地质时期沉积了含煤岩系的盆地,即发生聚煤作用的盆地。现存煤田,由于其后期形变和长期的剥蚀作用,一般面积都小于聚煤盆地。有些大型聚煤盆地,经历漫长的地史时期而形成几个煤田,如中国山西省的大同煤田、太原西山煤田和沁水煤田 ,在石炭-二叠纪聚煤时期都属于同一聚煤盆地。
现今存在的
煤田由于受后期形变和长期的剥蚀作用,面积小于聚煤盆地,其边界大多是侵蚀边界,很少保留原来聚煤盆地的沉积边界,因此,煤田的面积都小于聚煤盆地。有的大型聚煤盆地经历地史时期的长期改造可以形成若干个煤田,例如
山西省的
大同煤田、
太原 西山煤田和沁水煤田,在石炭-二叠纪
聚煤期都属于同一聚煤盆地。因此,在进行
煤田预测和寻找新煤田时,可以根据各种环境标志重建原来聚煤盆地的范围。
构造成因的聚煤盆地是岩石圈形变的产物,通常分为拗陷型盆地和断陷型盆地两种基本类型: ①拗陷型盆地。其底面呈波状起伏,故又称波状拗陷型聚煤盆地(图1)。盆地中含煤岩系和煤层的厚度、岩性是渐变的。盆地面积大小不等,由十几平方公里到100万平方公里以上。盆地或呈宽广开阔状或呈狭长槽状,如中国华北石炭-二叠纪聚煤盆地的宽度在900公里以上;东南沿海各省晚三叠世聚煤盆地则呈狭长槽状。根据盆地横断面的形态可分为对称的和不对称的,这取决于盆地拗陷轴的位置。上述盆地的演化过程一般可分为两个阶段,前阶段盆地面积由小到大,逐渐扩张,沉积地层依次超覆;后阶段则发生分化和退覆。盆地的沉积中心和
富煤带的位置亦常发生迁移。世界上煤储量的绝大部分形成于拗陷型盆地。 ②断陷型盆地。它的形成与裂陷作用有关(图2),盆地的底界面是不连贯的,基底常由一系列镶嵌状的断块构成,断块交界处呈阶梯状突变,断块相互间的差异运动,引起盆地内部的沉积分异,常比波状拗陷内的沉降分异为大,使煤系厚度、岩性、岩相以及含煤性等的变化显著,
煤层对比困难。盆地常有两种亚型,一种是单侧有控制性断裂,使盆地呈箕状(图2a);一种是双侧有控制性断裂,属于地堑式断陷(图2b)。断陷盆地的边缘断裂是同生的,内侧有洪积扇带存在。盆地外形多呈狭长条状,宽度仅数公里到数十公里。盆地的展布方向取决于盆缘断裂的方向,盆地常成群出现。在断块沉降速度适于植物遗 体堆积速度地带常形成数十米到 100米以上的巨厚煤层。富煤带含煤密度很高,剥采比较小时,适于露天开采,如阜新和霍林河盆地。
非构造成因的聚煤盆地有多种类型,河流、冰川作用造成的侵蚀盆地。此外,在古火山口洼地形成湖沼而形成聚煤盆地。盐丘发育的地方,岩盐溶解流失后,地面发生沉降,亦可形成聚煤盆地。非构造成因的聚煤盆地大多规模较小,含煤岩系很薄,难于形成大规模煤聚积。
②前陆盆地。此种盆地分布于造山带和大陆地块之间,世界上许多特大型煤盆地如阿伯拉契亚石炭纪盆地、连斯克
白垩纪盆地等属于此类。
④断陷盆地和裂谷。断陷盆地面积并不很大,但常有巨厚煤层发育,盆地又常成群出现,如中国东北部阜新和霍林河
中生代煤盆地。裂谷是大型的复式断陷,德国下莱茵煤盆地即莱茵第三纪裂谷系的组成部分。