勃利煤田煤的变质规律探讨

邢东东

【摘 要】通过对含煤建造及构造体系的分析，探讨了勃利煤田的变质规律。

【关键词】含煤建造；构造体系；变质规律

0.前言

勃利煤田位于黑龙江省东部，是我省东部上侏罗纪含煤盆地的沉积中心，也是我省主焦煤的重要基地。煤种齐全，由气煤到无烟煤。煤的变质因素复杂，而且多数情况煤的变质是多种因素综合起作用，其中尤其与构造体系关系密切。

1.煤的变质程度受含煤建造的控制

1.1勃利煤田地质构造

勃利煤田的基底由元古界变质岩和上古界地层及吕梁期花岗岩组成，在海西期形成了褶皱断裂凹陷盆地，到燕山期才开始沉降，接受上侏罗纪鸡西群的沉积。从鸡西群滴道组的等厚线图可知，其沉积中心呈微向南突的弧形分布，由于基底高低差异较大，本组起了填平补齐的作用。到城子河组时，其沉积中心的弧度比滴道组大，而且沉积中心向北移动。因此，先沉积的煤层变质程度高，后沉积的煤层变质程度低。沉积的先后表明当时沉降深度的不同，也就是煤层赋存深度的不同。煤的变质程度随着沉积中心向北迁移，煤的变质逐渐由南向北降低。煤质在剖面上的变化具有明显的垂直分带性，自上而下61（26）号以上为Ⅱ1阶段，61（26）至99（45）号层自上而下为Ⅱ3-V变质阶段，99（45）号层以下为VⅡ1变质阶段.垂向每深100m煤反光率Rmax，下降0.42%-0.84%。单独镜煤分析结果是每下降100m挥发份递度变化为1.1%-1.7%。煤的变质程度沿地层剖面自上而下的增高在本煤田普遍存在。因此，在地质剖面中如果有明显的煤质异常，就预示着有构造破坏的存在[1]。

1.2煤的变质程度

煤的变质程度不仅与当时沉积建造有关，而且与改造后埋藏深度有关。勃利煤田的煤变质作用不仅在构造前进行，而且在构造变动后仍然继续进行。所以，该煤田煤的挥发份等值线在煤质剖面中既不和煤层平行，也不和地表等深线平行，而是与煤层有一定夹角，一般来说煤变质线比煤层倾角要缓，在地层倾角较陡的东部区缓10-20°，在地层倾角较缓的西部区缓5°左右。

总的来看，沉积建造对煤的变质起着两方面的控制作用：其一，在水平方向上随着沉积中心向北转移，煤的变质由南向北变低，其二，在垂直方向上随着深度的增加煤的变质增高[2]。

2.煤的变质程度与构造体系的关系

2.1山字型构造

勃利煤田为一弧顶向南突出的山字型构造，弧顶在茄子河南部，西翼走向北西，东翼走向北东，弧顶走向近东西。此山字型构造在燕山运动早期已成雏型此点从滴道组和城子河组等厚线图的形状可以看出。但是更重要的是在煤系形成的过程中和形成以后，由于多次构造运动，受南北向的压应力则是山字型形成的更重要因素，为褶皱紧密的复背斜和复向斜，以及规模比较大的阶梯状逆断层，形成迭互状构造，挤压破碎带发育。西翼构造简单，断层多为张扭性正断层，地层产状平缓，一般为10-20°，在西翼南部有褶皱和压性逆断层出现。东翼构造较复杂，有小型褶皱，有的成雁形排列，压性逆断层和张扭性断层发育，地层倾角较陡，一般为40-50°。而在这个煤田内，煤系地层厚度总的来看差不多，只是东翼厚度变化稍大，一般厚度为2200m，西翼为2060m。

2.2煤的变质规律

煤的变质规律与煤系厚度井无明显的关系，而是与构造体系一致。具体表现为弧顶部位茄南区为高度变质，主要为无烟煤、贫煤、其次是瘐煤和焦煤；在西翼桃山矿、新兴矿、青龙山区则以气煤和焦煤为主，再向西北的罗泉区、种牛场区则为气煤；东翼的茄子河区、东方红区、龙湖区则主要分布是焦煤，其次是气煤，再向东和东北方向的隆庆区、岗峰区、十八里区以气煤为主。从详细的资料分析也充分说明这种变化规律：西翼气煤和焦煤的界线在桃山矿为67（32）号煤层，（注；括弧外为新层号），到新兴矿为68（32）号层，到安乐区为88（36）号层至93（40）号层，至青龙山区为99（45）号层，在20km的水平距离内，气煤和焦煤的界线向下移动垂深550m。挥发份的变化西翼由桃山到青龙山增高，例如，99（45）号层由26%增加到32%，88（36）号层由30%增加到33%；东翼气煤和焦煤的界线由茄子河区60号层，到东方红区62号层，到龙湖1线为90号层，从茄子河区到龙湖1线在水平距离15公里内，气煤和焦煤的界线向下移动垂深500m。挥发份的变化由茄子河到龙湖1线增高，例如99（45）号由22%增加到28%，88（36）号层由25%增加到28%[3]。

煤质不仅沿弧形有明显的变化，而且由内弧和外弧也有变化，主要表现为同——层煤沿倾向的变化，即变质程度由由内弧向外弧的倾斜方向增高。对于不同层位煤质的变化在弧顶和东翼比较明显，在西翼有所表现。如在桃山以焦煤为主而茄南区则以高变质的无烟煤和贫煤为主。在东翼，特别是七峰断层以东，受新华夏系构造控制极为明显，主要再现为受新华夏系所产生的第二序次的压扭性构造所控制。众所周知，双鸭山煤田、双桦煤田、勃利煤田、鸡西煤田，其单个煤盆地轴向大致近东西向，如果把这些煤盆地最低点连线，其方向为N22-30°E，是属于新华夏系构造体系，即这些煤盆地处于新华夏系第二隆起带的凹陷中。而本煤田东翼的NNW向张扭性断裂和NE和的压扭性断裂虽然属于新华夏系的构造成份，这两组构造线相对于新华夏系则属于第二序次。另外，NE向的断裂其性质是先压后扭，其方向为N40-50°E，从发生时代看是在下古生代开始。

七峰断层以东煤质的变化受新华夏系第二序次所产生的NE向压扭性断裂所控制，即煤的等变质线与其平行，并且煤的变质程度是由东南向西北方向逐渐变低。例如在珠山区煤的挥发份为26%左右，当于焦煤第1V变质阶段，到七峰区则为30%，相当于肥气煤第Ⅲ变质阶段，到岚峰区为37%-39%，为标准气煤第Ⅱ变质阶段，这都为很多煤质资料所证实。需要指出的是山字型构造的东翼的压性结构面与新华夏系的次级压扭性结构面成迭加复合关系，其煤质变化对于山字型构造来说是由内弧向外弧变质程度逐渐增高。

3.结论

煤的变质规律是由两翼向弧顶变质程度增高，由内弧向外弧变质程度增高，煤的等变质线基本呈弧形分布。以上是一点粗浅认识，谬误之处在所难免，恳请指正。

【参考文献】

[1]徐开礼，朱志澄.构造地质学[M].北京：地质出版社.

[2]武汉地质学院地质教研室.煤田地质学[M].北京：地质出版社.

[3]邵震杰，任文忠，陈家良.煤田地质学[M].北京：煤炭工业出版社.