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        寧夏深井勘查區(qū)地質(zhì)特征及煤炭分布規(guī)律淺析

        2014-01-02 02:42:32趙紅亮
        科技視界 2014年33期
        關(guān)鍵詞:含煤侏羅系巖性

        趙紅亮

        (寧夏回族自治區(qū)煤田地質(zhì)局,寧夏 銀川 750011)

        0 引言

        深井勘查區(qū)位于寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)市南部的香山西麓,總體呈西北-東南方向條帶狀展布,東北以香山南麓斷層為界,西南及南部以省界為界。為了尋找新的煤炭資源,通過二維地震、音頻可控源、鉆探和地球物理測井等綜合勘查手段,其目的是為下一步勘查工作確定靶區(qū).地層有古生界輕變質(zhì)巖、中生界沉積巖,主要有早古生界寒武系、晚古生界二疊系、中生界侏羅系。構(gòu)造以斷裂為主,褶皺次之,構(gòu)造線方向以北西西、北西為主,巖漿巖活動對主要含煤巖系的影響甚微。侏羅系延安組為勘查區(qū)主要含煤地層,該組主要分布在勘查區(qū)南部,分布面積不大,層位較穩(wěn)定;煤類以不粘煤為主,屬中~高熱值煤;估算煤炭資源量約6億噸.交通便利,勘查開發(fā)有利于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展,開發(fā)利用前景看好。

        1 勘查區(qū)地質(zhì)特征

        1.1 地層

        勘查區(qū)位于北祁連造山帶東部,地層區(qū)劃屬華北地層大區(qū)秦祁昆地層區(qū)祁連—北秦嶺地層分區(qū)之寧夏南部地層小區(qū),主要有早古生界寒武系、晚古生界二疊系、中生界侏羅系、新生界新近系、第四系.寒武系地層巖性為一套中—厚層淺變質(zhì)中—細(xì)粒長石石英砂巖,灰綠色千枚巖、板巖不等厚互層,系北祁連東部斷陷盆地沉積產(chǎn)物。

        石炭系地層巖性由中—厚層粗—細(xì)粒長石石英砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖等組成,整體為一向上變細(xì)旋回,鉆孔揭露厚度212.09m。

        二疊系地層巖性為一套紫紅、灰綠色層狀細(xì)粒凝灰質(zhì)長石石英砂巖、碎屑巖夾灰黃色中—粗粒凝灰質(zhì)長石石英砂巖,系辮狀河沉積。

        侏羅系地層自下而上由芨芨溝組、延安組、直羅組、安定組,相互間多為整合接觸.其中延安組為主要含煤地層,該組巖性由淺灰白、淺灰色粗~細(xì)粒砂巖,淺灰色粉砂巖、灰黑色泥巖及煤層煤線組成的多韻律不等厚含煤地層,產(chǎn)植物化石,該組在本區(qū)未見全,鉆探揭露厚度平均為293.24m。

        新近系以淺紅色厚層砂質(zhì)粘土、含礫細(xì)砂、為主,厚度平均約309.66m。

        第四系廣泛發(fā)育,主要由黃土、河床沖積層及洪積物組成,厚度平均158.29m。

        1.2 構(gòu)造

        褶皺構(gòu)造屬加里東期褶皺,總體呈北西西—南東向展布的兩翼不對稱向斜,兩翼均為延安組,南翼較緩,傾角在20°左右;北翼陡,傾角在 60°左右。

        勘查區(qū)處于香山—米缽山弧形構(gòu)造帶的西部,以擠壓、走滑斷裂作用為主,主要有北西向斷裂.其傾向為南西、北東的疊瓦狀斷裂,由數(shù)條斷裂組成,具有延伸長、規(guī)模大、密集分布等特點,次一級斷層較為發(fā)育.總體表現(xiàn)為張性。

        2 礦床地質(zhì)特征

        2.1 含煤地層及煤層特征

        2.1.1 含煤地層

        侏羅系延安組(Jy)為該區(qū)主要含煤地層,主要分布在勘查區(qū)西南部,層位較穩(wěn)定,連續(xù)性較好,延安組上段大部被剝蝕。

        延安組主要為一套河床相粗碎屑巖、湖相細(xì)碎屑巖或沼澤相泥巖及煤層組成韻律性沉積。巖性為灰白色長石石英粗粒砂巖、深灰色粉砂巖細(xì)粒砂巖互層、灰黑色泥巖.含煤層數(shù)層。本組以2煤層底板為界分上下2個巖段,揭露地層厚度108.41~441.00m,平均293.24m,本組在預(yù)查區(qū)未見全,以灰白色礫巖、含礫粗砂巖與下伏芨芨溝組(Jj)的分界,呈平行不整合接觸關(guān)系。

        2.1.2 煤層

        勘查區(qū)含煤層(煤線)16層,平均總厚26.98m,含煤系數(shù)9.2%,編號煤層有 3 個煤組,分 9 層.其中可采煤層 8 層(1-1、1-2、1-3、1-4、2、3-1、3-2、5)。1煤組位于延安組上部,區(qū)內(nèi)大部分被剝蝕,結(jié)構(gòu)簡單-中等,頂?shù)装鍘r性多為泥巖、粉砂巖;2煤層位于延安組中部,局部可采,結(jié)構(gòu)較簡單,頂?shù)装鍘r性為碳質(zhì)泥巖、中粒砂巖;3煤組位于延安組下部,全區(qū)可采,為主要可采煤層,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,頂?shù)装鍘r性以粉砂巖、細(xì)粒砂巖為主;5煤層位于位于延安組下部,局部可采,結(jié)構(gòu)中等,頂?shù)装鍘r性以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主(見圖1)。

        圖1 橫切剖面圖

        2.1.3 煤層分布特征

        勘查區(qū)含煤地層主要分布于三眼井—磙子井一帶。經(jīng)綜合研究發(fā)現(xiàn),該區(qū)含煤地層的分布與F1斷層關(guān)系密切。根據(jù)含煤地層的分布范圍,勘查區(qū)內(nèi)分東、西含煤區(qū),這兩個含煤區(qū)近似為以F1斷層為走滑斷裂的向斜兩翼(見圖2)。

        圖2 構(gòu)造及含煤地層分布示意圖

        F1斷層走向近東西,傾向南,傾角約50°~65°、落差大于 500m,區(qū)內(nèi)延展長度大于22km。侏羅紀(jì)末,強烈的早期燕山運動,該區(qū)又次褶皺、斷裂.造成與下伏地層的區(qū)域性角度不整合,使區(qū)內(nèi)加里東褶皺基底進(jìn)一步復(fù)雜化,蓋層亦頻繁褶皺、斷裂.香山南麓大斷層、

        窯窯門正斷層活動較前更為強烈,造成斷層邊緣之地層的頻繁褶皺.第三紀(jì)末的喜山運動,主要表現(xiàn)為斷裂運動,F(xiàn)1斷層為本次構(gòu)造運動之產(chǎn)物,其對區(qū)內(nèi)含煤盆地的破壞很大。由于受地殼運動的影響,山間盆地再次凹陷,延安組也再次以天窗形式出現(xiàn)。

        2.2 煤質(zhì)特征

        2.2.1 物理特征

        勘查區(qū)煤為黑色,瀝青、弱瀝青光澤,階梯狀,貝殼狀、參差狀斷口,裂隙較發(fā)育,結(jié)構(gòu)以條帶狀為主,構(gòu)造多為層狀。宏觀煤巖成分以暗煤為主,夾鏡煤條帶,含少量絲炭.煤巖類型以半亮-半暗型為主,暗淡型次之,光亮型很少。

        2.2.2 化學(xué)性質(zhì)

        (1)工業(yè)分析:原煤水分平均在1.29%~3.29%之間,原煤灰分產(chǎn)率平均為10.40%~24.05%,浮煤揮發(fā)分平均為30.37%~35.47%,原煤固定碳平均為38.56%~56.37%。

        (2)元素分析:碳含量綜合平均為82.90%,氫含量綜合平均為4.94%,氮含量綜合平均為0.98%。氧含量綜合平均為11.15%。

        (3)硫分:原煤全硫含量在0.32%~0.68%之間,其中黃鐵礦硫含量在0.18%~0.54%之間,有機(jī)硫含量在0.07%~0.32%之間,硫酸鹽硫含量在0.01%~0.03%之間。

        (4)有害元素:氯平均含量在0.01%~0.07%之間,氟平均含量在 101~198μg/g之間,砷平均含量在 3~96μg/g 之間,磷分綜合平均在0.01~0.07%之間,鉛平均含量在19.29~36.8μg/g之間,汞平均含量在 0.08~0.38μg/g之間。

        (5)工藝性能:原煤干燥基高位發(fā)熱量在25.14~28.27MJ/kg之間,屬中高-高熱值煤。

        (6)煤類:勘查區(qū)延安組各可采煤層以不粘煤為主、少量分布弱粘煤。

        3 結(jié)論

        通過對勘查區(qū)地質(zhì)特征、煤質(zhì)特征及分布規(guī)律初步研究可看出:①勘查區(qū)煤炭主要分布在侏羅系延安組,呈條帶狀分布于三眼井—磙子井一帶;②屬中灰、低硫、高發(fā)熱量的不粘煤;③在延安組底界,普遍存在一層2米左右的含礫粗砂或細(xì)礫巖,礫石成分以石英為主。

        [1]趙剛.寧夏中衛(wèi)市深井預(yù)查區(qū)煤炭預(yù)查報告[R].銀川:寧夏回族自治區(qū)煤田地質(zhì)局,2013.

        [2]凌云.塔里木盆地巖性地震勘探技術(shù)[J].中國石油勘探,2003(01).

        [3]葉友龍.衛(wèi)星遙感影像圖在野外地震勘探中的應(yīng)用[J].物探裝備,2005(04).

        [4]胡建華,龐超烈,毛衛(wèi)平,等.地震勘探作業(yè)過程中環(huán)境保護(hù)措施分析[J].油氣田環(huán)境保護(hù),2007(03).

        [5]邵昌盛,李才明,李大虎,等.地震勘探中表層低速帶測定方法探討[J].內(nèi)蒙古石油化工,2008(10).

        [6]朱光明,李桂花,程建遠(yuǎn).煤礦巷道內(nèi)地震勘探的數(shù)值模擬[J].煤炭學(xué)報,2008(11).

        [7]呂昆,侯明漢.提升地震勘探質(zhì)量管理體系有效性的探討[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2009(09).

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