一、沉积学
沉积学（sedimentology）这一概念最早由Wadell于1932年提出，他将其简单定义为研究沉积物的科学。Gary等（1973）在Glossary of Geology中将沉积学定义为“对沉积物的来源、沉积岩的描述和分类以及沉积物形成过程进行研究的科学”。1978年，Friedman和Sanders将沉积学又进一步定义为“研究沉积物、沉积过程、沉积岩和沉积环境的科学”。由此可见，沉积学研究的对象十分广泛，既要研究沉积作用过程，包括沉积物的来源、搬运作用、沉积作用和沉积后的改造作用，又要研究沉积物的横向和纵向分布及其与现代和古代的地理环境、气候环境的关系（图1-1）。所以，Lewis（1984）认为对沉积物历史的解释是沉积学家的使命。
二、煤
煤（coal）是一种沉积岩。像其他沉积岩一样，煤原始物质呈层状沉积，具有横向和垂向变化（反映植被类型、水位、碎屑注入物等的变化）。在埋藏以后，它又经受了压实和成岩作用（煤化作用）。唯一的区别是，煤主要由有机化合物组成而不是由矿物组成（图1-2）。所以，煤的性质是它的沉积作用和成岩作用历史的结果（Mc Cabe，1984）。煤作为沉积盆地中的一种沉积物，它隶属于沉积体系。虽然具有明显的特殊性，但其形成、分布乃至品质等，依然遵循沉积学原理。
图1-1 现代沉积环境与古代沉积物（岩）
a.巴丹吉林沙漠及其盐水湖（据Stefano Brambilla，2009）；b.现代曲流河及其牛轭湖（据舒良树，2010）；c.四子王旗乌兰胡秀第三系干旱湖泊沉积（焦养泉摄，2012）
图1-2 煤的典型宏观与微观照片
a.煤的手标本；b.镜煤碎屑中的植物细胞显微结构；c.煤中孢子体的显微结构
三、含煤岩系
含煤岩系（coal-bearing strata）指一套含有煤层或煤线的沉积岩系，又称煤系、含煤沉积或含煤建造。构成含煤岩系的沉积岩大多数呈灰、灰绿、灰黑和黑色，主要由各种粒度的砂岩以及粉砂岩、泥岩和煤组成，砾岩、粘土岩和石灰岩也常见，有时也见到铝质岩、油页岩、硅质岩和火山碎屑岩等。含煤岩系一般富含动、植物化石。有时还可见到多种碳酸盐结核、硫铁矿结核以及硅质结核等（图1-3）。
图1-3 侏罗纪含煤岩系基本特征（据焦养泉等，2006）
a.鄂尔多斯盆地东胜地区直罗组底部煤线；b、c.吐哈盆地西山窑组煤及底板根土岩；d.鄂尔多斯盆地东胜地区延安组工业煤层底板根土岩
四、聚煤作用和聚煤规律
聚煤作用（coal-accumulating process）是指古代植物在古气候、古地理和古构造等有利条件下聚集而成为煤炭资源的作用。聚煤作用存在于一定的地壳空间和地质时间中，可以通过聚煤带、聚煤中心或富煤单元等概念来表征。在聚煤盆地中，聚煤作用往往出现于沉积盆地的一定演化阶段和特定部位，随着古植物、古气候、古地理和古构造等因素演变（有可能是其中的某一种因素起到了关键作用），聚煤作用也随之发生变迁，并在时空上表现出一定的规律性（图1-4）。因此，聚煤规律（coal-accumulating regulation）就是指煤在地壳中聚集的时间和空间分布规律。
五、聚煤盆地
聚煤盆地（coal basin）是指在地质历史时期沉积了含煤岩系的盆地，即发生了聚煤作用的沉积盆地。聚煤盆地有多种类型，其性质特征各异，而且大多数聚煤盆地由于后期构造作用的影响而受到了不同程度的剥蚀和破坏。
李思田（1979）按照聚煤盆地的成因将其分为构造成因聚煤盆地和非构造成因聚煤盆地。
构造成因的聚煤盆地是岩石圈形变的产物，通常分为拗陷型盆地和断陷型盆地两种基本类型：①拗陷型盆地。其底面呈波状起伏，故又称波状拗陷型聚煤盆地。盆地中含煤岩系和煤层的厚度、岩性是渐变的。根据盆地横断面的形态可分为对称的和不对称的，这取决于盆地拗陷轴的位置。世界上煤储量的绝大部分形成于拗陷型盆地。②断陷型盆地。它的形成与裂陷作用有关，盆地的底界面是不连贯的，基底常由一系列镶嵌状的断块构成，断块交界处呈阶梯状突变。断块相互间的差异运动，引起盆地内部的沉积分异，通常较之于拗陷盆地具有更大的沉降分异，使煤系厚度、岩性、岩相以及含煤性等的变化显著，煤层对比困难。盆地常有两种亚型：一种是单侧有控制性断裂，使盆地呈箕状；另一种是双侧有控制性断裂，属于地堑式断陷。在断块沉降速度适宜于植物遗体堆积速度地带常形成数十米到百米以上的巨厚煤层（图1-5）。聚煤作用发生于断陷盆地发育的早中期和中晚期。富煤带总体分布于盆地中部，并与盆地总体展布方向一致。从盆地边缘向盆地中心，煤的富集特征先由急剧分岔带逐渐过渡为稳定厚煤层带，进而再过渡为分岔带。
图1-4 碎屑滨岸带的聚煤作用与演化模式
a.潮坪沉积体系中聚煤作用演化规律（据Van Wagoner等，1988）；b.障壁岛-泻湖沉积体系中泥炭沼泽发育与迁移模式（据Reinson，1992）
盆地演化过程中的基本类型和形态常发生转化，从而形成复杂类型的盆地。在地质记录中，断陷转化为拗陷是较普遍的现象，因此人们通常将拗陷解释为裂后热沉降。
图1-5 阜新断陷盆地聚煤作用与分布规律（据李思田等，1988）
a.盆地充填序列（Vb：火山岩段；Fm：粗碎屑沉积物段；Cm-Lm：含煤碎屑岩段和湖泊段；Lm：湖泊细碎屑岩段；Cm：含煤碎屑岩段）；b.海州组太平上段含砂率图；c.海州组太平上段煤层厚度图；d.穿过海州组富煤带的横向沉积断面图
非构造成因的聚煤盆地有多种类型，例如由河流作用或冰川作用造成的侵蚀盆地。此外，在古火山口洼地形成湖沼从而形成聚煤盆地。盐丘发育的地方，当岩盐溶解流失后地面发生沉降亦可形成聚煤盆地。非构造成因的聚煤盆地大多规模较小，含煤岩系很薄，难以形成大规模煤聚积。
反映聚煤盆地基本特征的主要要素有：①盆地的外部几何形态和内部结构，内部结构是指构成盆地地层单元的形态及其相互关系；②盆地的沉积充填特征，即岩性、岩相类型和空间配置关系；③盆地构造样式和基底构造格架；④盆地的沉降特征，通常用地层厚度来判断；⑤含煤特征，包括煤层和煤质两个方面。
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