Evolución térmica del carbón

Con base en los resultados de la investigación de la historia geotérmica antigua (especialmente la medición de la temperatura de inclusión), se utilizó el método EASY%Ro para simular numéricamente la historia de la evolución térmica del carbón del Paleozoico tardío en seis áreas del área de estudio. Para probar la confiabilidad de los resultados de la simulación, se utilizaron el método TTI y el método LOM para simular la historia de la evolución térmica del carbón en estas áreas. Los resultados de la simulación numérica de los tres métodos se muestran en la Tabla 5-3. Los resultados muestran que los resultados de la simulación del método EASY%Ro son los más cercanos al valor medido de la reflectancia máxima de vitrinita y reflejan verdaderamente el proceso de carbonificación. Los resultados de la simulación del método LOM también son relativamente ideales, pero el método TTI tiene grandes errores debido a sus propios problemas y necesita mejoras adicionales. A continuación, se discutirá el proceso de evolución térmica del carbón en esta área con base en los resultados de simulación del método EASY%Ro y el método LOM.

Figura 5-2 Diagrama de simulación numérica de la madurez de la materia orgánica (basado en Bostick, 1979)

Al final del Triásico, el área de estudio se encontraba principalmente en el contexto de la normalidad. antiguo campo geotérmico y profundo metamorfismo (coalificación). A finales del Paleozoico, la evolución térmica del carbón estaba controlada principalmente por la profundidad de enterramiento de la veta de carbón o el espesor del sistema Pérmico-Triásico, y el rango de carbón alcanzado dependía principalmente de la profundidad de enterramiento de la veta de carbón. El área de Yangcheng-Yicheng tiene la mayor profundidad de enterramiento de vetas de carbón y el mayor grado de carbonificación, con una reflectancia de vitrinita de aproximadamente el 1,0%. Las vetas de carbón en Fenxi, Anze, Qinyuan-Qinxian y otras áreas son poco profundas, el grado de carbonificación es bajo y la reflectancia de vitrinita alcanza el 0,65% ~ 0,7% (Tabla 5-3).

Tabla 5-3 Resultados de simulación numérica histórica de la evolución térmica del carbón del Paleozoico tardío (reflectancia de vitrita) en el sur de Shanxi

Magma tectónico desde el Jurásico tardío hasta el Cretácico temprano, el período Yanshan medio - Los eventos térmicos superpusieron un fuerte flujo de calor adicional al fondo de flujo de calor geotérmico normal, lo que llevó a la formación de un antiguo campo geotérmico de temperatura anormalmente alta en esta área y al metamorfismo térmico regional del carbón del Paleozoico tardío. Debido a las diferencias en la profundidad de entierro de las vetas de carbón causadas por la heterogeneidad del antiguo campo geotérmico anormal y la diferenciación tectónica, el grado de carbonificación en diferentes áreas se ha diferenciado significativamente, formando en última instancia el patrón de distribución moderno de las filas de carbón (Figura 2- 15). Las vetas de carbón en el área de Yangcheng-Jincheng están profundamente enterradas, tienen un fuerte flujo geotérmico, altas temperaturas de calentamiento y un grado relativamente alto de carbonificación. La reflectividad de la vitrinita alcanza aproximadamente el 4,0%. Las vetas de carbón en las áreas de Huozhou y Fenxi son poco profundas y el gradiente geotérmico antiguo es pequeño. Por lo tanto, el rango de carbón alcanzado es bajo y la reflectancia de vitrinita es solo de aproximadamente 1,5% (Tabla 5-3).

Desde el Cretácico superior, la corteza en esta zona se ha ido elevando continuamente, los estratos se han ido despojando continuamente, la influencia de fuentes de calor profundas anormales se ha debilitado significativamente, se ha restaurado el antiguo campo geotérmico normal, y la temperatura de calentamiento de las vetas de carbón disminuyó rápidamente, lo que provocó que en el Paleozoico tardío cese la evolución térmica del carbón. Aunque toda la región aceptó generalmente la sedimentación a finales del Cenozoico, y algunas áreas eran más espesas y la temperatura de calentamiento de las vetas de carbón aumentó, la temperatura de calentamiento de las vetas de carbón bajo el campo paleogeotérmico normal todavía era significativamente más baja que la de mediados del período Yanshan, y la carbonificación no se desarrolló más.

En resumen, la historia de la evolución térmica del carbón del Paleozoico tardío en esta área corresponde a su historia de calentamiento y también ha pasado por cuatro etapas de desarrollo (Figura 5-3).

Figura 5-3 Curva histórica de evolución térmica del carbón del Paleozoico tardío en el sur de Shanxi

En la primera etapa, desde finales del Carbonífero hasta finales del Triásico, el grado de coalificación aumentó lentamente, y toda la región alcanzó en general En cuanto a la calidad del carbón bituminoso de baja carbonificación, la región sureste ha entrado en la etapa de carbón bituminoso de mediana carbonificación. La evolución térmica del carbón progresó lentamente en el Pérmico, alcanzando sólo la etapa de carbón de bajo rango, y se aceleró en el Triásico, lo que está estrechamente relacionado con el aumento significativo de la profundidad de enterramiento de las vetas de carbón en el período Indosiniano.

En la segunda etapa, Jurásico Temprano a Medio, debido al poco cambio en la profundidad de las vetas de carbón y a la reducción de la temperatura de calentamiento, la carbonificación no avanzó o avanzó ligeramente, pero no logró cambiar. el carbón se formó en la primera etapa del patrón de distribución de pedidos.

En la tercera etapa, desde el Jurásico tardío hasta el Cretácico temprano, bajo la influencia del antiguo campo geotérmico anormal, la carbonificación se desarrolló significativamente y el rango del carbón aumentó rápidamente, alcanzando la etapa de antracita de rango bajo en las zonas este y sur las más altas han entrado en la etapa de antracita intermedia (súper antracita), formando el patrón de distribución moderno de las filas de carbón en esta zona.

La cuarta etapa, desde el Cretácico Superior hasta el Cuaternario, la temperatura de calentamiento de la veta de carbón disminuyó y se detuvo la carbonificación.