新疆拜城县铁列克普查区煤层特征认识

2014-06-05刘国春

新疆有色金属 2014年1期

关键词：列克普查砂岩

刘国春

（新疆煤田地质局综合地质勘查队乌鲁木齐 830000）

新疆拜城县铁列克普查区煤层特征认识

刘国春

（新疆煤田地质局综合地质勘查队乌鲁木齐 830000）

本文主要介绍新疆拜城县铁列克普查区含煤地层、可采性、煤层对比等特征。为拜城及南疆地区矿区勘查和煤矿开采具有参考指导意义。

铁列克含煤地层物理性质沉积特征煤层对比

1 矿区概况

新疆拜城县铁列克普查区位于库车中新生代山前坳陷，塔里木盆地北缘中，距拜城县城北40～70 km处，呈近东西向的狭窄条带状,东起拜城县克孜尔乡的梅斯布拉克村东，西止舒善河(宿相厄肯)，东西长47.5 km，北起中-上三叠统梅斯布拉克群的顶部，南止第三系，南北平均宽4.7 km，面积223 km2,南北包括了整个侏罗系煤系地层的分布范围。区内出露的地层有：第四系、第三系、白垩系、侏罗系、三叠系，地层走向总体是近东西向。

新疆拜城县铁列克普查区位于喀普斯浪-梅斯布拉克华力西褶皱带的南侧，受其影响，测区在构造上多表现为近东西向的线状构造，在强大的南北向挤压应力作用下，区内地层直立、倒转，并在中部地段产生了一系列的断裂构造。其作用结果形成了局部地段地层变薄、煤层缺失等现象。

新疆拜城县铁列克普查区煤系地层位于卡拉苏背斜(M1)的南翼，为一地层走向近东西向条带状延伸的单斜构造，地层南倾，倾角一般60°～90°，中西部一带地层倒转。

2 含煤地层及煤层

2.1 含煤地层及含煤性

新疆拜城县铁列克普查区内的含煤地层为下侏罗统塔里其克组(J1t)、阳霞组(J1y)。整个侏罗系地层厚1 523.46～2 369.8m，塔里奇克组平均厚230.02 m，阳霞组平均厚533.16m。

塔里奇克组(J1t):岩性主要由河流相、湖泊相、沼泽相灰色-灰白色石英砂岩、粗砂岩、砂砾岩、细砂岩、粉砂岩及煤层组成,地层厚度148.58～281.84m,含煤层7～20层,编号为A1～A20,单层煤层厚为0.10～8.93m,含夹矸0～10层,煤层结构简单至复杂,平均总厚19.90m,平均可采总厚15.53m。其中全区可采煤层2层(A3、A7),全区大部可采2层(A4、A5),局部分布零星可采煤层3层(A2、A9、A14)，含煤系数为8.68%。

阳霞组(J1y):主要由浅灰、灰白色砂砾岩、细砂岩、粉砂岩及煤层组成,地层厚度434.16～649.62m,含煤4～6层,B1～B6,煤层单层厚度0.05～5.61m,平均总厚4.03m,平均可采总厚2.31m。含夹矸0～2层,简单结构。其中可采煤层两层,为B2(大部可采)、B3(局部可采),含煤系数为0.76%。

2.2 煤层

以往工作中，将侏罗系下统塔里奇克组J1t、侏罗系下统阳霞组(J1y)所含煤层从下向上编号为A组煤和B组煤。本次工作提交报告仍采用原编号方法，A煤组煤层按自下向上顺序进行编号，再根据各煤层的沉积特征，将夹矸厚度大于煤层最低可采厚度且在走向、倾向较稳定的煤分层单独划分命名。即A代表煤组编号，下标阿拉伯数字“1”、“2”、“20”代表煤层编号；上标阿拉伯数字“1”、“2”、“6”代表该煤层从下向上的分层编号；若出现1＋2则表示两个分层的总和。B煤组的煤层编号与A煤组编号的方法相同，即“B”表示B煤组，下标阿拉伯数字“1”、“2”、“6”代表煤层编号；上标阿拉伯数字“1”、“2”、“6”代表该煤层从下向上的分层编号；若出现1＋2则表示两个分层的总和。A煤组的煤层编号见表1。

塔里奇克组(J1t)所含A组煤在普查区内分布最广,出露较好,是本区的主采煤层,目前区内80%以上的煤矿正在开采该组煤层。其中A3、A7为全区可采煤层,是本次工作的重点对象,A4、A5为大部分可采煤层,其中A5煤层自6勘探线往西,A4煤层自2勘探线向西,因沉积环境的影响或尖灭或受冲刷缺失;A2、A9、A14等为局部可采煤层。总之,A组煤厚度变化较大,A3、A4、A5、A7为较稳定煤层,其余煤层为不稳定煤层。

表1 A煤组编号表

阳霞组所含B组煤中,可采煤层两层,即B2、B3,其中:B2大部分可采,B3局部可采。在5线、6线、8线,B2、B3地表多为炭质泥岩夹煤线,均不可采,9线、10线和16线、17线处均为第四系覆盖。B2在15～3孔附近最厚,可达(B2=B12+B22,3.52+1.09)4.61m,在13线至14线之间厚度也＞2m。该处现有两矿开采B2煤层,井下煤厚可达4m,因此,B组煤在全区厚度很不稳定。

3 煤的物理性质和煤岩特征

新疆拜城县铁列克普查区A组煤层宏观煤岩特征为黑色、油脂光泽，无明显断口、节理、裂隙，构造呈小粒状和粉末状，煤岩组分以暗煤、亮煤为主，少量丝炭，为半暗煤。显微煤岩特征主要以无结构镜质体和碎屑镜质体为主，无结构镜质体有均匀镜质体、基质镜质体，镜质体组分被压碎裂痕非常明显，镜质体组分在油浸反射光下成灰白色，而且其形状极不规则；半镜质体组分主要是无结构半镜质体、在油浸反射光下较镜质体组分颜色略浅、略显突起，基本上不显示细胞结构；惰质组分主要有丝质体、有氧化丝质体，在局部视域有包裹丝质体的碎屑物、也有半丝质体，半丝质体介于结构半镜质体与丝质体之间，在油浸反射光下与丝质体相比颜色偏灰、突起略低、细胞结构保存较差，氧化丝质体其细胞壁略有膨胀。有网状丝质体其胞腔被粘土所充填。矿物组成主要有粘土矿物、黄铁矿、碳酸岩矿物，粘土矿物呈浸染状分布，黄铁矿呈鲕状分布，碳酸岩矿物有方解石、菱铁矿。方解石主要呈“脉”状分布。

根据煤岩定量和反射率测定其变质阶段为：暗亮煤Ⅰ-Ⅲ节。

4 煤质主要指标、煤的种类及工艺性能

新疆拜城县铁列克普查区内所含A煤组煤层以焦煤(25JM)为主,其次为1/3焦煤,个别煤层样品为肥煤(36JM)。曲线形状以“之”字型为主,“之山”型次之。原煤干基灰份在17%～39%之间，挥发份在25%～30%之间,发热量为33.85～37.03 MJ/kg,平均35.26MJ/kg。属中灰、局部为富灰、高发热量、低硫、低磷、高变质程度、低熔灰份煤层。

B煤组煤层原煤干基灰份在13.57%～24.28%之间,平均 17.02%,精煤灰份为 2.85%～11.14%,平均5.78%,挥发份原煤为 21.31%～38.53%,平均为33.45%,精煤为 19.29%～37.67%,平均 32.47%,发热量为34.26%～35.50MJ/kg,平均值为35.24MJ/kg。属于以低灰份、高发热量、特低硫、特低磷的气煤为主,个别为贫煤。

新疆拜城县铁列克普查区内可采煤层是比较好的炼焦用煤(焦渣特征A煤组4-7、B煤组2-7),亦可作动力用煤及生活用煤。

新疆拜城县铁列克普查区内主要可采煤层容重为：A3煤层加权平均容重1.45，A4煤层加权平均容重1.45，A5煤层加权平均容重1.46，A7煤层加权平均容重1.42。B煤组煤层容重在1.37～1.49之间，加权平均容重1.42。

5 煤的风氧化带

新疆拜城县铁列克普查区煤层的风化带、氧化带深度在以往的地质工作中没有定论。为确定测区煤层风化带、氧化带深度,新疆拜城县铁列克普查区西部和东部4个矿井的三层煤(A3、A5、A7煤层)中采集了风氧化带煤样18个,采集从垂深6.5开始到22m止,并按照垂深2～5m的间距采取。

新疆拜城县铁列克普查区在垂深6.5～17m与钻孔样品测试值有差异外，其它样品与正常值差异不大。测区东部A3、A7煤层在13m以上样品分析基水份平均为2.3%～2.59%，正常值低于0.56%；灰发份含量在27.08%～29.02%之间，正常值为28.28%～32。77%；焦渣特征为2，正常值为4～7；C含量低于84.75%，正常值＞86.54%；GRD(粘结指数)0～69，正常值一般＞78。从样品测试结果看；除焦渣特征和粘结指数与正常值有较大差别外，其它差别不是特别明显。根据实验资料综合分析判断，A3、A7煤层风化带垂深为13m，氧化带垂深为17 m。测区内其它煤层由于没有做实验，因此，风氧化带深度采用A3、A7煤层的成果。

6 煤岩沉积特征、煤层变化规律及煤层对比

6.1 煤岩沉积特征

新疆拜城县铁列克普查区位于库拜盆地中部的北部边缘，库拜盆地是继三迭系以后发育起来的大型湖沼区，地层有明显的旋回特征，可分为两大构造旋回。成煤期为早中侏罗世，整个含煤建造底部为湖泊相之泥岩、粉砂岩夹薄层泥灰岩及大量的页岩等。在这之后地壳上升，盆地缩小，沉积了河流相的砂砾岩，为第一大旋回的起点，接着盆地内形成了湖泊沼泽相沉积，沉积了区内主要含煤地层即塔里奇克组含煤地层。

第二大旋回从标准砂岩(侏罗系下统阿合组砂岩)开始至上部的含煤建造。本旋回止于湖泊生物相的页岩沉积。在此旋回中发育了阳霞组、克孜努尔组含煤沉积。

新疆拜城县铁列克普查区内第一旋回底部从三迭系开始到侏罗系下统塔里奇克组结束。从岩性上来看：三迭系为一套湖泊相深灰色粉砂岩、泥岩、泥灰岩(风化后呈灰色、灰黄色)，侏罗系下统底部为冲积扇沉积体系扇面河道沉积。由辫状河道被洪水携带的沉积物冲填而成。岩性由浅灰色、灰色砾岩、砂砾岩、粗砂岩组成，底部有明显的冲刷、充填构造，具有大型板状交错层理。其上为扇三角洲前沿沉积、扇三角洲平原沉积和湖滨浅滩沉积。岩性为灰色细砂岩、泥岩、粉砂岩。接着为湖泊泥炭沼泽沉积，岩性为砂岩、泥岩、炭质泥岩及煤层。

第一旋回在测区由3个小旋回组成，下部从三迭系到侏罗系底为第1小旋回；侏罗系底到A5煤层顶板为第2小旋回；A5煤层顶板以上至阿合组底界为第3小旋回。第1小旋回为三迭湖泊相砂岩、泥灰岩。第2旋回底部为浅灰色、灰色、灰白色的砾岩、砂砾岩或砂岩组成，区内比较稳定。由西向东粒度渐细，厚度变薄，其上部为含煤沉积。第3小旋回底部为砾岩、粗砂岩、细砂岩，区内自西向东粒度渐细、厚度变薄，但层位稳定。本次工作中以此作为划分塔里奇克组上下段的界线。

第二旋大回在测区内底部为巨厚层状砂砾岩、砂岩(阿合组)向上为阳霞组砂岩、砂砾岩，其上部为扇三角洲平原与泥炭沼泽相沉积。含B煤组煤层。由于沉积环境比较动荡因而煤层厚度、层数变化比较大。煤层顶底板多为砂岩、砾岩。表示了河流、湖沼相交替沉积的过程。第二旋回上部为河流湖泊相的砂岩、泥岩、砾岩交替沉积。出现了红色砂岩、砂砾岩、蓝色砂岩条带。代表了干旱环境的河湖相沉积。

6.2 煤层的变化规律

A煤组的煤层是在冲积扇体系、扇三角洲体系、湖泊沉积体系发展到泥炭沼泽沉积的，由于基底平坦广阔，成煤条件好，因而A煤组煤层厚度大，层数多。主要可采煤层沿走向、倾向变化不大。如A3、A4、A5、A7煤层全区可采或大部可采总厚度21.38m。其中A3、A7煤层全区可采厚度由西向东总体上有逐渐变薄的趋势。A1、A2煤层为成煤初期的产物，沉积环境不稳定，因而煤层厚度小，变化大(0～2.11)mn，测区内局部可采，且煤层结构复杂。A8～A20煤层为成煤后期，湖沼相交互沉积，测区由西向东层数增多。煤层沿走向倾向厚度变化大，为局部可采煤层。由于测区走向上长度达47.5 km，现取得的资料有限，煤层的变化规律有待于进一步探讨。