《International Journal of Coal Geology》：Thermal history of the Upper Cretaceous-Paleocene Guaduas Formation, Eastern Cordillera Basin of Colombia: implications for timing of coalification
编辑推荐：
•热建模揭示了东科迪勒拉盆地中复杂的成煤作用。•褶皱构造（CLS）中古地温梯度的变化。•再加热事件与区域沉降阶段（安第斯造山运动）相一致。•侵蚀估算值与去压实序列厚度相匹配（>1000 米）。•结果将烟煤质量与 CLS 的构造热演化联系起来。引言沉积盆地的热演化记录在沉积记录
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热建模揭示了东科迪勒拉盆地中复杂的成煤作用。
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褶皱构造（CLS）中古地温梯度的变化。
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再加热事件与区域沉降阶段（安第斯造山运动）相一致。
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侵蚀估算值与去压实序列厚度相匹配（>1000 米）。
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结果将烟煤质量与 CLS 的构造热演化联系起来。
引言
沉积盆地的热演化记录在沉积记录中，其中包含有机质。解读这一记录为理解驱动盆地发育（裂谷作用、岩浆活动、沉降和造山运动）的地质过程提供了有价值的见解。盆地建模技术促进了这些数据集的集成和解释，提供了一个重建沉积记录时空演化的框架。含煤序列是世界上重要的地层标志，据记载从古生代到近期在所有大陆均有分布（Tissot and Welte, 1984; Thomas, 2013）。VRr% 数据是确定有机质在埋藏历史中达到的最高温度的关键参数，广泛用于定义成煤模式并校准不同沉积盆地的热历史（例如，Barker and Pawlewicz, 1994; Senglaub et al., 2006; Schito et al., 2022）。
哥伦比亚沉积盆地以各种沉积系统中有机质的积累为特征，导致从白垩纪到现今形成煤和泥炭沼泽（Guatame and Sarmiento, 2004; Silva et al., 2018; Guatame et al., 2023; Mari?o et al., 2026）。在南美洲，东科迪勒拉盆地内，瓜杜阿斯组（Guaduas Formation）由于其广泛的地理分布和高质量的煤，成为烟煤勘探和开采最重要的地质单元（图 1A 和 1B）。该组在东科迪勒拉中部广泛发育，位于被称为昆迪博亚卡高原（Cundiboyacense Altiplano）的地区。基于孢粉学研究，瓜杜阿斯组被定年为马斯特里赫特阶晚期至古新世早期（Van der Hammen, 1958; De Porta, 1974; Sarmiento, 1992b）。在 CLS 中，它表现为厚达约 1100 米的沉积序列（Sarmiento, 1992a; Guatame and Sarmiento, 2004），主要呈东北向走向（图 1C）。经济上，瓜杜阿斯组是哥伦比亚中部动力煤和炼焦煤的主要来源。这些煤藏主要位于 CLS 的西翼（图 1C），其中已识别出超过 13 个可采煤层，厚度从几厘米到超过两米不等。近年来，几所大学、哥伦比亚地质调查局（SGC）和国家碳氢化合物管理局（ANH）进行的几项研究（Pedraza and Mari?o, 2010; Rincón et al., 2012, Rincón et al., 2013; ANH-UPTC, 2020）侧重于评估煤质及其物理化学和岩石学特征，以及评估其技术应用程序和作为富气源岩的潜力。
这些煤藏的分布和质量与瓜杜阿斯组的沉积演化密切相关。瓜达卢佩组 - 瓜杜阿斯组中观察到的从海洋到海岸和大陆环境的转变，与马斯特里赫特阶晚期的区域海退有关（Amaya et al., 2010; Gomez-Neita et al., 2024）。在此期间，可以从瓜杜阿斯组岩相的周期性推断出短期的海平面波动（Amaya et al., 2010）。Sarmiento (1994) 在该单元中确定了反复出现的过渡沉积环境，主要以泥质沉积与关键砂岩层和煤层互层为特征。这些煤层通常出现在一个序列中，始于潮汐沉积，过渡到潟湖和三角洲平原等海岸环境，最终以河流环境告终。CLS 中该单元的煤阶范围从次烟煤到低挥发分烟煤，表明成煤模式存在差异。
本研究的主要目标是评估三个概括性地层剖面——苏塔图萨（Sutatausa）、瓜切塔（Guachetá）和萨马卡（Samacá）——中 VRr% 的变化，使用源自煤矿的样品（图 1C）。这些样品是从 Sarmiento (1992a) 在 CLS 煤田中先前定义的含煤层段采集的。本研究还通过确定影响煤质（主要是灰分和硫含量）的沉积条件变化，整合了控制有机质积累的因素，从而确定了其潜在的工业应用（即，Van Krevelen, 1961, Van Krevelen, 1993; Stach et al., 1982; Jiménez et al., 1999; Vessey and Bustin, 2000），同时也考察了这种煤质与盆地热历史之间的关系。结果预计将为理解哥伦比亚安第斯山脉东科迪勒拉盆地这一地段的热演化及相关地质过程提供见解。
章节片段
地质背景
对应哥伦比亚的安第斯山脉北部部分包括西科迪勒拉、中科迪勒拉和东科迪勒拉，分别由阿马加 - 考卡 - 帕蒂亚盆地（Amagá–Cauca–Patía Basin）和马格达莱纳河谷盆地（Magdalena River Valley Basin）分隔（图 1A 和 1B）（Taboada et al., 2000）。这三条科迪勒拉及其相邻盆地的演化与海洋地体 accretion 和纳斯卡板块及加勒比板块长期俯冲至南美板块之下有关（Cooper et al., 1995; Taboada et
材料与方法
本工作中样品采集和分析程序的一般工作流程如图 3 所示。煤样进行了工业分析、硫含量、自由膨胀指数和有机岩石学（VRr%）研究（图 3）。所得数据用于估算古地温梯度、计算侵蚀层段厚度、生成等值线图以及重建研究区域的热历史和沉降历史（图 3）。该工作流程整合了 64 个煤样的分析
煤的工业分析、硫含量和自由膨胀指数
本节中提到的数值对应于主要数据集（本研究中分析的样品）。灰分含量（干基，db）范围为 2.54 至 25.09 wt%（表 1），最高浓度出现在苏塔图萨剖面，特别是在靠近卡乔组（Cacho Formation）接触带的上部层段（表 S1；图 5）。瓜杜阿斯组上部灰分含量的增加可能反映了沉积上部期间大陆影响的增加
沉积环境/成煤作用与煤质之间的关系
本研究中分析的一些样品此前已由 Gomez-Neita 等人 (2024) 调查，他们将沉积解释为发生在潟湖、潮汐、三角洲和河流环境中。尽管本研究中确定的成煤模式在很大程度上独立于沉积环境，但后者对灰分和硫含量及其在 CLS 中的空间分布施加了显著控制。Gomez-Neita 等人 (2024) 提出，具有
结论
工业分析、VRr% 分析、剥蚀地层序列估算、沉降分析和数值热建模为评估哥伦比亚 CLS 煤田三个研究剖面中煤质和煤阶的空间变异性提供了综合框架。对瓜杜阿斯组的古环境解释表明存在多种沉积环境，包括潟湖、潮汐、三角洲和河流环境。大多数分析的煤
CRediT 作者贡献声明
桑德拉·马诺萨尔瓦：写作 – 初稿，可视化，资源，方法论，调查，形式分析，概念化。埃莉卡·阿马亚：写作 – 审阅与编辑，数据整理，概念化。毛里西奥·阿尔贝托·贝穆德斯：写作 – 审阅与编辑，监督，概念化。威尔逊·纳兰霍：验证，资源，项目管理，方法论，资金获取。豪尔赫·马里尼奥：监督，方法论，资金获取。胡安·塞巴斯蒂安·戈麦斯 - 内塔：写作 – 审阅
未引用参考文献
Allen and Allen, 2013
Bermúdez et al., 2024
Fedor and Hamor-Vido, 2003
Ramirez-Arias et al., 2012
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的竞争经济利益或个人关系可能影响本论文报告的工作。
致谢
本研究得到了 FP44842-070-2015 UPTC–Colciencias 项目 的支持，专注于哥伦比亚东科迪勒拉盆地煤的特征描述。我们向哥伦比亚师范理工大学 (UPTC) 致以诚挚的谢意，感谢其在野外工作期间提供的基础设施和后勤支持。JSGN 感谢何志勇博士 (Zetaware) 提供 Genesis 软件的学生许可证，以构建研究区域的埋藏历史，作为其博士学位论文的一部分
桑德拉·马诺萨尔瓦 | 埃莉卡·阿马亚 | 毛里西奥·阿尔贝托·贝穆德斯 | 威尔逊·纳兰霍 | 豪尔赫·马里尼奥 | 胡安·塞巴斯蒂安·戈麦斯 - 内塔
