劉國(guó)春

（新疆煤田地質(zhì)局綜合地質(zhì)勘查隊(duì) 烏魯木齊 830000）

新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)煤層特征認(rèn)識(shí)

劉國(guó)春

（新疆煤田地質(zhì)局綜合地質(zhì)勘查隊(duì) 烏魯木齊 830000）

本文主要介紹新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)含煤地層、可采性、煤層對(duì)比等特征。為拜城及南疆地區(qū)礦區(qū)勘查和煤礦開(kāi)采具有參考指導(dǎo)意義。

鐵列克 含煤地層 物理性質(zhì) 沉積特征 煤層對(duì)比

1 礦區(qū)概況

新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)位于庫(kù)車(chē)中新生代山前坳陷，塔里木盆地北緣中，距拜城縣城北40～70 km處，呈近東西向的狹窄條帶狀,東起拜城縣克孜爾鄉(xiāng)的梅斯布拉克村東，西止舒善河(宿相厄肯)，東西長(zhǎng)47.5 km，北起中-上三疊統(tǒng)梅斯布拉克群的頂部，南止第三系，南北平均寬4.7 km，面積223 km2,南北包括了整個(gè)侏羅系煤系地層的分布范圍。區(qū)內(nèi)出露的地層有：第四系、第三系、白堊系、侏羅系、三疊系，地層走向總體是近東西向。

新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)位于喀普斯浪-梅斯布拉克華力西褶皺帶的南側(cè)，受其影響，測(cè)區(qū)在構(gòu)造上多表現(xiàn)為近東西向的線(xiàn)狀構(gòu)造，在強(qiáng)大的南北向擠壓應(yīng)力作用下，區(qū)內(nèi)地層直立、倒轉(zhuǎn)，并在中部地段產(chǎn)生了一系列的斷裂構(gòu)造。其作用結(jié)果形成了局部地段地層變薄、煤層缺失等現(xiàn)象。

新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)煤系地層位于卡拉蘇背斜(M1)的南翼，為一地層走向近東西向條帶狀延伸的單斜構(gòu)造，地層南傾，傾角一般60°～90°，中西部一帶地層倒轉(zhuǎn)。

2 含煤地層及煤層

2.1 含煤地層及含煤性

新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)內(nèi)的含煤地層為下侏羅統(tǒng)塔里其克組(J1t)、陽(yáng)霞組(J1y)。整個(gè)侏羅系地層厚1 523.46～2 369.8m，塔里奇克組平均厚230.02 m，陽(yáng)霞組平均厚533.16m。

塔里奇克組(J1t):巖性主要由河流相、湖泊相、沼澤相灰色-灰白色石英砂巖、粗砂巖、砂礫巖、細(xì)砂巖、粉砂巖及煤層組成,地層厚度148.58～281.84m,含煤層7～20層,編號(hào)為A1～A20,單層煤層厚為0.10～8.93m,含夾矸0～10層,煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單至復(fù)雜,平均總厚19.90m,平均可采總厚15.53m。其中全區(qū)可采煤層2層(A3、A7),全區(qū)大部可采2層(A4、A5),局部分布零星可采煤層3層(A2、A9、A14)，含煤系數(shù)為8.68%。

陽(yáng)霞組(J1y):主要由淺灰、灰白色砂礫巖、細(xì)砂巖、粉砂巖及煤層組成,地層厚度434.16～649.62m,含煤4～6層,B1～B6,煤層單層厚度0.05～5.61m,平均總厚4.03m,平均可采總厚2.31m。含夾矸0～2層,簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)。其中可采煤層兩層,為B2(大部可采)、B3(局部可采),含煤系數(shù)為0.76%。

2.2 煤層

以往工作中，將侏羅系下統(tǒng)塔里奇克組J1t、侏羅系下統(tǒng)陽(yáng)霞組(J1y)所含煤層從下向上編號(hào)為A組煤和B組煤。本次工作提交報(bào)告仍采用原編號(hào)方法，A煤組煤層按自下向上順序進(jìn)行編號(hào)，再根據(jù)各煤層的沉積特征，將夾矸厚度大于煤層最低可采厚度且在走向、傾向較穩(wěn)定的煤分層單獨(dú)劃分命名。即A代表煤組編號(hào)，下標(biāo)阿拉伯?dāng)?shù)字“1”、“2”、“20”代表煤層編號(hào)；上標(biāo)阿拉伯?dāng)?shù)字“1”、“2”、“6”代表該煤層從下向上的分層編號(hào)；若出現(xiàn)1＋2則表示兩個(gè)分層的總和。B煤組的煤層編號(hào)與A煤組編號(hào)的方法相同，即“B”表示B煤組，下標(biāo)阿拉伯?dāng)?shù)字“1”、“2”、“6”代表煤層編號(hào)；上標(biāo)阿拉伯?dāng)?shù)字“1”、“2”、“6”代表該煤層從下向上的分層編號(hào)；若出現(xiàn)1＋2則表示兩個(gè)分層的總和。A煤組的煤層編號(hào)見(jiàn)表1。

塔里奇克組(J1t)所含A組煤在普查區(qū)內(nèi)分布最廣,出露較好,是本區(qū)的主采煤層,目前區(qū)內(nèi)80%以上的煤礦正在開(kāi)采該組煤層。其中A3、A7為全區(qū)可采煤層,是本次工作的重點(diǎn)對(duì)象,A4、A5為大部分可采煤層,其中A5煤層自6勘探線(xiàn)往西,A4煤層自2勘探線(xiàn)向西,因沉積環(huán)境的影響或尖滅或受沖刷缺失;A2、A9、A14等為局部可采煤層。總之,A組煤厚度變化較大,A3、A4、A5、A7為較穩(wěn)定煤層,其余煤層為不穩(wěn)定煤層。

表1 A煤組編號(hào)表

陽(yáng)霞組所含B組煤中,可采煤層兩層,即B2、B3,其中:B2大部分可采,B3局部可采。在5線(xiàn)、6線(xiàn)、8線(xiàn),B2、B3地表多為炭質(zhì)泥巖夾煤線(xiàn),均不可采,9線(xiàn)、10線(xiàn)和16線(xiàn)、17線(xiàn)處均為第四系覆蓋。B2在15～3孔附近最厚,可達(dá)(B2=B12+B22,3.52+1.09)4.61m,在13線(xiàn)至14線(xiàn)之間厚度也＞2m。該處現(xiàn)有兩礦開(kāi)采B2煤層,井下煤厚可達(dá)4m,因此,B組煤在全區(qū)厚度很不穩(wěn)定。

3 煤的物理性質(zhì)和煤巖特征

新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)A組煤層宏觀煤巖特征為黑色、油脂光澤，無(wú)明顯斷口、節(jié)理、裂隙，構(gòu)造呈小粒狀和粉末狀，煤巖組分以暗煤、亮煤為主，少量絲炭，為半暗煤。顯微煤巖特征主要以無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體和碎屑鏡質(zhì)體為主，無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體有均勻鏡質(zhì)體、基質(zhì)鏡質(zhì)體，鏡質(zhì)體組分被壓碎裂痕非常明顯，鏡質(zhì)體組分在油浸反射光下成灰白色，而且其形狀極不規(guī)則；半鏡質(zhì)體組分主要是無(wú)結(jié)構(gòu)半鏡質(zhì)體、在油浸反射光下較鏡質(zhì)體組分顏色略淺、略顯突起，基本上不顯示細(xì)胞結(jié)構(gòu)；惰質(zhì)組分主要有絲質(zhì)體、有氧化絲質(zhì)體，在局部視域有包裹絲質(zhì)體的碎屑物、也有半絲質(zhì)體，半絲質(zhì)體介于結(jié)構(gòu)半鏡質(zhì)體與絲質(zhì)體之間，在油浸反射光下與絲質(zhì)體相比顏色偏灰、突起略低、細(xì)胞結(jié)構(gòu)保存較差，氧化絲質(zhì)體其細(xì)胞壁略有膨脹。有網(wǎng)狀絲質(zhì)體其胞腔被粘土所充填。礦物組成主要有粘土礦物、黃鐵礦、碳酸巖礦物，粘土礦物呈浸染狀分布，黃鐵礦呈鮞狀分布，碳酸巖礦物有方解石、菱鐵礦。方解石主要呈“脈”狀分布。

根據(jù)煤巖定量和反射率測(cè)定其變質(zhì)階段為：暗亮煤Ⅰ-Ⅲ節(jié)。

4 煤質(zhì)主要指標(biāo)、煤的種類(lèi)及工藝性能

新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)內(nèi)所含A煤組煤層以焦煤(25JM)為主,其次為1/3焦煤,個(gè)別煤層樣品為肥煤(36JM)。曲線(xiàn)形狀以“之”字型為主,“之山”型次之。原煤干基灰份在17%～39%之間，揮發(fā)份在25%～30%之間,發(fā)熱量為33.85～37.03 MJ/kg,平均35.26MJ/kg。屬中灰、局部為富灰、高發(fā)熱量、低硫、低磷、高變質(zhì)程度、低熔灰份煤層。

B煤組煤層原煤干基灰份在13.57%～24.28%之間,平均 17.02%,精煤灰份為 2.85%～11.14%,平均5.78%,揮發(fā)份原煤為 21.31%～38.53%,平均為33.45%,精煤為 19.29%～37.67%,平均 32.47%,發(fā)熱量為34.26%～35.50MJ/kg,平均值為35.24MJ/kg。屬于以低灰份、高發(fā)熱量、特低硫、特低磷的氣煤為主,個(gè)別為貧煤。

新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)內(nèi)可采煤層是比較好的煉焦用煤(焦渣特征A煤組4-7、B煤組2-7),亦可作動(dòng)力用煤及生活用煤。

新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)內(nèi)主要可采煤層容重為：A3煤層加權(quán)平均容重1.45，A4煤層加權(quán)平均容重1.45，A5煤層加權(quán)平均容重1.46，A7煤層加權(quán)平均容重1.42。B煤組煤層容重在1.37～1.49之間，加權(quán)平均容重1.42。

5 煤的風(fēng)氧化帶

新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)煤層的風(fēng)化帶、氧化帶深度在以往的地質(zhì)工作中沒(méi)有定論。為確定測(cè)區(qū)煤層風(fēng)化帶、氧化帶深度,新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)西部和東部4個(gè)礦井的三層煤(A3、A5、A7煤層)中采集了風(fēng)氧化帶煤樣18個(gè),采集從垂深6.5開(kāi)始到22m止,并按照垂深2～5m的間距采取。

新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)在垂深6.5～17m與鉆孔樣品測(cè)試值有差異外，其它樣品與正常值差異不大。測(cè)區(qū)東部A3、A7煤層在13m以上樣品分析基水份平均為2.3%～2.59%，正常值低于0.56%；灰發(fā)份含量在27.08%～29.02%之間，正常值為28.28%～32。77%；焦渣特征為2，正常值為4～7；C含量低于84.75%，正常值＞86.54%；GRD(粘結(jié)指數(shù))0～69，正常值一般＞78。從樣品測(cè)試結(jié)果看；除焦渣特征和粘結(jié)指數(shù)與正常值有較大差別外，其它差別不是特別明顯。根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料綜合分析判斷，A3、A7煤層風(fēng)化帶垂深為13m，氧化帶垂深為17 m。測(cè)區(qū)內(nèi)其它煤層由于沒(méi)有做實(shí)驗(yàn)，因此，風(fēng)氧化帶深度采用A3、A7煤層的成果。

6 煤巖沉積特征、煤層變化規(guī)律及煤層對(duì)比

6.1 煤巖沉積特征

新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)位于庫(kù)拜盆地中部的北部邊緣，庫(kù)拜盆地是繼三迭系以后發(fā)育起來(lái)的大型湖沼區(qū)，地層有明顯的旋回特征，可分為兩大構(gòu)造旋回。成煤期為早中侏羅世，整個(gè)含煤建造底部為湖泊相之泥巖、粉砂巖夾薄層泥灰?guī)r及大量的頁(yè)巖等。在這之后地殼上升，盆地縮小，沉積了河流相的砂礫巖，為第一大旋回的起點(diǎn)，接著盆地內(nèi)形成了湖泊沼澤相沉積，沉積了區(qū)內(nèi)主要含煤地層即塔里奇克組含煤地層。

第二大旋回從標(biāo)準(zhǔn)砂巖(侏羅系下統(tǒng)阿合組砂巖)開(kāi)始至上部的含煤建造。本旋回止于湖泊生物相的頁(yè)巖沉積。在此旋回中發(fā)育了陽(yáng)霞組、克孜努爾組含煤沉積。

新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)內(nèi)第一旋回底部從三迭系開(kāi)始到侏羅系下統(tǒng)塔里奇克組結(jié)束。從巖性上來(lái)看：三迭系為一套湖泊相深灰色粉砂巖、泥巖、泥灰?guī)r(風(fēng)化后呈灰色、灰黃色)，侏羅系下統(tǒng)底部為沖積扇沉積體系扇面河道沉積。由辮狀河道被洪水?dāng)y帶的沉積物沖填而成。巖性由淺灰色、灰色礫巖、砂礫巖、粗砂巖組成，底部有明顯的沖刷、充填構(gòu)造，具有大型板狀交錯(cuò)層理。其上為扇三角洲前沿沉積、扇三角洲平原沉積和湖濱淺灘沉積。巖性為灰色細(xì)砂巖、泥巖、粉砂巖。接著為湖泊泥炭沼澤沉積，巖性為砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖及煤層。

第一旋回在測(cè)區(qū)由3個(gè)小旋回組成，下部從三迭系到侏羅系底為第1小旋回；侏羅系底到A5煤層頂板為第2小旋回；A5煤層頂板以上至阿合組底界為第3小旋回。第1小旋回為三迭湖泊相砂巖、泥灰?guī)r。第2旋回底部為淺灰色、灰色、灰白色的礫巖、砂礫巖或砂巖組成，區(qū)內(nèi)比較穩(wěn)定。由西向東粒度漸細(xì)，厚度變薄，其上部為含煤沉積。第3小旋回底部為礫巖、粗砂巖、細(xì)砂巖，區(qū)內(nèi)自西向東粒度漸細(xì)、厚度變薄，但層位穩(wěn)定。本次工作中以此作為劃分塔里奇克組上下段的界線(xiàn)。

第二旋大回在測(cè)區(qū)內(nèi)底部為巨厚層狀砂礫巖、砂巖(阿合組)向上為陽(yáng)霞組砂巖、砂礫巖，其上部為扇三角洲平原與泥炭沼澤相沉積。含B煤組煤層。由于沉積環(huán)境比較動(dòng)蕩因而煤層厚度、層數(shù)變化比較大。煤層頂?shù)装宥酁樯皫r、礫巖。表示了河流、湖沼相交替沉積的過(guò)程。第二旋回上部為河流湖泊相的砂巖、泥巖、礫巖交替沉積。出現(xiàn)了紅色砂巖、砂礫巖、藍(lán)色砂巖條帶。代表了干旱環(huán)境的河湖相沉積。

6.2 煤層的變化規(guī)律

A煤組的煤層是在沖積扇體系、扇三角洲體系、湖泊沉積體系發(fā)展到泥炭沼澤沉積的，由于基底平坦廣闊，成煤條件好，因而A煤組煤層厚度大，層數(shù)多。主要可采煤層沿走向、傾向變化不大。如A3、A4、A5、A7煤層全區(qū)可采或大部可采總厚度21.38m。其中A3、A7煤層全區(qū)可采厚度由西向東總體上有逐漸變薄的趨勢(shì)。A1、A2煤層為成煤初期的產(chǎn)物，沉積環(huán)境不穩(wěn)定，因而煤層厚度小，變化大(0～2.11)mn，測(cè)區(qū)內(nèi)局部可采，且煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜。A8～A20煤層為成煤后期，湖沼相交互沉積，測(cè)區(qū)由西向東層數(shù)增多。煤層沿走向傾向厚度變化大，為局部可采煤層。由于測(cè)區(qū)走向上長(zhǎng)度達(dá)47.5 km，現(xiàn)取得的資料有限，煤層的變化規(guī)律有待于進(jìn)一步探討。

6.3 煤層對(duì)比

測(cè)區(qū)煤層對(duì)比有3個(gè)明顯標(biāo)志。

（1） A3煤層標(biāo)志

A3煤層為全區(qū)可采煤層，煤層厚度大，測(cè)區(qū)絕大多數(shù)煤礦采A3煤層，該煤層傾向上變化不大，走向上斷續(xù)出露，基本上可以連續(xù)追溯，其老底為巨厚層狀礫巖、粗砂巖、雖然厚度變化大但全區(qū)層位穩(wěn)定?？勺鳛槊簩訉?duì)比標(biāo)志之一。

（2） J1t2底礫巖、砂巖標(biāo)志層

該層段為一套河流三角洲相的礫巖、粗砂巖、其厚度由西向東總體上為變薄趨勢(shì)，但層位穩(wěn)定。可作為地層、煤層、分段、對(duì)比的標(biāo)志。

（3） A7煤層標(biāo)志層

A7煤層為全區(qū)可采煤層，煤層厚度在1.05～5.16 m之間，簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，含夾矸一層，厚度在0～6.00m之間。比較穩(wěn)定為區(qū)內(nèi)小煤礦的主采煤層,地表露頭、采空區(qū)塌陷坑斷續(xù)出現(xiàn)?？勺鳛槊簩訉?duì)比標(biāo)志。

新疆拜城縣鐵列克普查區(qū)煤層對(duì)比采用標(biāo)志層對(duì)比方法，分旋回、上下段以A3、A7煤層為標(biāo)志層進(jìn)行對(duì)比其方法雖然簡(jiǎn)單但比較實(shí)用。由于勘探階段所限、煤層多、資料少，其它煤層的對(duì)比還需做進(jìn)一步工作，目前所做地質(zhì)資料和對(duì)比方法對(duì)A3、A4、A5、A7煤層來(lái)說(shuō)對(duì)比是可靠的。

［1］新疆煤田地質(zhì)局綜合地質(zhì)勘查隊(duì).新疆維吾爾自治區(qū)煤炭資源預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià).第三次煤田預(yù)測(cè).1994.

［2］新疆煤田地質(zhì)局綜合地質(zhì)勘查隊(duì).新疆維吾爾自治區(qū)拜城縣鐵列克煤炭普查中間地質(zhì)報(bào)告.2001.

［3］新疆煤田地質(zhì)局綜合地質(zhì)勘查隊(duì).新疆拜城縣鐵熱克煤業(yè)有限責(zé)任公司宏鑫煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告.2002.

［4］新疆煤田地質(zhì)局綜合地質(zhì)勘查隊(duì).新疆拜城縣鐵熱克煤業(yè)有限責(zé)任公司宏遠(yuǎn)煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告.2002.

收稿：2014-01-20