錢招軍

(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局117地質(zhì)大隊)

仁懷—遵義煤炭勘查區(qū)煤層特征及找煤分析

錢招軍

(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局117地質(zhì)大隊)

在對仁懷—遵義煤炭勘查區(qū)煤層物理特征、化學特征及成煤地質(zhì)條件分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合勘查區(qū)地質(zhì)背景、構(gòu)造、含煤性、煤層穩(wěn)定性、煤質(zhì)特征等方面對區(qū)內(nèi)找煤前景進行了討論，為區(qū)內(nèi)找煤工作提供參考。

含煤巖系 煤層穩(wěn)定性 煤質(zhì)特征

仁懷—遵義煤炭勘查屬貴州省第2批整裝勘查項目， 勘查區(qū)位于仁懷市與遵義縣交界處，東西寬約6 km，南北長約40 km，面積為259 km2。區(qū)內(nèi)二疊系含煤巖系廣泛分布，部分區(qū)域受地質(zhì)構(gòu)造的影響。分別從構(gòu)造、煤層穩(wěn)定性、煤質(zhì)特征等方面對區(qū)內(nèi)的找煤前景進行分析，為下一步地質(zhì)工作提供參考。

1 含煤巖系

勘查區(qū)內(nèi)含煤巖系地層上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M巖性為灰色、深灰色、黑色薄至中厚層狀粉砂巖、砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖夾碳質(zhì)泥巖、灰?guī)r、鋁土質(zhì)泥巖、煤層及煤線等，含腕足類化石及植物根莖葉化石，含可采煤層5層。地層厚75～99 m，平均厚87 m。

2 煤層特征

2.1 物理特征

區(qū)內(nèi)各煤層均為黑色，條痕呈褐黑色，玻璃、似金屬光澤，性脆，多為階梯狀、參差狀斷口。條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，內(nèi)生和外生裂隙較發(fā)育，充填網(wǎng)格狀方解石薄膜，見細粒黃鐵礦及結(jié)核。宏觀煤巖組分以亮煤為主，暗煤次之，見少量鏡煤，煤巖類型為半亮型。各煤層中組分含量見表1。

表1 各煤層顯微含量 %

2.2 化學特征

各煤層中各化學組分含量見表2。

表2 各煤層中化學組分含量

由表2可知，各煤層平均水分為1.68%～3.70%，為特低水分煤；灰分平均值為20.16%～26.93%，屬中灰煤，揮發(fā)分平均值為7.54%～11.46%，屬低揮分；發(fā)熱量平均值為24.85～27.61MJ/kg，屬中-高熱值煤。煤中的硫分包括硫鐵礦中的硫、硫酸鹽中的硫、有機硫，各煤層含硫以硫鐵礦中的硫為主，硫酸鹽中的硫、有機硫含量均較低。

煤中有害元素包括P、As、Cl等，區(qū)內(nèi)各煤層中P含量為(0.11～0.19)×10-5，屬特低磷煤；As含量為(0.057 7～0.094 3)×10-4，屬一級含砷煤；Cl含量為0.01%～0.02%，屬特低氯煤。各煤層中有害元素含量較低。

各層煤浮煤揮發(fā)分、氫含量見表3。各層煤平均浮煤揮發(fā)分為5.36%～6.18%，氫含量平均值為2.86%～3.14%，各可采煤層煤類均屬于無煙煤[1]。

表3 各煤層浮煤揮發(fā)分、氫含量

3 成煤地質(zhì)條件

中二疊世末期，受東吳運動影響，上升成陸，遭受剝侵，形成凹凸不一的地勢，晚二疊世龍?zhí)镀?，形成夷平，區(qū)內(nèi)處于海陸交替環(huán)境中，震蕩運動頻繁，并具有多個旋回的聚煤條件，形成了由淺海相與泥炭沼澤相交替組成的近海型含煤建造[2]。龍?zhí)毒勖涸缙?，處于近海地帶，海水曾多次短暫入侵，該地段古地形平緩，沉降幅度不大，緩慢沉積了一套細砂巖、粉砂巖、灰?guī)r、煤層，底部多為一層含黃鐵礦的鋁土質(zhì)泥巖，局部夾菱鐵礦等海陸交互堆積物，在氧化-還原環(huán)境下，泥炭沼澤持續(xù)時間相對穩(wěn)定，氣候溫暖、植物茂盛，原始質(zhì)大量堆積，為成煤提供了有利的物質(zhì)基礎(chǔ)。龍?zhí)毒勖褐衅?，海水曾一度退卻，有利于泥炭沼澤發(fā)育。古地形平緩，沉積環(huán)境穩(wěn)定，沉積一套細砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、煤層、泥巖夾菱鐵礦，含植物和腕足類化石。龍?zhí)毒勖和砥?，續(xù)中期之后，地殼普遍下沉，海水再次由南東侵入，淹沒全區(qū)，由于震蕩運動頻繁，聚煤環(huán)境極不穩(wěn)定，沉積了一套粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、灰?guī)r夾煤線及菱鐵礦結(jié)核，含腕足類和植物化石。

泥炭沼澤覆水較深，表明地表水不斷補給，陸源泥砂帶入較多，由于覆水較深，有利于黃鐵礦的形成，在覆水較深的環(huán)境中煤層灰分、硫分高。相反在覆水程度較差的環(huán)境中，地表水供給較少，陸源物帶入較少，以氧還原環(huán)境為主，不利于形成黃鐵礦，煤層灰分、硫分低。區(qū)內(nèi)泥炭沼澤覆水深度介于兩者之間。

區(qū)內(nèi)煤類均屬變質(zhì)程度高的無煙煤，系上伏沉積的長興組(P3c)、夜郎組(T1y)、茅草鋪組(T1m)、松子坎組(T2s)等巨厚巖層帶來的靜壓力所致，變質(zhì)順序為：泥炭→褐煤→煙煤→無煙煤。

4 找煤分析

4.1 區(qū)域地質(zhì)概況

區(qū)域大地構(gòu)造屬上揚子地塊黔北臺隆遵義斷拱畢節(jié)NE向構(gòu)造變形區(qū)，構(gòu)造線多呈NNE向和近SN向延伸，大型褶皺多為復(fù)式褶皺，以線狀緊閉型為主，與中常-寬緩型疏密相嵌，為侏羅山式褶皺；斷裂構(gòu)造主要表現(xiàn)為高角度逆沖斷層；出露地層有奧陶系、志留系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系，其中三疊系出露最廣、發(fā)育最好，奧陶系、二疊系、三疊系以海相碳酸鹽沉積為主，間夾少量陸源碎屑沉積，志留系以海相碎屑沉積為主，侏羅系為內(nèi)陸河湖相沉積組合。地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，本區(qū)經(jīng)歷了多次構(gòu)造運動，以燕山運動最為強烈，在中樞背斜與巖孔—松林背斜之間的長崗向斜構(gòu)造，呈NE向展布，平面呈“S”形，構(gòu)成本區(qū)主體。區(qū)域內(nèi)大多數(shù)背斜在逐步隆起的過程中遭受剝蝕，煤系地層不復(fù)存在，相反，向斜構(gòu)造中沉積蓋層較厚，煤系地層保存完好，因此找煤方向多傾向于向斜構(gòu)造中。

4.2 構(gòu) 造

勘查區(qū)整體上為一向斜構(gòu)造，次褶皺及斷裂較發(fā)育，褶皺軸向以SN向為主。EW，NNE，NW向3組斷裂較發(fā)育。區(qū)內(nèi)地層傾角為10°～40°，在勘查區(qū)北部，斷裂構(gòu)造較發(fā)育，受斷層影響，向斜軸西側(cè)地層傾角為50°～84°，局部地層傾角直立或倒轉(zhuǎn)，北部地質(zhì)構(gòu)造相對復(fù)雜。向斜南段軸部寬緩，斷裂構(gòu)造不發(fā)育，軸部地層傾角平緩，為10°～15°。兩翼傾角為20°～35°，呈現(xiàn)為箱狀，勘查區(qū)南部地質(zhì)構(gòu)造簡單，總體地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度為中等型。

4.3 含煤性

區(qū)內(nèi)龍?zhí)睹合岛簩蛹懊壕€7～12層，煤層及煤線厚4.70～11.35m，平均8.14m，含煤系數(shù)為6.2%～11.4%，平均9.3%。含可采、大部可采和局部可采煤層5層，其中全區(qū)可采1層，大部可采1層，局部可采3層，可采煤層平均厚4.95m，可采系數(shù)為5.6%，區(qū)內(nèi)可采煤層較多。

4.4 煤層穩(wěn)定性

煤層穩(wěn)定性評價主要從可采性、厚度變異系數(shù)、結(jié)構(gòu)等方面進行[3]?？刹擅簩臃€(wěn)定性評價結(jié)果見表4。由表4可知，除12#煤層外，其余煤層均為較穩(wěn)定的煤層。

4.5 煤層埋深

勘查區(qū)南部煤層大部分埋深為0～1000m，煤系地層上伏沉積有二疊系上統(tǒng)長興組(P3c)，三疊系下統(tǒng)夜郎組(T1y)、茅草鋪組(T1m)等，煤系地層保存良好，層位穩(wěn)定。勘查區(qū)北部受到斷層的破壞，地層傾角變大，導(dǎo)致煤層埋深增加，部分埋深超過 1 200m。

表4 可采煤層穩(wěn)定性特征

4.6 煤質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)各煤層屬中灰、中高硫-高硫、中-高熱值煤，有害元素含量低。煤中硫含量高，但以硫鐵礦硫為主，較易浮選，可作為動力用煤，經(jīng)洗選后也可作為民用、冶金及化工用煤。

5 結(jié) 語

詳細分析了仁懷—遵義煤炭勘查區(qū)內(nèi)煤層物理、化學特征，在此基礎(chǔ)上對該地區(qū)的找煤前景了進行了討論，為區(qū)內(nèi)開展找煤工作提供借鑒。

[1] 張 偉，吳亞榮.貴州省興義煤田上二疊統(tǒng)煤質(zhì)特征[J].煤質(zhì)技術(shù)，2012(3)：32-34.

[2] 徐彬彬，何德明.貴州煤田地質(zhì).徐州[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2003.

[3] 伊燦偉.新元煤礦3#煤層瓦斯賦存規(guī)律分析[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014(1)：106-108.

2015-01-26)

錢招軍(1978—)，男，工程師，550018 貴州省貴陽市烏當區(qū)新添大道北段165號。