概述

八十年代初，原焦作矿业学院承担的煤炭部重大攻关项目《全国煤矿瓦斯地质编图》，编制出全国25省（区）、矿区、矿井三级瓦斯地质图。1990年，张祖银、张子敏[1]共同负责编制、出版了《1：200万中国煤层瓦斯地质图》。系统地展示了瓦斯地质研究成果，推动了瓦斯地质学科的建设与发展，既具提高控制瓦斯事故各项工作的前瞻性和计划性，又指导现场安全技术措施，是重要的安全基础，奠定了瓦斯地质学科的理论体系[2]。

本文应用板块构造理论和区域地质演化理论[3-6]，结合中国煤田地质的研究成果，系统地研究了中国煤层瓦斯的生成条件、保存条件和分布规律，提出了瓦斯分区，分带。

1各大地区煤层瓦斯区、带分布

中国煤层瓦斯形成和分布受着区域构造的控制[7]。1:200万中国煤层瓦斯地质图依据矿区或煤田煤层瓦斯形成的地质背景、煤层瓦斯的生成条件和保存条件、煤层瓦斯含量和矿井瓦斯涌出量的大小、煤与瓦斯突出发生的情况，按照中国的华北地区、华南地区、东北地区、西北地区划分为20个大区和88个带。20个大区中，高瓦斯区8个，低瓦斯区12个；88个瓦斯带中，高瓦斯带36个，低瓦斯带52个。在大区中分布着若干个有煤与瓦斯突出的矿区和矿井，全国具有煤与瓦斯突出的矿区79个，有煤与瓦斯突出矿井274对，（图1）。

(1)华北地区：有7个大区，其中高瓦斯区3个、低瓦斯区4个；有27个带，其中高瓦斯带11个、低瓦斯带16个。其中有煤与瓦斯突出的矿区23个，占全国总数的29%；有煤与瓦斯突出矿井67对，占全国总数的24.1%。

(2)华南地区：有7个大区，其中高瓦斯区4个、低瓦斯区3个；有35个带，其中高瓦斯带16个、低瓦斯带19个。其中有煤与瓦斯突出的矿区46个，占全国总数的58.2%；有煤与瓦斯突出矿井181对，占全国总数的66.3%。

(3)东北地区：有2个大区，其中高瓦斯区1个、低瓦斯区1个；有13个带，其中高瓦斯带6个、低瓦斯带7个。其中有煤与瓦斯突出的矿区7个，占全国总数的8.9%；有煤与瓦斯突出矿井21对，占全国总数的7.6%。

(4)西北地区：有4个大区，全为低瓦斯区；有13个带，其中高瓦斯带3个、低瓦斯带10个。其中有煤与瓦斯突出的矿区3个，占全国总数的3.8%；有煤与瓦斯突出矿井5对，占全国总数的2%。

2各大地区煤层瓦斯形成和分布的地质背景

(1)华北地区，在大地构造上属华北板块。沉积了中国最丰富的石炭－二叠纪煤层，煤炭资源量18778亿t，煤种主要为中高变质烟煤和无烟煤，煤层瓦斯生成条件好。印支运动和燕山运动时期，由于库拉－太平洋板块向华北板块俯冲，华北板块不断隆起，使得大部分石炭－二叠纪煤层上覆缺失晚三叠世、侏罗纪、白垩纪地层，影响了煤层瓦斯的保存条件。

(2)华南地区，在大地构造上属华南板块。主要为石炭－二叠纪含煤地层和晚三叠世含煤地层，石炭－二叠纪含煤地层煤炭资源量3249亿t，相当于华北地区的1/6；晚三叠世含煤地层煤炭资源量不足百亿t，煤种主要为无烟煤和高变质烟煤。石炭－二叠纪含煤地层形成后，长期拗陷，连续沉积了三叠纪、侏罗纪和部分白垩纪的地层，煤层瓦斯保存条件极为优越。整个华南板块北面受塔里木－华北板块挤压，西面受特提斯构造域侧挤，南面受印支板块的推挤，东面受太平洋菲律宾板块的多次俯冲作用，从印支期、经燕山期至喜马拉雅期，连续的挤压变形，多期造山、多期岩浆活动。这就使得华南地区是我国煤与瓦斯突出最为严重的地区。

(3)东北地区，大地构造归属于天山－兴安活动带，三叠纪以前几乎没有形成有价值的煤炭。印支运动以后，东北地区进入滨太平洋构造域发展阶段，燕山运动晚期至喜马拉雅运动早期，滨太平洋沟、弧、盆开始形成，挤压作用逐步被拉张所取代，在大兴安岭－太行山链以东，郯庐断裂带以西形成了众多的大小不等的地堑、半地堑式裂陷盆地，此时气候条件适宜，在裂陷盆地中广泛沉积了我国东北地区最重要的晚侏罗－早白垩世含煤地层，煤炭资源量2564亿t。在黑、吉、辽地区的东部受岩浆侵入，火山作用影响强烈，煤层以中、高度变质烟煤为主；煤系地层中火山碎屑岩发育，所以瓦斯生成、保存条件较好，以高瓦斯、突出矿井居多。在大兴安岭隆起带上，煤层距地表浅，盖层薄，多为低变质烟煤，煤层瓦斯生成、保存条件较差，主要为低瓦斯矿井。

(4)西北地区，东界贺兰山、六盘山，南界昆仑山、秦岭，西界和北界国境线。大地构造归属于天山－兴安活动带、昆仑－秦岭活动带和塔里木陆块。主要含有早、中侏罗世含煤地层，煤炭资源量30000亿t，占全国煤炭资源量的48.39%，主要为低变质烟煤，煤层瓦斯生成条件较差。中、新生代以来，由于受西伯利亚板块由北向南推挤和印度板块由南向北对挤，含煤盆地大范围的隆起，使得煤层埋藏比较浅，因此瓦斯保存条件比较差。

3中国不同地质时代的煤层瓦斯区域分布特征

3．1石炭－二叠纪煤层瓦斯区域分布特征

在我国煤炭资源中，石炭—二叠纪煤炭总量为22000亿t，占全国总量的35.48%,而煤层瓦斯资源量为17.037426万亿m3，占全国瓦斯资源总量的52.13%。中国煤层气的开发利用，一类有利选区有9个，属于石炭—二叠纪煤田的有7个，分别是河东、淮南、淮北、西山、韩城、晋城、屯留;二类有利选区9个.属于石炭—二叠纪煤田的有7个.分别是六盘水、阳泉、焦作、平顶山、鹤壁、开滦、松藻;三类有利选区有6个，属于石炭—二叠纪煤田的有2个，分别是南桐、中梁山。

石炭—二叠纪含煤地层的聚煤作用主要发生在华北陆块和华南板块，称为华北聚煤盆地、华南聚煤盆地。煤炭资源量分别是18778亿t和3249亿t，前者占总量的85.30%，后者占14.70%。我国煤矿共有高瓦斯矿井825对(国有统配矿和国有地方矿)，属于石炭—二叠纪煤层的有537对，占总数的65.1%。其中华北聚煤盆地有131对，占华北高瓦斯矿井总数173对的75.7%;华南聚煤盆地有406对，占华南高瓦斯矿井总数516对的78.68%。全国煤矿有煤与瓦斯突出矿井274对，属于石炭—二叠纪煤层的有207对，占总数的75.55%。其中属于华北的有53对，占华北突出矿井总数67对的79.1%;属于华南的有154对，占华南突出矿井总数181对的85.1%。我国是世界上发生煤与瓦斯突出次数最多的国家，已突出11500余次，石炭—二叠纪煤层突出8000余次，占突出总次数70%左右。其中华北突出2000余次，占25%左右;华南突出6000余次，占75%左右。其余大地构造单元的石炭—二叠纪煤层赋存条件差，全为低瓦斯矿井。

在高瓦斯带中属于石炭—二叠纪煤层的有19个，占总数的51.4%.19个高瓦斯带中属于华北聚煤盆地的有8个:通化—红阳、太行山东麓、阳泉—晋城、桌子山—贺兰山、宜洛—荣巩、临汝—平顶山—郑州、临涣—宿县、淮南—潘谢;属于华南的有11个:郴资—连曲、涟邵—兴贺、苏南—皖南—浙北、鄂东南—赣北、赣南—翁源、红茂—罗城—柳州、华莹山—永荣、芙蓉—绮连、川南—黔北—滇东、六枝—盘县—水城、威宁—宜威—圭山。前述高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井主要分布在高瓦斯带上。

3．2晚三叠世煤层瓦斯区域分布特征

晚三叠世含煤地层主要分布在华南板块川、滇、赣、湘、粤等省，其次分布在鄂尔多斯盆地的东北部以及西藏昌都、羌塘和塔里木盆地的北缘，煤炭资源总量为100亿t，以四川盆地的须家河组、赣中萍乡—乐平煤田的安源组煤层瓦斯生成和保存条件比较好。晚三叠世以中、高变质烟煤为主，煤层形成条件虽远不如石炭—二叠纪含煤地层，但多为高瓦斯带和高瓦斯矿井分布。全国共有6个高瓦斯带，全部分布在华南板块上，分别是龙门山、华莹山—永荣、雅荣—乐威、荆当—株归、萍乡—乐平—茶酸、广花—高要—阳春6个高瓦斯带(图1)。有高瓦斯矿井106对，占全国总数的12.8%;有煤与瓦斯突出矿井27对，占全国总数的9.85%;发生煤与瓦斯突出572次，占全国突出总次数的5.47%。

3．3早、中侏罗世煤层瓦斯区域分布特征

早、中侏罗世含煤地层主要分布于西北地区的吐鲁番—哈密盆地、塔里木盆地北缘、准噶尔盆地和华北的鄂尔多斯盆地，其次分布于华北陆块的大同、京西、辽西的北票等煤田。分布面积仅次于石炭—二叠纪含煤地层，煤炭资源总量共为30000亿t，占全国煤炭资源总量的48.39%，居诸含煤地层资源量之首。煤化程度:在华北陆块北缘的包头、下花园、北票等煤田主要为中、高变质烟煤，京西煤田为高阶无烟煤，大同、鄂尔多斯盆地和西北新疆等地区以低变质烟煤为主。

早、中侏罗世含煤地层多为低瓦斯带、低瓦斯矿井分布。全国仅有6个高瓦斯带，其中大青山—乌拉山、宣化—兴隆—承德、北票—柳江这3个高瓦斯带均位于华北陆块北缘。另外3个高瓦斯带分别是甘肃靖远—宝积山、青海大通河中上游、新疆准南高瓦斯带(图1)。早、中侏罗世含煤地层有58对高瓦斯矿井，占全国总数的7%;有煤与瓦斯突出矿井19对，占全国总数的6.9%;发生煤与瓦斯突出1584次，占全国突出总次数的15.14%。

3．4晚侏罗－早白垩世煤层瓦斯区域分布特征

晚侏罗—早白垩世含煤地层主要分布于东北地区辽、吉、黑3省和内蒙古东部，多为分散而成群的小型含煤盆地，大大小小有上百个。煤炭资源总量有8000余亿t，其中最大的为海拉尔—二连盆地，煤炭资源量2000亿t。煤化程度:在内蒙东部大兴安岭主要为低变质烟煤，以褐煤为主，瓦斯赋存量较低;在松辽盆地及其附近地带主要为中变质烟煤，加上煤系岩性中有大量的火山碎屑物质，厚度大，封闭性能较好;在黑龙江鸡西、双鸭山等煤田以中、高变质烟煤为主，煤层瓦斯生成和保存条件都较好。

晚侏罗—早白垩世含煤地层共有5个高瓦斯带。分别是黑龙江的三江—穆棱、吉林的营城—长春、蛟河—辽源，辽宁的铁岭—阜新和大兴安岭东侧高瓦斯带(图1)。晚侏罗—早白垩世含煤地层有高瓦斯矿井108对，占全国总数的13.1%，主要分布在以上5个高瓦斯带中;有煤与瓦斯突出矿井17对，占全国总数的6.2%；发生煤与瓦斯突出926次，占全国突出总次数的8.85%。

3．5第三纪煤层瓦斯区域分布特征

第三纪含煤地层可分为老第三纪和新第三纪。老第三纪煤层主要分布于我国东部滨太平洋沿海地区，少数隐伏于东海、南海水域之下;新第三纪含煤地层主要分布在滇西、滇东和台湾地区。煤化程度以褐煤为主，也有局部范围受岩浆热变质作用为低中变质烟煤。分布于敦化—密山断陷盆地中的抚顺、梅河口等煤田的老第三纪煤层受岩浆热变质作用为长焰煤、气煤，煤层瓦斯含量较高。台湾的新第三纪石底组、木山组和南庄组煤层受岩浆热变质作用为低、中变质烟煤。广东茂名、广西百色煤田老第三纪煤中含有油气和油页岩，使得矿井为高瓦斯涌出。第三纪煤炭资源总量200亿t，有18对高瓦斯矿井，占全国总数的2.2%;有煤与瓦斯突出矿井4对，共发生突出17次。以上数据均不包括台湾。

4结论

综观中国煤层瓦斯的形成和分布规律，受着区域构造的控制。以煤层瓦斯生成条件和保存条件为基础的高瓦斯赋存量和高瓦斯涌出量，构成了高瓦斯区、高瓦斯带、高瓦斯煤田(矿区)、高瓦斯矿井。得出中国煤层瓦斯区域分布具有分区分带特征，划分出20个大区，88个带，300余个不同瓦斯等级的矿区。