簡介
煤形成於沼澤,沼澤是典型的陸相。這是20世紀五六十年代我國煤田地質學界盛行的認識。
但地質考察發現,在中國廣西二疊系合山組含煤岩系中,海相碳酸鹽岩和矽質岩占到岩性組成的90%以上,在泥岩和煤層夾矸中也多見腕足類、腹足類等海相生物化石,含煤岩系中除煤以外的岩石(包括夾矸)全部具有清晰的海相特徵,煤層與圍岩無明顯的沉積間斷,無法合理解釋這些煤層形成於陸相的沼澤。基於廣西二疊系合山組含煤建造的地質事實,劉煥傑等(1962)率先提出了海相含煤建造與海相成煤環境的學術觀點。
舉例
三蘭港熱帶現代潮坪及珊瑚礁沉積研究為海相成煤提供了重要啟示(劉煥傑,1980)。在1978-1979年援坦(坦尚尼亞)工作期間,劉煥傑等對坦尚尼亞三蘭港熱帶現代潮坪及珊瑚礁沉積進行了考察研究,採用將今論古的地質思維方法,與廣西合山組進行了對比分析,認為合山組碳酸鹽岩型含煤建造的成煤環境代表著熱帶或亞熱帶的潮坪環境,是熱帶或亞熱帶潮坪沉積,成煤物質是潮坪上生長的類似紅樹林生態的適鹽植物,並進一步泥炭化,含煤建造形成的古地理條件乃屬台地邊緣相一局限海台地相環境。由於西方煤地質學和煤系沉積學的成果大量湧入打開國門的中國,當時採用了西方紅樹林沼澤的術語,在西方成煤環境統稱沼澤,按水介質分為淡水沼澤、半鹹水沼澤和鹹水沼澤,沼澤不一定就是陸相。
理論形成
四川三匯壩地區上二疊統龍潭組含煤岩系研究為海相成煤提供了新例證(劉煥傑、1982)。研究表明,三匯壩地區龍潭組是一套由碳酸鹽岩清水沉積和陸源碎屑岩渾水沉積共同組成的海相含煤岩系,煤層形成於陸源碎屑潮坪成煤環境,潮汐沉積發育是我國南方晚二疊世含煤岩系和北方地區晚古生代含煤岩系的重要特徵。由於強烈意識到海相含煤岩系和海相成煤環境的普遍意義,開始掙脫傳統煤田地質學術思想的羈絆,獨立思考中國的成煤環境和成煤理論問題。進而提出了海相成煤環境泥炭坪的概念,指出:熱帶、亞熱帶地區的潮間坪和潮上坪,在適宜的條件下,可以生長大量紅樹林或類似紅樹林狀的適鹽植物,造成大面積的泥炭堆積。這種在潮坪上直接成煤的環境稱之為泥炭坪。在此期間,海相含煤建造和海相成煤環境的地質事實開始得到諸多學者的關注(董家國,1979;李有亮等,1980a,1980b;卓越,1980,1981,黃乃和和溫顯端,1980,張鵬飛等,1983鐘蓉和傅澤明,1998,彭格林等,1999),同時開始尋找更多的證據來支持海相成煤學術觀點,建立了桂中馬灘一帶合山組礁後泥炭坪成煤模式,識別出了礁後泥炭坪的沉積系列標誌、岩性標誌、古生物標誌和地球化學標誌;通過與海相煤前身類比物——紅樹林泥炭的比較分析和海相煤自身特點總結,提出了泥炭坪成煤在煤層層位與厚度、煤層結構和煤質等方面的特點(張鵬飛等,1983)。
華北石炭-二疊紀含煤岩系研究為海相成煤提供了更多地質事實和例證,成煤理論認識得到進一步提升(劉煥傑等,1987,1991a,1991b,1991c;劉煥傑,1988a,1988b,王宏偉和劉煥傑,1989)。值得一提的是原煤炭部。華北晚古生代聚煤規律與找煤。項目的開展為研究工作提供了契機。發現並確認了華北石炭-二疊系本溪組、太原組以陸源碎屑岩為主含煤岩系的陸表海沉積性質、多堡島渾水與清水混合沉積體系,識別並提出了碳酸鹽岩台地泥炭坪、潟湖泥炭坪、堡後泥炭坪、潮汐三角洲泥炭坪和河口灣泥炭坪等海相成煤環境類型,發現並進一步證實了海相含煤岩系中普遍發育的風暴沉積和火山事件沉積(劉煥傑等,1987),對潮汐沉積在石炭-二疊紀含煤岩系中的重要性有了更系統的認識,認為潮汐沉積是我國華南石炭-二疊紀和華北石炭-二疊紀含煤岩系的主要組成部分,潮汐流是主要水動力條件,泥炭坪是重要成煤環境類型,明確提出了。泥炭坪屬於潮坪環境,而不是泥炭沼澤的觀點。(劉煥傑,1988a)。對中國晚古生代聚煤盆地岩相古地理取得了整體性認識,並開始從含煤岩系沉積體系、事件沉積、成煤環境、比較沉積學研究、岩相古地理工作方法等多角度構建海相成煤理論體系(劉煥傑,1988b,劉煥傑等,1991a, 1991b, 1991c)。