崔立偉，鄧慧娟，夏浩東，張?zhí)K江，易錦俊，孔令湖

（國(guó)土資源實(shí)物地質(zhì)資料中心，河北 三河 065201）

國(guó)家煤炭實(shí)物標(biāo)本庫(kù)體系建設(shè)與評(píng)估

崔立偉，鄧慧娟，夏浩東，張?zhí)K江，易錦俊，孔令湖

（國(guó)土資源實(shí)物地質(zhì)資料中心，河北 三河 065201）

依據(jù)我國(guó)煤炭資源特征、聚煤時(shí)期、煤炭成因類型、成煤環(huán)境等因素，在全國(guó)范圍內(nèi)收錄一些具有典型性、代表性和系統(tǒng)性的煤炭實(shí)物標(biāo)本到國(guó)家實(shí)物地質(zhì)資料館藏機(jī)構(gòu)中，以進(jìn)行中國(guó)煤炭實(shí)物標(biāo)本庫(kù)體系建設(shè)。該體系建設(shè)主要包括確定采集目標(biāo)，制定采集原則和工作方案，資料入庫(kù)、歸檔管理等幾個(gè)方面內(nèi)容。目前，共完成了100個(gè)煤炭礦山、26個(gè)煤巖特征系列樣和11個(gè)共（伴）生礦產(chǎn)資源的實(shí)物標(biāo)本及相關(guān)資料的整理工作，初步建成了中國(guó)煤炭實(shí)物標(biāo)本庫(kù)體系，它的建成集中展示了我國(guó)煤炭資源地質(zhì)成果，地質(zhì)科研價(jià)值意義重大。

煤炭資源；煤炭實(shí)物標(biāo)本；實(shí)物標(biāo)本庫(kù)；體系建設(shè)

煤炭是一種固體可燃有機(jī)巖，它作為一種重要的化石燃料，早以被廣泛應(yīng)用。我國(guó)幅員遼闊，煤炭資源豐富，儲(chǔ)量居世界第三位，煤炭早已成為國(guó)家能源的主體部分，貫穿于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的始終。我國(guó)煤炭資源具有分布廣、成煤時(shí)代多、盆地類型復(fù)雜、煤質(zhì)煤種齊全、開發(fā)強(qiáng)度不一等特點(diǎn)，且煤中含有大量關(guān)聯(lián)全球變化、成礦事件等地球科學(xué)信息，科學(xué)研究?jī)r(jià)值極大［1－3］。然而，當(dāng)前我國(guó)煤炭資源正以年產(chǎn)約30億t的速率快速消耗，導(dǎo)致許多危礦及閉礦現(xiàn)象的發(fā)生，正嚴(yán)重威脅著煤炭資源的合理利用及與此關(guān)聯(lián)的地質(zhì)科學(xué)信息。因此，盡快建立國(guó)家煤炭實(shí)物庫(kù)，集中保存、展示和利用煤田（礦區(qū)）地質(zhì)信息，搭建煤炭研究地質(zhì)共享資源平臺(tái)，推進(jìn)煤炭地質(zhì)科學(xué)研究任務(wù)緊迫、意義重大。

1 煤炭實(shí)物標(biāo)本庫(kù)體系概述

將經(jīng)過精心選擇和長(zhǎng)期收集能夠反映我國(guó)主要成煤時(shí)代、煤質(zhì)煤種、盆地類型、成煤條件等特征的煤炭標(biāo)本及其相關(guān)附屬資料收錄到國(guó)家實(shí)物地質(zhì)資料館（國(guó)家實(shí)物地質(zhì)資料館是我國(guó)目前唯一的一個(gè)國(guó)家級(jí)實(shí)物地質(zhì)資料館藏機(jī)構(gòu)［4－5］）中，將其按照特定內(nèi)在聯(lián)系有機(jī)整合在一起，從而形成煤炭實(shí)物標(biāo)本庫(kù)體系。煤炭實(shí)物標(biāo)本庫(kù)體系是國(guó)家實(shí)物地質(zhì)資料館藏機(jī)構(gòu)的一個(gè)分支，這個(gè)分支中，煤炭標(biāo)本是該體系的主體，與煤炭標(biāo)本相對(duì)應(yīng)的地質(zhì)資料、光薄片、宏觀樣品照片、微觀顯微照片、煤巖實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)等也是其中重要的組成部分。

通過建設(shè)國(guó)家煤炭實(shí)物標(biāo)本庫(kù)體系，可以彌補(bǔ)我國(guó)煤炭實(shí)物資料的空缺。它可作為煤炭地質(zhì)工作歷史實(shí)物見證，保存煤炭地質(zhì)工作取得的重要成果；也可為地質(zhì)科學(xué)研究搭建平臺(tái)，對(duì)深入的地質(zhì)資源開發(fā)研究提供公益性服務(wù)；達(dá)到全面體現(xiàn)我國(guó)煤炭實(shí)物資料的文獻(xiàn)資料性、科學(xué)性及科普性。

2 煤炭實(shí)物標(biāo)本庫(kù)體系建設(shè)程序

煤炭實(shí)物標(biāo)本庫(kù)體系建設(shè)中，煤炭標(biāo)本是整個(gè)體系建設(shè)的基礎(chǔ)、是決定體系運(yùn)行是否良好的關(guān)鍵，因此，煤炭標(biāo)本前期目標(biāo)的確定以及篩選要遵循的原則尤為重要。從煤炭實(shí)物標(biāo)本庫(kù)體系建設(shè)的過程來(lái)說，包括幾方面內(nèi)容：①在充分了解我國(guó)煤炭資源地質(zhì)背景基礎(chǔ)上，全方位的進(jìn)行調(diào)研、論證，確定采集煤炭標(biāo)本目標(biāo)；②依據(jù)體系建設(shè)的要求，確定煤炭實(shí)物標(biāo)本的篩選原則，制定煤炭標(biāo)本采集工作流程，制定采集方案，作為采集的依據(jù)；③按照煤炭標(biāo)本采集目標(biāo)、工作計(jì)劃，分期分批實(shí)施標(biāo)本采集；同時(shí)，對(duì)完成采集的煤炭標(biāo)本進(jìn)行室內(nèi)煤巖測(cè)試、資料整理工作；④按照實(shí)物地質(zhì)資料管理要求，完成煤炭標(biāo)本的資料歸類、包裝、入庫(kù)工作，同時(shí)提交與實(shí)物相關(guān)的地質(zhì)資料、測(cè)試數(shù)據(jù)及綜合報(bào)告，并完成煤炭標(biāo)本資料的數(shù)據(jù)信息化整理工作；⑤建立與煤炭實(shí)物標(biāo)本體系相應(yīng)的管理制度，并完成煤炭標(biāo)本資料專題，提供展覽展示、服務(wù)利用和科研教學(xué)究平臺(tái)。

2.1 煤炭篩選采集目標(biāo)制定

在煤炭實(shí)物標(biāo)本篩選遵循典型性、代表性、特殊性和系統(tǒng)性的前提下，依據(jù)煤炭自身的屬性和特點(diǎn)，在優(yōu)先安排煤炭能源基地及危機(jī)礦山進(jìn)行煤炭標(biāo)本采樣基礎(chǔ)上，以聚煤時(shí)期為線索，成煤時(shí)代應(yīng)包括早古生代、石炭－二疊紀(jì)、三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)、古近紀(jì)和新近紀(jì)等多個(gè)聚煤時(shí)期，且以侏羅紀(jì)和石炭－二疊紀(jì)2個(gè)主要聚煤時(shí)期為重點(diǎn)煤炭采集對(duì)象；采集煤樣應(yīng)涉及常見的含煤沉積環(huán)境，包括沖積扇、河流、湖泊、三角洲和濱岸等，并以河流、三角洲和濱岸沉積環(huán)境類型為主；由于成煤年代、成煤原始物質(zhì)、還原程度及成因類型上的差異，加上各種變質(zhì)作用并存，致使煤炭品種多樣化，因此所采集煤樣按煤化程度、宏觀煤巖類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、構(gòu)造煤等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行特殊系列樣采集；為更加全面反映煤地質(zhì)特征，對(duì)煤系地層中與煤炭共（伴）生礦產(chǎn)（如鍺煤、硅藻土油頁(yè)巖、鋁土礦、高嶺土、耐火黏土等），進(jìn)行特殊礦種的輔進(jìn)行性采集，但共（伴）生礦產(chǎn)的規(guī)模以大、中型為主。

綜合考慮上述各種因素，結(jié)合我國(guó)煤炭資源的特點(diǎn)，目前在全國(guó)范圍內(nèi)共確定篩選采集了100個(gè)煤炭礦山實(shí)物標(biāo)本、26個(gè)煤巖系列樣和11個(gè)共（伴）生礦產(chǎn)資源，作為國(guó)家實(shí)物地質(zhì)資料館收藏的對(duì)象（圖1，表1）。

表1 全國(guó)范圍內(nèi)煤炭系列樣類型采樣分布表

圖1 全國(guó)范圍內(nèi)煤炭、共伴生礦標(biāo)本采樣分布圖

2.2 煤炭標(biāo)本采集原則及要求

在進(jìn)行煤炭實(shí)物地質(zhì)資料篩選、采集過程中，整體遵循典型性、代表性和系統(tǒng)性的原則，所采集的煤炭實(shí)物資料應(yīng)盡可能的反映煤系地層的總體地質(zhì)特征，并具有較高的地質(zhì)科學(xué)研究?jī)r(jià)值和經(jīng)濟(jì)意義。具體遵循的基本原則及要求如下所示。

1）主要選擇開采的主力煤層而進(jìn)行有針對(duì)性的標(biāo)本采集，一般需到采煤工作面或井口隨機(jī)取樣，煤巖、煤質(zhì)特征具有區(qū)域代表性，以最大限度客觀反映煤層基本地質(zhì)特征。所采集的標(biāo)本要達(dá)到用于煤炭地質(zhì)科學(xué)研究測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)。

2）對(duì)于煤巖煤質(zhì)類型、煤巖組份變化較大，分帶明顯的煤層，可在多個(gè)開采層位上進(jìn)行系統(tǒng)的采集標(biāo)本。

3）共（伴）生礦石標(biāo)本采集，應(yīng)選擇位于主要含礦層位上，為礦床品位較高的富礦。

4）采集的煤炭、共（伴）生礦石標(biāo)本要堅(jiān)固完整，標(biāo)本不可存在明顯的破碎。

5）每個(gè)采樣點(diǎn)的標(biāo)本，同時(shí)同地采集一式兩份，標(biāo)準(zhǔn)樣和副樣。標(biāo)準(zhǔn)樣樣品尺寸不小于30cm×20cm×20cm，副樣不作尺寸約定，但重量不少于1kg，兩塊標(biāo)本編號(hào)相同。

6）每件標(biāo)本應(yīng)附有相應(yīng)編錄說明，包括編號(hào)、名稱、采集位置、巖性描述、煤巖鑒定和工業(yè)分析結(jié)果等內(nèi)容，同時(shí)采集地點(diǎn)應(yīng)標(biāo)注在地質(zhì)圖件上。

2.3 煤炭實(shí)物標(biāo)本的采集和管理

在前期煤炭標(biāo)本目標(biāo)確定及調(diào)研論證后，按據(jù)篩選采集原則、要求，在全國(guó)范圍內(nèi)，相關(guān)地質(zhì)工作人員或?qū)＜遗c各館藏機(jī)構(gòu)、礦山公司之間進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，分期分批的進(jìn)行煤炭標(biāo)本資料采集工作。同時(shí)，室內(nèi)對(duì)采集的煤炭樣品進(jìn)行地質(zhì)背景整理、光薄片打磨、宏觀樣品拍照、微觀顯微拍照、煤巖實(shí)驗(yàn)測(cè)試等工作。當(dāng)完成煤炭標(biāo)本采集、室內(nèi)工作后，按照實(shí)物地質(zhì)資料管理要求，提交煤炭實(shí)物標(biāo)本及與標(biāo)本相配套的地質(zhì)資料。

館藏機(jī)構(gòu)中的工作人員需對(duì)提交煤炭標(biāo)本及與標(biāo)本相配套的地質(zhì)資料進(jìn)行統(tǒng)一登記、圖像數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)錄入、電子版本保存等工作，將煤炭標(biāo)本上架入庫(kù)保存，并建立與煤炭實(shí)物地質(zhì)資料體系相應(yīng)的管理、利用制度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)圖文圖像、數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一管理，為煤炭實(shí)物地質(zhì)資料的公共性服務(wù)提供了重要保障。

3 煤炭標(biāo)本庫(kù)體系建設(shè)實(shí)例

本文結(jié)合煤炭資源特點(diǎn)和實(shí)際情況，以彬長(zhǎng)礦區(qū)為例概述煤炭標(biāo)本庫(kù)體系建設(shè)過程。

3.1 礦區(qū)地質(zhì)背景

彬長(zhǎng)礦區(qū)是黃隴基地的主力礦區(qū)之一，位于陜西省關(guān)中西北部長(zhǎng)武和彬縣境內(nèi)。礦區(qū)東部及南部以無(wú)煤區(qū)邊界線為界，西部及北部以陜甘省界為界，規(guī)劃面積978km2，煤炭資源地質(zhì)儲(chǔ)量89.78億t，可采儲(chǔ)量53.62億t。

彬長(zhǎng)地區(qū)含煤地層為中侏羅統(tǒng)延安組，上延一段發(fā)育4號(hào)煤層，延二段發(fā)育4上、4上－1、4上－2煤層，延三段發(fā)育1＃、2＃、3＃煤層。礦區(qū)以4＃煤層為主采煤層，平均厚9.91m，單層厚度大，平面分布較穩(wěn)定，中部煤層厚度大，向邊緣厚度減薄。4＃煤層以暗淡煤為主，其次為半暗、半亮煤；顯微組分以鏡質(zhì)組含量普遍較低，惰質(zhì)組含量較高為特點(diǎn)。彬長(zhǎng)礦區(qū)煤變質(zhì)程度較低，主要為長(zhǎng)焰煤，目前可采煤層大多屬中灰－低灰煤，原煤揮發(fā)分較高，屬高揮發(fā)分煙煤［6－8］。

3.2 標(biāo)本采集與整理

本煤礦屬于井下開采，提前做好安全措施，在礦山安全人員的陪同下，到井下4＃煤層開采處選取品質(zhì)好的煤炭進(jìn)行取樣。獲得的煤炭標(biāo)本包括：標(biāo)準(zhǔn)樣和副樣兩類。煤炭實(shí)物標(biāo)本從礦山采集完畢后，室內(nèi)對(duì)標(biāo)本顏色、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等基本特征進(jìn)行描述（圖2）。圖2所示為長(zhǎng)焰煤（中侏羅統(tǒng)延安組4＃煤層），低變質(zhì)煙煤，煤樣整體呈褐黑色；宏觀煤巖類型為半亮煤，呈參差狀斷口，條帶、條帶－線理狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；脆度小，粉末呈棕黑色，瀝青光澤。從采集的煤炭標(biāo)準(zhǔn)樣中取部分樣品打磨成光片后，顯微鏡下對(duì)其進(jìn)行煤巖顯微組分分析（圖3），同時(shí)對(duì)煤樣標(biāo)本進(jìn)行煤巖鏡質(zhì)體反射率測(cè)定和工業(yè)分析測(cè)試（表2）。

圖2 彬長(zhǎng)礦區(qū)煤樣宏觀照片

3.3 資料入庫(kù)歸檔

煤炭標(biāo)本野外采集及室內(nèi)工作完成后，對(duì)所有的煤炭標(biāo)本樣品進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)、歸類整理、編錄描述及整理裝箱。在裝箱過程中，標(biāo)準(zhǔn)樣、系列樣、共（伴）生礦樣品采用樣品箱包裝，副樣使用玻璃瓶包裝；同時(shí)準(zhǔn)備好煤炭標(biāo)本及相關(guān)的地質(zhì)資料，驗(yàn)收合格后，移交給庫(kù)房進(jìn)行文本資料、圖像資料、實(shí)物資料的統(tǒng)一登記、錄入、保存等，并建立相應(yīng)的管理制度，實(shí)現(xiàn)煤炭實(shí)物標(biāo)本信息化、數(shù)字化、集成化，為煤炭實(shí)物標(biāo)本資料的社會(huì)服務(wù)提供資源平臺(tái)。

4 結(jié)論與評(píng)估

圖3 彬長(zhǎng)礦區(qū)煤樣顯微組分照片

表2 彬長(zhǎng)礦區(qū)煤樣煤巖煤質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)表

依據(jù)煤炭自身的屬性和特征，綜合考慮我國(guó)煤炭資源分布特征、成煤年代、成因類型、成煤環(huán)境等因素，在全國(guó)范圍內(nèi)確定了基本上能夠反映我國(guó)煤炭資源特點(diǎn)的100個(gè)煤炭礦山、26個(gè)煤巖特征系列樣和11共（伴）生礦產(chǎn)資源的實(shí)物標(biāo)本作為中國(guó)煤炭實(shí)物標(biāo)本庫(kù)收藏對(duì)象。截至目前，上述實(shí)物標(biāo)本、光薄片、宏觀樣品照片、微觀顯微照片、煤巖實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)、地質(zhì)文獻(xiàn)報(bào)告等資料均已完成了入庫(kù)保存。由于我國(guó)幅員遼闊，成煤條件等多方面因素差異顯著，對(duì)部分特殊煤產(chǎn)地（如青藏、海南）、特殊成因意義（如泥炭、腐泥煤）等的煤炭資源仍需予以補(bǔ)充。為了更加全面反映我國(guó)煤炭地質(zhì)特征，對(duì)重點(diǎn)的煤巖煤系需進(jìn)行全孔鉆井巖芯取樣來(lái)追加控制，至此中國(guó)煤炭實(shí)物標(biāo)本庫(kù)體系初步建成。

通過中國(guó)煤炭實(shí)物標(biāo)本庫(kù)體系的建設(shè)，集中展示了我國(guó)煤炭資源地質(zhì)成果，是我國(guó)目前唯一集資料文獻(xiàn)、科研、科普性質(zhì)的煤炭標(biāo)本體系建設(shè)；屆時(shí)將建立煤炭實(shí)物資料專題，制定一套完備的中國(guó)煤炭實(shí)物標(biāo)本庫(kù)體系制度，并及時(shí)向社會(huì)發(fā)布，為展覽展示、服務(wù)利用和科學(xué)研究搭建煤炭資源平臺(tái)。此外，煤炭作為我國(guó)重要的基礎(chǔ)能源之一，該體系的建設(shè)，對(duì)于擴(kuò)展到其他地質(zhì)能源（常規(guī)油氣、頁(yè)巖氣、油頁(yè)巖、天然氣水合物等）體系的建設(shè)有很好的指導(dǎo)作用，對(duì)建立健全我國(guó)地質(zhì)能源實(shí)物資料體系有著重大的意義。

［1］田山崗，尚冠雄，唐辛.中國(guó)煤炭資源的“井”字型分布格局［J］.中國(guó)煤炭地質(zhì)，2006，18（3）：1－5.

［2］劉占勇，江濤，宋洪柱，等.中國(guó)煤炭資源勘查開發(fā)程度分析［J］.煤田地質(zhì)與勘探，2013，41（5）：1－5.

［3］王永，王佟，康高峰.中國(guó)可供性煤炭資源潛力分析［J］.中國(guó)地質(zhì)，2009，36（4）：846－852.

［4］崔立偉，夏浩東，王聰，等.國(guó)家實(shí)物地質(zhì)資料館館藏體系建設(shè)：以鐵礦實(shí)物地質(zhì)資料為例［J］.中國(guó)礦業(yè)，2013，22（2）：35－48.

［5］夏浩東，鄧會(huì)娟，楊富全，等.國(guó)家級(jí)礦產(chǎn)實(shí)物地質(zhì)資料的篩選和管理意義［J］.地質(zhì)通報(bào)，2005，24（10－11）：1069－1073.

［6］陳曉智，湯達(dá)禎，許浩，等.彬長(zhǎng)礦區(qū)延安組煤層發(fā)育特征及其控制因素分析［J］.中國(guó)礦業(yè)，2011，20（2）：110－113.

［7］秦建強(qiáng)，楊占盈.彬長(zhǎng)礦區(qū)北部的煤質(zhì)特征［J］.煤炭技術(shù)，2010，29（7）：107－110.

［8］張亞莉，宋鑒定.彬長(zhǎng)礦區(qū)延安組沉積環(huán)境分析［J］.陜西煤炭，2008，27（2）：39－41.

System construction and assessment of national coal specimen

CUI Li－wei，DENG Hui－juan，XIA Hao－dong，ZHANG Su－jiang，YI Jin－jun，KONG Ling－h(huán)u
（Territorial Resources Object Geological Information Center，Sanhe 065201，China）

On the basis of the coal resources，the coal era，the coal genetic types，the coal depositional environment，National Physical Geological Data Archives will collect the typical，representative and systemic coal specimen for the database system construction of National coal specimen in china.The system includes several aspects that determine coal specimens，formulate rules and work program，manage archives，etc.So far，there are completed 100 coal specimens，26 coal Characteristic series specimens，11 intergrowth mineral specimens and relevant data arrangement work in Data Archives.Initially building the system of National coal specimen is very significant to sum up show geological results of coal resources and engage in coal geology scientific research.

coal resources；coal physical specimen；physical specimen database；system construction

2014－09－07

P618.11

A

1004－4051（2014）S2－0349－05