的古地理环境为陆表海、潟湖潮坪障壁体系和三角洲平原的区域配置和交换。主要煤层赋存于海进沉积序列，在盆地北缘形成东西向展布的厚煤带。早二叠世伴随蒙古大兴安岭海槽的封闭过程，大量陆源碎屑注入盆地，海侵范围向南退缩，以浅水三角洲为主体的聚煤环境自北向南推移，呈现出山前冲积平原、滨海三角洲平原和潟湖海湾沉积环境的有序配置，赋煤层位逐步抬高，组成海退沉积序列。早二叠世早期形成盆地范围的重要厚煤层，早二叠世晚期至晚二叠世聚煤作用则退缩于盆地的南缘地带。

早二叠世华北、西北地区广泛海退的同时，华南地区的海域范围则继续扩展，海水向西北侧上扬子古陆区快速侵漫，沿古陆边缘的潟湖潮坪环境发育早期含煤沉积，并迅速被广海碳酸盐沉积所代替。早二叠世晚期，由于东吴运动的影响，华南广大地区隆起为陆，海水退居东南隅，在海西期造山带的前缘堆积了滨海碎屑含煤岩系。晚二叠世早期，海水由西南方向再度进侵，但其强度已明显减弱。在海域不断扩大的趋势下，华南地区呈现比较复杂的岛海古地理景观，岸线曲折，海陆穿插，沉积类型多样。东南沿海为陆相、过渡相碎屑含煤沉积，盆地中部为滨海、浅海相碳酸盐含煤沉积，黔西、滇东地区则持续发育大型三角洲复合体，为煤层最富集的地区。随着海域不断扩展，聚煤带向古陆方向迁移。晚二叠世晚期，华南地区再次被广海淹没，以碳酸盐和硅质沉积为主，含煤沉积则局限于川滇古陆东侧的滇东、黔西和川西一带(图12-2)。

图12-2 晚二叠世早期古地理图(据韩德馨等，1980，修改)

古生代末至中生代初期是我国海陆变迁的转折期，晚三叠世秦岭以北及我国东部广大地区隆起为陆，海区退缩于华南东南隅及西南地区，聚煤盆地主要分布于海陆交接的邻海地区，聚煤古地理景观具有“过渡型”特色。海水内侵受到限制，以富含半咸水动物化石为特征。华南东部以海湾型沉积环境为主，主要含煤层段赋存于盆地早期冲积扇粗碎屑发育的充填层序，各盆地充填差异显著;中期各盆地与海域连通，形成地形复杂的海湾;晚期随着海退过程再次出现聚煤作用，可延续至早侏罗世，但一般含煤性变差。西南地区以潟湖型沉积环境为主，由于河流注入而导致潟湖淡化，并逐步扩张超覆，向邻海湖盆演化，主要含煤层段形成于滨湖三角洲平原环境。

侏罗纪早期西南和华南的海域进一步退缩，伴随潮湿气候带的北移，早、中侏罗世聚煤盆地主要分布于昆仑—秦岭构造带以北地区，内陆盆地占据主导地位。大型内陆盆地主要分布于西部地区，以湖盆为中心构成内流水系，呈现冲积扇、冲积平原—三角洲平原—湖泊沉积环境的有序配置，冲积平原和滨湖三角洲平原是主要聚煤环境。随着盆地的演化，盆地充填经历了冲积—湖泊—冲积充填层序的更替，形成上下两个含煤组，一般以湖泊充填淤浅基础上形成的上煤组含煤性较好。中、小型山间盆地和谷地主要分布于东部地区，常由于盆地充填淤浅而沼泽化，形成厚煤层。中生代晚期海域退缩于藏南和东北三江平原局部地区，并有滨海型含煤沉积分布。东北、内蒙古东部地区则广泛发育内陆断陷煤盆地，构成高地和湖盆星罗棋布的古地理景观。盆缘断裂活动和近源物质供应是控制盆地形成和演化的主导因素，沿盆缘断裂分布的冲积扇的进积和退缩控制了盆地沉积环境的空间配置，聚煤环境出现于盆地演化的一定阶段和盆地的特定部位，在湖泊淤浅的基础上形成上部含煤段，常发育巨厚煤层。

新生代古近新近纪聚煤盆地主要分布于东北和西南地区，多为内陆断陷或构造侵蚀盆地，濒太平洋地区尚有滨海型和海湾潟湖型含煤沉积，与古近新近纪伸向陆地的指状海相连通。内陆聚煤盆地常常赋存巨厚煤层，煤层一般出现于填充盆地向湖盆演化的过渡阶段，煤层上覆为湖相泥岩或泥灰岩。

二、主要聚煤期的古气候

聚煤期的古气候是影响沉积盆地充填和聚煤作用的重要因素之一，适宜的古气候条件对植被的发育和泥炭聚积起了重要作用，分析各聚煤期的古气候状况有助于了解聚煤盆地的时空分布和充填物特征。

(一)晚古生代聚煤期古气候

早石炭世的古气候比较单一，植物界刚刚扩展到陆地，只能在温暖潮湿的气候条件下生存。早石炭世发育的拟鳞木植物群不具年轮，植物化石分布于南、北半球，甚至现在的北极地区，绝大部分地区相当于热带、亚热带气候。我国绝大部分地区属于拟鳞木植物群分布区，仅内蒙古、东北北部局部地区见有安加拉植物群分子，说明局部气候略为温凉。

晚石炭世植物地理分区已经形成，可区分为4个植物群类型，即安加拉植物群、冈瓦纳植物群、欧美植物群和华夏植物群。其中，前二者属于温带气候，后二者则属于热带、亚热带气候。我国除东北、新疆北部属安加拉植物群，藏南属冈瓦纳植物群外，绝大部分地区为华夏植物群。鳞木非常繁盛，茎上气孔构造发育，辉木茎皮层中含有大量附生根，为热带、亚热带湿润气候带的产物。此外，中亚一条北西向的干燥带东延至我国西北地区。

二叠纪植物演化更加明显，植物地理分区清楚。天山以北、内蒙古北部和东北北部为安加拉植物群分布区，属于温带半潮湿气候。冈瓦纳植物群主要分布于藏南地区，以舌羊齿为主，代表温带或冷温带半潮湿气候。我国大部分地区为华夏植物群分布范围，贵州西部峨嵋山玄武岩组、龙潭组和长兴组中发现的丰富的辉木，反映了热带雨林气候条件下的生态特征。华北地区辉木不发育，大羽羊齿类形体较小，属于亚热带半潮湿气候。晚二叠世华北地区南部仍持续温暖潮湿气候，有煤层和紫斑泥岩发育，但从整个沉积物类型和植物化石组合判断，我国西北、华北广大地区的气候已渐趋干燥，干燥带由西向东扩展，聚煤作用终止(图12-3)。

(二)中生代聚煤期古气候

早、中三叠世我国大部分地区处于干燥气候带，中三叠世末华南地区转为热带、亚热带潮湿多雨气候，发育叉羽羊齿植物群，其中苏铁植物占据优势。华北、西北地区则以木贼、类丹蕨、束脉蕨等旱生耐凉植物为主，代表温带半潮湿气候。早、中侏罗世我国南方苏铁、真蕨植物特别繁茂，代表热带、亚热带气候，北方则以真蕨、松柏类和银杏类为主体，代表了一种针叶、阔叶混交林植被景观，总体上这一植物群是亚热带—暖温带气候的反映。中侏罗世中晚期紫色沉积增多，矿物成熟度降低，蒙脱石含量增高，植物化石缺乏，反映气候渐趋干燥。早、中侏罗世北方潮湿气候带的分布与古地中海海洋气团的北移、东进有关，从而增大了这一内陆地区的降雨量，形成了许多重要的聚煤盆地。

晚侏罗世全球气候有较大变化，中亚一带干燥气候区扩大，我国南方广大地区属热带、亚热带干旱气候，晚侏罗世、早白垩世沉积基本为红层。北方，尤其是阴山以北地区，以松柏、苏铁、银杏等植物为主，具有年轮，气候季节分明，属温带气候。东北和内蒙古东部地区潮湿多雨，植物繁茂，形成了上百个断陷煤盆地，这一地区受到古太平洋季候风的影响。我国境内中生代干旱气候带和潮湿气候带自西南向东北逐步推移，导致晚三叠世、早—中侏罗世和晚侏罗早白垩世聚煤带有规律的时空分布。一般来说，潮湿气候带和构造拗陷、断陷带的叠合决定了聚煤盆地发育的部位。

(三)新生代聚煤期古气候

古近纪我国自北而南跨越了暖温带和亚热带、热带两个植物区，是木本被子植物繁盛阶段。新近纪气候有缓慢变冷的趋势，亚热带北界南移。随着青藏高原的隆升，受海洋气团控制的潮湿气候带移至云南和华南沿海地区，在滇中、滇东等地形成数百个小型煤盆地。欧亚大陆腹地则日趋干燥，大面积呈现草原植被景观。古近新近纪位于北半球的两条潮湿气候带和一条干旱带以北西南东方向穿越全国，干旱带的分布范围由新疆经青、甘、宁、陕而达于闽、浙沿海，这一广阔的干旱气候带是聚煤盆地分布的一级控制因素，加之印度洋和太平洋季候风的影响，以致我国古近新近纪煤盆地主要分布于东北和西南地区。