植物的族组成在成煤过程中发生了什么变化

在地表常温、常压下,由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用（高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程）或腐泥化（低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程）作用,转变成泥炭或腐泥；当泥炭形成后,由于地壳继续发生沉降,泥炭层很快被其他沉积物所掩盖.这样,泥炭才能保存下来.随着地壳的进一步沉降,泥炭层下降到地下较深的地方,它上面覆盖的沉积物愈来愈厚.在压力和地温的共同作用下,原来疏松、多水的泥炭受到紧压、脱水、胶结、聚合、体积大大缩小,结果会变成最初的煤褐煤.褐煤形成后,如果地壳继续沉降,则在温度更高、压力更大的条件下,褐煤内的成分将进一步变化,最终形成各种不同种类的煤.它们依次为：褐煤长焰煤不粘煤弱粘煤气煤肥煤焦煤瘦煤贫煤无烟煤.

在整个地质年代中,全球范围内有三个大的成煤期：

（1）古生代的石炭纪和二叠纪,成煤植物主要是袍子植物.主要煤种为烟煤和无烟煤

(2)中生代的株罗纪和白垩纪,成煤植物主要是裸子植物.主要煤种为褐煤和烟煤.

(3)新生代的第三纪,成煤植物主要是被子植物.主要煤种为褐煤,其次为泥炭,也有部分年轻烟煤.

经志留纪—泥盆纪末大陆拼贴增生，塔里木板块范围扩大。到泥盆纪末期—石炭纪初期，塔里木板块周边再次进入离散作用阶段。

石炭纪，古特提斯洋（由康西瓦蛇绿岩—东昆中蛇绿岩所代表）、北部古大洋（以北天山蛇绿岩带为代表）张开。在西昆北地区可见古特提斯洋与塔里木克拉通的过渡沉积，石炭系以盆地一斜坡相为主，发育灰黑色薄层灰岩、钙质碎屑流和浊流砂砾屑灰岩与硅屑浊积岩、黑色泥页岩间互沉积；下二叠统以硅屑浊积岩为主。由于上述区域伸展以及随后北部古大洋、古特提斯洋向塔里木板块俯冲导致的弧后拉张、裂陷，形成了伊犁、北山、东昆北裂陷槽盆地以及南天山窄大洋—裂陷槽盆地。阿尔金断裂东南东昆北石炭纪—早二叠世裂陷槽沉积厚度巨大（7600～10000m），发育硅屑浊积岩、火山碎屑浊积岩、硅质岩夹浅水碳酸盐岩与陆棚相砂泥岩，火山活动强烈，多形成基性及中偏酸性火山岩。南天山地区石炭系—下二叠统半深海盆地相黑色泥岩、硅质岩发育。

在克拉通主体部位，由于区域伸展和弧后伸展作用，在西昆北地区形成边缘坳陷盆地，在克拉通内部发育克拉通内坳陷盆地（图2-17、2-18）。另外，早二叠世弧后伸展作用还使板内发生岩浆侵位与喷溢。

早二叠世末至晚二叠世，构造环境转为以挤压挠曲作用为主。由于南天山褶皱造山带向塔里木板块的侵位，山前发育库车前陆盆地。在塔里木盆地南缘，随古特提斯洋自西向东关闭，羌塘地块渐与塔里木板块拼贴，昆仑造山带形成。晚二叠世在塔里木西部形成克拉通内挠曲盆地（图2-19）。

志留纪—泥盆纪末期海西早期运动引起的塔北－库鲁克塔格隆起、塔东南隆起在罗布泊之西交会，在克拉通东部形成半环形古陆隆起。在此构造格局基础上，随区域伸展作用古特提斯洋张开和南天山窄大洋－裂陷槽盆地发育，发育东端封闭、西端敞开海湾态势的石炭纪克拉通坳陷盆地（图2-17）。

石炭纪早期东河砂岩在塔中、塔北隆起及其附近沉积较厚，为细粒石英砂岩、细粒、中—细粒、细—粉粒岩屑砂岩、细—粉粒石英砂岩、粉砂岩等，其成分成熟度较高。塔中地区塔中10井东河砂岩样品在Qt-F—L及Qm—F—Lt图解上主要落入再循环造山带物源区，部分落入稳定克拉通物源区；在Qp-Lv—Ls图解上则分别落入碰撞缝合带、混合造山带和火山弧造山带，Qm-P—K图解则显示砂岩成熟度很高，表明其物源区以稳定克拉通隆起上的地台沉积物为主，另有来自邻近火山弧的物源（图2-20）。塔北东河塘地区东河砂岩样品在Qt—F—L、Qm-F—Lt图解上全部落入再循环造山带物源区，且在Qp-Lv-Ls图解上，沉积或变质沉积岩屑占主导（图2-21），表明物源区主要是塔北前缘隆起区及其北侧的早古生代褶皱－逆冲断层带。总的看来，这套砂岩与中－上奥陶统和志留泥盆系砂岩相比较，成熟度大为提高，物源区转为以克拉通内隆起为主。

塔西南克拉通边缘坳陷盆地上泥盆统奇自拉夫组主要为一套紫红色石英砂岩、含石英砾岩的石英砂岩夹不稳定绿色灰质砂岩条带，可能亦为伸展盆地早期沉积物。

塔西南地区石炭纪克拉通内盆地演化可分为以下几个时期：①早石炭世早期，为浅灰色中厚层－块状微晶－亮晶藻屑灰岩、藻屑鲕粒灰岩夹少量藻屑灰岩、生屑灰岩、核形石灰岩，属台缘藻屑－鲕粒滩相。至西昆北为广海陆棚相库山河组（C1k）深灰、灰黑色薄层生屑灰岩、泥质灰岩夹钙泥质粉砂岩、泥岩，富含有机质。②早石炭世晚期—晚石炭世早期。初始为海侵体系域底部海滩砂、砾滞流沉积，发育浅黄灰色细粒石英砂岩、含砾石英砂岩，上覆黑色泥岩夹细粒石英砂岩、灰黑色灰岩、磷铁矿质生屑灰岩，泥岩富含有机质；然后为高水位体系域碳酸盐岩台地，发育灰色厚层状微晶生屑灰岩、生屑微晶灰岩和亮晶生屑灰岩并常与灰黑色泥岩不等厚互层，夹灰白色中细粒石英砂岩。晚石炭世早期，向北东至和1、2井及满西1井，相变为潟湖潮坪与海岸泥炭沼泽沉积。至西昆北地区，为广海陆棚相深灰、灰黑色薄—中层状微晶灰岩、泥质灰岩夹生屑灰岩、泥灰岩、粉砂岩，富含有机质。③晚石炭世中晚期。海平面上升，塔西南台地向北、东、南扩大，北达柯坪隆起，往东向环形古陆超覆。在柯坪、铁干里克、阿尔塔什等地，其为浅海开阔台地相浅灰色微—粉晶生屑灰岩、藻屑灰岩、生屑泥晶灰岩、泥晶灰岩及少量微晶鲕粒灰岩。此期台地向北至南天山窄大洋－裂陷槽，向西至西昆北地区，为周边斜坡－深陆棚相、盆地相沉积。

和田河以东，到古中央隆起及塔东北坳陷，早石炭世早期为洪泛平原－干盐湖－潮坪体系沉积，包括生屑灰岩段（或角砾岩段）与下膏泥岩段；早石炭世晚期—晚石炭世早期为海湾潟湖－潮坪及海岸沼泽体系沉积，其中早石炭世晚期沉积包括双峰灰岩段、上膏泥岩段与砂泥岩段。晚石炭世早期为陆源碎屑潮坪与泥炭沼泽沉积。晚石炭世中晚期为低能局限台地相灰色或杂色泥质灰岩、粉晶灰岩夹泥岩。

图2-15　来源于不同类型物源区的砂岩平均碎屑矿物成分分布三角图

（图中分区界线据Dickinson,1985）

颗粒类型符号：Qt—石英颗粒总数（Qm+Qp）；Qm—单晶石英数；Qp—多晶石英质岩屑数（包括燧石）；F—单晶长石总数（P+K）；P—斜长石数；K—钾长石数；Lt—多晶质岩屑数（L+Qp）；L—不稳定岩屑数（Lv+Ls）；Lv—火山岩屑数（火山岩、变质火山岩，浅成岩）；Ls—沉积岩和变质沉积岩岩屑数（燧石和硅化灰岩除外）；本图不包括灰岩岩屑数（Lc）

图2-16　来源于不同类型物源区的砂岩平均碎屑矿物成分分布三角图

（图中分区界线据Dickinson,1985）

颗粒类型符号：Qt—石英颗粒总数（Qm+Qp）；Qm—单晶石英数；Qp—多晶石英质岩屑数（包括燧石）；F—单晶长石总数（P+K）；P—斜长石数；K—钾长石数；Lt—多晶质岩屑数（L+Qp）；L—不稳定岩屑数（Lv＋Ls）；Lv—火山岩屑数（火山岩、变质火山岩，浅成岩）；Ls—沉积岩和变质沉积岩岩屑数（燧石和硅化灰岩除外）；本图不包括灰岩岩屑数（Lc）

图2-17　塔里木盆地及周缘石炭纪原型盆地分布图

图2-18　塔里木盆地及周缘早二叠世原型盆地分布图

图2-19　塔里木盆地及周缘晚二叠世原型盆地分布图

图2-20　来源于不同类型物源区的砂岩平均碎屑矿物成分分布三角图

（图中分区界线据Dickinson,1985）

颗粒类型符号：Qt—石英颗粒总数（Qm+Qp）；Qm—单晶石英数；Qp—多晶石英质岩屑数（包括燧石）；F—单晶长石总数（P+K）；P—斜长石数；K—钾长石数；Lt—多晶质岩屑数（L+Qp）；L—不稳定岩屑数（Lv+Ls）；Lv—火山岩屑数（火山岩、变质火山岩，浅成岩）；Ls—沉积岩和变质沉积岩岩屑数（燧石和硅化灰岩除外）；本图不包括灰岩岩屑数（Lc）

图2-21　来源于不同类型物源区的砂岩平均碎屑矿物成分分布三角图

（图中分区界线据Dickinson,1985）

颗粒类型符号：Qt—石英颗粒总数（Qm+Qp）；Qm—单晶石英数；Qp—多晶石英质岩屑数（包括燧石）；F—单晶长石总数（P+K）；P—斜长石数；K—钾长石数；Lt—多晶质岩屑数（L+Qp）；L—不稳定岩屑数（Lv+Ls）；Lv—火山岩屑数（火山岩、变质火山岩，浅成岩）；Ls—沉积岩和变质沉积岩岩屑数（燧石和硅化灰岩除外）；本图不包括灰岩岩屑数（Lc）

图2-22　来源于不同类型物源区的砂岩平均碎屑矿物成分分布三角图

（图中分区界线据Dickinson,1985）

颗粒类型符号：Qt—石英颗粒总数（Qm+Qp）；Qm—单晶石英数；Qp—多晶石英质岩屑数（包括燧石）；F—单晶长石总数（P+K）；P—斜长石数；K—钾长石数；Lt—多晶质岩屑数（L+Qp），L—不稳定岩屑数（Lv+Ls）；Lv—火山岩屑数（火山岩、变质火山岩，浅成岩）；Ls—沉积岩和变质沉积岩岩屑数（燧石和硅化灰岩除外）；本图不包括灰岩岩屑数（Lc）

早二叠世塔里木盆地格局与石炭纪相似，但隆起区扩大。西南部由于古特提斯洋向北东方向俯冲，形成陆缘岩浆弧。盆地向西开口（图2-18）。

早二叠世早期，在西部，海绵礁、藻礁及海滩相灰岩或生屑灰岩—微晶灰岩—鲕粒灰岩等互层；向东至和田河一带为局限台地相泥晶灰岩、泥质灰岩夹泥岩、云质灰岩。而在索格当他乌之西北、西昆北断裂之西南，为斜坡－盆地相黑色泥岩与薄层灰岩与硅屑浊积岩间互。早二叠世中晚期，海水自东向西退出，火山喷溢，发生陆相及塔西海湾潟湖－潮坪混水沉积。二叠纪砂岩骨架成分分析表明当时构造环境不及石炭纪稳定（图2-22）。

早二叠世中晚期的火山喷溢广布，包括塔北中酸性火山岩带、塔中基性岩带、塔东南中酸性侵入岩带以及库鲁克塔格火山岩带（贾承造，1997）。塔中基性火山岩及石英正长岩体地化特征及其构造环境判别表现为大陆裂谷背景。塔北、塔东南中酸性火山岩带反映其与活动陆缘或岛弧环境有关。推测由于南北向聚敛活动使塔里木板块中央隆升，诱发类似于岩石圈纵张作用的拉张应力场，促使岩浆沿张裂缝喷出或侵入，形成塔中基性火山岩带，塔北－库鲁克塔格火山岩带、塔东南火山岩带形成则与板块边缘聚敛构造环境有关。

早二叠世末期，南天山窄大洋－裂陷槽转入最后封闭，古特提斯洋西段也趋于闭合，塔里木克拉通内部转入挤压构造环境。晚二叠世分别在南天山山前和西昆仑山前形成了前陆盆地和克拉通内挠曲盆地（具前陆盆地性质）（图2-19），主要充填了一套陆相沉积。二叠纪末期，西昆仑古特提斯洋闭合（黄汲清和陈炳蔚，1987），造成盆地内区域性不整合。向东及东南古特提斯洋至三叠纪末才闭合。

综上所述，与早古生代（含震旦纪）中亚构造域、原特提斯洋张开→闭合旋回和晚古生代古特提斯洋、北部古大洋张开→闭合旋回相对应，塔里木克拉通内部及其周边经历了两个伸展→挠曲盆地演化旋回。克拉通内部不同部位盆地类型不同。在震旦纪—早奥陶世伸展作用阶段，克拉通东、西部分别发育伸展型克拉通边缘坳陷盆地和克拉通内坳陷盆地；在石炭纪—早二叠世伸展阶段，西南缘和东部分别发育克拉通边缘坳陷盆地和克拉通内坳陷盆地。在中—晚奥陶世至志留纪—泥盆纪、晚二叠世—三叠纪挤压作用阶段，发育了克拉通内挠曲盆地或前陆盆地。

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