聚煤盆地是地史期聚煤作用广泛发育的沉积盆地。从地貌形态来看，通常是盆形积水洼地，适于沼泽植物的繁殖、堆积，并形成泥炭层，最后被沉积物覆盖、转化为煤层。聚煤盆地是一种特殊的构造形迹，出现于区域构造格架的一定部位和地壳构造演化的一定阶段。盆地的形成、演化具有特定的地球动力学背景，盆地的几何形态、沉积环境配置和聚煤作用都不同程度地受到盆地构造格架和构造演化的控制。把盆地作为一个整体进行研究，盆地构造分析是一项基本内容，主要包括盆地基底构造和同沉积构造活动、盆地构造演化史、盆地形成的地球动力学模式和盆地构造对沉积环境和聚煤带的控制作用。
一、基本概念
聚煤盆地是指原始含煤沉积盆地，聚煤盆地可以保持其原始沉积盆地的基本面貌，但大多数由于后期构造变动和剥蚀作用而被分割为一系列后期构造盆地。煤盆地是国际上较为通用的术语，其含义比较广泛，可以指聚煤盆地，也可以指后期构造盆地。
煤田和煤产地是我国煤田地质工作者习用的地质术语，二者都具有一定的生产实践含义。煤田一般是指在同一地质发展过程中形成的含煤岩系分布的广大地区，虽经后期构造和侵蚀作用的分割，但基本上仍连成一片或可以追踪，常常形成大型煤炭生产基地。煤产地是指煤田内由构造分隔的赋煤构造单元，通常可对应于矿井或矿区范围。
含煤沉积往往仅出现于沉积盆地演化的一定阶段和一定部位，在时序和空间上可以过渡为含油、气或其他沉积矿产的沉积岩系，组成可燃有机岩沉积序列或沉积矿产序列。聚煤作用有时在整个沉积盆地范围内发生，有时只发育于大型沉积盆地的边缘地带。随着沉积盆地的演化，含煤层段和聚煤带在盆地范围内发生时空迁移，含煤层序和非含煤层序在时间和空间上相互交替，共同构成盆地的地层格架。因此，应当把整个沉积盆地作为一个整体，分析煤层聚积、分布和迁移的规律。
二、聚煤盆地的形成条件
聚煤盆地的形成和聚煤作用的发生，是古气候、古植物、古地理和古构造等地质因素综合作用的结果。
植物遗体的大量堆积是聚煤作用发生的物质基础。自从地球上出现了植物，便有了成煤的物质条件，早古生代煤主要是由滨海—浅海藻菌类为主的低等生物所形成的，是一种高变质的腐泥煤。大约自志留纪末开始了由海洋向陆地的“绿色进军”，在滨海地带由原始陆生植物形成了泥盆纪的腐植煤。自泥盆纪开始，陆生植物不断发展、演化、更替，并由滨海地带逐步扩展到内陆，由原始陆生植物演化为种属繁多的高等植物。为了适应不同的生存环境，植物界逐渐形成不同的植物群落，出现了植物地理分区，为成煤提供了丰富的物质基础。石炭二叠纪、侏罗纪和白垩纪、古近新近纪成为地史上的几个重要聚煤期。地史期植物的演化表现为突变和渐变两种形式:突变期，在较短的地史时期中有大量新旧属种的更替，是植物进化的飞跃阶段;渐变期，植物属种比较单一，但扩展迅速，茂密成林，往往是强盛的聚煤期。地史期的聚煤作用呈波浪式向前推进。
古气候是植物繁衍、植物残体泥炭化和保存的前提条件。地史期的聚煤作用主要发生于温暖潮湿气候带，而湿度是主导的因素。一个地区的气候往往与纬度、大气环流、海陆分布、地貌、洋流等多种因素有关。纬度和大气环流形成全球性的气候分带，使聚煤带沿着一定的纬度展布，如横跨欧洲、北美的石炭纪聚煤带。海陆分布、地貌等可形成区域性气候区，叠加在全球性气候带的背景上，形成不同规模的聚煤区。如环太平洋分布的古近新近纪煤盆地，明显地受到海洋潮湿气流的控制。聚煤盆地形成在潮湿气候带覆盖的地区，随着潮湿气候带的迁移，聚煤带和聚煤盆地也相应地发生迁移。如我国中生代聚煤盆地自西南向华北、东北的逐步迁移，就是以干旱带和潮湿带的同步迁移为背景的。
适宜的沉积古地理环境为沼泽发育、植物繁殖和泥炭聚积提供了天然场所。聚煤作用主要发生于滨海三角洲平原、潟湖潮坪障壁体系、冲积扇和河流沉积体系，以及大小不等的内陆和山间湖泊、溶蚀洼地等。从总体上看，泥炭沼泽往往分布于剥蚀区至沉积区的过渡地带，既受到剥蚀区位置、范围、性质、抬升速率和物源供应的影响，又受到沉积区位置、范围、沉降速率、稳定水体及其水动力条件的影响。因此，聚煤古地理环境是一个非常敏感的动态环境，只有在各种地质因素的有利配合下，才能发生广泛的聚煤作用。地史期的成煤古地理环境是由滨海环境逐渐扩展至内陆环境的。根据对全球被动大陆边缘地震地层的划分对比，证明很多盆地的沉积可以划分为不连续的沉积层序，并能在世界范围进行对比，全球性海面变化是形成这种旋回的唯一可能机制。Vail等(1977)进而提出显生宙的海平面变化和旋回结构，为区域对比和古地理解释提供了依据。在地质历史时期，许多重要的聚煤盆地与陆表海、陆缘海密切相关。海面变化会引起大范围的岸线迁移，在海侵和海退过程中都可以有聚煤作用发生，但一般以海退趋势下出现的广阔滨海平原为泥炭层广泛发育的良好场所。
古构造是作用于聚煤盆地诸因素中的主导因素。从构造观点出发，可以把聚煤盆地看作一种特殊的构造形迹，即聚煤盆地在大地构造格架中占据一定部位，具有一定的几何形态和构造样式，与周围的其他各种构造形迹有着成生联系，可以归入某种构造体系。聚煤盆地是特定的区域构造应力场的产物，具有一定的地球动力背景。随着板块构造学说的提出和发展，特别是采用地震探测等新技术对大陆和大陆边缘现代沉积盆地的研究，提出了比较系统的现代沉积盆地的构造分类，从而使沉积盆地的研究建立在全球沉积和构造过程上。地壳的缓慢沉降是泥炭层堆积和保存的先决条件，含煤岩系由煤层和以浅水环境为主的碎屑沉积物组成，也是地壳边沉降、边堆积的结果。地壳的沉降范围、幅度、时期和速度，决定了聚煤盆地的范围、岩系厚度沉积补偿及沉积相的组成和分布。地史时期的聚煤作用常常出现于一场剧烈的地壳运动之后，聚煤盆地也往往分布于稳定陆块的前缘活动带，或隆起造山带的前缘拗陷带，形成巨厚的含煤岩系。聚煤盆地也常见于克拉通内部的活化拗陷区域或断陷带。因此可以说，聚煤盆地的形成与地壳的活动性有关，是地壳运动过程的产物。
古气候、古植物、古地理和古构造等因素，在一定地区或一定条件下都可能成为聚煤作用的决定性因素。一般来说，古气候、古植物条件提供了聚煤作用的物质基础，常作为聚煤盆地形成的区域背景来考虑;而古地理和古构造则是具体聚煤盆地形成、演化的主要控制因素。沉积盆地是沉积物搬运和沉积的活动舞台，各种动力条件，特别是流水作用，扮演着十分活跃的角色，形成各种各样的沉积环境和沉积体系。构造因素则类似一部影视剧的导演，决定了各种沉积环境的配置和演化，构造的这种制导作用往往通过沉积作用和沉积环境而表现出来。
三、聚煤盆地类型
根据聚煤盆地形成的动力条件，可划分出拗陷型、断陷型和构造侵蚀型等3种基本类型聚煤盆地，3种基本类型之间还存在着各种过渡类型。
1.拗陷型聚煤盆地
拗陷型聚煤盆地亦称波状拗陷盆地。盆地的基底基本上为一连续界面，聚煤期地壳运动以宽缓开阔的波状隆起和拗陷为主，含煤岩系就形成于波状拗陷内。波状拗陷可能是地壳薄化引起的区域沉降，也可能是壳下物质活动引起的热沉降，或区域构造应力场造成的地壳波状变形。拗陷型聚煤盆地内部比较稳定和均一，但常常邻接活动构造带，受到各种板块边缘活动动力效应的波及，因此盆地边界构造对盆地的形成和演化有重要的影响。
聚煤盆地的基底界面可以是连续沉积界面，也可以是遭受长期风化剥蚀的间断面。在盆地形成演化过程中，基底脆性断裂变形不明显。拗陷型盆地的几何形态多呈圆形、椭圆形或湾口形，其横剖面有些是对称的，有些则不对称。盆地的规模可大可小，大者可达数十万平方公里。含煤岩系的形成主要受缓慢沉降过程控制，沉陷中心一般位于盆地的中部。大型陆表海或内陆湖盆，含煤岩系主要发育于滨岸地带，以侧向进积为主，常表现为快速海退旋回，随着水域进退可形成一系列含煤沉积楔形体，地层剖面中沉积间断和河流冲蚀、再造层比较发育，构成相当复杂的盆地充填层序。盆地中部距陆源区较远，往往出现欠补偿环境，可能过渡为含煤层序与碳酸盐或深水泥质岩层序的交替，呈现大体对称的旋回结构。盆地的沉积中心与沉降中心可能不一致，最大沉积厚度带往往是陆源供应充分的进积三角洲叶体。拗陷型聚煤盆地含煤岩系的岩性岩相和含煤性比较稳定，并沿走向和倾向做有规律的渐变;沉积物成熟度高，经过了流水的远距离搬运和再分配;旋回结构清晰，煤层发育比较广泛、稳定，易于对比;陆源区和含煤沉积区相对高差不大，因而盆地的边缘相一般表现为河流沉积物的显著增加。
大型拗陷聚煤盆地内部常常发育次一级隆起和拗陷，对沉积岩相、沉积厚度和聚煤作用有显著影响，在盆地演化过程中次级隆起和拗陷可以发生转化或迁移，相应地造成岩相的变化和岩相带的迁移。由于拗陷型盆地具有构造相对稳定的特征，所以流水搬运起着十分重要的作用，河道沉积构成盆地沉积体系的骨架，流水型式和水动力条件往往决定了岩性岩相和厚度分布。因此，在利用相厚度法分析盆地构造时，应当充分考虑流水动力因素的影响。
我国华北石炭二叠纪聚煤盆地是一个比较典型的波状拗陷型聚煤盆地，也是一个克拉通内沉积盆地。盆地南、北侧分别以秦岭大别和阴山活动构造带为界，总体为一个由西北向东南缓倾的箕状盆地。盆地的基底为中奥陶统侵蚀界面，盆缘局部地段为寒武系或震旦系。华北石炭二叠纪煤系由一个完整的海侵海退旋回组成。在海域不断扩张的总趋势下形成以潟湖、潮坪障壁体系为主的早期聚煤环境，以稳定的薄中厚煤层和浅水碳酸盐岩层的广泛发育为特征，旋回结构清晰，煤层易于对比。晚石炭世中晚期，海域范围最大，在盆地北缘山前地带发育厚煤层，大约自晚石炭世晚期，由于内蒙古大兴安岭海槽渐趋封闭，盆缘隆起带多河系携带的大量陆源碎屑注入盆地，开始了盆地范围的海退期。在海退的总趋势下，形成以浅水进积三角洲为主体的晚期聚煤环境。中—厚煤层广泛发育，煤层稳定性较差，常见沉积间断和河流冲蚀现象。整个聚煤盆地内含煤岩系的岩性岩相和富煤层段、聚煤带呈现规律性变化，大体呈“东西向成带，南北向迁移”的总格局(图9-1)。
图9-1 华北石炭二叠纪煤盆地沉积构造剖面示意图
2.断陷型聚煤盆地
断陷型聚煤盆地的基底为不连续界面，成盆期地壳运动以块状断裂运动为主。断陷盆地可以是由地幔隆起诱发的表层引张作用而产生的地堑型盆地，也可以是由伸展作用所产生的正断层系而形成的半地堑型盆地，或者是由走向滑动断层所派生的垂向分量而形成的拉分盆地。盆地的边缘常常存在主干断裂，对盆地的形成和演化起控制作用，基底断块的旋转、滑落是盆地形成的主要动力方式。
盆地的基底界面一般为不整合构造剥蚀面，并被先成断裂系所切割。盆地一般呈狭长几何形态，其延伸方向与控制性断裂的展布方向一致;盆地的横剖面一般不对称，沉降中心靠近主盆缘断裂一侧。单个盆地的范围有限，但常常按一定方位和组合型式成群成带出现，构成盆地群，且具有相当可观的规模和煤炭储量。含煤岩系的形成，主要受断裂作用及基底断块旋转、沉陷的控制。由于主干断裂的间歇性活动和基底断块的差异沉陷，形成极其复杂的构造岩相样式;含煤岩系向盆缘断裂一侧倾斜和增厚，盆地内部的基底断裂系对沉积岩相、厚度有明显控制作用，尤以盆地发育的早期阶段最为显著。盆地的充填序列一般为双层结构，以代表非补偿盆地的湖相泥岩段为基准，可划分为下、上含煤组，分别代表断陷聚煤盆地的不同演化阶段。一般以湖泊淤积基础上形成的上煤组为主。含煤岩系的岩性岩相变化剧烈，对比困难。靠近盆缘断裂的内侧发育粗碎屑冲积扇，煤层和煤层组沿走向形成富煤带。沿倾向与盆缘冲积扇带呈犬牙交错，急剧分岔、变薄、尖灭。断陷型聚煤盆地中常形成巨厚煤层，最厚可达200m。
断陷型聚煤盆地在演化过程中，常常发生超覆扩张和退缩分化。通常，表现为由盆缘断裂一侧向盆地单斜基底一侧超覆。大型断陷盆地可能由下伏断陷亚盆地和上覆断陷沉降盆地组成不同沉积构造层次，代表断陷盆地的不同演化阶段。在盆地的演化过程中，也可能发生动力作用性质、方向和方式的转化，诱发基底断块产生反向运动或走向滑动，从而在一定层位产生次级同沉积构造，控制了上覆岩系的岩性岩相和厚度变化。
我国内蒙古霍林河煤盆地是一个半地堑聚煤盆地，盆地沿北东向延伸。晚中生代含煤岩系与下伏火山岩系为假整合接触，基底为石炭二叠纪浅变质岩系，盆地西北缘为盆缘主断裂。盆地自下而上可划分为6个岩段，由冲积扇粗碎屑岩—深湖泥质岩—冲积、湖泊含煤岩组构成一个大型沉积旋回。含煤岩系总厚1600m，由东南向西北增厚，粗碎屑岩主要分布于西北翼盆缘断裂内侧。煤层最大厚度位于盆地中部;向西北翼煤层层间距加大，分岔、变薄和尖灭，与粗碎屑岩楔形交错;向东南翼煤层有合并现象，煤层层间距减小，层数减少(图9-2)。富煤带与岩相带一致，平行盆地长轴方向延展。
图9-2 内蒙古霍林河含煤段沉积断面图(据李思田等，1988)
3.构造侵蚀型聚煤盆地
地质外营力(如河流、冰川、风等)的侵蚀和溶蚀作用形成的地形洼地，称为侵蚀盆地。在适宜的气候、水文条件下，洼地可以沼泽化而堆积泥炭。堆积作用主要是将侵蚀或溶蚀洼地填平补齐，含煤沉积厚度仅数米至数十米。沉积于沉积间断和剥蚀面上的含煤岩系，其底部层段和煤层常常具有这种填积特征。如我国云南东部的宜良、沾益等地的早石炭世含煤岩系直接超覆于泥盆系侵蚀面上，煤系厚度很薄，一般为数米至数十米。煤层赋存于剖面下部，含煤1～3层，层厚0.3～1.0m，局部可达10m。煤层发育明显地受古地形的影响，煤体呈透镜状，延伸不远便变薄、尖灭(图9-3)。
图9-3 云南沾益天生坝煤矿含煤沉积剖面(据韩德馨等，1980)
侵蚀盆地内含煤岩系的不断堆积必须以区域性沉陷为构造背景。流水侵蚀和溶蚀是盆地形成和扩展的直接动力，提供了聚煤作用的场所，且流水体系是盆地覆水程度和泥炭沼泽发育的重要控制因素。区域性的缓慢沉降，提供了含煤岩系堆积、加厚的构造条件，即所谓构造侵蚀盆地。这类盆地虽然数量不多，但有时却赋存巨厚煤层。
除上述3种聚煤盆地基本类型是一个连续系列外，还常见各种过渡类型，特别是拗陷型和断陷型的过渡类型，称断拗型聚煤盆地。随着近代深层地震探测技术的应用和发展，证实基底断裂和地壳、岩石圈断裂是很多沉积盆地形成的控制性构造，这是在探讨聚煤盆地类型时值得注意的。此外，聚煤盆地的基本类型只是最一般性的概括，并不是系统的聚煤盆地分类。聚煤盆地的构造分类应当与盆地所处的构造部位和构造环境联系起来。