邵龍義，黨星宇，高祥宇，王東東，溫 和，王學(xué)天，高 迪，魯 靜

(1.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院，北京 100083；2.山東科技大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266590；3.河南理工大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，河南 焦作 454003)

0 引 言

煤層是由植物殘骸經(jīng)過極其復(fù)雜的生物化學(xué)、物理化學(xué)變化形成[1]。植物殘骸在泥炭化作用下形成泥炭，泥炭再經(jīng)煤化作用形成煤。因此泥炭沼澤厚度是影響煤層厚度的重要因素，泥炭厚度主要受泥炭沼澤潛水面變化及植物遺體聚集速率變化控制[2]。煤化作用中泥炭受到地層壓力、溫度、時(shí)間等因素影響，形成變質(zhì)程度不等、厚度不同的煤層。一般來說，高變質(zhì)程度的煤其厚度相對較薄，低變質(zhì)程度的煤其厚度相對較厚。故而在中、新生代煤系中常見到厚煤層。這些年代較新的煤層一般為褐煤、長焰煤及不黏煤，其變質(zhì)程度普遍較低[3-4]。

地質(zhì)歷史中的煤層厚度有很大差別，薄者僅數(shù)厘米，厚者可達(dá)數(shù)百米。煤層分級0.3～0.5 m為極薄煤層，0.5～1.3 m為薄煤層，1.3～3.5 m為中厚煤層，3.5～8.0 m為厚層煤，大于8 m為巨厚煤層[2]，也有部分學(xué)者將40 m以上的煤層稱為超厚煤層[4]。文中“厚煤層”一詞是一個(gè)廣泛的涵義，指有一定厚度的煤層，包括厚煤層、巨厚煤層及超厚煤層。自石炭紀(jì)至新近紀(jì)，全世界許多地區(qū)都見有厚煤層，且在北半球居多[3]。例如，加拿大哈溪煤田二號露天區(qū)始新統(tǒng)單煤層厚510 m；我國勝利煤田勝利東二號露天煤礦下白堊統(tǒng)6號煤層厚達(dá)244.7 m；我國吐哈盆地沙爾湖坳陷中侏羅統(tǒng)單層煤厚達(dá)217.4 m[3-4]。

煤層是重要的地質(zhì)碳庫，尤其是厚煤層，具有長期聚碳的能力，在全球碳循環(huán)中起著至關(guān)重要的作用。目前對厚煤層中蘊(yùn)含的層序界面信息、古氣候信息、古泥炭沼澤碳聚集速率等方面的研究取得了較好的進(jìn)展[5-13]，但是對厚煤層成因機(jī)制，特別是厚煤層中基準(zhǔn)面升降信息等研究程度較低。

筆者基于煤巖學(xué)、旋回地層學(xué)、層序地層學(xué)等方法，對厚煤層中煤巖顯微組分的演化特征進(jìn)行深入剖析，探究煤層中的天文周期信息以及這些天文周期對古泥炭沼澤氣候、水文循環(huán)的影響，進(jìn)而分析天文周期對厚煤層聚集作用的影響，建立了受天文周期控制的厚煤層成因模式。對厚煤層的成因及其煤巖顯微組分變化特征的研究，有助于進(jìn)一步豐富煤田地質(zhì)學(xué)理論，能夠?qū)γ合档V產(chǎn)資源的勘查及綜合利用提供理論基礎(chǔ)。

1 厚煤層的連續(xù)均衡補(bǔ)償成因

煤層是泥炭埋藏和壓實(shí)成巖變質(zhì)的產(chǎn)物，是全球碳循環(huán)中必不可少的一部分[14]。傳統(tǒng)煤田地質(zhì)學(xué)理論認(rèn)為，泥炭聚集面(泥炭聚集速率)不斷增長和泥炭潛水面(基準(zhǔn)面)不斷上升保持均衡，是泥炭不斷增厚的必要條件，一旦這種均衡遭到破壞，泥炭的聚集也就隨之終止[2,14-17]。當(dāng)盆地沉降速率與泥炭聚集速率長期維持大致均衡的狀態(tài)下，泥炭聚集可以持續(xù)相當(dāng)長時(shí)間，在此條件下可以形成巨厚的泥炭層，從而形成厚煤層[2,14-17]。

然而，根據(jù)“將今論古”的思想，用已知的現(xiàn)代泥炭厚度來解釋某些厚煤層的異常厚度還有較多問題。例如，地質(zhì)歷史中許多煤層的單層厚度可達(dá)100 m以上，考慮到泥炭到煙煤的壓縮比例約為6∶1[18]，若要形成100 m厚的煤層就需要至少600 m厚的泥炭沼澤。目前發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)代泥炭沼澤中，泥炭沼澤單層最大厚度約為20 m[19]。根據(jù)“將今論古”的思想，如此懸殊的厚度差異，使得“連續(xù)均衡補(bǔ)償成因”理論難以解釋泥炭沼澤連續(xù)聚集形成厚煤層過程[20-21]。

2 厚煤層的受天文周期控制的多期次泥炭沼澤疊加成因

為探究厚煤層的形成機(jī)理，煤田地質(zhì)學(xué)者從泥炭沼澤演化角度對厚煤層的成因機(jī)理進(jìn)行分析，將厚煤層解釋為多期次泥炭沼澤疊加的產(chǎn)物[8-9,20-24]，即多期次泥炭沼澤疊加形成厚煤層。

2.1 厚煤層中可容空間變化及相應(yīng)的向上變濕變干序列

可容空間(accommodation space)是層序地層學(xué)中的關(guān)鍵概念，指的是盆地底面到基準(zhǔn)面(近似于海平面、湖平面、潛水面)之間的空間。在泥炭沼澤中，可容空間可定義為泥炭所能聚集的最大高度[25]。在泥炭聚集期間，盆地基準(zhǔn)面變化速率受控于盆地基底沉降作用，基準(zhǔn)面變化又控制著可容空間的增大或減少[26-28]。

CATUNEANU建立的層序地層中受基準(zhǔn)面變化和沉積作用相互作用限定的海侵海退概念模型[29-30]，可用來解釋成煤泥炭沼澤中受基準(zhǔn)面變化控制的干濕序列如圖1所示，該過程中盆地基準(zhǔn)面也在相應(yīng)變化，未在圖中顯示。圖1中的①～②階段，整體為基準(zhǔn)面下降強(qiáng)迫階段，沒有可容空間產(chǎn)生；②～④階段，基準(zhǔn)面持續(xù)上升，當(dāng)基準(zhǔn)面上升超過盆地基底時(shí)，即達(dá)到③位置，即開始產(chǎn)生可容空間，達(dá)到④的位置即達(dá)到最大海泛面位置，可容空間增加快速增長到最大值，在此階段整體為可容空間增加速率逐漸加大及水進(jìn)階段；④～⑤階段，即基準(zhǔn)面上升速率明顯減慢直至上升到最高點(diǎn)，此階段整體為可容空間增加速率逐漸降低及正常水退階段。

基準(zhǔn)面旋回中的事件(Four events of base-level cycle include)：①強(qiáng)迫水退開始(onset of forced regression)；②強(qiáng)迫水退結(jié)束(end of forced regression)；③正常水退結(jié)束(end of regressions)；④海侵結(jié)束(end of transgression, and)；⑤強(qiáng)迫水退開始(onset of forced regression)；③～④向上變濕序列；④～⑤向上變干序列；④為淹沒間斷LST—低位體系；TST—水侵體系；HST—高位體系;(FR-forced regression; LNR-low stand normal regression; HNR-highstand normal regression)

厚煤層剖面的特征可以反映成煤期間基準(zhǔn)面旋回以及可容空間的變化情況，不同可容空間類型及其變化情況對應(yīng)了不同的煤巖顯微組分以及礦物組分。低可容空間(增加速率)階段整體為水退階段，形成泥炭沼澤向上變干的序列，對應(yīng)了相對高的惰質(zhì)組和相對低的鏡質(zhì)組含量；高可容空間(增加速率)整體為水進(jìn)階段，形成泥炭沼澤向上變濕的序列，對應(yīng)相對高的鏡質(zhì)組含量和相對低的惰質(zhì)組含量。基準(zhǔn)面快速上升、可容空間快速增加階段，對應(yīng)向上變濕序列；基準(zhǔn)面慢速上升、可容空間增速減小，對應(yīng)向上變干序列(表1)[14,31-32]。

表1 不同可容空間變化速率下的煤的顯微組分組成特征(據(jù)文獻(xiàn)[14,31-32]總結(jié))

LI等[23](2020)在河南省安鶴煤田山西組發(fā)現(xiàn)煤層中存在受基準(zhǔn)面變化影響的煤巖顯微組分周期性的變化，并將這種周期性的變化與干濕序列對應(yīng)。如圖2所示，在河南安鶴煤田山西組2號煤層煤巖顯微組分含量變化及其反映的變濕-變干序列(煤巖顯微組分?jǐn)?shù)據(jù)引自LI等[23]中，從A-1到A-4，伴隨著可容空間增加速率先降低后升高，鏡質(zhì)組含量先降低后升高，惰質(zhì)組含量先降低后升高，解釋為一個(gè)向上變干的序列及一個(gè)向上變濕序列。A-5到A-28中存在4個(gè)可容空間增加速率先升高后降低的旋回，每一個(gè)旋回中均有鏡質(zhì)組含量先升高后降低，惰質(zhì)組含量先降低后升高的變化趨勢，反映出每個(gè)旋回由一個(gè)向上變濕序列及一個(gè)向上變干序列組成。鄂爾多斯盆地侏羅紀(jì)厚煤層中也具有同樣的特征[33]。

圖2 河南安鶴煤田山西組2號煤層煤巖顯微組分含量變化及其反映的變濕-變干序列(煤巖顯微組分?jǐn)?shù)據(jù)引自LI等，2020[23])

王國力等[34]通過研究鄂爾多斯盆地西南部華亭煤田延安組厚煤層的凝膠化指數(shù)、煤巖顯微組分等的變化規(guī)律，提出該地區(qū)厚煤層是由“填積型”和“退積型”煤層疊加形成。莊軍[35]研究鄂爾多斯盆地南緣延安組超厚煤層的成煤過程，認(rèn)為該地區(qū)超厚煤層中存在不同類型的泥炭沼澤。GUO等[36]將海拉爾盆地扎拉諾爾煤田早白堊世伊敏組厚煤層的煤相劃分為濕森林沼澤、上覆淺水森林沼澤和低地沼澤類型。這些研究均表明，不同類型泥炭沼澤類型的垂向演替，反映了古泥炭沼澤的水體深度亦存在周期性的變化。

BOHACS和SUTER[31]建立了不同可容空間增加速率與泥炭聚集速率比值(AR/PPR)下泥炭沉積響應(yīng)模型(表2)。當(dāng)AR/PPR小于0.5及大于1.53時(shí)，不利于泥炭形成；比值在1.00～1.18時(shí)最利于泥炭形成，適合泥炭長期聚集，這種狀態(tài)長期持續(xù)，則有利于厚層泥炭的聚集。JERRETT等[21]基于泥炭沉積響應(yīng)模型，建立了泥炭間斷面模型，認(rèn)為煤層剖面存在多個(gè)類型的間斷面，這些間斷面的存在說明成煤的泥炭沼澤不是連續(xù)發(fā)育的。圖3厚煤層中可容空間變化影響的間斷面中A～B段AR/PPR先增大，但未超過1.53時(shí)開始減小，泥炭則持續(xù)聚集，再減小至0.5以下，AR/PPR=0.5是泥炭聚集的最小極限值，當(dāng)AR/PPR<0.5且繼續(xù)減小，則會(huì)導(dǎo)致泥炭被分解、氧化、侵蝕形成暴露間斷面，對應(yīng)B點(diǎn)處；圖3中C～D段AR/PPR先增大，AR/PPR>1.53且繼續(xù)增大，可容空間產(chǎn)生速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于泥炭的聚集速率，泥炭的聚集終止，泥炭被海相或湖相的沉積物覆蓋，對應(yīng)C～D段中部的淹沒間斷面。AR/PPR增大階段對應(yīng)向上變濕序列，AR/PPR減小階段對應(yīng)向上變干序列。因此，AR/PPR變化控制泥炭聚集與終止以及沉積間斷面的類型。厚煤層往往是多個(gè)AR/PPR變化旋回，這些旋回被間斷面所分隔。

圖3 厚煤層中可容空間變化影響的間斷面(據(jù)JERRETT等修改)[21]及相應(yīng)的煤巖顯微組分礦物含量變化概念模型

表2 不同可容空間增加速率與泥炭聚集速率比值下泥炭沉積響應(yīng)[31]

SHEARER等[20]厚煤層中識別出多個(gè)代表不同可容空間變化趨勢的“夾層(parting)”，劃分出無機(jī)夾層(inorganic parting)，其主要由碎屑沉積物組成，碎屑沉積物來源于河流或降塵；降解未氧化有機(jī)夾層(degradative non-oxidized organic parting)，其中植物物質(zhì)降解程度遠(yuǎn)高于垂直相鄰煤層中的植物物質(zhì)，泥炭表層未露出潛水面，未見明顯的氧化特征；氧化夾層(oxidized parting)，泥炭表層露出潛水面，此夾層中含有大量明顯被火焚或微生物氧化特征的植物物質(zhì)。煤層中的這些夾層的存在，說明成煤泥炭沼澤發(fā)育過程中存在多期次的間斷。Moore等[32]通過對印度尼西亞Palangkaraya地區(qū)6 m厚的泥炭進(jìn)行研究，建立以Palangkaraya沼澤為基礎(chǔ)的沼澤演化模型，提出煤層中的高度氧化的植物物質(zhì)夾層是泥炭沼澤潛水面下降(即AR/PPR下降)的結(jié)果，這種夾層標(biāo)志著泥炭聚集的間斷。厚煤層中煤巖顯微組分及無機(jī)組分的變化及相關(guān)的沉積間斷面，均是多期次泥炭沼澤疊加過程的有力證據(jù)。

2.2 厚煤層中受天文周期約束的氣候信息

2.2.1 天文周期影響氣候及成煤環(huán)境的理論基礎(chǔ)

地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的重要軌道參數(shù)包括偏心率、軌道斜度、歲差。偏心率是由于其他行星的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的萬有引力作用在地球軌道上造成的，主要周期約為405 ka(長偏心率)、131、124、99、95 ka(短偏心率)；軌道斜度，是指地球繞太陽公轉(zhuǎn)的黃道平面與地球自轉(zhuǎn)的赤道平面的夾角，變化為22.5°～24.5°，現(xiàn)在具有41 ka的主要周期以及39、54和29 ka的次要周期；歲差是指地球到太陽的距離以及偏心率的變化和地球自轉(zhuǎn)軸方向的漂移共同影響產(chǎn)生的信號，現(xiàn)在變化主周期約為24、22、19、17 ka[37]。這些地球軌道參數(shù)的周期性變化會(huì)引起地表日照量的變化，進(jìn)而控制地球的氣候系統(tǒng)，并在沉積系統(tǒng)中被記錄[38-39]。

VALDES和GLOVER[40]使用氣候模型模擬天文周期驅(qū)動(dòng)下不同緯度帶的氣候變化，提出中低緯度地區(qū)天文周期對氣候變化是線性相關(guān)的，特別是季風(fēng)氣候中，天文周期驅(qū)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致季風(fēng)濕度及強(qiáng)度的變化，從而引起湖泊的基準(zhǔn)面升降速率的變化，這些變化會(huì)被記錄在沉積層中。此后，MORRILL等[41]利用氣候模型對比始新世北美Gosiute湖的水位變化，發(fā)現(xiàn)歲差周期與氣候關(guān)系密切，歲差周期控制了基準(zhǔn)面抬升速率的變化，這些變化亦被記錄在湖泊沉積物中。對歐洲西北部和東南亞熱帶地區(qū)晚更新世到全新世的泥炭沼澤的研究表明，降雨量的變化控制著基準(zhǔn)面升降速率的變化，這些變化亦被很好地記錄在泥炭沼澤中[42-44]。低伏沼澤、凸起沼澤之間的相互演化及煤巖顯微組分的垂向變化，均是歲差周期控制的降雨量變化導(dǎo)致基準(zhǔn)面升降速率變化的結(jié)果。因此，在一定程度上，天文周期對泥炭沼澤多期次疊加起到重要的控制作用。

2.2.2 煤層剖面煤巖顯微組分反映的天文周期信息

LARGE等[45]在研究美國粉河盆地古新世厚煤層時(shí)，發(fā)現(xiàn)厚煤層中鏡質(zhì)組與惰質(zhì)組比值(鏡惰比)垂向上的周期性變化與古新世天文周期約20 kyr的歲差周期有著良好的對應(yīng)關(guān)系。使用Acycle軟件[46]對該厚煤層的鏡/惰比數(shù)據(jù)進(jìn)行去趨勢化處理及頻譜分析，去趨勢化鏡惰比數(shù)據(jù)功率譜分析曲線峰值與古新世天文周期短偏心率(平均100 ka)、斜率(39.82±0.75)ka、歲差(23.29±0.23)ka、(22.02±0.21)ka、(18.70±0.20)ka、(18.85±0.20)ka[47]相對應(yīng)(圖4b)，表明該地區(qū)煤層鏡質(zhì)組及惰質(zhì)組含量變化受到天文周期驅(qū)動(dòng)。通過進(jìn)一步對短偏心率及歲差信號進(jìn)行濾波，獲得歲差濾波曲線及短偏心率濾波曲線，各尺度的濾波曲線波谷處對應(yīng)低鏡惰比值，波峰處對應(yīng)高鏡惰比(圖4a)。以上表明，天文周期控制著泥炭沼澤中的煤巖顯微組分變化。

圖4 美國粉河盆地古新世厚煤層中鏡惰比變化趨勢及反映的天文周期信號(鏡質(zhì)組惰質(zhì)組比值據(jù)LARGE等[45])

2.2.3 煤層測井信號反映的天文周期信息及其與煤巖組分變化關(guān)系

二連盆地勝利煤田早白堊世6號煤層厚達(dá)244.7 m，是典型的巨厚煤層，對該煤田吉煤2井鉆遇的6號煤層中段自然伽馬測井?dāng)?shù)據(jù)及其煤巖顯微組分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)從自然伽馬數(shù)據(jù)中提取的歲差、短偏心率周期曲線與煤巖顯微組分變化具有良好的對應(yīng)關(guān)系。

使用Acycle軟件[46]，對6號煤層中段自然伽馬測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行去趨勢化處理及頻譜分析，去趨勢化自然伽馬測井?dāng)?shù)據(jù)功率譜分析曲線峰值與早白堊世天文周期短偏心率(平均100 ka)、斜率(39.0±1.2)ka、歲差(22.99±0.40)ka、(21.75±0.36)ka、(18.50±0.31)ka、(18.65±0.31)ka[47]相對應(yīng)(圖5b)，表明6號煤層沉積受到天文周期驅(qū)動(dòng)。對歲差及短偏心率信號進(jìn)行的濾波表明，6號煤層中段共有37個(gè)歲差旋回及7個(gè)短偏心率旋回(圖5a)。

將獲得的歲差濾波曲線及短偏心率濾波曲線與煤層剖面的煤巖顯微組分變化進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)由自然伽馬測井?dāng)?shù)據(jù)濾波提取的歲差旋回曲線的波谷處，具有低腐植組及高惰質(zhì)組(低鏡惰比)含量的特征，代表干燥環(huán)境；歲差旋回曲線波峰處，具有高腐植組及低惰質(zhì)組(高鏡惰比)含量的特征，代表濕潤環(huán)境。短偏心率旋回曲線與煤層剖面的煤巖顯微組分變化存在同樣的對應(yīng)關(guān)系(圖5a)。將煤巖顯微組分變化與歲差旋回曲線對比發(fā)現(xiàn)，圖5a中p29、p31、p35三個(gè)向上變濕序列及p29、p34中兩個(gè)向上變干序列與歲差旋回曲線對應(yīng)性良好。以上表明，自然伽馬測井?dāng)?shù)據(jù)中提取的歲差、短偏心率周期可與干濕序列對應(yīng)。從測井?dāng)?shù)據(jù)中提取的軌道參數(shù)信息與煤巖顯微組分變化所反映的干濕序列，亦具有良好的對應(yīng)關(guān)系。

圖5 二連盆地勝利煤田下白堊統(tǒng)6號煤層中段天文周期信號分析結(jié)果(煤巖顯微組分及自然伽馬測井?dāng)?shù)據(jù)來自WANG等[22])

2.3 受天文周期影響的多期次泥炭沼澤疊加模式

基于對厚煤層中可容空間、煤巖組分、旋回地層等方面的研究，筆者提出受天文周期控制的多期次泥炭沼澤疊加成因模式，用于解釋厚煤層如何形成。

歲差周期控制著氣候條件中季風(fēng)的強(qiáng)度、濕度，從而影響降雨量等變化，進(jìn)一步影響著泥炭沼澤中潛水面抬升速率的變化，使可容空間增加速率發(fā)生變化，在煤層中表現(xiàn)為煤巖顯微組分垂向上的變化，以及煤層發(fā)育位置的變化。一個(gè)歲差周期中，泥炭沼澤演化過程可分為6個(gè)階段(圖6)，a位置處，降雨量小，基準(zhǔn)面抬升速率較慢，可容空間增加速率較小，AR/PPR約為0.5；此時(shí)，泥炭發(fā)育于干燥環(huán)境中，形成的煤層具有低鏡質(zhì)組含量、高惰質(zhì)組含量的特征(圖6a)；b位置處，受歲差影響，季風(fēng)強(qiáng)度及濕度增加，降雨量逐漸增加，基準(zhǔn)面快速抬升，可容空間增加速率增大，AR/PPR增大，泥炭發(fā)育于逐漸變濕的環(huán)境，此時(shí)形成的煤層具有中等鏡質(zhì)組含量、中等惰質(zhì)組含量的特征，位置上向陸地遷移(圖6b)；c位置處，對應(yīng)歲差周期的中期(最大海/湖泛面附近)，此時(shí)降雨量最大，基準(zhǔn)面抬升速率最大，可容空間增加速率最大，AR/PPR值接近泥炭窗最大極限1.53，泥炭發(fā)育于濕潤的環(huán)境中，形成的煤層具有高鏡質(zhì)組含量、低惰質(zhì)組含量的特征，位置上向陸地一側(cè)繼續(xù)遷移(圖6c)；d位置處，基準(zhǔn)面由快速抬升轉(zhuǎn)為慢速抬升，可容空間增加速率開始減小，AR/PPR未達(dá)泥炭窗最大極限并開始減小(圖6d)；e位置處，受歲差影響，季風(fēng)強(qiáng)度、濕度減弱，降雨減少，基準(zhǔn)面抬升速率減慢，可容空間增加速率減小，AR/PPR減小，泥炭發(fā)育于逐漸變干的環(huán)境中，形成的煤層具有中等鏡質(zhì)組含量、中等惰質(zhì)組含量的特征，位置上向海(湖)側(cè)遷移(圖6e)；f位置處，季風(fēng)強(qiáng)度、濕度繼續(xù)減弱，降雨量持續(xù)減小，基準(zhǔn)面抬升速率減慢，可容空間增加速率減小，AR/PPR達(dá)到泥炭窗最小極限值接近0.5，泥炭發(fā)育于干燥環(huán)境中，形成的煤層具有低鏡質(zhì)組含量、高惰質(zhì)組含量的特征，位置上向海(湖)繼續(xù)遷移(圖6f)。在這6個(gè)階段中，圖6a、6b、6c代表了一個(gè)向上變濕序列中的成煤過程，圖6d、6e、6f代表了一個(gè)向上變干序列中的成煤過程，一個(gè)完整的歲差周期對應(yīng)著一個(gè)向上變濕—變干的泥炭沼澤演化過程。

圖6 一個(gè)歲差周期內(nèi)的泥炭沼澤演化模型

一個(gè)短偏心率周期包含多個(gè)歲差周期，表現(xiàn)為更長周期的向上變濕—變干旋回。短偏心率周期中的向上變濕—變干旋回中，鏡/惰比含量受歲差周期及短偏心率周期共同控制，表現(xiàn)為波動(dòng)的上升—下降(圖7)。短偏心率周期曲線波谷處，所對應(yīng)的煤層具有低鏡/惰比，厚煤層位置更靠近向盆地一側(cè)。短偏心率周期曲線波峰處，所對應(yīng)的煤層具有高鏡惰比，煤層位置更靠近陸地一側(cè)(圖7)。

圖7 一個(gè)短偏心率周期內(nèi)泥炭沼澤疊加模式

總的來說，一個(gè)歲差周期中泥炭沼澤演化過程可分為6個(gè)階段，前3個(gè)階段代表了一個(gè)向上變濕序列中的成煤過程，后3個(gè)階段代表了一個(gè)向上變干序列中的成煤過程，一個(gè)短偏心率周期包含多個(gè)歲差周期，表現(xiàn)為總體更長周期的向上變濕—變干旋回，厚煤層是由多個(gè)歲差周期及多個(gè)短偏心率周期控制的泥炭沼澤疊加形成。

3 結(jié) 論

1)厚煤層剖面的煤巖顯微組分以及礦物組分變化特征，可以反映成煤期間基準(zhǔn)面旋回以及可容空間的變化。高可容空間(增加速率)整體為水進(jìn)階段，形成泥炭沼澤向上變濕的序列，對應(yīng)相對高的鏡質(zhì)組含量和相對低的惰質(zhì)組含量，低可容空間(增加速率)階段整體為水退階段，形成泥炭沼澤向上變干的序列，對應(yīng)了相對高的惰質(zhì)組和相對低的鏡質(zhì)組含量。整個(gè)厚煤層包含有一系列以間斷面為界的向上變濕—向上變干的旋回，反映出厚煤層是多期次泥炭沼澤疊加的產(chǎn)物。

2)從煤層剖面自然伽馬測井?dāng)?shù)據(jù)以及煤巖顯微組分變化數(shù)據(jù)中提取的歲差、短偏心率等軌道參數(shù)周期與這些向上變濕—變干旋回有良好的對應(yīng)關(guān)系，厚煤層包含多個(gè)歲差、短偏心率旋回，表明厚煤層形成過程受到與軌道參數(shù)相關(guān)的天文周期的影響。

3)一個(gè)歲差周期中泥炭沼澤演化過程可分為6個(gè)階段，前3個(gè)階段代表了一個(gè)向上變濕序列中的成煤過程，后3個(gè)階段代表了一個(gè)向上變干序列中的成煤過程。一個(gè)短偏心率周期包含多個(gè)歲差周期，表現(xiàn)為總體更長周期的向上變濕—變干旋回，多個(gè)歲差周期及多個(gè)短偏心率周期控制的泥炭沼澤疊加會(huì)形成厚度巨大煤層。