煤的性质及结构研究进展分析论文

一、陆相成煤作用

传统的成煤作用理论或以往大多数煤地质研究者认为，成煤作用发生在一个水进水退旋回中的水退期，这一成煤模式的核心思想是聚煤盆地演化具有阶段性，在这一阶段的后期，沉积体系中活动碎屑系统废弃而使盆地范围内大部分或全部沼泽化，进而泥炭沼泽化。在泥炭堆积适宜的区域发生成煤作用旦地壳沉降区得以保存的情况下形成煤。可以说，世界上很多煤层是在水退过程中或者是在近海成煤环境下形成的，海退条件下形成的煤系要求盆地沉降不能停止(Diessel，1992)，而且，要在整个泥炭生成范围内发生沉降，甚至向盆地方向沉降幅度更大。因而，这将导致滨海平原洼地的形成，而且泥炭堆积速率与沉降容纳速率保持平衡。而碎屑物质绕过泥炭沼泽或以河流穿过泥沼地的方式到达海岸边缘带，以便使进积三角洲前缘或障壁体系后部的泥炭向盆地方向迁移提供出新的泥炭聚积区。除非有突发性洪水事件导致泥炭发育中止或灰分增高，正常情况下，在整个海退期泥炭聚积作用将持续进行，直到盆地演化的下一阶段活动碎屑体系(如冲积体系发育)复活而使泥炭沼泽发育中止。

“陆相成煤模式”更能说明成煤的环境是在陆相条件下或者是在盆地水域退却的情况下，泥炭沼泽发育而成煤。在煤田地质学理论体系中，成煤作用理论是最重要的组成部分。对于泥炭沼泽的定位是既不是水域也不是陆地，沼泽是水域与陆地的过渡环境。在成煤作用过程中，这样的过渡环境是非常关键的。但问题是这个过渡的环境在成煤作用发生和盆地演化过程中到底能持续多长时间，这关系到成煤作用的最后结果，那么水域体制将是制约泥炭沼泽发育程度和最终成煤的最关键因素。因此，水域体制是成煤作用理论中最重要的一个因素。对于盆地水域体制，以往煤田地质学的理论是很少涉及的，这样就限制了成煤理论的进一步发展。因此，成煤作用仅仅用水域的退却和泥炭沼泽向盆地中心的扩展这样的解释是远远不够的。

二、海侵过程成煤和海侵体系域成煤作用

(一)海侵过程成煤机制

海进和海退是海陆交替型煤层形成的两个控制机制，所以可由此推测许多煤层构成的变化。在论述一个大型沉积盆地的充填作用时，沉积基准面(其下的沉积物可保存)可假定在海面附近，或者，更准确地说是正常天气下的浪基面。在特殊的成煤环境下，沉积基准面可看作与地下水面一致。由于海陆交替环境在水文上是与海平面相连的，因此在大部分滨海平原上，地下水面位置与海平面位置差别不大。再向陆一些，地下水面随平均地面坡度角上升。在许多泥炭形成环境，地表起伏决定了成年河的最优剖面，这种最优剖面是侵蚀与加积达到平衡时建立起来的。如图15-1所示，最优河流剖面与海平面以相切的形式连结，向源头方向升起。海平面上升，如从T0上升到T1A，不仅在已被淹没的原先的滨海平原上产生沉积物聚集的更多空间，而且沉积基准面上升使河流较平坦的部分减少而缩短了河流剖面。由于产生侵蚀，而河流向陆方向发展，以达到新的平衡。相反，如果海面由T0下降到T1B，较低的滨海平原会遭受侵蚀，河道侵蚀会导致上流出现冲积沉积。

图15-1 海平面升降条件下最优河流剖面(垂向放大)的侧向迁移示意图(Diessel，1991)

由于对地下水具有重要的控制作用，而且相对海平面变化影响到河流坡降。因此，海水动态和煤系之间的联系远远多于泥炭和海水的实际接触。在低位泥炭沼泽形成的煤层中，原基准面位置表现为岩性界面，而且，许多地层面在含煤层沉积中与原基准面位置一致。

通过使用基准面的概念，Sloss(1962)将碎屑岩性体的形态定义为下列参数的函数:Q—单位时间内进入沉积场所的碎屑物的数量;R—接受值，用沉降速率或单位时间内沉积基准面以下所增加的空间来表示(相当于Vail(1987)所指的“容纳空间”);M—供给沉积场所的沉积物，反映其结构和成分;D—散失系数，用于表示沉积物(沉积基准面以下不能容纳的那个部分)从沉积场所运走的速率。

在早期将以上理论用于各种海进—海退模式时，Sloss认为M是一个常数，因为统计资料表明，在长时间内供给大型盆地的沉积物的结构和组成变化不大。然而，在研究包含无机物向有机物转化或有机物向无机物转化的含煤建造时，煤层及其层间沉积岩层应当分别考虑。鉴于煤层之间沉积岩的特征，物质系数可作为Q的下标出现，因此，就产生了Q碎屑岩和Q泥炭的区别。假定气候及其他影响植物源的因素对植物生长非常有利，那么泥炭堆积的开始和结束很大程度上取决于接受值(R)及供给或搬出(D)沉积盆地的碎屑物的数量(Q碎屑岩)。在泥炭堆积期间，假定潜水面上升速率与植物碎屑堆积速率相近，使泥炭形成具备必要的空间(R)而不至于被氧化(也是D的一种形式)或淹没停止。如图15-2所示。在海进—海退条件下，海面的上升、下降或静止都会导致泥炭堆积。其机制如图15-3所示，这里，假定海面上升时，岛后潟湖和泥炭田向滨海平原方向发展。风暴引起的近滨侵蚀及潟湖内冲溢扇的形成使其向陆方向迁移(T1)，薄层远滨沉积之上不断进行再沉积的障壁砂滩也跟着迁移。即使是在中等载荷条件下，泥炭的压缩量也很大，从而使海面上升作用更强。在侵蚀面之上为沉积砾质滞留物。这一过程的产物就是形成具有明显海相特征的薄层但分布极广的煤层。

在泥炭堆积之前(图15-2A)首先沉积陆源物质，通常表现为冲积扇或溢流沉积，且一般位于浪基面以上，因此容易进一步发生散失。虽然这时可发育一些乔木或其他植物，也可形成根土岩。但由于地下水面较低，植物遗体碎屑因氧化或侵蚀作用而不能保存。所以不能形成泥炭(Q泥炭－D=0)。海面的持续上升使滨海湿地向陆发展，可形成图152B所示的泥炭形成条件。只要植物生长速率与海面上升速率一致，泥炭就可持续形成。但是，随着更进一步海侵，沉积盆地增大的接受值(R)和物质供应量(Q泥炭或碎屑)之差造成的沉积空间的增大不能被植物的堆积所充填。如图15-2C所示，在图示中心区域，泥炭由于覆水过深而停止发育。图15-2中心区域的实际宽度取决于这一地带的坡度角。山麓环境及相对坡度角较陡的滨海平原可形成较窄的强烈穿时的煤层聚集带，而在广阔平坦的地带(如三角洲平原，据Jankowski，1991)，穿时现象十分微弱，致使大面积内形成的煤层似乎是同时的。海进型煤系的特征具有陆源沉积，煤层底板发育根土岩，顶板为湖泊或潟湖沉积，后者可被海相沉积所覆盖或被侵蚀取代。

图15-2 海侵、海退条件下煤层形成的不同阶段示意图(据Diessel，1991)

海退条件下形成的煤系要求盆地沉积不能停止，而且要在整个泥炭生成范围内继续发生沉降，甚至向盆地方向沉降更大。这种情况将导致滨海洼地的形成，在滨海低地带中，接受值(R)与植物(Q泥炭)聚积速率保持平衡，来自陆地的碎屑绕过较高的泥炭地或以河流形式穿过泥炭地，沉积于海岸地带，以便为进积三角洲前缘或障壁体系后部的泥炭向盆地方向迁移准备出新的泥炭聚积地(图15-3T2)。除了偶尔发生的洪水导致煤中灰分含量增高或在煤中产生页岩及其他陆源碎屑夹层外，泥炭聚积作用在整个海退期将持续进行，直到冲积相开始发育致使活动碎屑体系能级增加而中止。

图15-2C，D和E概括了海退前、海退过程中及海退后的煤系形成条件，其情况与先前的海进相反。其结果是导致煤层分叉。在海退型泥炭加积开始之前(图15-2C)，图中的中心参数区是被水覆盖的。此阶段的有机质沉积微不足道，而碎屑沉积则形成于河口湾、三角洲前缘及岛后滨海环境。当海岸线前进时，泥炭开始在分流间湾的泥沼地中聚积(图15-2D)。当盆地继续缓慢沉降且由于压实作用而使沉降速度加快时，植物碎屑供给速度及其风化减少之间达到平衡，直到陆生沉积物前缘将泥炭埋掉为止，这种情况如图15-2E所示，这时，又回到了图15-2A所示的循环开始时的条件(图15-3T2)。

图15-3 Sydney盆地Wynn煤层及相关地层形成的理想模式(Diessel，1991)

(二)具有海相顶板的海侵煤层的性质

图15-2C所示的模式表明了海侵煤层两个环境的重要区别，在图中的中心参考区，海侵表现为淹没煤层的顶板，而海水没有到达位于图左侧远处的泥炭，虽然这些泥炭也形成于海侵期间，也经历了海面上升导致地下水面的上升，引起了该地由干燥向潮湿条件逐渐转化。这说明有些煤层或其向陆的延伸部分虽形成于海进过程中但实际却没有接触海水。因此，从理论上说，可区别出有海相顶板和无海相顶板的海侵煤层。

这里对具有海相顶板的海侵煤层和无海相顶板的海侵煤层要分别论述。但应当清楚，沼泽环境经常通过过渡性的潟湖、海湾、河口湾等与海相连。

海水侵入淹没滨海泥炭田不仅反映在煤层之上的沉积物中，而且也表现在煤层本身。常见的情况为煤层剖面的上部黄铁矿硫含量增加等现象，据此可区别煤层是否受到海水影响。含煤层序中受海水影响的煤层数目取决于地层柱状图中所记录的海侵频率及持续时间。

下面要讨论被认为是形成于海进过程中且最终被海相沉积物所覆盖的煤层。假定泥炭聚积是与海侵过程中沉积作用向陆迁移相对应，比如泥炭作为海进体系域(TST)中的一部分，因而煤层形成与海侵之间的成因联系应当在煤层性质中反映出来。

1.化学特征

煤化学方法是将碳和氢元素的百分含量绘在Seyler图上。Seyler图是一个将化学元素(如C，O，H)和能量(如挥发分、单位能、坩埚膨胀指数)相结合的一种X－Y标绘的二元图。如图15-4所示，一条曲线带由图表右边水平地向中心伸出，而后向下急速地伸向0%的H和100%的C。由于大量的分析表明多数煤的参数可在这个界限内绘出，所以这个带称作正常带或亮煤带。由于一些煤中所含的氢比这个煤级(表现为C)的正常含量要高，所以绘在这个带之上的煤属于高氢区。低于正常氢含量的煤属低氢区，绘在较低的位置。

图15-4 两种受海水影响的煤层的Seyler图解(Diessel，1991)

受海相层影响的另一个化学特征是高的硫含量和低的硫同位素比。煤及其附近的沉积物显示了硫同位素比和沉积环境之间的联系，这和现代泥炭很相近。

大多数研究者认为具海相层顶板的煤中硫的分布是受海水影响且煤层中的高硫量始自泥炭期。煤中硫含量与煤层顶板以及最靠近煤的上覆海相层底部间距之间具有密切的相互关系。

2.矿物学特征

海水中所含的硫由于细菌弱化作用而生成H2S，或者同有机物反应生成有机硫或与二价铁反应生成同生的硫化铁沉淀而直接生成黄铁矿，或作为一些FeS2变体，这种物质不稳定而转变成黄铁矿。许多研究者已经认识到受海水影响的煤层的一个显著特征是高黄铁矿，这也在现代泥炭沉积中观察到。

据Cohen等的研究，由淡水到海相的分级表明:在半咸水泥炭中竟然黄铁矿含量最高，海相层中居中而在淡水泥炭中最低。这也证明了当淡水泥炭被高硫泥炭覆盖时黄铁矿含量高，而当其在淡水泥炭底部时则不具任何影响。在海进过程中由于加积或洪水使得泥炭浸泡在海水中，在煤中或是独有或是集中的矿物为白云石、方解石和磷灰石。

黏土云母经历过海相环境是人所共知的，黏土云母组成页岩中细粒的基质，而相对含量低的高岭石则作为大的晶体集合体出现，或是沉积前就部分或完全高岭石化的岩屑硅酸盐的转换产物。

3.煤岩学特征

具有海相顶板煤层的煤岩学实体并非与其他煤层不同，但煤岩组分的富集程度不同，尤其是在煤层剖面的上部，其煤岩结构中暗色煤岩类型较为丰富。地下水位的上升可由亚原地和异地的碎屑惰性体以及偶含腐泥煤的增长表现出来，而植物组织被破坏的程度通常与受海水影响的泥炭的pH值的增高有关，因为这种泥炭比淡水泥炭更适合细菌的活动。受海水影响的煤层，其组织保存程度非常低就是证据。结果导致碎屑镜质组含量增长，而镜质组的含量减少。

在接近中性的条件下，由于细菌破坏而导致生物密度减少，其结果是以碎屑镜质体作为基质的壳质组显微组分相对富集。在三角洲平原和受海水影响的煤层中，孢子体和角质体含量一般要高。

具海相顶板的海侵煤层中高荧光强度和低反射强度在煤层剖面中并不是均匀分布的，而是集中在受海水影响最近的地方，如在煤层剖面的上部。如图155所示，在两个煤层中的所有性质显示了明显的海侵特征。在Pelton煤层，被海相沉积物直接覆盖，向上镜质组反射率减小(A)，镜质体荧光性增强(B)、(C)特别显著。这些变化表明厌氧细菌的活动能力向上增强。别的特征包括一般较高的黄铁矿(G)和镜质组含量向上增加(E)，后者也是海侵成煤的一个特征。黄铁矿主要以小的同生结石存在，大部分结石保存于碎屑镜质体的基质中，而在接近黄铁矿时显示高的荧光性。

虽然许多受海水影响的煤层表现为壳质组含量增加，但由于化学侵蚀作用，也有的表现为壳质组含量降低。这是因为泥炭水的pH值上升到超过中值时所致，如在与碱性海水有较长的接触时间时，但是随着碱度的增加其保存情况迅速地恶化。

三、幕式成煤作用

幕式成煤作用(episodic coal accumulation)是中国矿业大学张鹏飞先生与邵龙义教授(1992)研究中国南方石炭二叠系时在海侵过程成煤理论的基础上提出来的，他们注意到海陆交互相环境中的一些厚煤层横跨不同相区呈大面积分布(数百至数千平方千米)，同时也注意到有些大面积连续展布的煤层的形成环境与煤层下伏沉积物的沉积环境并没有必然的联系，用幕式成煤作用理论表示这种横跨不同相区的大面积的聚煤作用。由于海侵过程成煤的聚煤作用主要发生于海平面上升阶段，且此时区域基准面随着海平面的上升而上升，从而提供了有利于成煤的可容空间，使得厚煤层得以聚集。因此，可以证明在海泛期可能形成一个沉积旋回中分布最广泛的煤层，而且在最大海泛期可能形成沉积旋回中最厚的煤层或灰岩层。这种大范围的聚煤作用是由区域性的甚至全球性的海平面(基准面)变化引起的，它可以跨越不同的亚环境、不同的沉积相带甚至不同的盆地。这一理论强调海平面幕式上升期间滨岸平原环境的聚煤作用和幕式聚煤作用的同期性。

幕式成煤作用和海平面变化密切相关。在幕式成煤作用发生期间，一次沉积事件和其中所包含的若干个次一级的沉积事件都可能形成具有一定分布规模的煤层。大规模的海侵事件(如三级或二级海侵事件)所形成的煤层常常具有大区域的或盆地范围的分布规模，而在次一级海侵过程(如四级或四级以下的海侵事件)中形成的煤层则具有较小区域的分布规模。前者相当于层序地层学和成因地层学中的最大海泛期沉积，后者则相当于一个正常的海泛面沉积。因此，大范围分布的厚煤层多是主要幕式成煤期的产物，代表最大海泛面沉积，而较小范围展布的煤层则是次一级幕式成煤作用期的产物，代表正常海泛面沉积。在两次大规模海侵事件之间，可能会发生多次的次级海侵事件，形成多个次级的聚煤作用幕，而多个次级成煤作用幕的叠加则形成了更高级别的成煤作用幕。幕式成煤作用与层序地层学原理相结合，可以划分出对应于不同级别海平面变化的成煤作用幕，并在层序地层格架中预测一次海平面变化旋回中聚煤中心的迁移规律及煤层的展布规模等(图15-6)。

图15-5 新南威尔士Greta煤系中受海水影响的Greta和Pelton煤层垂直剖面中几种煤岩组分的分布(Diessel，1991)

图15-6 陆表海环境下含煤旋回(准层序)形成过程与海平面变化(据邵龙义，1997)

郝黎明等(2000)根据幕式成煤作用提出了旋回频率曲线叠加法，其内容是:在克拉通盆地滨岸地区，由海平面变化引起的沉积环境的变化对于聚煤作用有着重要的影响，在海平面上升期间，滨岸地区的聚煤作用是极为重要的。因为在这一地区，海平面的升降会导致沉积环境发生相应的改变，而正是这种改变，使本来不具备成煤条件的地区有可能变为有利的聚煤区，也可以使本来有利成煤的地区变为不利成煤的地区。在岸线向陆方向，海平面的抬升为泥炭堆积提供了合适的可容空间。如果海平面(基准面)的抬升速率与泥炭的堆积速率相适应，泥炭就可持续堆积，形成较厚的煤层。这种情况一般出现在海平面上升速度较快的情况下。在此期间，有利的聚煤区就可形成，直到海平面抬升速率大大超过泥炭堆积速率，泥炭被淹没为止。在岸线向海方向，海平面的下降会使本来不适于泥炭堆积的淹没区变浅，甚至出露地表，形成暴露面。当海平面再次抬升时，如果海平面抬升速率和泥炭的堆积速率配置得当，泥炭即可发生持续堆积，这样的地区也可成为有利的聚煤区，这种情况一般出现在海平面上升速率较低的情况下。一般来说，在海平面上升期间，滨岸地区不论是靠陆一侧，还是靠海一侧，都可能呈现旋回性的沉积特征。反之，在远离岸线的陆地和海水较深地区，海平面的一般变化难以使其沉积环境发生相应的改变，有利的聚煤环境难以出现，在这种情况下，能够形成的含煤沉积旋回的个数也就较少，从而形成较为稳定、单一的沉积序列。考虑到上述因素，通过研究不同地区钻孔(或野外实测剖面)的旋回性，可以了解到海平面变化的信息。通过对比多个这样的点上的信息，就可以直观地得到一个区域范围内海平面的变化情况，进而了解该地区的聚煤中心的迁移规律以及聚煤作用幕的分布范围。

四、事件成煤作用

普通的地层超覆和退覆规律早已被人们所接受，并成为恢复古海平面变化特点的重要依据。均变理论一直是地质学理论的支柱之一。例如人们普遍接受这样的海侵定义:海侵是海水逐渐地、缓慢地侵漫到陆上、海岸线逐渐后退的地质过程。反映在沉积上，则可以看到海相沉积物由海及陆的各种相带依次向陆地方向超覆，在垂向层序上则为比较完整的陆→海相序;海退序列则反之，也是比较完整的相序。但是，人们在研究海平面升降变化、海侵与海退过程中，发现灾变或突变在盆地沉积动力机制中也是比较重要的现象。事件地层学的形成与发展给盆地充填沉积分析带来了新思路。就是说，有些海侵是事件性质的，水域体制的变化也是多种因素引起的。陆相盆地与近海和海盆地的水域特征具有很大的不同，所谓的水进水退规律也是截然不同的。在考虑海侵海退时往往是单向的进与退，而考虑陆相盆地时则往往是看整体盆地水域的变化。

地质科学新理论给煤地质学带来新思路，如层序地层学的提出对煤地质学领域也带来了新的思路。层序地层学虽然给地学特别是对沉积学和地层学带来革命性的影响，但在讨论层序形成时，均变思想仍然是主导的。经典层序地层学主要的思想仍然是海平面升降的有规律的变化，而且这种以大陆边缘海盆地为典型盆地推出的层序模式，必然是依据海平面逐渐上升和逐渐下降这种比较清楚的海水进退机制加以论证。因此，也就必然导致均变论在层序解释中的主导作用。这可以在最近几年提出的大量层序地层研究成果中看得出来，有些研究者将陆相湖泊盆地的层序形成机制与边缘海盆地层序形成机制相提并论，试图从两者中找出机制相同的解释，即陆相层序也用海平面变化去解释，显得有些勉强。

事件沉积学与事件地层学的兴起对于解释地质历史上由于突发事件造成的不连续或者截然不同的两种沉积相互叠置的现象提供了新的思路，事件沉积的研究思路，或者说灾变的思想对于解释沉积层序中一些关键界面、解释层序结构的不对称性、解释层序中的一些关键层位，都是非常重要的。因此，对于含煤层序来说，用事件或者灾变的观点分析含煤沉积旋回和成煤作用，可以解释泥炭堆积作用过程中由于水域体制的突发性变化或者非均衡性变化而导致其终止的原因。由于至今对于煤层与深水沉积之间的成因关系没有得到圆满的解释，所以地质历史中深水沉积或者海相沉积直接与煤层接触的现象解释至今存在争议，没有从成煤作用机制上进行科学的解释。

根据我国北方石炭二叠系陆表海充填沉积中浅海相突然大面积覆盖在陆相沉积物之上、两者之间有明显相序缺失的现象，有学者提出事件型海侵(event transgressive)或突发型海侵(episodie transgressive)(何起祥等，1991)，这种海侵现象为一种快速突发的海水侵漫事件，表现在沉积上为相序明显的不连续，即看不到海水逐渐侵进的沉积记录。发生海侵事件的盆地需要具备特定的背景条件，包括当时古气候条件。

首先，由于华北晚古生代陆表海盆地的特殊古地理背景(如极为低平的盆地基底等)，海侵过程常具快速侵进的特点，与普通的海侵过程相比具有“事件”性质，在沉积记录上表现为水体深度截然不同的沉积组合直接接触(图15-7)，其间具明显的相序缺失(非侵蚀间断缺失)，海侵层在时空上具有较好的稳定性和等时性。华北晚古生代含煤地层中常见到海相石灰岩大面积直接覆盖在浅水或暴露沉积物上，且具有多旋回性，这一现象是比较典型的突发性海侵导致的结果。这种突发性海侵对陆表海盆泥炭沼泽的发育与中止、泥炭的堆积与保存，起到了主控作用。

图15-7 海侵煤层与海侵沉积的接触关系(据陈忠惠，1993)

其次，晚古生代华北陆表海盆地海平面变化具有高频率和复合性的特点，即晚古生代海平面升降周期频数多、级次复杂、相互叠加，在其控制下形成了一套所谓海、陆交替型的沉积，总体上符合“旋回含旋回”的特征，且又具独特性，即快速的海侵过程、振荡性的变化频率，构成复合型海平面变化:长周期的海平面升降变化周期中叠加了中、短期的海平面波动变化;长周期的海退过程中具有多次短周期的海侵事件;同样，海侵过程中也可能有短周期的海退变化。海平面升降变化与海侵、海退过程应是有本质区别的两种概念，海侵、海退是海平面升降、盆地构造沉降、气候等多因素综合作用后海岸线相对变化的表现。

另外，海侵沉积涉及的范围是全盆地的，大规模、海侵事件对于盆地整个系统具有深刻影响，包括沉积体系域的转换、生态系统的破坏和调整。

石炭二叠纪是世界上重要的成煤期，古气候为植物的繁盛提供了背景条件，但冰川的活动也是一个重要的影响因素，直接影响海平面的升降变化。

总的来看，华北陆表海盆地晚古生代海平面的变化(即突发性海侵、高频复合海平面变化周期)控制了陆表海盆地的充填沉积和煤聚积作用，而且，聚煤作用特点也显著不同于其他类型的盆地。

鉴于在不少地区发现海侵组合与煤层具有密切关系，而不少海侵沉积被认为是事件海侵沉积，李增学等(1995)提出了海侵事件成煤作用的观点。这个观点的基本内容是:海相沉积与煤层的组合受海平面变化周期的控制，海侵开始之初，可能导致在原有暴露的土壤基础上发育泥炭沼泽;这种泥炭沼泽是在陆表海盆地海水退出一个时期后，由于暴露土壤化，或者海水退出不是十分彻底，而使盆地处于一个浅水但不是一种典型水域的环境，这实际上是一种特殊的沼泽环境;由于这种环境持续相当长的时间，植物茁生蔓延，泥炭沼泽进一步发展;这种泥炭沼泽不同于大陆上的泥炭沼泽，时常受到海水的侵扰;泥炭在后来大规模的海侵发生后被保存。据李增学等(2001，2002，2003，2004)的研究，煤层与海侵层有下列组合关系:在低级别的海平面变化周期中形成薄层海相灰岩/较厚煤层的组合，高级别的海平面变化周期中则多形成厚层海相沉积/薄煤层组合。在层序地层格架中，海侵体系域的煤层位于体系域的底部，而海退成因的煤层则位于高位体系域的顶部。可以说，煤层的发育都与海平面升降变化中的转折期有关，而海侵成煤成为陆表海盆地成煤的重要特色。在低级别的海平面变化周期内，适合泥炭沼泽发育的时间持续相对较长，尽管海平面波动对泥炭堆积产生重要影响，但泥炭堆积得以较稳定地进行且最终成煤。海侵事件成煤的等时性也从华北大型陆表海盆地海相沉积和煤层中的生物组合、地球化学特征、地球物理数据等时对比得到证实。