移动扫码阅读
移动扫码阅读
煤系又称含煤岩系或含煤地层或含煤建造，是一套含有煤层或煤线并在成因上有共生关系的沉积体系，主要形成于海陆交互相或陆相环境[1]。由整个煤系中的烃源岩母质在生物化学及物理化学煤化作用过程中演化生成的全部天然气被称为煤系气[2]。煤系气常以吸附气、溶解气和游离气的形式赋存于煤系之中[3]。由于煤系中的生、储、盖具有近源优势，因此，我国有近2/3的大型和特大型煤成气田是以煤系内的生储盖组合为特征[4]。煤系气按源-储组合关系可分为源-储一体型和源-储紧邻型[5-6]。源-储紧邻型又可根据煤岩与围岩的组分为煤岩-泥/页岩型、煤岩-砂岩型和煤岩-灰岩型，其分别对应于煤系页岩气、致密砂岩气和碳酸盐岩天然气[7]。近年来，我国的煤系“三气”(煤层气、煤系页岩气和致密砂岩气)勘探都相继取得了巨大的进展[8-10]。同时，我国华北和华南上古生界煤系普遍发育碳酸盐岩，例如：华北的太原组和华南的龙潭组等。煤系生烃潜力巨大，煤系碳酸盐岩分布广阔，其构造裂缝或溶蚀孔洞的储集空间可观，因而煤系碳酸盐岩天然气的勘探前景是值得探究的重要问题[1， 11]。此外，煤系碳酸盐岩天然气的研究对煤矿瓦斯防治也具有重要意义。
我国华北上石炭统-下二叠统太原组形成于海侵体系域成煤环境，发育多套优质煤层，是华北地区最有利的生烃层系之一[12]。在太原组下部煤层(山西西部的9～11号煤，山西东部的15号煤)沉积时发生的海侵事件使得先前的泥炭沼泽的发育终止并被保存下来，形成了煤层-灰岩沉积组合[13-14]。华北石炭-二叠纪地层中发育多套泥岩、页岩和煤层，可以作为很好的盖层[15-16]。所以，太原组煤岩、灰岩和其上的泥岩、页岩与煤层易于形成良好的生储盖组合[4，12]。近年来，太原组碳酸盐岩天然气资源在山西霍西煤田被发现。因此，笔者首先剖析霍西煤田太原组碳酸盐岩气藏实例，然后对华北太原组灰岩的空间展布规律、太原组烃源岩和热演化程度、灰岩储层发育、盖层、圈闭、运移和保存条件进行了总结，最后初步探讨华北太原组碳酸盐岩天然气的勘探前景。
太原组碳酸盐岩天然气资源此前仅在少数矿区被报道，例如：山西沁水盆地阳泉矿区[17-18]和安徽淮南煤田潘谢矿区[19]。1982年，地矿部第2石油普查勘探指挥部在沁水盆地阳泉矿区的钻孔(阳1井)揭示，浅部太原组灰岩赋存了天然气资源[20]。虽然单井日产气数千立方米，但是，产气量在1个月内迅速衰减。截至目前，丰富的太原组碳酸盐岩天然气资源仅在山西霍西煤田被发现。2012年10月至2015年6月，霍西煤田义棠矿和安益矿在100503工作面共布置钻场46个、钻孔455个，累计从埋深300～600 m的太原组K2、K3和K4灰岩中抽采高浓度甲烷气约3.65×107 m3。2015年，义棠煤矿发电公司建成一期项目，开始利用天然气发电。2017年，发电公司年利用天然气约3×107 m3，年发电量约9 900万kW·h。2018年，随着三期项目的投产，发电公司总装机容量达55.8 MW，年发电量达38 000万kW·h。到目前为止，太原组碳酸盐岩天然气产量依然稳定。
山西霍西煤田义棠矿和安益矿位于现今仍在活动的山西地堑系中灵石隆起与太原盆地过渡的构造斜坡带。煤矿主要构造为宽缓的大西庄背斜和一系列NE-SW走向的小型正断层。矿井内太原组碳酸盐岩天然气抽取层位为太原组下段。太原组煤层多为低灰分烟煤，成熟度适中，具有着良好的生气能力。埋藏作用及燕山期以来的岩浆作用使得煤系中有机质快速成熟并大规模生烃。太原组灰岩厚度大，层位稳定，主要为K4、K3和K2三层灰岩，分别为7号煤，8号煤和9号煤的顶板。太原组灰岩储层较为致密，孔隙大多为微米孔，基质孔隙率为1.59%～2.54%，渗透率约为0.001 5 m2[21]。但是，太原组灰岩中节理及溶蚀孔-洞发育。研究区主要发育北东-南西、北西-南东和近南北3个方向节理，其中，北东-南西为节理优势方向。灰岩中节理的线密度24～34条/m。K2灰岩层的岩心采取率为11%～81%(平均为57%)，而K2灰岩层的钻井漏失速率为0.16～20.33 m3/h(平均为2.655 m3/h) [22]。排除断层和陷落柱的影响后，较低的岩心采取率和较大的钻井漏失速率表明灰岩层的岩溶和裂隙非常发育[22]。
该区太原组煤层现今处于风化带，不但煤层气含气量很低(1.19～1.36 m3/t)，而且，煤层气中甲烷的体积分数也较低(3.75%～11.60%)[23]。与之形成鲜明对比的是，太原组主采煤层之上的灰岩中不但天然气资源丰富，而且天然气中甲烷的体积分数在90%以上[23-24]。初步研究认为，新构造运动及现今煤矿采动(例如：地下水抽采降压等)可能都促进了邻区煤层气的解析，而来自煤层气富集区的地下水携带或溶解煤系气运移至大西庄背斜核部聚集形成缝洞型气藏[22，25](图1)。
图1 山西霍西煤田太原组碳酸盐岩天然气成藏模式[25]
Fig.1 Accumulation model of Taiyuan Formation carbonate gas in Huoxi Coalfield in Shanxi Province[25]
通过上述分析可以看出，太原组碳酸盐岩气藏可能为不连续型气藏，与煤系其他类型气藏(煤层气、致密砂岩气和页岩气)具有显著的差别[1，11]。同时，煤系碳酸盐岩天然气也具有常规天然气所不具备的近烃源岩优势。
我国华北板块的石炭-二叠纪煤系形成于华北聚煤盆地，其南北分别为秦岭-大别造山带和阴山燕山造山带所夹持。该聚煤盆地主要形成于海陆交互相，包括冲积扇、河流、湖泊、三角洲、潟湖-潮坪、碳酸盐台地等沉积环境，自下而上沉积形成了本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组地层[15-16]。
邵龙义等[16]将华北石炭-二叠系划分为2个2级构造层序和7个3级层序，其中，3级层序SQ1的底界面为本溪组底，顶界面为太原西山9号煤的底(在南华北盆地为一1煤的底、在山东地区为17煤的底)，而SQ1的顶界面至太原组的顶部之间的地层构成了3级层序SQ2(图2a)。在这2个3级层序中，北华北地区的沉积体系主要为陆相，中华北地区和南华北地区的沉积体系主要为海陆过渡相，而碳酸盐台地沉积主要在中华北和南华北地区的本溪组和太原组(图2b和2c)。SQ1时期，华北盆地聚煤作用较差(图2d)；而SQ2时期，聚煤作用较强，全区煤层总厚度0～38 m，平均7.6 m(图2e)。
图2 华北板块晚石炭世-早二叠世层序划分及沉积相图[16]
Fig.2 Subdivision of the third-order sequences and lithofacies paleogeograpy map of the Late Carboniferous to Early Permian in North China[16]
太原组下部煤层(山西西部的9～11号煤，山西东部的15号煤)沉积时，华北板块整体格局由“南升北降”翘变为“北升南降”，物源区从南向北转换，同时海侵方向由北变为南[26]。海侵事件使得先前的泥炭沼泽的发育终止并被保存，形成了煤层-灰岩沉积组合[14]。受南东方向海侵的影响，煤层厚度总体具有由南东向北西逐渐增厚趋势，而灰岩的厚度总体具有由南东向北西逐渐减薄的趋势(图3a和3b)[12，14-15]。其中，灰岩在华北东南部的宿南、蚌埠一带最厚，累计达76 m[27]。
图3 华北太原组南北方向剖面[14-15]
Fig.3 North-south trending cross sections of the Taiyuan Formation in North China[14-15]
太原组的煤岩、暗色泥岩和灰岩是主要的潜在烃源岩[27-28]。由于华北不同盆地经历了截然不同的构造-热演化历史，因而下文对华北主要的含煤盆地(鄂尔多斯盆地、沁水盆地、南华北盆地和渤海湾盆地)的烃源岩及其热演化程度分别进行分析(图4)。
图4 华北主要盆地及东西方向剖面[29-32]
Fig.4 The distribution of the main coal-bearing basins and east-west trending cross section of North China[29-32]
在鄂尔多斯盆地，太原组煤层属腐植Ⅲ型干酪根；太原组泥岩有机碳含量一般为2%～4%，属腐植Ⅲ型干酪根，部分泥岩为Ⅱ2型[33]；太原组生物灰岩含有丰富的碳质沥青，属于腐泥-腐植过渡Ⅱ2型干酪根，具有较强的生烃能力[34]。鄂尔多斯盆地主要具有“W”型埋藏史特征，而盆地东缘则存在差异(图5a)。盆地东缘在晚三叠世开始隆升，直至约150 Ma时经历构造转换而达到最大埋深，随后盆地东缘持续隆升。鄂尔多斯盆地大部分地区，石炭-二叠纪煤系的Ro都在1.5%以上，在盆地南部庆阳-富县-榆6井一带有机质热演化程度最高，Ro达2.8% 以上，Ro向盆地东缘方向逐渐降低[34] (图6a)。
在沁水盆地，太原组煤层属高演化Ⅲ型干酪根，显微组分以镜质组为主，其次是惰质组；太原组泥岩以Ⅲ型干酪根为主，显微组分以镜质组为主，其次为惰质组，壳质组较少；太原组灰岩以Ⅱ2型干酪根为主[36]。沁水盆地主要具有“V”型埋藏史特征，其特点是自印支晚期以来，地层持续隆升(图5b)。榆社、临汾-洪洞等地区受新生代山西地堑系影响[37]，埋藏史曲线呈现反“N”型特征。盆地内大部分地区石炭-二叠纪煤岩的Ro大于2%，Tmax大于510 ℃已进入过成熟阶段。南北两端即阳城地区和阳泉地区煤演化程度高，Ro>2.59%，为无烟煤区；东西两侧热演化程度较低,东侧Ro为1.5%～2.0%，以瘦煤为主，属湿气阶段，而西侧Ro为0.75%～1.25%，为焦煤至气煤，处于生油阶段[38](图6b)。
在渤海湾盆地，太原组烃源岩主要为Ⅱ2型，少部分为Ⅲ型[33]。在渤海湾盆地，各坳陷具有不同的埋藏历史。例如，济阳坳陷具有沉降-抬升剥蚀-再沉降特点，太原组最大埋藏深度大于4 000 m，这有利于太原组碳酸盐岩天然气的保存[40](图5c)；而临清坳陷经历了早石炭世晚期-三叠纪早期的埋藏沉积、印支期缓慢的隆升剥蚀、喜马拉雅早期埋藏接受沉积、喜马拉雅早期末的隆升以及新生代晚期的埋藏[41]。渤海湾盆地C-P烃源岩成熟度在平面上分布极不均匀，总体具有盆地北部烃源岩成熟度低而南部高的特征(图6c)。部分地区烃源岩达到过成熟阶段，其Ro高达3.0%，其他地区主要处于成熟阶段。
在南华北盆地，不仅太原组煤和泥岩有机质含量高，生烃潜力较大，干酪根为Ⅲ型，而且灰岩有机质含量也较高(有机碳平均大于1.00%)，也属于Ⅲ型干酪根[43]。南华北盆地总体具有反“N”型埋藏史特征(图5d)。由于盆地在印支期与秦岭-大别造山带为盆山耦合关系，因而石炭-二叠纪地层受印支运动影响较大，且隆升-剥蚀强度具有由南向北、由东向西逐渐减弱的趋势[26]。石炭-二叠系主要以复式向斜的形式残存于盆地中西部地区的中新生代凹陷中，例如，济源-开封坳陷带、豫西、太康、周口坳陷、鹿邑-倪丘集凹陷[44]。南华北盆地太原组烃源岩在盆地西北部和西南部相对较高，Ro在2.0%以上，而盆地的东部大部分地区演化程度较低，其Ro低于1.0%[44](图6d)。
图5 华北石炭-二叠纪煤系埋藏史图
Fig.5 Burial history of Carboniferous to Permian coal mearsures in North China
按煤阶可以分为低煤阶(Ro,max<0.65%)、中煤阶(0.65%<Ro,max<1.65%)和高煤阶(Ro,max>1.65%)[9]。华北石炭-二叠系煤阶在华北的分布具有下述特征(图6)：①高煤阶煤主要分布于鄂尔多斯盆地的南部、沁水盆地的东部和西南部、渤海湾盆地的西南部以及南华北盆地的郑州-太康和驻马店-确山地区；②中煤级煤分布于鄂尔多斯盆地的中部偏北地区、沁水盆地的西北部、渤海湾盆地的中部和北部以及南华北盆地的中部；③低煤阶煤分布于鄂尔多斯盆地的东北部以及渤海湾盆地北部的局部地区。受岩浆岩侵入影响，北京、邯郸和徐州等地局部地区的煤变质程度较高，形成了无烟煤和天然焦。一般来说，煤阶越高，煤层含气性越好[39]。但当中-低煤阶煤层(Ro<1.5%)受构造抬升至浅部时，大气降水和其他地表水携带细菌补给煤层，可使煤层次生生物成因气得以形成[45]。此外，中等变质程度的煤在勘探开发中易降压、解吸、扩散和运移，有利于煤成气运移至储集空间中富集[46]。
图6 华北石炭-二叠纪煤系镜质体反射率(Ro)等值线
Fig.6 Contour map of vitrinite reflectance of Carboniferous to Permian coal mearsures in North China
太原组灰岩通常比较致密，其基质孔隙度和渗透率一般非常低[47-48]。太原组灰岩与常规碳酸盐岩相比，在储集空间方面具有鲜明的特点：①太原组灰岩单层薄而层数多；②太原组灰岩通常有机质含量较高，富有机酸成岩流体有利于太原组灰岩溶蚀作用发生而形成溶蚀孔洞；③太原组直接覆盖在中奥陶统的风化剥蚀面上，而中奥陶统为富含岩溶水的巨厚灰岩，因而太原组多层薄层灰岩容易与奥灰水产生水力联系[49]，有利于灰岩岩溶储集空间的形成；④华北陆块在中-新生代经历了多期构造叠加，太原组灰岩形成了许多构造裂缝，有利于地表水沿着先期形成的裂缝下渗发育不同程度的埋藏型岩溶。因此，构造裂缝及溶蚀孔-洞可为太原组碳酸盐岩天然气提供主要的储集空间。
太原组灰岩岩溶和裂缝在华北板块的西部、南部和东南部较为发育，可作为良好的储集空间，自西向东具体实例有[47，50-53]：①鄂尔多斯盆地东部；②山西霍西煤田李雅庄矿、新阳矿、西郭矿和黑龙矿；③山西沁水煤田寺河矿、新潮矿、新景矿、长平矿和固县勘查区；④山西河东煤田庞庞塔矿和聚德矿；⑤河南安鹤煤田大众煤矿和寺湾矿；⑥河南登封煤田白坪井田和国投登封教学三矿；⑦河南焦作煤田九里山煤矿、韩王矿和演马庄矿；⑧河南平顶山煤田；⑨河南汝州煤田新朝川矿；⑩河南新安煤田正村井田；
河南新密煤田李粮店矿；
河南偃龙煤田郭村矿；
河南永夏煤田；
江苏徐州矿区拾屯矿、新河煤矿、唐庄煤矿、三河尖矿、大屯矿区姚桥矿；
淮北煤田临涣矿区、宿县矿区、濉肖矿区；
淮南煤田；
山东肥城煤田国家庄矿；
山东黄河北煤田赵官井田；
山东济宁煤田许厂矿；
山东兖州煤田南屯矿。
盖层物性和厚度对于天然气的逸散与否起到关键作用。太原组煤层-灰岩沉积组合之上的泥岩、页岩与煤层可以作为很好的盖层[15-16]。太原组泥岩厚度普遍较高，一般在130 m以内，主要有河北德州(泥岩总厚度为130 m)和鲁西南(平均厚度101 m)2个沉积中心。太原组之上的地层也发育了多套泥岩，且泥岩的总厚度较大，例如：山西组泥岩厚度也普遍较高，为5～160 m，平均厚度43 m[16]。此外，煤系中多套生储盖叠置会产生累积封闭效应[1]。因此，太原组碳酸盐岩气藏总体来说具有良好的封盖条件。
华北多期构造活动形成了许多圈闭。鄂尔多斯盆地北部的伊蒙隆起为古生代、中生代的超覆沉积区，圈闭类型主要为超覆不整合圈闭[54]；而盆地西缘构造活动强烈，在晚侏罗世受挤压形成了一系列逆断层及夹于其间的背斜、半背斜构造，具有面积小而埋藏浅的特点[55]。沁水盆地内主要圈闭为背斜，具有数量多、分布广、规模小、在平面上成排成带分布等特点，单个构造多为NNE及NW向狭长状展布，其形成受燕山期及喜山期所控制[38]。渤海湾盆地主要发育隐蔽圈闭[56]，但济阳坳陷深层发育丰富的构造圈闭，包括压性、张性和复合型等圈闭类型，多形成于燕山期-喜马拉雅期[57]。南华北盆地圈闭类型以断鼻构造和背斜构造为主，具有成排、成带分布的特点，是印支-燕山运动的产物，但后期构造活动对其进行了改造，最终定型于古近纪末(约23.5 Ma)，这有利于晚期生烃的聚集[58]。
煤系碳酸盐岩具有邻近烃源岩的优势，因此，煤系碳酸盐岩天然气具有运移距离短的特征。盆地抬升使得太原组煤层气大规模解吸或者中-低煤级煤在浅部有利条件下生成次生生物气，并被运移至圈闭中。天然气充注与圈闭存在2种可能 ：①天然气充注时间早于圈闭形成时间，那么气藏不可能形成；②天然气充注时间等于或晚于圈闭形成时间，那么气藏有可能形成。而后者又存在2种可能：①天然气充注和圈闭在时空上可以匹配，但由于充注时间较早，气藏虽能在早期形成但是天然气会持续逸散。在华北许多煤矿，太原组灰岩储层中大都被地下水所充注，也证实了早期形成的气藏后期保存效果相对较差。②圈闭先于天然气充注时间形成，而天然气在晚期充注成藏。事实上，天然气具有分子体积小，重量轻，易扩散的特点，而气藏的形成是天然气运聚和逸散之间动态平衡的结果[59]。早期成藏的气田易受晚期或新构造运动的影响而发生调整或逸散。因此，越晚成藏越有利于天然气较大规模的聚集及保存[60-61]。如果煤系长期处于隆升状态，则煤系气会大量逸散。换言之，盆地在新生代总体伸展背景下的局部隆升(例如，山西地堑系中灵石等隆起的局部隆升)以及现今煤矿采动导致的储层压力降低都可能有利于煤系气向煤系碳酸盐岩储集空间中运移和聚集。
1)太原组煤层-灰岩沉积组合与其上的多套泥岩和煤层可以组成生储盖组合，而储层的近烃源岩优势使得煤系气易于在太原组灰岩中聚集。从太原组煤和灰岩厚度分布特点来看，北部煤层厚而灰岩薄，南部煤层薄而灰岩厚。从烃源岩角度来看，太原组煤层和暗色泥岩是优质的烃源岩，而中等变质程度的煤系有利于游离的煤成气的形成。从储集空间来看，华北许多地区太原组灰岩都具有较好的岩溶裂隙储集空间发育。从封盖条件看，太原组灰岩层上覆的泥岩以及煤系多套生储盖叠置产生的累积封闭效应都有利于煤系气保存。总体来看，太原组具有煤系碳酸盐岩气藏形成所需的物质基础。
2)华北太原组煤系碳酸盐岩气藏的形成需要多个地质要素在时间与空间上相互匹配。煤系碳酸盐岩储集空间和圈闭的发育是气藏得以形成的前提，晚期成藏是气藏能否形成的关键。华北主要含煤盆地均广泛发育圈闭，而盆地新生代总体伸展背景下的局部隆升以及现今煤矿采动导致的储层压力降低都可能有利于煤系气向煤系碳酸盐岩储集空间中运移和聚集。
[1] 秦 勇，申 建，沈玉林.叠置含气系统共采兼容性:煤系“三气”及深部煤层气开采中的共性地质问题[J].煤炭学报，2016，41(1):14-23.
QIN Yong，SHEN Jian，SHEN Yulin.Joint mining compatibility of superposed gas-bearing systems: a general geological problem for extraction of three natural gases and deep CBM in coal series [J].Journal of China Coal Society，2016，41(1): 14-23.
[2] 王 佟,王庆伟,傅雪海.煤系非常规天然气的系统研究及其意义[J].煤田地质与勘探,2014,42(1):24-27.
WANG Tong，WANG Qingwei，FU Xuehai.The significance and the systematic research of the unconventional gas in coal measures [J].Coal Geology & Exploration,2014，42(1): 24-27.
[3] 秦 勇,傅雪海,韦重韬,等.煤层气成藏动力条件及其控藏效应[M].北京：科学出版社,2012:1-317.
QIN Yong，FU Xuehai，WEI Chongtao，et al.Dynamic conditions of coalbed methane accumulation and reservoir control effect [M].Beijing: Science Press，2012: 1-317.
[4] 王庭斌,张亚雄,董 立,等.含煤盆地转化为含煤-含气(油)盆地的构造地质环境[J].地球科学，2016，41(2): 265-278.
WANG Tingbin，ZHANG Yaxiong，DONG Li，et al.Geotectonic setting of coal-bearing basins being transformed into coal- and gas-(oil-) bearing basins.Earth Science，2016，41(2): 265-278.
[5] 宋 岩,姜 林,马行陟.非常规油气藏的形成及其分布特征[J].古地理学报,2013,15(5):605-614.
SONG Yan，JIANG Lin，MA Xingzhi.Formation and distribution characteristics of unconventional oil and gas reservoirs [J].Journal of Palaeogeography，2013，15(5): 605-614.
[6] 李建忠,郑 民,陈晓明,等.非常规油气内涵辨析、源-储组合类型及中国非常规油气发展潜力[J].石油学报,2015,36(5):521-532.
LI Jianzhong，ZHEN Min，CHEN Xiaoming，et al.Connotation analyses，source-reservoir assemblage types and development potential of unconventional hydrocarbon in China [J].Acta Petrolei Sinica，2015，36(5): 521-532.
[7] 梁宏斌,林玉祥,钱 铮,等.沁水盆地南部煤系地层吸附气与游离气共生成藏研究[J].中国石油勘探,2011(2):72-78.
LIANG Hongbin，LIN Yuxiang，QIAN Zheng，et al.Study on coexistence of absorbed gas and free gas in coal strata south of Qinshui Basin [J].China Petroleum Exploration，2011(2): 72-78.
[8] 曹代勇,刘 亢,刘金城,等.鄂尔多斯盆地西缘煤系非常规气共生组合特征[J].煤炭学报,2016,41(2):277-285.
CAO Daiyong，LIU Kang，LIU Jincheng，et al.Combination characteristics of unconventional gas in coal measure in the west margin of Ordos Basin[J].Journal of China Coal Society，2016，41(2): 277-285.
[9] 康永尚,孙良忠,张 兵,等.中国煤储层渗透率分级方案探讨[J].煤炭学报,2017,42(S1):186-194.
KANG Yongshang，SUN Liangzhong，ZHANG Bing，et al.Discussion on classification of coalbed reservoir permeability in China [J].Journal of China Coal Society，2017，42(S1): 186-194.
[10] 邹才能，杨 智，黄士鹏，等.煤系天然气的资源类型、形成分布与发展前景[J].石油勘探与开发，2019，46(3): 433-442.
ZOU Caineng，YANG Zhi，HUANG Shipeng，et al.Resource types，formation，distribution and prospects of coal-measure gas [J].Petroleum Exploration and Development，2019，46(3): 433-442.
[11] 林玉祥,舒 永,赵承锦,等.沁水盆地含煤地层天然气统筹勘探方法及有利区预测[J].天然气地球科学,2017,28(5):744-754.
LIN Yuxiang，SHU Yong，ZHAO Chenjin，et al.The overall exploration method and favorable area predition of natural gas in the coal-bearing strata，Qinshui Basin，China [J].Natural Gas Geoscience，2017，28(5):744-754.
[12] 程克明,熊 英,马立元，等.华北地台早二叠世太原组和山西组煤沉积模式与生烃关系研究[J].石油勘探与开发,2005,32(4):142-146.
CHENG Keming，XIONG Ying，MA Liyuan，et al.Relationship between coal depositional modes and hydrocarbon generation of the Early Permian Taiyuan and Shanxi Formation in Huabei Platform [J].Petroleum Exploration and Development，2005，32(4): 142-146.
[13] 李增学,余继峰,郭建斌,等.陆表海盆地海侵事件成煤作用机制分析[J].沉积学报,2003,21(2):288-296.
LI Zengxue，YU Jifeng，GUO Jianbin，et al.Analysis on coal formation under transgression events and its mechanism in epicontinental sea basin [J].Acta Sedimentologica Sinica，2003，21(2): 288-296.
[14] 吕大炜,李增学,王东东,等.华北晚古生代陆表海盆地海侵事件微观沉积特征及成煤探讨[J].沉积学报,2015,33(4):633-640.
LYU Dawei，LI Zengxue，WANG Dongdong，et al.Discussion on micro-characteristics of transgressive event deposition and its coal-forming mechanism in the Late Paleozoic epicontinental sea basin of North China [J].Acta Sedimentologica Sinica，2015，33(4): 633-640.
[15] 李宝芳,温显端,李贵东.华北石炭、二叠系高分辨层序地层分析[J].地学前缘,1999,6(S):81-94.
LI Baofang，WEN Xianduan，LI Guidong.High resolution sequence stratigraphy analysis on the Permo-Carboniferous in North China Platform [J].Earth Science Frontiers，1999，6(S): 81-94.
[16] 邵龙义,董大啸,李明培，等.华北石炭-二叠纪层序-古地理及聚煤规律[J].煤炭学报,2014,39(8):1725-1734.
SHAO Longyi，DONG Daxiao，LI Mingpei，et al.Sequence-paleogeography and coal accumulation of the Carbonifeous-Permian in the North China Basin[J].Journal of China Coal Society，2014，39(8): 1725-1734.
[17] 李峻峰.阳泉矿区煤系中煤成气的圈闭形式[J].煤田地质与勘探,1983(4):7-13.
LI Junfeng.Trap type of coal-formed gas in Yangquan coal mining area [J].Coal Geology & Exploration,1983(4):7-13.
[18] 张劲松.间接确定石灰岩体的瓦斯含量及其在工作面瓦斯涌出量预测中的应用[J].煤矿安全,2012,43(12):72-78.
ZHANG Jinsong.Indirect determination of limestone body gas content and its application in the forcast of gas emission in working face[J].Safty in Coal Mines,2012，43(12): 72-78.
[19] 黄 晖,蒋法文,韩必武,等.淮南矿区A组煤层底板灰岩钻孔瓦斯喷孔综合探查分析[J].煤炭学报,2013,38(11):1988-1992.
HUANG Hui，JIANG Fawen，HAN Biwu，et al.Comprehensive detection analysis on the reason of abnormal gas blow-out from the drilling hole through the floor limestone of A group coal seam in Huainan mining area [J].Journal of China Coal Society，2013,38(11):1988-1992.
[20] 林永洲.山西聂家庄煤成气藏的地质意义及形成的基本地质条件[J].天然气工业,1984,4(4):16-20.
LIN Yongzhou.Geological significance of coal-formed gas re-servoir of Niejiazhuang in Shanxi Province [J].Natural Gas Industry,1984，4(4): 16-20.
[21] 张宝鑫,王瑞瑞,傅雪海.霍西煤田太原组煤系灰岩孔隙分形特征对比研究[J].煤炭科学技术,2018,46(12):203-208.
ZHANG Baoxin，WANG Ruirui，FU Xuehai.Comparison study on pore fractal features of coal measures limestone in Taiyuan Formation of Huoxi Coalfield [J].Coal Science and Technology，2018，46(12): 203-208.
[22] 傅雪海,陈振胜,宋 儒，等.煤系灰岩气的发现及意义[J].中国煤炭地质,2018,30(6):59-63.
FU Xuehai，CHEN Zhensheng，SONG Ru，et al.Discovery of Coal Measures Limestone Gas and Its Significance [J].Coal Geology of China，2018，30(6): 59-63.
[23] 袁军伟.灰岩裂隙发育区瓦斯异常涌出原因及防治技术研究[J].中国煤炭,2014,40(1):98-101.
YUAN Junwei.Research on reasons for gas abnormal emission in limestone fracture development area [J].China Coal,2014，40(1): 98-101.
[24] 曹召奇.灰岩裂隙发育区瓦斯异常涌出原因分析[J].煤炭科学技术,2014,42(7):53-56.
CAO Zhaoqi.Study on causes of gas abnormal Emission from Limestone cracking development zone [J].Coal Science and Technology，2014，42(7): 53-56.
[25] 陈振胜,傅雪海,王瑞瑞.义棠矿煤系灰岩水文地质特征及其与瓦斯富集的关系[J].煤炭技术,2018,37(10):139-142.
CHEN Zhensheng，FU Xuehai，WANG Ruirui.Hydrogeological characteristics of coal limestone in Yitang Coal Mine and Its relationship with gas enrichment [J].Coal Technology，2018，37(10): 139-142.
[26] YANG Debin，YANG Haotian，SHI Jiangpeng，et al.Sedimentary response to the paleogeographic and tectonic evolution of the southern north China craton during the late paleozoic and mesozoic [J].Gondwana Research，2017，49: 278-295.
[27] 武法东,陈钟惠,张年茂.南华北地区石炭二叠纪烃源岩的沉积类型与有机质特征[J].地球科学,1992，17(6): 689-698.
WU Fadong，CHEN Zhonghui，ZHANG Nianmao.Sedimentary types and organic characteristics of hydrocarbon source rocks of Carboniferous-Permian，south part of Huabei [J].Earth Science,1992，17(6): 689-698.
[28] 杨 才,贺志强,郭仁旺,等.鄂尔多斯盆地北缘石炭系太原组泥页岩生烃能力分析[J].中国煤炭地质,2017,29(7):14-17.
YANG Cai，HE Zhiqiang，GUO Renwang，et al.Carboniferous Taiyuan Formation paralic facies organic-rich argillutite hydrocarbon generation capacity analysis in northern Ordos Basin [J].Coal Geology of China,2017，29(7): 14-17.
[29] LIU Shufeng，SU San，ZHANG Guowei.Early Mesozoic basin development in North China: Indications of cratonic deformation [J].Journal of Asian Earth Sciences，2013，62: 221-236.
[30] HE Lijuan.Thermal regime of the North China Craton: Implications for craton destruction [J].Earth-Science Reviews，2015，140: 14-26.
[31] 王 莹.沁水盆地中-新生代构造变形及构造应力场特征[D].南京:南京大学,2013:1-116.
WANG Ying.Mesozoic-Cenozoic structural deformation and tectonic stress field characteristics in the Qinshui Basin [D].Nanjing: Nanjing University，2013: 1-116.
[32] 郑和荣,胡宗全.渤海湾盆地及鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏条件分析[J].石油学报,2006,27(3):1-5.
ZHENG Herong，HU Zongquan.Gas pool forming conditions for Bohai Bay Basin and Ordos Basin in the Upper Paleozoic[J].Acta Petrolei Sinica，2006，27(3): 1-5.
[33] 黄士鹏,龚德瑜,于 聪,等.石炭系-二叠系煤成气地球化学特征：以鄂尔多斯盆地和渤海湾盆地为例[J].天然气地球科学,2014,25(1):98-108.
HUANG Shipeng，GONG Deyu，YU Cong，et al.Geochemical characteristics of the gases sourced from the Carboniferous-Permian coal measures: a case study of Ordos and Bohai bay basins，China [J].Natural Gas Geoscience，2014，25(1): 98-108.
[34] 何自新,费安琦,王同和,等.鄂尔多斯盆地演化与油气[M].北京:石油工业出版社,2003:155-173.
HE Zixin，FEI Anqi，WANG Tonghe，et al.Evolution of Ordos basin and petroleum [M].Beijing: Petroleum Industry Press，2003:155-173.
[35] 杨 华,席胜利,魏新善,等.鄂尔多斯盆地大面积致密砂岩气成藏理论[M].北京:科学出版社,2016:1-378.
YANG Hua，XI Shengli，WEI Xinshan，et al.Theory of accumulation of large-area tight sandstone gas in Ordos Basin [M].Beijing: Science Press，2016:1-378.
[36] 尹 帅,丁文龙,胡秋嘉,等.沁水盆地石炭-二叠煤系地层烃源岩特征及生烃有利区评价[J].成都理工大学学报(自然科学版),2016，43(2):163-176.
YIN Shuai，DING Wenlong，HU Qiujia，et al.Hydrocarbon source rock characteristics and favorable hydrocarbon-generating area evaluation of Carboniferous-Permian coal measures strata in Qinshui basin，Shanxi，China [J].Journal of Chengdu University of Technology (Science & Technology Edition)，2016，43(2):163-176.
[37] SHI Wei，CEN Min，CHEN Long，et al.Evolution of the late Cenozoic tectonic stress regime in the Shanxi Rift，central North China Plate inferred from new fault kinematic analysis [J].Journal of Asian Earth Sciences，2016，114: 54-72.
[38] 于腾飞.煤系地层游离气成藏机制与模式研究：以沁水盆地为例[D].青岛:山东科技大学,2011:1-80.
YU Tengfei.Study of coal measure strata free gas accumulation mechanism and accumulation model: a case study in Qinshui Basin [D].Qingdao:Shandong University of Science and Technology，2011: 1-80.
[39] 秦 勇,刘焕杰,桑树勋,等.山西南部上古生界煤层含气性研究I 推定区煤层含气性评价[J].煤田地质与勘探,1997,25(4):25-30.
QIN Yong，LIU Huanjie，SANG Shuxun，et al.The studies on gas-bearing characteristics of the upper Paleozoic coal seams in the southern Shanxi,China I.Gas-bearing seams in the indicated areas[J].Coal Geology & Exploration，1997，25(4): 25-30.
[40] 秦 峰,张金功,吴汉宁,等.华北地台石炭-二叠系煤成(层)气成藏地质单元划分[J].天然气工业,2009,29(3):117-120.
QIN Feng，ZHANG Jingong，WU Hanning，et al.Division of geological unit of coal-derived(coalbed) methane accumulation in Carboniferous-Permian Huabei platform [J].Natural Gas Industry，2009，29(3): 117-120.
[41] 朱炎铭,崔新瑞,王 猛,等.冀南地区巨1井石炭-二叠系生烃评价[J].天然气工业,2006,26(11):21-23.
ZHU Yanming，CUI Xinrui，WANG Meng，et al.Evaluation of hydrocarbon generation of Permo-Carboniferous source rocks in well Ju-1 in Ji’nan area[J].Natural Gas Industry，2006，26(11):21-23.
[42] 戴金星,戚厚发,王少昌,等.我国煤系的气油地球化学特征、煤成气藏形成条件及资源评价[J].北京:石油工业出版社,2001：101-109.
DAI Jinxing，QI Houfa，WANG Shaochang，et al.Geological features of hydrocarbon fromcoalmeasure，formation and resource evaluation of coal-formed gas reservoir in China [M].Beijing: Petroleum Industry Press，2001: 101-109.
[43] 曹高社,刘慧慧,邢 舟,等.南华北盆地太原组碳酸盐岩烃源岩地球化学特征[J].河南理工大学学报(自然科学版),2017,36(2): 41-47.
CAO Gaoshe，LIU Huihui，XING Zhou，et al.Geochemical characteristics of carbonate source rocks of Taiyuan Formation in Southern North China Basin [J].Journal of Henan Polytechnic University(Natural Science)，2017，36(2): 41-47.
[44] 何明喜,王 敏,邱荣华，等.南华北多期复合叠合盆地与油气[M].北京:地质出版社,2012:1-324.
HE Mingxi，WANG Ming，QIU Ronghua，et al.Multi-stage superimposed basins in southern North China and petroleum [M].Beijing: Geological Publishing House，2012:1-324.
[45] 李贵红,张 泓.鄂尔多斯盆地东缘煤层气成因机制[J].中国科学:地球科学,2013,43:1359-1364.
LI Guihong，ZHANG Hong.The origin mechanism of coalbed methane in the eastern edge of Ordos Basin [J].Science China: Earth Sciences，2013，43:1359-1364.
[46] 宁正伟,陈 霞.华北石炭、二叠系煤化变质程度与煤层气储集性的关系[J].石油与天然气地质,1996,17(2):156-160.
NING Zhenwei，CHEN Xia.Relations between metamorphism and coal-bed gas reservoiring of Carbonic-Permian in North China [J].Oil & Gas Geology，1996,17(2): 156-160.
[47] 魏新善,王飞雁,王怀厂,等.鄂尔多斯盆地东部二叠系太原组灰岩储层特征[J].天然气工业,2005,25(4):16-18.
WEI Xinshan，WANG Feiyan，WANG Huaichang，et al.Characteristics of Taiyuan Formation limestone reservoir of Permian in East Ordos Basin [J].Natural Gas Industry,2005，25(4): 16-18.
[48] 郝 明，傅雪海，王瑞瑞.霍西煤田义棠矿太原组灰岩储层宏观孔隙度研究[J].煤矿安全,49(5): 210-213.
HAO Ming，FU Xuehai，WANG Ruirui.Study on macroscopic porosity of Taiyuan Formation limestone reservoir of Yitang coal mine in Huoxi Coalfield[J].Safety in Coal Mines，49(5):210-213.
[49] 卜昌森,张希诚,尹万才,等.“华北型”煤田岩溶水害及防治现状[J].地质论评,2001,47(4):405-410.
BU Changsen，ZHANG Xicheng，YIN Wancai，et al.Inundation in the North-China type coalfields and the status quo of its protection[J].Geological Review，2001，47(4):405-410.
[50] 陈江峰,晏 磊,李丰军.平煤西部矿区灰岩水赋存特征及涌水量预测[J].河南理工大学学报(自然科学版),2012,31(1):61-65.
CHEN Jiangfeng，YAN Lei，LI Fengjun.The occurrence characteristics of limestone water and forecasting of water inflow in western Pingdingshan mining area [J].Journal of Henan Polytechnic University (Natural Science)，2012，31(1): 61-65.
[51] 程东全,任金武.豫西偃龙矿区巷道滞后突水机理及防治方法[J].中国煤炭地质,2012,24(6):37-40.
CHENG Dongquan，REN Jinwu.Roadway delayed water bursting mechanism and control method in Yanlong Mining Area，Western Henan [J].Coal Geology of China，2012，24(6): 37-40.
[52] 何宝林,吴圣林,薛晓星，等.沁水盆地长平煤矿煤层底板岩溶裂隙形成条件及发育规律[J].中国煤炭地质,2016,28(4):49-70.
HE Baolin，WU Shenglin，XUE Xiaoxing，et al.Coal floor karst fissure formation condition and development pattern in Changping coalmine，Qinshui basin [J].Coal Geology of China，2016，28(4): 49-70.
[53] 傅先杰.淮南煤田太原组灰岩岩溶地下水化学场特征[J].安徽理工大学学报(自然科学版),2015,35(2):72-77.
FU Xianjie.The analysis of chemical field characteristic of Taiyuan Formation limestone karst groundwater in Huainan Coalfield [J].Journal of Henan Polytechnic University (Natural Science)，2015，35(2): 72-77.
[54] 付金华.鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏条件及富集规律[D].西安:西北大学，2004:1-125.
FU Jinghua.The gas reservoir-forming conditions and accumulation rules of Upper Paleozoic in Ordos Basin [D].Xi’an: Northwest University，2004: 1-125.
[55] 李 斌.鄂尔多斯盆地西缘前陆盆地构造特征和油气成藏研究[D].广州:中国科学院研究生院,2006:1-89.
LI Bing.The research on characteristics and reservoir of foreland basin of western margin of Ordos basin [D].Guangzhou: Graduate School of the Chineses Academy of Sciences，2006: 1-89.
[56] 王友启,汤达祯.潜山圈闭成藏特征及地质风险评价：以渤海湾盆地济阳坳陷为例[J].石油实验地质,2006,28(2):147-151.
WANG Youqi，TANG Dazhen.Reservoir forming characteristics and geologic risk evaluation of the buried hill traps in the Jiyang depression of the Bohaiwan Basin[J].Petroleum Geology & Experiment，2006，28(2): 147-151.
[57] 陈 洁，张学才.渤海湾盆地构造圈闭类型与勘探方向：以济阳坳陷为例[J].地球物理学进展,2006,21(3):872-878.
CHEN Jie，ZHANG Xuecai.Exploring orientation and type of structure trap in Bohai bay basin: an example of Jiyang depression[J].Progress in Geophysics，2006，21(3): 872-878.
[58] 解东宁.南华北盆地晚古生代以来构造沉积演化与天然气形成条件研究[D].西安:西北大学,2007:1-156.
XIE Dongning.Tectono-Sedimentary evolution since the Late Paleozoic and natural gas formation in the Southern North-China Basin [D].Xi’an: Northwest University，2007: 1-156.
[59] HAO Shisheng，GAO Yaobin，HUANG Zhilong，et al.Characteristics of dynamic equilibrium for natural gas migration and accumulation of the gas field in the center of the Ordos Basin[J].Science in China (Series D)，1997，40(1): 11-15.
[60] 郝 芳,邹华耀,龚再升，等.新(晚期)构造运动的物质能量效应与油气成藏[J].地质学报,2006,80(3):424-431.
HAO Fang，ZOU Huayao，GONG Zaisheng，et al.The material and energy effects of Neotectonics/ late-stage tectonics and petroleum accumulation [J].Acta Geologica Sinica，2006，80(3): 424-431.
[61] 贾承造，李本亮，雷永良，等.环青藏高原盆山体系构造与中国中西部天然气大气区[J].中国科学: 地球科学，2013，43(10): 1621-1631.
JIA Chengzao，LI Benliang，LEI Yongliang，et al.The structure of the Circum-Tibetan Plateau Basin-Range System and the large gas provinces[J].Science China: Earth Sciences，2013，43(10): 1621-1631.