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关于成煤环境，多数学者认为发育于暖湿气候。但现代沉积却得出了不同的认识，认为寒冷气候更有利于固碳，这个矛盾的解决具有重要的科学意义。基于现代沉积理论，研究了泥炭、湿地、土壤有机质的分布特征，结合各地质年代煤的分布，分析了煤的发育与气候、纬度的关系。结果显示，煤、蒸发盐岩、红层和铝土矿作为气候敏感沉积物，可分别代表高纬度的冷湿气候、中纬度的干热气候和低纬度热带雨林气候，可指示不同古环境或古纬度。提出煤的发育和是否缺氧没有联系，红层及铝土矿的发育不是因为富氧；寒温带的纬向滑移控制了煤的分布；用气候敏感沉积物建立了黑白红气候旋回，并限定了聚煤环境。
前言：气候控制着沉积盆地的主要物质来源及碳汇,也控制着重大地质事件(如火山爆发､生物大灭绝､大洋缺氧等),其影响机制有多种假说,并取得了很多好的成果｡但目前仍存在一些问题:各地质历史时期的碳汇与气候､生产力及氧化还原条件的关系仍不十分明确｡
在讨论聚煤环境时,一般以研究古生产力的影响因素为主,分析哪些因素可促进生产力,进而促进泥炭的堆积;哪些条件抑制生产力,减缓了泥炭的堆积｡成煤模式研究得出,煤是在暖湿气候条件下,有较高的生产力,在较深覆水的泥炭沼泽环境,泥炭连续堆积而形成（尹善春，1991;邱震杰,1993;王华等,2001;邵龙义等,2017）;到下石炭统寺门段沉积时,气候温湿,植物繁茂,泥炭沼泽广泛发育,在地质作用下沉积了煤层（侯以霆，1986）｡煤发育于热带雨林环境,而红层为亚热带干旱气候(张泓等，1999）｡王双明和张玉平认为鄂尔多斯盆地早—中侏罗世含煤岩系形成时的气候属于有利于植物快速生长的温暖潮湿气候,与可导致植物大量死亡的干燥､寒冷气候的交替类型（王双明和张玉平,1999）｡HOLZ 等(2002)将层序地层学引用成煤环境研究,认为海侵阶段可以成煤,暗合了温暖气候条件｡吐哈盆地早､中侏罗世为气候温暖潮湿环境,有利于植物生长繁殖,在构造稳定沉降基础上形成了一套巨厚的含煤岩系（邵龙义等，2009）｡暖湿古气候使盆地内植物生长旺盛有利于泥炭沉积(鲁静等,2016)｡煤层､油页岩可指示温暖､潮湿的古气候环境(邓胜徽等, 2017)｡张彦(2018)等认为气候温暖湿润的大暖期有利于泥炭累积｡早白垩世的温湿古气候使二连盆地东部的聚煤作用强度增大（王东东等，2013）｡张冀等(2015)研究认为三塘湖盆地早中侏罗世沉积古气候逐渐变为温暖潮湿,适合成煤植物大面积生长｡李雅楠等(2018)得出,中侏罗统多个大型煤田的古气候与温室期白垩纪相近｡焦养泉等(2021)认为鄂尔多斯盆地北部延安组煤层及直罗组煤层发育于亚热带-暖温带气候｡温暖湿润的古气候是植物繁盛､成煤沼泽泥炭化和有机质保存的基础(李勇等,2022)｡中侏罗世处于温室期,气候温暖湿润,成煤植物生长茂盛,使得成煤泥炭地保持了较高的碳汇能力(Shao et al., 2020; 黄杨杨等,2023）｡
总之,聚煤需要生产力较高的暖湿气候,古生产力高,植物生长茂盛,藻类勃发｡不会有谁反过来思考,认为生产力越低,聚煤作用越强｡然而,本文就拟采用这种反向思维,认为好的聚煤环境,其生产力不能太高（毛小平等，2024）｡这个思路虽然不同于主流煤地质理论,但和现代环境科学是一致的｡目前环境科学关于碳中和问题,提出了当大气CO2含量增加,全球气温升高;随着气温升高,海平面上升,碳排放会增加;土壤､湿地､水体中原先的碳储在暖湿气候下会释放出来,使碳储降低,形成一个负反馈过程｡也就是说,高生产力对应低固碳､高固碳对应低生产力,这与煤地质学所倡导的温暖气候有利于泥炭累积正好相反｡
本文拟结合现代土壤､现代沉积与气候的关系,分析泥炭堆积､湿地固碳规律,将今论古,以煤为主,研究气候敏感沉积矿产的发育环境｡提出煤及黑色页岩是气候敏感沉积物,代表了高纬度的冷湿气候;蒸发岩代表中纬度的干旱气候;红土､红层､铝土矿､高岭石代表了低纬度的热带雨森气候,以这三类气候敏感沉积物来研究古气候演化旋回｡本文不仅仅论述煤,还充分结合了另外两种气候敏感沉积物进行比较分析,才能形成一个由热到冷或由冷到热的完整的气候演化旋回,并对煤的发育环境进行限定｡
张泓等（1999）就认为太原组的煤是热带雨林，而红层的发育则是称树林气候和亚热带干旱气候（图1中第6列），这个推测和此时全球气候的趋势（图1第8列）是正好相反。
图1 晚石炭世—二叠纪的气候演化分析
感谢《中国煤炭地质》在2024年36卷9期刊登了此文，可在此点击并下载，或在知网上搜集该题目下载。
主要参考文献
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