新疆准东煤田富惰巨厚煤层成煤古气候特征及古野火事件响应

摘要

煤中惰质组是植物不完全燃烧产物这一论述被越来越多的学者所接受,该论述对古野火指示意义更为突出。新疆准东煤田中侏罗统西山窑组煤层具巨厚层、富惰质组分、发育木炭等典型特征。高反射率丝质体的存在是否与古野火有关?野火产物中是否存在明显的识别标志?针对这些科学问题,对准噶尔盆地东部煤田五彩湾矿区西山窑组煤层中采集的22个样品进行惰质组和多环芳烃测试。实验结果显示,西山窑组煤层中惰质组含量31.14%~82.64%,平均55.78%,惰质组平均反射率1.08%~1.54%,惰质组含量高是该煤层的主要特征。多环芳烃实验结果显示,不同层位间ΣPAHs变化范围较大,为3881×10^(-9)~6525×10^(-9),均值4433×10^(-9),同层位不同种类多环芳烃含量相差极大。综合对比惰质组含量、惰质组反射率和PAHs含量特征,推测新疆东部富惰巨厚煤层在沉积时至少经历3次野火频发期,野火类型均为中低温地面火。通过建立野火与巨厚煤层在垂向上所记录其他指标(镜惰比、干燥森林沼泽相占比、中生植物占比和热带-亚热带气候占比)的关联性,得出野火频率与环境干湿程度关联性较大的结论。通过煤中惰质组含量对中侏罗统西山窑组沉积期大气含氧量的重建,表明当时大气氧含量高达28.1%。