淮南煤田構(gòu)造演化與煤系天然氣成藏

詹 潤(rùn)，張文永，竇新釗

(1.安徽省煤田地質(zhì)局勘查研究院，合肥 230088； 2.安徽省非常規(guī)天然氣工程技術(shù)研究中心，合肥 230088)

淮南煤田構(gòu)造演化與煤系天然氣成藏

詹 潤(rùn)1,2，張文永1,2，竇新釗1,2

(1.安徽省煤田地質(zhì)局勘查研究院，合肥 230088； 2.安徽省非常規(guī)天然氣工程技術(shù)研究中心，合肥 230088)

針對(duì)淮南煤田復(fù)雜的煤系天然氣地質(zhì)條件，以區(qū)域構(gòu)造演化為主線，結(jié)合盆地模擬和最新鉆探成果(潘氣1井)，深入探討了淮南煤田構(gòu)造演化階段以及構(gòu)造控制下的煤系天然氣成藏過程和賦存特征。結(jié)果表明：淮南煤田晚古生代成煤期以來經(jīng)歷了穩(wěn)定沉降(C2-T2)、構(gòu)造形變(T3-J3)、伸展隆升(K-E)和坳陷沉積(N-Q)四個(gè)構(gòu)造演化階段；在經(jīng)歷了晚石炭-中三疊世的沉降埋藏之后，淮南煤田煤系有機(jī)質(zhì)熱演化在三疊紀(jì)末期達(dá)到最大值，生成大量的熱成因氣，在侏羅紀(jì)-古近紀(jì)持續(xù)隆升剝蝕和新近紀(jì)以來的坳陷沉積后，潘氣1井現(xiàn)今煤系最大埋深超過了2 000 m；淮南煤田總體表現(xiàn)為壓性構(gòu)造特征，對(duì)煤系天然氣資源保存有利，內(nèi)部發(fā)育的小型正斷層，一定程度上改善了煤系儲(chǔ)層物性，其中潘集煤礦外圍地區(qū)是淮南煤田最為有利的煤系天然氣勘查開發(fā)區(qū)域。

煤系天然氣；構(gòu)造演化；成藏；淮南煤田

0 引言

安徽淮南煤田石炭-二疊紀(jì)含煤地層廣泛發(fā)育，煤系呈現(xiàn)出煤層、泥頁(yè)巖、砂巖頻繁交互出現(xiàn)的特點(diǎn)，煤層氣、頁(yè)巖氣和致密砂巖氣資源潛力大[1-3]。目前，煤層氣以井下抽采為主，頁(yè)巖氣仍處于調(diào)查評(píng)價(jià)的初級(jí)階段，致密砂巖氣未開展實(shí)質(zhì)性工作，煤系多種天然氣資源共生共探共采研究仍處于起步階段[4-6]。

區(qū)域構(gòu)造演化控制著煤系的沉降埋藏、有機(jī)質(zhì)的受熱生烴以及煤系天然氣的生成、儲(chǔ)集、保存等整個(gè)過程，尤其是構(gòu)造作用下的聚煤盆地回返抬升及盆內(nèi)后期構(gòu)造變動(dòng)對(duì)現(xiàn)今煤系天然氣資源富集程度具有關(guān)鍵的控制作用[7-8]。淮南煤田地處華北陸塊南緣，受大別造山帶和郯廬斷裂帶的影響，成煤后期構(gòu)造演化過程異常復(fù)雜，但是目前缺少構(gòu)造演化階段的系統(tǒng)劃分，構(gòu)造控制下的煤系天然氣成藏特征也有待進(jìn)一步研究。為此，本文系統(tǒng)分析了淮南煤田構(gòu)造演化階段，深入剖析了構(gòu)造控制下的煤系天然氣成藏過程和賦存特征，對(duì)兩淮煤田煤系天然氣共探共采具有重要的理論和實(shí)踐意義。

1 地質(zhì)概況

淮南煤田地處安徽兩淮平原南部，東部伸入滁縣地區(qū)，西部延展到阜陽(yáng)市附近，東西長(zhǎng)約180 km，南北寬20～30 km，地域面積約3 654 km2，是華北板塊東南部發(fā)育的一個(gè)石炭-二疊系聚煤盆地。煤田北以劉府深斷裂與蚌埠隆起相鄰，南以潁上-定遠(yuǎn)斷裂與合肥盆地相接，東起新城口-長(zhǎng)豐斷裂，西部通過阜陽(yáng)深斷裂與周口盆地相連(圖1)。

煤田受周邊區(qū)域構(gòu)造帶不同期次活動(dòng)影響，表現(xiàn)為不同層次、不同方位、不同性質(zhì)構(gòu)造變形特征，形成了擠壓、伸展、反轉(zhuǎn)、滑脫與走滑等多種構(gòu)造樣式共存的復(fù)雜構(gòu)造格局?；茨厦禾镎w上呈現(xiàn)為NWW向展布的對(duì)沖式斷褶構(gòu)造帶，南部為阜鳳逆沖推覆構(gòu)造帶，北部為重力滑覆構(gòu)造帶，中部為復(fù)向斜構(gòu)造帶，具有“南北分帶，東西分塊”的特征(圖1)。

淮南煤田地層自下而上發(fā)育太古代五河群/霍邱群、中新元古代青白口系、震旦系，古生代寒武系、中下奧陶統(tǒng)，石炭系上統(tǒng)、二疊系、下三疊統(tǒng)，中生代上侏羅統(tǒng)、白堊系及新生代古近系和大面積覆蓋的新近系-第四系。其中晚古生代石炭-二疊系煤系總厚達(dá)1 100 m，中生代與古近紀(jì)僅零星分布，在八公山、舜耕山、上窯山等低山丘陵局部出露有太古界-早古生代古老地層，其他大部分地區(qū)煤系直接掩埋在總厚度小于500 m的新近系-第四系松散層之下。

1.阜陽(yáng)斷裂；2.劉府?dāng)嗔眩?.尚塘-明龍山斷裂；4.胡集斷裂；5.顏集斷裂；6.陳橋斷裂；7.阜鳳斷裂；8.阜李斷裂；9.潁上-定遠(yuǎn)斷裂；10.舜耕山斷裂；11.山王集斷裂；12.新城口-長(zhǎng)豐斷裂；13.武店斷裂；14.大興集斷裂；15.唐集-朱集背斜；16.尚塘-耿村向斜；17.陳橋-潘集背斜；18.謝橋-古溝向斜圖1 淮南煤田構(gòu)造綱要圖Figure 1 Structural outline map of Huainan coalfield

2 構(gòu)造演化

晚古生代以來，華北板塊在特提斯構(gòu)造域板塊匯聚、拼接與濱太平洋構(gòu)造域“洋-陸”俯沖碰撞等多種動(dòng)力學(xué)體制影響下，表現(xiàn)為多階段、多性質(zhì)的演化過程。淮南煤田靠近華北板塊東南緣，處于NWW向大別造山帶與NNE向郯廬走滑構(gòu)造帶兩大構(gòu)造體系交匯部位，呈現(xiàn)為獨(dú)特的構(gòu)造演化特征。根據(jù)區(qū)域動(dòng)力學(xué)演化背景及聚煤盆地構(gòu)造特征，淮南煤田成煤期以來主要經(jīng)歷了4個(gè)構(gòu)造演化階段：穩(wěn)定沉降階段(C2-T2)、構(gòu)造形變階段(T3-J3)、伸展隆升階段(K-E)和坳陷沉積階段(N-Q)。

2.1 穩(wěn)定沉降階段(C2-T2)

晚石炭世，南部古特提斯洋開始擴(kuò)張，板緣地區(qū)開始裂解，華北板塊東南緣在經(jīng)歷了加里東運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)達(dá)億年的風(fēng)化剝蝕后，在準(zhǔn)平原化基礎(chǔ)上整體再次沉降，并接受了由東南向西北的海侵作用，晚石炭世-晚二疊世期間形成了廣闊的海陸交互相含煤碎屑巖夾灰?guī)r沉積[9]?；茨厦禾锎穗A段主要表現(xiàn)為穩(wěn)定的坳陷型聚煤盆地特征，并沉積了近1 000 m的含煤巖系。晚二疊世晚期，受華北北部古亞洲洋俯沖、關(guān)閉及興蒙造山帶隆升影響[10]，華北地區(qū)完全海退。至中三疊世，華北南部地區(qū)由板緣海陸交互相沉積完全轉(zhuǎn)變?yōu)榭死▋?nèi)陸相沉積[11]?；茨厦禾锎穗A段呈現(xiàn)為克拉通內(nèi)撓曲坳陷盆地特征，其二疊統(tǒng)上部與下三疊統(tǒng)沉積了一套以紅色碎屑巖為主的河湖相沉積，并可與華北其他地區(qū)同時(shí)期地層完全對(duì)比，說明晚二疊世-早中三疊世期間該地區(qū)處于同期連續(xù)、穩(wěn)定的沉降狀態(tài)，而現(xiàn)今煤田內(nèi)中下三疊統(tǒng)大面積的缺失應(yīng)為后期隆升剝蝕的結(jié)果。

2.2 擠壓形變階段(T3-J3)

晚三疊世印支期，華北周緣板塊匯聚運(yùn)動(dòng)再次掀起高潮，其南部經(jīng)歷了古特提斯洋沿阿尼瑪卿-勉略和曉天-磨子潭縫合線的關(guān)閉及東昆侖-秦嶺-大別-蘇魯碰撞造山帶的形成過程[12-13]，在華北板塊東南部地區(qū)則產(chǎn)生了強(qiáng)大的由南向北的推擠力(圖2a)。在此碰撞造山過程中，華北板塊南部產(chǎn)生強(qiáng)烈的前陸變形，形成了區(qū)域上NWW向展布的斷褶構(gòu)造帶?；茨厦禾锸谴髣e造山帶北側(cè)前陸變形的前緣地帶，煤田內(nèi)發(fā)育的一系列NWW向逆沖推覆斷裂與褶皺，其方位平行于南部的大別造山帶(圖2a)，表現(xiàn)為前陸褶皺帶內(nèi)的縱斷層和縱彎褶皺特點(diǎn)，其成因應(yīng)是南部碰撞造山中由南向北逐次推覆到前鋒帶上而發(fā)生脆性縮短變形的結(jié)果。與此同時(shí)，郯廬斷裂帶在造山運(yùn)動(dòng)中，起到轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)作用[14]，其強(qiáng)烈的左行平移運(yùn)動(dòng)使得煤田東部整體發(fā)生了向東南的偏轉(zhuǎn)(圖2a)，且造成煤田南緣發(fā)育的逆沖推覆構(gòu)造帶向東截止于郯廬斷裂旁側(cè)的武店斷裂[15]，而在武店斷裂西側(cè)的八公山、上窯一帶還派生出北西向剪切斷裂與褶皺(圖1)。這一階段構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)石炭-二疊紀(jì)煤系及海相蓋層進(jìn)行了首次大規(guī)模的改造，造成了地層抬升與剝蝕，同時(shí)奠定了以逆沖斷層、線性褶皺為特色的NWW向主體構(gòu)造輪廓，并影響至今。

早、中侏羅世期間，由于大別造山帶發(fā)生了碰撞后折返作用[16]，形成了前陸地區(qū)應(yīng)力松弛環(huán)境，在其北側(cè)的合肥盆地區(qū)沉積了巨厚的原始前陸沉積坳陷帶，而相對(duì)遠(yuǎn)離造山帶邊緣的淮南煤田則表現(xiàn)為沉積缺失或接受了厚度較薄的沉積，呈現(xiàn)為相對(duì)隆起狀態(tài)。

中侏羅世末期-晚侏羅世，華北地區(qū)已完全由古特提斯構(gòu)造域轉(zhuǎn)變?yōu)闉I太平洋構(gòu)造域，受太平洋區(qū)伊澤奈琦板塊向東亞大陸NW向斜向俯沖影響[17]，在區(qū)域上形成了廣泛的近EW向擠壓變形(燕山運(yùn)動(dòng)主幕)，大部分地區(qū)褶皺成山，在華北板塊東部形成了以郯廬斷裂帶為代表的一系列NNE向左行平移斷裂系統(tǒng)?；茨厦禾镌趨^(qū)域擠壓與郯廬斷裂帶強(qiáng)烈左行剪切作用下，承受了自SEE向NWW的壓扭性構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)[18]，煤田再次整體抬升剝蝕。區(qū)內(nèi)則產(chǎn)生了一系列NNE-NE的左行壓扭性斷裂，并對(duì)印支期形成的NWW向逆沖斷裂與褶皺系統(tǒng)進(jìn)行切割、改造。煤田中部由于NNE-NE向的大興集斷裂左行平移活動(dòng)，在張集、顧北井田西側(cè)直接將地層左行牽引為NNE向，造成陳橋-潘集背斜軸跡呈“S”形展布(圖2b)。同時(shí)，先期形成的北西西向逆沖斷層發(fā)生復(fù)活，并轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚袎号ば詳鄬?圖2b)。從區(qū)域上看，該期構(gòu)造活動(dòng)并沒有完全改變印支期形成的構(gòu)造格局，其對(duì)淮南煤田影響程度也明顯弱于印支期構(gòu)造變形，因此該期形成的斷裂與褶皺規(guī)模均相對(duì)較小。

2.3 伸展隆升階段(K-E)

早白堊世期間，受伊澤奈琦板塊俯沖帶后撤與海溝后退影響，華北東部出現(xiàn)了弧后拉張環(huán)境，并伴隨有大規(guī)模的巖石圈減薄與克拉通破壞[19]。區(qū)域上表現(xiàn)為NW-SE向的伸展作用，并出現(xiàn)了大量的斷陷盆地、變質(zhì)核雜巖、巖漿活動(dòng)與伸展斷層[20]。在此背景下，淮南煤田周邊一些大型斷裂特別是NNE向的郯廬斷裂、阜陽(yáng)斷裂、口孜集斷裂、新城口-長(zhǎng)豐斷裂等由先期的壓扭性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)樯煺剐詳嗔?，并發(fā)生強(qiáng)烈的斷陷活動(dòng)，而圍限于其中的淮南煤田則發(fā)生了相對(duì)抬升作用(圖2c)。本期構(gòu)造活動(dòng)在煤田內(nèi)部還產(chǎn)生了大量的NE向中、小型正斷層，但是并未使前期形成的大型逆沖斷層與褶皺發(fā)生本質(zhì)變化，主要是利用原先構(gòu)造發(fā)生反轉(zhuǎn)活動(dòng)。

晚白堊世-古近紀(jì)，西太平洋區(qū)大洋板塊再次發(fā)生重大調(diào)整，由太平洋板塊替代了伊澤奈琦板塊，并開始向NNW運(yùn)動(dòng)高角度俯沖于東亞大陸之下。印度板塊此時(shí)與歐亞板塊也發(fā)生了碰撞，周緣板塊間格局與活動(dòng)方式的重新調(diào)整導(dǎo)致了中國(guó)東部出現(xiàn)了近NS向區(qū)域伸展應(yīng)力環(huán)境[21]。區(qū)域拉張應(yīng)力場(chǎng)使淮南煤田伸展構(gòu)造進(jìn)一步發(fā)展，在前期構(gòu)造演化過程中出現(xiàn)的NW-NWW向、NNE-NE向斷層會(huì)進(jìn)一步向張性或張扭性斷層轉(zhuǎn)變，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)大量的中、小型近EW向正斷層。煤田周邊一些大型斷裂在伸展作用下繼續(xù)發(fā)生強(qiáng)烈的斷陷活動(dòng)，淮南地區(qū)則延續(xù)抬升、剝蝕的狀態(tài)(圖2c)。

2.4 坳陷沉積階段(N-Q)

圖2 淮南煤田及周邊地區(qū)構(gòu)造演化模式圖Figure 2 Huainan coalfield and periphery tectonic evolution model

新近紀(jì)-第四紀(jì)在區(qū)域上呈現(xiàn)為坳陷式均勻沉降特征， 顯示為強(qiáng)烈伸展斷陷之后的巖石圈熱沉降作用。但近年來研究表明[22]，這一時(shí)期華北地區(qū)實(shí)際上處于坳陷背景下近東西向弱擠壓應(yīng)力環(huán)境中，區(qū)內(nèi)仍表現(xiàn)有較弱的構(gòu)造活動(dòng)?；茨厦禾锎穗A段整體接受披覆式沉積，其沉積厚度與沉降幅度明顯受基巖面起伏控制，而近年來發(fā)現(xiàn)的煤田內(nèi)一些大型斷裂向上切穿基巖面進(jìn)入新近紀(jì)-第四紀(jì)松散層，其所發(fā)生的新構(gòu)造活動(dòng)可能就是該期區(qū)域弱擠壓作用的結(jié)果(圖2d)。

3 煤系天然氣成藏的構(gòu)造控制

3.1 煤系生烴演化史

為了更好的說明淮南煤田煤系天然氣的成藏演化歷史，本文以淮南潘集外圍潘氣1井為例(位置見圖1)，采用BasinMod-1D盆地模擬軟件對(duì)石炭-二疊紀(jì)煤系埋藏史和有機(jī)質(zhì)成熟度演化史進(jìn)行恢復(fù)，探討構(gòu)造控制下的煤系天然氣成藏過程(圖3)。

地層分層及厚度數(shù)據(jù)為潘氣1井實(shí)鉆地層數(shù)據(jù)，剝蝕量數(shù)據(jù)和古地溫?cái)?shù)據(jù)借鑒區(qū)域相關(guān)研究成果[23-26]，有機(jī)質(zhì)成熟度計(jì)算采用LLNL動(dòng)力學(xué)模型，在模擬過程中采用潘氣1井煤系鏡質(zhì)組反射率實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行約束，以保證模擬結(jié)果符合實(shí)際地質(zhì)過程。

3.1.1 構(gòu)造-埋藏史

石炭-二疊紀(jì)海陸交互相含煤地層沉積后，早三疊世開始克拉通內(nèi)陸相沉積，至中三疊世末期，潘氣1井位置石炭-二疊系最大埋深達(dá)到3 200m左右(圖3a)。晚三疊世開始，受印支運(yùn)動(dòng)的影響，區(qū)域古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)以南北向擠壓為特點(diǎn)，形成近東西向構(gòu)造，淮南地區(qū)受擠壓作用相對(duì)隆升，并形成淮南復(fù)向斜雛形。晚侏羅世開始的燕山中期運(yùn)動(dòng)，伴隨著潘集地區(qū)的巖漿侵入事件，潘氣1井位置繼續(xù)抬升，至晚侏羅世末抬升了約200m。早白堊世開始，區(qū)域上表現(xiàn)為巖石圈的大規(guī)模伸展減薄，淮南地區(qū)隨之進(jìn)入伸展裂解狀態(tài)，發(fā)生大規(guī)模的隆升作用。潘氣1井位置在白堊紀(jì)-古近紀(jì)持續(xù)隆升剝蝕，剝蝕厚度超過1 000 m，至古近紀(jì)末期，煤系埋深約1 900 m。新近紀(jì)開始，構(gòu)造活動(dòng)減弱，整個(gè)華北地區(qū)表現(xiàn)為坳陷式均勻沉降，淮南地區(qū)沉積了50～500 m厚的新近系和第四系。潘氣1井位置新生界沉積厚度為168 m，使得石炭-二疊系再次發(fā)生沉降埋藏，現(xiàn)今最大埋深超過2 000 m。

圖3 淮南潘氣1井石炭-二疊紀(jì)煤系埋藏-成熟史Figure 3 Permo-Carboniferous coal measures burying and maturing history in well PQ-1, Huainan coalfield

3.1.2 生烴演化史

石炭-二疊紀(jì)煤系形成后，經(jīng)歷過燕山中期的構(gòu)造-熱事件，但是研究區(qū)燕山中期巖漿作用對(duì)中生代古熱流狀態(tài)影響十分有限[25]，不足以形成區(qū)域性的巖漿熱力場(chǎng)，淮南煤田現(xiàn)今煤階展布特征也表明煤系有機(jī)質(zhì)熱演化以深成變質(zhì)作用為主。

由圖3可知，中三疊世-晚三疊世末期，潘氣1井位置煤系長(zhǎng)期埋深在2 000 m以下，最大古地溫超過140℃，使得熱演化作用持續(xù)進(jìn)行，至三疊紀(jì)末期達(dá)到最大值，煤系有機(jī)質(zhì)成熟度主要分布在0.7%～1.4%(圖3b)，煤變質(zhì)程度達(dá)到氣煤、肥煤、焦煤等，同時(shí)產(chǎn)生大量的熱成因氣。侏羅紀(jì)開始，隨著煤系的持續(xù)抬升，熱演化作用終止。

潘氣1井煤系有機(jī)質(zhì)鏡質(zhì)組反射率(Ro)測(cè)試結(jié)果分布在0.63%～1.31%，平均0.96%(圖4)，與模擬結(jié)果基本吻合，表明潘氣1井地質(zhì)演化重建過程基本可信。

圖4 潘氣1井鏡質(zhì)組反射率(Ro)測(cè)試結(jié)果Figure 4 Tested results of vitrinite reflectance(Ro) in well PQ-1

3.2 煤系天然氣賦存特征

淮南煤田地處華北板塊東南緣，成煤期后經(jīng)歷了印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)。在多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造作用下，形成了南北兩側(cè)為上窯-明龍山反沖構(gòu)造帶和阜鳳逆沖推覆構(gòu)造帶，中部為淮南復(fù)向斜的構(gòu)造格局(圖5)。從現(xiàn)今構(gòu)造發(fā)育特征來看，淮南煤田由于瀕臨大別造山帶，受印支期NS向擠壓影響最大，總體表現(xiàn)為壓性構(gòu)造特征，對(duì)煤系天然氣資源保存有利。

淮南復(fù)向斜是淮南煤田主體構(gòu)造，由謝橋-古溝向斜、潘集背斜、尚塘-耿村向斜、唐集-朱集背斜和陳橋背斜組成，這些褶皺NWW向平行分布，平面上略有彎曲，褶皺軸部均向東傾伏，在西部抬起，具有明顯的統(tǒng)一性?；茨蠌?fù)向斜東部的潘集煤礦外圍地區(qū)整體構(gòu)造穩(wěn)定，地層相對(duì)平緩，煤系發(fā)育完整，煤系天然氣埋深適中，煤系有機(jī)質(zhì)進(jìn)入成熟階段，具有明顯的向斜控氣特征，是淮南煤田煤系天然氣資源最為有利的勘查開發(fā)區(qū)域。

圖5 淮南煤田東部NE向構(gòu)造剖面圖(剖面位置見圖1，A線)Figure 5 Eastern Huainan coalfield NE structural section (location refer to Figure 1, line A)

淮南煤田南、北兩翼主要發(fā)育走向逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)，其中北翼為上窯-明龍山反沖構(gòu)造帶，由一系列NWW走向、北傾的逆沖推覆斷裂組成，剖面上各級(jí)逆沖斷裂組成典型的疊瓦扇構(gòu)造系統(tǒng)，推覆體內(nèi)煤系被剝蝕殆盡。煤田南翼為阜鳳推覆構(gòu)造帶，由一組NW-NWW走向、南傾的逆沖推覆斷裂組成，自北向南發(fā)育有大型的阜鳳斷裂、山王集斷裂、舜耕山斷裂、阜李逆沖斷裂等，組合并構(gòu)成后展式疊瓦扇。該推覆體內(nèi)仍然保留有石炭-二疊紀(jì)煤系，但其埋藏淺，分布范圍小，構(gòu)造復(fù)雜，地層傾角大，煤系天然氣資源前景還有待進(jìn)一步評(píng)價(jià)。

受燕山晚期和喜馬拉雅期的伸展作用影響，淮南煤田內(nèi)部發(fā)育近EW、NE向和NW向小型正斷層，這在一定程度上提高了煤系儲(chǔ)層的滲透性能。從試井滲透率來看，盡管淮南煤田總體偏低，仍然存在局部地區(qū)的高滲透率現(xiàn)象，如淮南潘集ⅥG1孔13-1煤層的試井滲透率達(dá)到2.1mD，潘氣1井煤系脈沖滲透率局部可達(dá)到1.55mD，這與后期伸展作用的改造密切相關(guān)。

4 結(jié)論

①淮南煤田地處華北陸塊東南緣，受NWW向大別造山帶與NNE向郯廬走滑構(gòu)造帶兩大構(gòu)造體系影響，呈現(xiàn)為獨(dú)特的構(gòu)造演化特征。自石炭-二疊紀(jì)成煤期以來經(jīng)歷了4個(gè)構(gòu)造演化階段：穩(wěn)定沉降階段(C2-T2)、構(gòu)造形變階段(T3-J3)、伸展隆升階段(K-E)和坳陷沉積階段(N-Q)。

②淮南煤田在經(jīng)歷了印支期的沉降埋藏后，煤系最大埋深達(dá)到3200m左右，有機(jī)質(zhì)熱演化在三疊紀(jì)末期達(dá)到最大值，并生成大量的熱成因氣，隨后，煤系抬升，熱演化作用終止。在遭受了侏羅紀(jì)-古近紀(jì)持續(xù)隆升剝蝕以及新近紀(jì)以來的坳陷沉積作用后，潘氣1井石炭-二疊紀(jì)煤系現(xiàn)今最大埋深超過2000m。

③印支期的南北向擠壓作用，奠定了淮南煤田現(xiàn)今構(gòu)造格局，總體表現(xiàn)為壓性構(gòu)造特征，對(duì)煤系天然氣資源保存有利。燕山晚期和喜馬拉雅期的伸展作用，使得淮南煤田內(nèi)部發(fā)育了大量的小型正斷層，這在一定程度上改善了煤系儲(chǔ)層的物性?；茨吓思旱V外圍地區(qū)構(gòu)造穩(wěn)定，地層相對(duì)平緩，煤系發(fā)育完整，煤系天然氣埋深適中，是淮南煤田煤系天然氣資源最為有利的勘查開發(fā)區(qū)域，具有明顯的向斜控氣特征。

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TectonicEvolutionandCoalMeasuresNaturalGasReservoiringinHuainanCoalfield

Zhan Run1,2, Zhang Wenyong1,2and Dou Xinzhao1,2

(1.Exploration and Research Institute, Anhui Bureau of Coal Geological Exploration, Hefei 230088;2.Anhui Provincial Unconventional Natural Gas Engineering and Technical Research Center, Hefei 230088)

In allusion to complex coal measures natural gas geological condition in the Huainan coalfield, focused on regional tectonic evolution, combined with basin simulation and recent drilling data (well PQ-1) discussed coalfield tectonic evolution stage, coal measures natural gas reservoiring process and hosting features under tectonic control in detail. The result has shown that since late Paleozoic coal-forming stage the coalfield has experienced four tectonic evolution stages of stable subsidence (C2-T2), structural deformation (T3-J3), extensional uplift (K-E) and depressed sedimentation (N-Q). After the late Carboniferous-middle Triassic subsidence and sedimentation, the organic matter thermal evolution has been maximized at the end of Triassic and formed large amount thermogenic gas. After the Jurassic-Paleogene sustained uplift denudation and Neogene depressed sedimentation, the maximum buried depth of coal measures in the well PQ-1 is 2000m more at present. As a whole, the coalfield presents compressive structural features, thus propitious to coal measures natural gas resources preservation, the internal developed minor normal faults have improved coal reservoir physical property in a certain degree, in which, the periphery Panji coalmine is most advantageous area for coal measures natural gas exploration and exploitation in the coalfield.

coal measures natural gas; tectonic evolution; reservoiring; Huainan coalfield

10.3969/j.issn.1674-1803.2017.10.04

1674-1803(2017)10-0023-07

A

安徽省公益性地質(zhì)工作項(xiàng)目(2012-g-17，2013-g-31)；淮南礦業(yè)集團(tuán)科技項(xiàng)目資助(HNKY JT-JS-2016-10)

詹潤(rùn)(1986—)，男，博士，工程師，現(xiàn)主要從事構(gòu)造地質(zhì)與煤田勘探地質(zhì)研究工作。

竇新釗(1985—)，男，博士，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事構(gòu)造地質(zhì)與煤系天然氣地質(zhì)研究。E-mail：douxinzhao@163.com

2017-08-19

責(zé)任編輯：宋博輦