我国煤层气研究大多集中在中高煤阶含煤区,对于煤炭资源丰富的北疆地区低煤阶的研究相对较为薄弱或者投入不够。随着煤层气理论发展的完善,低煤阶煤层气藏的研究逐渐引起煤层气地质工作者的兴趣。相对而言,低煤阶煤的物理性质、物质组成以及煤的孔径、形态和孔隙结构、渗透率和含气性等与高煤阶煤之间存在较大差异;因此,低煤阶煤层气成藏的研究对于新疆北部低煤阶煤层气地质理论的发展具有一定的促进作用。在国内外煤层气储层物性和成藏模式研究的基础上,论文以煤层气地质学(煤岩学、煤储层)理论为指导,着重分析新疆北部侏罗纪含煤盆地的低煤阶煤层气地质特征以及成藏机制;以准噶尔盆地、吐哈盆地、和什托洛盖盆地为重点研究区域,采用工业分析与显微组分定量等常规测试技术,与低温氮吸附和等温吸附物理实验相结合,研究区域内三个主要盆地的代表煤层的煤岩学特征、储层物性特征及其与成藏要素之间的匹配关系,结合所研究区的构造与沉积演化格架建立煤层气成藏模式。论文获得以下认识:1. 盆地煤地质特征:准噶尔盆地和吐哈盆地煤层发育较好,煤储层厚度大、层数多,且单层厚度大、稳定性较好,Ro多位于在0.4-0.9%之间,多为低煤阶褐煤和长焰煤。和什托洛盖盆地煤储层厚度较薄、单层厚度较小,Ro多位于0.3-0.6%之间,也以低煤阶煤为主。2. 孔隙特征:三个盆地煤储层孔隙类型多为植物组织孔和矿物质孔,变质孔少见;孔径以微孔和中孔为主。形态上,准噶尔盆地和吐哈盆地煤储层表现为一端封闭的不透气孔与开放性孔共存,和什托洛盖盆地则以一端封闭的不透气孔为主,开放性孔发育较少。3. 等温吸附特征:总体上准噶尔盆地煤的最大吸附量较之和什托洛盖盆地的要大,但是比表面积却小于后者。究其原因可能在于准噶尔盆地盆地一端封闭不透气孔与开放性孔共存,利于煤层气的流通,适合进行煤层气勘探与开发。4. 含气性:准噶尔盆地乌鲁木齐-富康区带、沙丘河-帐北区带以及吐哈盆地中三道岭、沙尔湖地区,整体含气量较高,为两个盆地煤层气的有利区块。和什托洛盖盆地整体甲烷含量相对较低,其中西山窑组B5煤层的含气量相对较高,有一定煤层气资源潜力。5. 水文地质特征:准噶尔盆地水文地质条件较简单,盆地腹部为一个大型的承压-自流水向斜;吐哈盆地在盆地东西发育沙尔湖和艾丁湖两个排泄区;和什托洛盖盆地以白杨河分界发育东西白砾山北排泄区和莫合台排泄区;上述地区均有利于煤层气封盖。6. 成藏模式:准噶尔盆地侏罗系煤层气成藏模式主要为盆缘陡坡成藏,吐哈盆地为盆缘向斜成藏模式,和什托洛盖盆地主要为盆缘缓坡成藏模式。