黄骅坳陷上古生界深部煤层气主控因素及成藏模式

Main Controlling Factors and Accumulation Models of Upper Paleozoic Coalbed Methane in Huanghua Depression

摘要

黄骅坳陷构造格局复杂，上古生界煤层埋深、热演化程度和保存条件空间差异明显，煤层气富集规律及成藏类型尚不明确，制约了区域煤层气勘探开发部署.以研究区太原组、山西组主力含煤地层为对象，综合煤厚展布、煤岩煤质、镜质体反射率（R_o）平面分布、典型井埋藏‒热演化史、构造演化及岩浆活动资料，分析沉积、构造深埋和岩浆作用对煤层气成藏的控制.太原组煤层厚度和横向连续性整体优于山西组，王官屯‒乌马营和孔店‒埕海地区为主要聚煤区；构造深埋作用导致区域性高成熟度及保存条件分异，多期构造反转则造成气藏调整，岩浆热事件不仅导致浅埋或构造高部位出现异常高熟，还能叠加改造深埋煤系.研究区煤层气富集受埋藏增温、构造调整和岩浆热改造共同控制，可划分为浅埋岩浆作用、构造深埋作用、多期构造反转作用和深埋岩浆作用4类成藏模式.本研究成果可为黄骅坳陷上古生界煤层气有利区优选与勘探潜力评价提供理论支撑.

Abstract

The Huanghua Depression is characterized by complex structural units. The Upper Paleozoic coal seams show marked spatial variations in burial depth, thermal maturity, and preservation conditions, and the enrichment patterns and accumulation types of coalbed methane remain unclear. This study integrated coal-thickness distribution, coal petrographic and coal-quality characteristics, plane distribution of vitrinite reflectance (R_o), burial-thermal evolution histories of typical wells, tectonic evolution, and borehole evidence of magmatic rocks to analyze the controls of sedimentation, tectonic deep burial, and magmatism on coalbed methane accumulation. The coal thickness and lateral continuity of the Taiyuan Formation are generally better than those of the Shanxi Formation, and the Wangguantun-Wumaying and Kongdian-Chenghai areas are the main coal-accumulation zones. Tectonic deep burial resulted in regional high maturity and differentiation of preservation conditions; multi-stage tectonic inversion caused reservoir adjustment; and magmatic thermal events led to abnormally high maturity in shallow-burial areas or structural highs, and could further modify deeply buried coal measures. Coalbed methane enrichment in the study area is jointly controlled by burial heating, tectonic adjustment, and magmatic thermal modification. Four accumulation models are identified: shallow-burial magmatic model, tectonic deep-burial model, multi-stage tectonic inversion model, and deep-burial magmatic model. This study provides a theoretical basis for favorable area selection and exploration potential evaluation of Upper Paleozoic CBM in the Huanghua Depression.

Graphical abstract

关键词

黄骅坳陷 / 上古生界 / 煤层气 / 主控因素 / 成藏模式 / 构造演化 / 岩浆热改造.

Key words

Huanghua Depression / Upper Paleozoic / coalbed methane / main controlling factor / accumulation model / tectonic evolution / magmatic thermal modification

华北克拉通晚古生代经历多期海侵‒海退旋回，广泛发育石炭‒二叠纪海陆交互相含煤建造，为煤系气和煤层气形成提供了重要物质基础（赵国春，2009； 翟明国，2019）.渤海湾盆地与鄂尔多斯盆地在中生代以前同属华北克拉通盆地，均发育上古生界煤系地层，但受中生代以来克拉通破坏及新生代裂陷作用影响，渤海湾盆地上古生界残留厚度、埋藏深度、热演化程度和构造保存条件显示出更强的区域差异性（朱炎铭等，2006； 李伟等，2009； 张津宁等，2019a）.近年来，渤海湾盆地冀中坳陷、济阳坳陷和黄骅坳陷相继发现多个石炭‒二叠纪煤系烃源油气藏，证实该套含煤岩系具有较大的深层油气勘探潜力（Liu et al.，2017； 金凤鸣等，2019； 赵长毅等，2019）.

黄骅坳陷位于渤海湾盆地中部，太原组和山西组为主要含煤地层.太原组主要发育障壁海岸‒潟湖沉积体系，山西组主要发育三角洲沉积体系，煤层展布和厚度受控于沉积相带，潟湖泥炭坪、潮坪泥炭坪及泛滥平原泥炭坪是主要聚煤环境（常嘉等，2021）.黄骅坳陷大港地区上古生界煤层厚度大，煤系地层气测显示良好，主要聚煤带镜质体反射率R_o为0.6%~3.4%，具备煤层气形成与富集的地质基础（龚训等，2022； 蒲秀刚等，2024）.

此前，已有研究主要从煤系烃源岩地球化学特征、煤成气生烃演化、潜山油气成藏及深部煤系气富集机理等方面对黄骅坳陷上古生界油气成藏进行了探讨（周立宏等，2017；杨润泽等，2022；王鑫等，2023）.黄骅坳陷上古生界煤系经历了多期埋藏、抬升和再埋藏过程，其热演化历史受中生代构造改造和新生代裂陷沉降共同控制（张津宁等，2019a）.早白垩世初期和古近纪‒新近纪中期是煤系有机质热演化和生烃的重要阶段，不同构造单元因埋藏深度、剥蚀强度和后期再埋藏程度的差异，煤系有机质成熟度和生烃强度表现出明显空间分异.与此同时，燕山期岩浆活动在局部地区叠加改造煤层，造成煤化程度异常增高，影响煤储层孔裂隙结构和煤层气保存条件（徐进军等，2017； 张津宁等，2019b）.上述因素共同导致黄骅坳陷上古生界煤系具有较强的非均质性，使煤层气形成、保存和富集过程在不同构造部位表现出明显差异.现有研究多侧重煤系烃源岩评价或煤系气整体成藏过程，对煤层气富集差异及成藏类型的系统认识仍相对不足，制约了对黄骅坳陷上古生界煤层气有利区带评价和成藏规律的认识.

基于此，本文以黄骅坳陷上古生界太原组和山西组煤层为研究对象，综合煤层沉积环境、煤层展布、煤储层物性、埋藏史、构造史和生烃史，分析煤层气成藏的主控因素，建立煤层气成藏模式，以期为黄骅坳陷上古生界煤层气富集规律认识和有利区带评价提供地质依据.

1 区域地质背景

黄骅坳陷位于渤海湾盆地中部，是渤海湾盆地重要的次级构造单元，整体呈北东‒南西向展布（严德天，2025）.坳陷西邻沧县隆起，东接埕宁隆起，北部受燕山褶皱带影响，东部与渤中坳陷相邻，区内发育多个凹陷、次凹及凸起构造单元，整体具有“隆凹相间、断裂发育、构造分异明显”的特征（图1）（任建业等，2010； 李三忠等，2011）.黄骅坳陷地理上覆盖天津、黄骅、任丘等地区，构造上处于渤海湾盆地中部转换部位，不同构造单元的埋深、剥蚀强度和热演化程度差异明显，为上古生界煤层气差异成藏提供了构造背景（朱炎铭等，2006）.

研究区地层自下而上发育中‒新元古界、下古生界、上古生界、中生界和新生界（图1）.其中，上古生界石炭系‒二叠系为主要研究层系，含煤地层主要包括石炭系太原组和二叠系山西组.太原组和山西组位于奥陶系碳酸盐岩之上，中生界‒新生界陆相碎屑岩之下，是黄骅坳陷上古生界煤层气形成与富集的主要目的层（龚训等，2022）.该套地层经历了印支期、燕山期和喜山期等多期构造运动改造，既受到埋藏增温和构造深埋控制，也在局部地区受到岩浆热事件影响，导致煤层煤化程度、储层物性和含气性在不同构造部位表现出明显差异（张津宁等，2019c； 杨润泽等，2022）.

2 煤层特征

2.1　煤层展布特征

黄骅坳陷上古生界煤层主要发育于太原组和山西组，平面展布受晚古生代聚煤环境和后期构造作用共同控制.两套煤层在研究区均发育厚煤层，但展布特征差异明显.山西组厚煤层分布范围更集中，煤厚横向变化更明显，煤层连续性和区域展布规模均相对较弱，太原组煤层厚度和连续性整体优于山西组，表现出更稳定的区域聚煤特征（图2）.

山西组煤层累计厚度较太原组小，厚煤层发育范围相对收缩，整体表现为聚煤中心较为局限、横向变化较强的特征（图2a）.山西组发育南、北两个主要聚煤区：南部聚煤中心位于乌马营地区，累计煤厚可达15 m；北部聚煤中心位于埕海及其周缘地区，其中张巨河‒关家堡一带累计煤厚可达20 m，表明埕海地区是山西组相对有利的聚煤区.

太原组发育明显的南、北两个聚煤带，累计煤厚普遍超过15 m.除黑龙村‒盐山、沧县隆起南段局部地区及北塘一带煤层相对较薄外，研究区大部分地区均表现出煤层较厚的特征（图2b）.南部聚煤中心主要位于王官屯‒乌马营及其周缘地区，煤层累计厚度最大可达30 m，聚煤作用较强；北部聚煤中心主要分布于孔店和埕海地区，埕海地区累计煤厚可超过20 m，孔店地区累计煤厚约18 m.整体来看，太原组煤层厚度较大、分布范围较广，厚煤层区在南、北两个聚煤带内均较为发育，反映出太原组沉积期聚煤环境相对稳定.

黄骅坳陷上古生界煤层具有明显的层间差异和分区聚煤特征，太原组煤层厚度大、连续性好，南部王官屯‒乌马营及北部孔店‒埕海地区构成研究区主要厚煤层发育区；山西组煤层累计厚度相对较小，厚煤层主要集中于乌马营和埕海地区，且埕海地区聚煤作用相对更强.

2.2　煤岩煤质特征

黄骅坳陷上古生界山西组煤的工业分析指标M_ad、V_ad、A_ad和FC_ad平均值分别为0.58%、18.86%、17.09%和63.47%；太原组对应平均值分别为1.05%、20.03%、21.21%和57.71%（表1），总体具有低水分、中等挥发分和较高固定碳的特征.山西组固定碳含量略高于太原组，太原组灰分和挥发分含量相对较高.研究区R_o在0.55%~3.73%之间，这主要受埋藏热演化和局部岩浆热事件共同影响，成熟度变化范围较大.

研究区煤有机显微组分以镜质组为主，山西组和太原组镜质组平均含量分别为66.12%和73.62%；惰质组次之，平均含量分别为26.48%和18.32%；壳质组含量较低，平均含量分别为7.39%和8.06%.山西组镜质组含量略低于太原组，而惰质组含量略高于太原组（表1）.

镜质组主要包括结构镜质体、均质镜质体、基质镜质体和碎屑镜质体（图3a~3c）.惰质组主要为碎屑惰质体、半丝质体及少量丝质体（图3d~3f）.壳质组则主要为角质体、树脂体和孢子体（图3g~3i）.镜质组多呈块状、基质状或碎屑状赋存，惰质组多呈碎屑状或条带状分布，壳质组多呈分散状、条带状或团块状.

2.3　煤储层储集空间特征

煤储层储集空间主要由孔隙和裂隙共同构成，孔隙类型包括黄铁矿铸模孔、溶蚀孔、植物组织原生孔、气孔和粒间孔等，裂隙主要为内生裂隙（图4）.黄铁矿集合体周缘可见铸模孔和溶蚀孔；植物组织原生孔多呈定向排列；气孔多呈圆形或椭圆形；粒间孔多发育于矿物颗粒或有机质颗粒之间.内生裂隙较为发育，局部可见两组割理斜交或近垂直相交，部分裂隙被矿物充填.研究区煤储层孔隙类型多样，内生裂隙较发育，共同构成煤层气赋存和运移的储集空间.

山西组和太原组煤样均发育纳米级孔隙，但不同孔径段的发育特征存在明显差异（表2）.低温N₂吸附结果表明，太原组比表面积、孔体积和平均孔径均高于山西组，说明其介孔及较大孔隙更为发育，孔隙尺度和储集空间更大.低温CO₂吸附结果显示，两组煤样微孔平均孔径基本一致，但山西组微孔比表面积和孔体积分别较太原组高43.1%和45.7%，表明其微孔‒超微孔更为发育，可提供更多吸附位点.

3 深部煤层气成藏主控因素

黄骅坳陷上古生界煤层气成藏受沉积、构造‒深埋和岩浆作用共同影响.沉积作用控制煤层厚度、平面展布和煤系组合；构造‒深埋作用控制煤层埋深、热演化程度和保存条件；岩浆作用主要影响局部煤层煤化程度和孔裂隙结构.

3.1　沉积作用

沉积作用主要通过控制聚煤环境、煤层厚度和煤层连续性影响黄骅坳陷上古生界煤层气成藏条件.晚石炭世‒早二叠世，研究区经历由海陆过渡相向陆相三角洲体系转化的沉积演化过程（侯中帅，2020）.太原组沉积期主要发育障壁海岸‒潮坪‒潟湖沉积体系，聚煤环境以潟湖泥炭坪、潮坪泥炭坪和岛后泥炭坪为主；山西组沉积期海水影响减弱，沉积体系转化为三角洲体系，聚煤环境以三角洲平原和泛滥平原泥炭坪为主（图5）.两类沉积体系中泥炭堆积空间、碎屑物质输入强度和煤层保存条件不同，导致太原组和山西组煤层厚度及连续性存在明显差异.

太原组障壁海岸‒潟湖体系具有相对封闭、低能和水体较稳定的沉积环境，有利于泥炭持续堆积和厚煤层形成（吴成璞，2018）.受障壁岛保护的潟湖和潮坪泥炭坪受强水动力改造较弱，泥炭沼泽保存条件较好，太原组煤层累计厚度较大，厚煤层分布范围较广，形成南、北两个主要聚煤带，累计煤厚普遍超过15 m，除黑龙村‒盐山、沧县隆起南段局部地区和北塘地区外，多数地区煤层较厚（图2b）.南部王官屯‒乌马营及其周缘地区为主要聚煤中心，煤层累计厚度最大可达30 m；北部孔店‒埕海地区亦发育厚煤层，埕海地区累计煤厚可超过20 m，孔店地区约18 m（图2a）.太原组厚煤层主要受潟湖‒潮坪泥炭坪控制，煤层厚度大、横向连续性较好.

山西组沉积期三角洲体系发育，聚煤环境主要位于三角洲平原分流河道间、泛滥平原及局部低洼沼泽区（程秋萌，2017）.三角洲平原环境下陆源碎屑输入增强，分流河道迁移频繁，泥炭沼泽更易受到冲刷、分割或砂泥质沉积的稀释，导致煤层厚度整体减小，厚煤层分布更局限.山西组煤层累计厚度较太原组明显减小，厚煤层主要集中于乌马营和埕海两个聚煤区.南部聚煤中心位于乌马营地区，累计煤厚可达15 m；北部聚煤中心位于埕海及其周缘地区，张巨河‒关家堡一带累计煤厚可达 20 m，埕海地区聚煤作用相对较强.山西组煤层主要受三角洲平原局部低洼泥炭坪控制，厚煤层呈局部富集特征，连续性弱于太原组.

太原组和山西组煤层厚度差异与沉积体系转化关系密切.太原组潟湖‒潮坪泥炭坪发育范围较广、泥炭堆积较稳定，因此具有煤厚大、连续性好的平面展布特征；山西组三角洲平原泥炭坪受河道迁移和碎屑输入影响较强，导致煤层厚度减小、厚煤中心分散的展布特征.

3.2　构造‒深埋作用

黄骅坳陷自侏罗纪‒白垩纪以来主要经历了中生代伸展裂陷、晚白垩世构造反转与区域剥蚀、古近纪强裂陷快速沉降以及新近纪‒第四纪坳陷期广覆沉降等演化阶段（图6）.南部和北部构造演化阶段总体一致，但构造样式和沉降格局存在明显差异（薄尚尚等，2022）.南部以主控边界断裂控制的半地堑结构为主，断裂组合相对简单，沉降中心较集中，深埋区主要受主断裂及其控制的深洼区控制；北部断裂更为发育，多条正断层将地层切割为多个地堑‒地垒和断阶单元，沉降中心呈多洼并列分布，埋深变化更强.南北差异导致上古生界煤系地层在不同构造部位经历了不同的埋藏、抬升剥蚀和再埋藏过程，是造成煤层煤化程度和保存条件空间分异的重要构造背景.

埋藏‒热演化史能够反映构造部位差异对煤系成熟度的控制（胡洪瑾等，2018）.乌马营地区WS1井和埕海地区HG1井均经历多期埋藏、抬升剥蚀和再埋藏过程，但二者现今埋深、升温过程和成熟度演化存在差异（图7）.WS1井代表南部乌马营地区深埋型热演化过程，古近纪以来受快速埋藏增温影响，煤系成熟度明显升高，太原组R_o可达1.3%~1.5%，山西组R_o为1.3%~1.4%，整体进入较高成熟阶段.HG1井代表北部埕海地区晚期再埋藏增温过程，早白垩世R_o为0.70%~0.80%，古近纪以来在持续沉降和快速埋藏背景下R_o升至1.0%以上，进入新的生烃阶段.

研究区成熟度高值区总体与深埋凹陷、潜山及深部构造带具有较好对应关系（图8）.乌马营潜山、沧东凹陷、歧口凹陷、南皮凹陷及盐山浅次凹等地区R_o普遍较高，表明构造深埋对煤系热演化具有明显控制作用.南部深埋区相对集中，成熟度高值带多沿主断裂及其控制的深洼区展布；北部断裂分割作用强，洼陷和凸起相间分布，成熟度变化更复杂.成熟度分异说明黄骅坳陷上古生界煤系热演化程度不仅受埋深控制，也受构造分区和断裂分段活动影响.部分R_o高值区与现今埋深并不完全对应，局部浅埋或构造高部位仍存在成熟度异常升高，表明除正常埋藏增温外，还存在局部热事件的叠加改造.

构造‒深埋作用还影响煤层气保存和储层改造（吴永平等，2002）.深埋作用提高煤成熟度，促进煤层气生成，但压实作用也会降低孔隙连通性（刘倩颖等，2017）.构造应力可促进内生裂隙发育，为煤层气扩散和局部游离气赋存提供通道.构造活动适中且盖层保存较好的地区，有利于煤层气保存；断裂切割强烈或抬升剥蚀明显的地区，封闭条件可能遭受破坏，煤层气保存条件变差.

3.3　岩浆作用

岩浆作用是研究区局部煤系成熟度异常升高的重要叠加因素（吴传荣，1992）.与正常埋藏增温相比，岩浆热事件具有作用时间短、热强度高和影响范围局限的特点，可通过接触热效应和热液活动提高邻近煤系地层温度，使煤热演化程度在局部范围内明显升高（张津宁等，2019c）.

R_o⁃埋深关系表明，研究区煤系成熟度并非完全随埋深增加而单调升高（图9）.部分样品在相对较浅或中等埋深条件下具有较高R_o值，明显偏离正常埋藏热演化趋势，说明除埋藏增温外，还存在其他热源影响.沧县隆起南部CS1井在2 600 m以深钻遇厚层火成岩，表明研究区局部存在较强岩浆活动，岩浆热事件可能是造成成熟度异常升高的重要原因.

研究区R_o高值区总体受构造深埋控制，但局部高值区与现今埋深并不完全对应（图9）.尤其在部分构造高部位或相对浅埋区，仍出现成熟度偏高现象，说明研究区成熟度分布不仅受构造‒深埋作用控制，也受到局部岩浆热事件的叠加改造.R_o与埋深关系中的异常高值和R_o分布中的局部高值区相互印证，共同反映了岩浆作用对煤系热演化的局部改造.

岩浆作用对煤层气成藏的影响主要体现在增熟生气和储层改造两个方面（于志金等，2024）.对于正常埋藏条件下成熟度不足的浅埋区或构造高部位，岩浆热事件可补偿埋藏增温不足，使煤层局部达到较高成熟阶段；对于已经处于深埋背景的煤系地层，岩浆热作用则可能在正常埋藏增温基础上进一步提高热演化程度.与此同时，热作用可促进煤基质收缩及微裂隙形成，有利于局部储集空间发育；但与岩浆活动有关的热液过程也可能造成矿物充填，使部分孔裂隙连通性降低（He et al.，2023）.煤储层储集空间特征中可见矿物充填裂隙及矿物相关孔隙类型，说明后期流体活动对煤储层孔裂隙系统具有一定改造作用.

4 深部煤层气成藏模式

在煤层展布、煤岩煤质、储集空间及主控因素分析基础上，结合研究区不同构造部位的埋深、成熟度、岩浆活动和保存条件，将黄骅坳陷上古生界煤层气成藏归纳为浅埋岩浆作用型、构造深埋作用型、多期构造反转作用型和深埋岩浆作用型四类模式（图10a~10d）.

4.1　浅埋岩浆作用型成藏模式

浅埋岩浆作用型主要发育于沧县隆起南部等浅埋构造部位（图10a），上古生界煤系埋深相对较浅，构造改造较弱，正常埋藏增温对煤岩成熟度的贡献有限.R_o⁃埋深关系表明，部分浅埋或中等埋深样品具有较高R_o值，偏离正常埋藏热演化趋势；CS1井在沧县隆起南部2 600 m以深钻遇厚层火成岩，说明局部岩浆热事件对煤系成熟度具有叠加改造作用.

该模式的典型特征为“浅埋、弱构造改造、岩浆增熟、吸附气为主”.岩浆热事件可补偿浅埋区埋藏增温不足，使煤层局部达到较高成熟阶段；但由于埋深相对较浅，地层压力较低，游离气保存条件有限，煤层气主要以吸附态赋存.

4.2　构造深埋作用型成藏模式

构造深埋作用型主要发育于乌马营‒王官屯等深埋构造部位（图10b），位于太原组重要厚煤层发育区，煤层累计厚度大、连续性较好（图2）.多期构造沉降和深埋作用使煤系长期处于较高温压条件下，煤成熟度较高，具备较强生气能力.

该模式的典型特征为“深埋、高成熟、孔裂隙共同发育、吸附气与游离气并存”.深埋增温促进煤层气生成，压实作用有利于吸附气保存；多期构造应力可促进内生裂隙发育，为游离气赋存和运移提供通道.若构造活动适中、盖层保存较好，则有利于煤层气富集；若断裂切割强烈，则保存条件变差.

4.3　多期构造反转作用型成藏模式

多期构造反转作用型主要发育于经历明显构造反转和后期调整的中部构造带（图10c），早期深埋阶段为煤系热演化和煤层气生成提供条件，后期构造反转使原深埋部位发生抬升、转折或局部成背斜化，煤层气成藏过程表现出明显调整性.

该模式的典型特征为“深埋生气、反转调整、侧翼保存、局部富集”.构造高部位若断裂发育强烈，煤层气易散失；背斜侧翼或断裂影响较弱部位，若盖层保存较好，则有利于煤层气富集.该模式中煤层气既可在煤层内部就近赋存，也可沿裂隙或断裂发生短距离运移.

4.4　深埋岩浆作用型成藏模式

深埋岩浆作用型主要发育于徐黑潜山带等深埋且受岩浆活动影响的地区（图10d），煤系经历多期深埋，正常埋藏增温已促进煤成熟；叠加岩浆热事件，进一步提高热演化程度.R_o平面分布和R_o⁃埋深关系表明，研究区存在成熟度与现今埋深不完全对应的异常高值区（图8、图9），为识别深埋背景下的岩浆热改造提供了依据.

该模式的典型特征为“深埋、岩浆增熟、构造改造较弱、吸附气与游离气共存”.深埋条件有利于地层压力维持和游离气保存，岩浆热事件进一步增强煤成熟度和生气强度；若后期构造破坏较弱，则有利于气体保存.与构造深埋作用型相比，该模式中游离气赋存更多受温压条件和岩浆热改造影响，而不是单纯受断裂输导作用控制.

综上，在4类单一成藏模式基础上，进一步提出黄骅坳陷上古生界煤层气综合成藏模式，展示了不同成藏类型在南北向构造格局中的空间配置关系（图10e）.浅埋构造部位在岩浆热事件叠加下形成浅埋岩浆作用型；深洼及潜山深埋部位以构造深埋作用型为主；构造反转带经历早期生气和后期调整，形成多期构造反转作用型；深埋且受岩浆热改造影响的部位则发育深埋岩浆作用型.整体上，研究区煤层气成藏表现为埋深、构造调整和岩浆作用共同控制下的分区成藏与差异富集.

5 结论

（1）黄骅坳陷上古生界煤层主要发育于太原组和山西组，煤层展布具有明显的层系差异和分区聚煤特征.太原组主要受障壁海岸‒潟湖‒潮坪聚煤环境控制，煤层厚度大、连续性较好，南部王官屯‒乌马营及北部孔店‒埕海地区为主要厚煤层发育区；山西组受三角洲平原及泛滥平原泥炭坪控制，煤层累计厚度相对较小，厚煤层主要集中于乌马营和埕海地区.

（2）研究区煤岩有机显微组分以镜质组为主，煤储层储集空间由孔隙和裂隙共同构成.山西组低温N₂吸附和低温CO₂吸附比表面积相对较高，储集空间优势主要体现在微孔和小孔径纳米孔提供的吸附位点；太原组低温N₂吸附孔体积和平均孔径较大，介孔及较大孔径孔隙对孔体积的贡献更突出.两套煤层均具备煤层气赋存基础，但储集空间结构存在差异.

（3）黄骅坳陷上古生界煤层气成藏主要受沉积、构造‒深埋和岩浆作用共同控制.沉积作用决定厚煤层发育位置和煤层连续性；构造‒深埋作用控制煤系埋深、成熟度和保存条件，深埋凹陷、潜山及深部构造带通常对应较高成熟度区；岩浆作用主要表现为局部叠加改造，可造成浅埋或构造高部位煤系成熟度异常升高，并对孔裂隙结构产生改造作用.

（4）根据埋深、成熟度、构造改造、岩浆活动和保存条件差异，研究区可划分为四类煤层气成藏模式：浅埋岩浆作用型以浅埋、弱构造改造、岩浆增熟和吸附气赋存为特征；构造深埋作用型以深埋、高成熟、孔裂隙共同发育和吸附气‒游离气共存为特征；多期构造反转作用型表现为深埋生气、反转调整、侧翼保存和局部富集；深埋岩浆作用型则表现为深埋增温与岩浆热改造叠加，吸附气与游离气共存.总体上，厚煤层发育、成熟度较高、构造破坏适中且保存条件较好的地区，是研究区煤层气富集的有利部位.

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基金资助

国家自然科学基金重点项目(42230804)

国家自然科学基金地区项目(42262022)