藏东北地区煤炭资源分布特征及洁净煤初步研究

李聪聪，牛军强，3，杨　创，3，杜芳鹏，雒　铮

（1.中国煤炭地质总局航测遥感局，西安 710199；2.陕西省地理空间信息工程技术研究中心，西安 710054；3.中国矿业大学，江苏徐州 221008）

藏东北地区煤炭资源分布特征及洁净煤初步研究

李聪聪1，2，牛军强1，2，3，杨创1，2，3，杜芳鹏1，2，雒铮1，2

（1.中国煤炭地质总局航测遥感局，西安 710199；2.陕西省地理空间信息工程技术研究中心，西安 710054；3.中国矿业大学，江苏徐州 221008）

以煤炭资源调查资料为基础，对西藏东北部地区的煤炭资源赋存状况进行了梳理，统计分析了不同成煤期煤层的煤质分析测试数据，并依据新一轮煤炭资源潜力评价提出的煤炭洁净等级6级划分方案，主要选用灰分、硫分、有害元素（砷、磷、氯）5个评价指标对区内的煤炭资源洁净等级进行了初步划分，并以333+334-1资源量为基础，对不同洁净等级的煤炭资源占比进行了统计分析，早石炭世原煤洁净等级为Ⅲ级，属较好洁净煤，晚二叠世原煤洁净等级为Ⅵ级，属差洁净煤；晚三叠世原煤洁净等级为Ⅳ-Ⅵ级，属中等-差洁净煤。区内以较好洁净煤和差洁净煤为主，占比分别为43.02%、50.17%，中等洁净煤和较差洁净煤较少，合计占比为9.66%。

煤炭资源；煤质特征；洁净煤；藏东北

0　引言

西藏能源结构具有优质能源少，可再生能源比重大的特点，主要以水能、太阳能、风能等为主[1]。所用能源矿产主要靠外运，本区自有的煤炭资源极为有限，且由于自然环境恶劣，交通条件差等限制，西藏煤炭资源地质调查、勘探和开发程度低。当地牧民以牛粪、灌丛树木等为主要燃料，对包括“三江源”在内的多个生态保护区的环境造成破坏。适度开发煤炭资源，实施“以煤代薪”，走可持续发展之路，是保护西藏生态环境的有力措施。

据煤炭资源潜力评价资料，西藏自治区预测煤炭资源量9.24亿t[2]，但是不同的成煤时代、不同构造单元和成煤盆地含煤性差异较大[3]。且全区煤炭资源70%以上集中于藏东北的那曲、昌都地区，近年来，西藏地区的煤炭资源调查评价工作取得一定的进展[4-6]，本文基于中国地质调查局“南方缺煤省份煤炭资源调查评价”计划项目之“西藏巴青煤炭资源调查评价”的调查成果，结合最新的煤炭资源潜力评价成果，综合分析以往煤炭地质资料，对藏东北地区主要成煤期的煤炭资源特征进行了梳理，并在煤质分析测试的基础上，初步分析了区内煤的洁净等级，旨在为西藏自治区煤炭资源的开发利用规划提供方向。

1　区域地质背景及成煤条件

研究区位于西藏自治区东北部，与青海南部地区接壤，地处唐古拉山南麓，青藏铁路东侧。大地构造位置上，属于羌塘地块。羌塘地块是青藏高原众多拼合块体中较大的一个，北部以拉竹龙-金沙江缝合带为界，与松潘-甘孜地块紧邻；南部以班公湖怒江缝合带为界，与拉萨地块紧邻。值得一提的是羌塘地块本身也是一个拼合块体，根据任纪舜等学者的观点[7]，将羌塘地块以龙木错-澜沧江缝合带为界，划分为南、北两个性质不同的地块，北部为北羌塘-昌都地块，南部为南羌塘-保山地块，两个块体拼合时间大约在216～205 Ma。研究区位于北羌塘-昌都地块的中东部南段和南羌塘-保山地块中东部北段的结合部位（图1）。

图1　研究区构造位置图Figure 1 Study area tectonic setting

整个西藏自治区的成煤期较多，从早石炭世至新近纪都有，共有早石炭世、晚二叠世、晚三叠世、早白垩世、古近系、新近系6个成煤期，整体的成煤条件与含煤性均较差，但相对而言，下石炭统含煤性最好，上三叠统次之，其他煤系含煤性较差。研究区内主要含煤地层有下石炭统杂多群碎屑岩组（马查拉组）、上二叠统妥坝组、上三叠统土门格拉组（巴贡组）（表1）。

表1　藏东北地区各成煤期含煤地层分布Table 1 Distribution of different coal-forming staged coal-bearing strata in northeastern Tibet

下石炭统杂多群碎屑岩组主要分布在西藏东部昌都地区澜沧江西侧，他念他翁山东侧，岩性为灰色、灰黑色细砂岩、粉砂岩、炭质板岩、及结晶灰岩、页岩、煤层（煤线），地层厚度2300～3 100 m。该组煤层主要位于中下部，一般含煤4～40层，最多者可达80余层，煤层厚度0.10～2.55 m，一般在0.20～0.60 m，煤层稳定性差，厚度变化较大，在空间上可见由南东向北西，煤层层位由下部逐渐抬升至中部及上部，显示成煤期聚煤中心从南东向北西迁移的特点。

上二叠统妥坝组主要分布在西藏东部昌都地区芒康、巴贡、妥坝、类乌齐一带。岩性为一套灰-灰黑色粉砂岩、泥岩、页岩夹灰岩透镜体及薄煤层（煤线）。地层厚度1675～1775 m。为海侵成煤。含煤性变化较大，聚煤中心位于昌都妥坝一带，向南和向北变薄。在妥坝-巴贡一带含煤49层，煤层厚0.20～1.79 m。

上三叠统土门格拉组、巴贡组为海退环境下的海陆交互相沉积，岩性以灰白色石英细砂岩、长石石英细砂岩和灰黑色泥岩、粉砂质泥岩及煤层（煤线）为主，上部见棕红色、紫红色含砾砂岩、细砾岩，岩性特征在横向上有一定变化。地层厚度920～3751 m。由于古地理环境复杂，地形起伏较大，导致煤系及煤层厚度不稳定，含煤性较好的土门煤矿和夺盖拉煤矿含煤分别为73层和68层，含可采或局部可采煤层一般在10层之内，土门煤矿多达20层，煤层单层厚度0～2.00 m，最厚可达5.0 m。

2　煤炭资源分布状况

西藏自治区煤炭开发程度普遍较低，主要根据含煤区内已发现的煤矿及煤点和含煤地层的分布对煤炭资源分布状况进行预测。本次研究参照煤炭资源潜力评价的预测数据[2]，主要以可信度较高的推断的内蕴经济资源量（333）和预测的可靠级资源量（334-1）为基础，对全区的煤炭资源分布状况进行梳理。研究区处于羌塘-三江赋煤带，根据赋煤构造单元特点的差异，可将整个研究区划分为昌都-芒康含煤区、土门格拉-巴青含煤区（图2）。总计获得333及334-1资源量23308.38万t，各含煤区煤炭资源分布状况如下：

图2　含煤地层及主要预测区分布图Figure 2 Distribution of coal-bearing strata and main prediction areas

昌都-芒康含煤区位于安多-昌都印支期断褶亚带西侧昌都-芒康复向斜两翼，以北西-南东分布，长360 km，宽60 km。包括早石炭世、晚二叠世、晚三叠世煤系，共有333+334-1预测区10个，333与334-1资源量11752.78万t。

土门格拉-巴青含煤区位于羌塘-三江断褶带安多-昌都印支期断褶亚带的西北部，以北西西-南东东分布。长560 km、宽20～56 km。以晚三叠世土门煤系为主，共有333+334-1预测区2个，共有333与334-1资源量11555.6万t。

按成煤时代划分，早石炭世杂多群碎屑岩组和马查拉组共有333与334-1资源量10029.31万t，晚二叠世妥坝煤系共有333和334-1资源量137.79万t，晚三叠世土门煤系和巴贡煤系共含333和334-1资源量13141.28万t（表2）。

3　煤炭资源洁净等级划分

煤炭资源洁净等级评价，必须建立在科学、完善的评价指标体系的基础上，本次煤炭资源洁净等级划分依据最新完成的煤炭资源潜力评价中提出的6级划分方案，与划分方案相对应，确定了评价因子的6级浓度限值。硫分、灰分是根据国标GB/T 15224.2-2010中的5级划分方案限值，其它微量元素的限值根据硫分、灰分的划分方案进行近似等比计算得出，本次主要以有害元素砷、磷及氯进行分析（表3）[8]。最终以前人煤田地质成果资料为基础，融合最新的煤质分析测试数据，对研究区煤炭资源洁净等级进行初步划分。

由于研究区各成煤期煤层中氯含量（Cl/%）均小于0.05%，即低于煤炭洁净等级Ⅰ级的浓度限值，因此，本次煤炭洁净等级主要按照硫分（St，d/%）、灰分（Ad/%）、砷（As/×10-6）、磷（Pd/%）来进行等级划分，当各因子评级不一致时，以综合评价等级差者为准。

初步划分结果显示，早石炭世含煤地层中，原煤洁净等级为Ⅲ级，属于较好洁净煤；晚二叠世妥坝组原煤洁净等级为Ⅵ级，属差洁净煤（表4）；晚三叠世含煤地层中原煤洁净等级为Ⅳ-Ⅵ级，属中等-差洁净煤，其中土门格拉组原煤洁净等级为Ⅵ级，属于差洁净煤；巴贡组原煤洁净等级以Ⅳ为主，属中等洁净煤，仅打奖预测区为Ⅴ级，为较差洁净煤。

表2　研究区333和334-1煤炭资源量及煤类Table 2 Study area 333 and 334-1categories coal resources and coal ranks

表3　洁净煤等级划分方案及评价因子[8]Table 3 Coal cleanliness partition scheme and assessment indices[8]

早石炭世煤层相比晚二叠世、晚三叠世煤层灰分最低，且自家浦相比马查拉灰分、硫分及有害元素磷含量均低，只考虑灰分、硫分及磷含量，自家浦煤炭洁净等级应为Ⅱ级，最终因煤中砷含量较高，评级为Ⅲ级。

表4　研究区煤炭洁净等级划分结果Table 4 Study area coal cleanliness partitioned results

晚二叠世妥坝组硫分含量较高，为高硫煤，决定了该组煤炭洁净等级为Ⅵ级。

晚三叠世相比其他两个成煤期，煤层灰分含量高。硫分东西各有差异，总体上西高东低，研究区东部昌都地区的巴贡组煤中硫分均低于西部那曲地区的土门格拉组，巴贡组以低中硫分为主，土门格拉组以中高硫分煤为主，二者灰分相差不大，值得注意的是，土门格拉组煤层中有害元素砷含量偏高，砷评级为Ⅳ级，降低了该组煤层洁净等级评级，属Ⅳ级差洁净煤。

按已知的333+334-1资源量占比划分，较好洁净煤占比为43.02%，中等洁净煤占6.48%，较差洁净煤占比为3.18%，差洁净煤占比为50.17%。综合而言，仅从区内目前煤炭资源量预测级别最高的333+ 334-1划分，研究区以较好洁净煤和差洁净煤为主，中等洁净煤和较差洁净煤较少，合计占比为9.66%。

4　结论

（1）藏东北地区主要有三个成煤期：早石炭世、晚二叠世和晚三叠世，早石炭世杂多群和马查拉煤系共有333与334-1资源量10029.31万t，晚二叠世妥坝煤系共有333和334-1资源量137.79万t，晚三叠世土门煤系和巴贡煤系共含333和334-1资源量13141.28万t。

（2）依据新一轮煤炭资源潜力评价中提出的煤炭资源洁净等级6级划分方案，融合煤质化验资料，对本区煤的洁净等级进行了划分。早石炭世原煤洁净等级为Ⅲ级，属于较好洁净煤；晚二叠世妥坝组原煤洁净等级为Ⅵ级，属差洁净煤；晚三叠世原煤洁净等级为Ⅳ-Ⅵ级，属中等-差洁净煤。

（3）按已知的333+334-1资源量划分，较好洁净煤占比为43.02%，中等洁净煤占6.48%，较差洁净煤占比为3.18%，差洁净煤占比为50.17%。区内以较好洁净煤和差洁净煤为主，中等洁净煤和较差洁净煤占比较小。

（4）早石炭世自家浦和马查拉含煤区煤炭资源相对丰富，煤洁净等级较高，建议加强进一步的调查研究工作。本次对藏东北地区煤炭资源的梳理和煤洁净等级初步划分，为西藏煤炭资源规划提供了方向。

[1]蔡国田，张雷.西藏能源利用现状及发展探讨[J].中国能源，2006，28（1）：38-42.

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[3]罗中舒.板块构造与青藏高原煤田关系的探讨[J].煤炭学报，1980，(2):34-42.

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[5]李聪聪,牛军强,杜芳鹏,等.西藏巴青地区煤炭资源调查评价报告[R].西安：中国煤炭地质总局航测遥感局，2016.

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[8]杨淑婷，唐跃刚，解锡超，等.煤炭资源洁净等级评价研究[J].洁净煤技术，2011，17（1）：5-11.

Coal Resources Distribution Features and Clean Coal Preliminary Study in Northeastern Tibet

Li Congcong1,2,Niu Junqiang1,2,3,Yang Chuang1,2,3,Du Fangpeng1,2and Luo Zheng1,2
(1.Aerial Photogrammetry and Remote Sensing Bureau,CNACG,Xi’an,Shaanxi 710199; 2.Shaanxi Provincial Geo-Spatial Information Engineering Technology Research Center,Xi’an,Shaanxi,710054；3.China University of Mining and Technology,Xuzhou,Jiangsu 221008）

Based on up-to-date coal resources investigation data,combined with previous coal geological results,organized out coal re⁃sources hosting situation in the northeastern Tibet.Statistically analyzed coal quality tested data of coal seams from different coal-form⁃ing stages,on the basis of renewed coal resources potential assessment suggested coal cleanliness 6 leveled partition scheme,mainly se⁃lected ash,sulfur,harmful element(arsenic,phosphorus,chlorine)contents 5 assessment indices carried out preliminary partition of coal cleanliness grades in the area.Then taking the 333+334-1 resources as the basis have carried out statistical analysis of different cleanliness coal resource proportions.The early Carboniferous raw coal cleanliness is category III,belongs to better clean coal;late Permian raw coal cleanliness category VI,belongs to poor clean coal;late Triassic raw coal cleanliness categories IV-VI,belong to me⁃dium-poor clean coal.The better clean coal and poor clean coal are the main coals in the area,their proportions are 43.02%and 50.17%respectively;less medium-poor clean coals,totally 9.66%.

coal resource;coal quality features;clean coal;northeastern Tibet

P168.1

A

10.3969/j.issn.1674-1803.2016.11.02

1674-1803(2016)11-0008-04

中国地质调查局特殊用煤资源潜力调查评价（121201001000150090）、南方缺煤省份煤炭资源调查（12120113074300）

李聪聪（1984—），男，山西临汾人，硕士，工程师，从事遥感地质、能源地质工作。

2016-05-19

责任编辑：宋博辇