黔北务正道铝土矿勘查过程中发现的可燃气体及认识

曹建洲，谢环宇

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队，贵州遵义563000）

·地质与矿业工程·

黔北务正道铝土矿勘查过程中发现的可燃气体及认识

曹建洲*，谢环宇

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队，贵州遵义563000）

在黔北务正道地区铝土矿勘查的钻探施工过程中，多个矿区的多个钻孔在钻进时，在铝土矿上覆岩层中发现可燃气体，应为瓦斯一类的有机气体。总体上，气体的逸出量小，持续的时间较短，一般在1d左右，最长的达4d。发生逸气都在钻到特定的岩性段时发生。建议在今后的钻探施工过程中，若遇到气体瞬时大量涌出时，人员应全部及时撤离，以防发生火灾或爆炸事故。在今后的矿山开采中，巷道通过铝土矿上覆层，应特别注意对此气体的安全防范。

可燃气体；铝土矿；勘查；黔北务正道

黔北务正道是贵州省北部务川、正安、道真3个县的简称。此行政区域内，分布有大小8个向斜构造，向斜构造中普遍发育中二叠统梁山组，此地层是铝土矿含矿层，是此区域找铝土矿的唯一目标层，总面积约1600km2。近十年来，有多家地勘单位在该区域开展铝土矿找矿工作。在黔北务正道地区确定为第一批国家级整装勘查区后，铝土矿找矿工作力度更大，且取得了丰硕的找矿成果。

1 矿区地层背景

务正道地区铝土矿含矿岩系为二叠系中统梁山组。含矿岩系下伏地层有志留系中下统韩家店群和石炭系中统黄龙组。含矿岩系上覆地层由老至新为中二叠统栖霞组、茅口组，上二叠统吴家坪组、长兴组，三叠系下统夜郎组、茅草铺组，三叠系中统松子坎组、狮子山组，侏罗系香溪群等[1-3]。其中部分地层岩性如下：

（1）中下志留统韩家店群（S1-2Hj）：下部为黄灰、青灰、灰绿色页岩、泥岩，局部夹透镜状生物碎屑灰岩；中部以紫红色页岩、泥岩为主，夹少量灰绿色页岩及透镜状灰岩；上部为灰绿、黄绿、黄灰色、紫红色页岩、泥岩。此层厚度350～630m。

（2）上石炭统黄龙组（C2h）：灰、浅灰、灰白色薄至中厚层状中—细晶白云质灰岩，偶夹有灰绿色绿泥石岩。与下伏韩家店群平行不整合接触。

（3）中二叠统梁山组（P2l）：底部为绿泥石岩，中部为铝质泥岩、硬质粘土，中上部为铝土矿，上部为铝质泥岩，顶部为厚0.3～3.15m的炭质页岩，局部相变为劣煤。为本区铝土矿含矿层。厚1.26～15.82m。与下伏层韩家店群（S1-2Hj）或黄龙组（C2h）呈平行不整合接触。

（4）中二叠统栖霞组（P2q）：深灰至黑灰色中厚层—厚层灰岩。下部夹20m瘤状泥灰岩，含少量燧石结核；上部瘤状泥灰岩夹层变为数米。距底部6～8m处夹一层厚约0.8～2.0m的黑色炭质页岩，厚度变化大，不稳定。该地层中岩溶较发育。全层厚119～170m，与下伏梁山组为连续沉积。

（5）中二叠统茅口组（P2m）：深灰色厚层含泥质生物碎屑灰岩，底部有1～3m的黑色有机质页岩、灰岩作为与栖霞组分界标志。往往由于薄层泥灰岩夹较纯的灰岩构成“眼球状构造”；中上部为灰至深灰色厚层至块状含有机质生物碎屑燧石灰岩，夹黑灰色薄层含炭泥质灰岩。自下向上，白云质逐渐增多，部份变为白云质灰岩。整个茅口组的主要特征是成层较厚，常呈厚层状或块状；燧石明显增多，由下向上，白云质及硅质成分渐增。该地层中岩溶较发育。本层厚356～372m，下伏与栖霞组为连续沉积。

（6）上二叠统吴家坪组（P3w）：是本区的主要含煤地层。下部为深灰色中厚燧石层和褐色页岩为主，夹炭质页岩及1～2层可采煤层，煤层局部可采，不连续；上部为灰至深灰色中至厚层状灰岩，厚100～120m。与下伏茅口组呈假整合接触。

2 可燃气体的发现

铝土矿勘查工作中，深部用钻探工程控制矿体的厚度、空间位置，了解矿石质量、结构构造。该地区的钻探施工是从铝土矿系上覆地层吴家坪组、茅口组或栖霞组开孔，揭穿矿系进入韩家店群后钻进3～5m结钻。

务正道××矿区ZK1175-16钻孔深391.40m，开孔地层为茅口组下部，全孔揭露地层由上至下为茅口组、栖霞组、梁山组、韩家店群[1]。栖霞组与茅口组岩性主要为灰—深灰色中厚层状粉晶灰岩夹灰黑色含生物碎屑泥质、粉晶灰岩。梁山组岩性主要为铝质岩及铝土矿，韩家店群岩性主要为紫红色泥岩。其中在29m、360m、372m处分别见厚度0.71m、0.83m、1.22m的黑色炭质页岩（图1）。钻孔一直保持涌水，钻进结束后，孔口有气体逸出，用明火可点燃（图2），属于瓦斯一类可燃有机气体。

图1 ZK1175-16孔360m处炭质页岩

图2 ZK1175-16孔口燃烧

务正道××矿区ZK1111-32钻孔深1002.68m，开孔地层为吴家坪组中上部，全孔揭露地层由上至下为吴家坪组、茅口组、栖霞组、梁山组、韩家店群[1]。吴家坪组上部岩性主要为泥质粉砂岩及铝质泥岩，中下部主要为中厚层状细晶灰岩，夹3层黑色薄层状炭质（泥）页岩，总厚度达13.15m，其中135m处见炭质页岩（见图3）。底部为一层厚1.50m的铝质泥岩。栖霞组与茅口组岩性主要为灰—深灰色中厚层状细晶灰岩夹灰黑色含生物碎屑泥质、粉晶灰岩。梁山组岩性主要为铝质岩及铝土矿，韩家店群岩性主要为紫红色泥岩。其中栖霞组在700m、963m、982m处分别见厚度0.41m、1.28m、1.09m的黑色炭质页岩。钻进过程中，孔内水位保持在距孔口92m处。当钻进至699m处时，钻孔突然涌水，喷出地面二十多米高，且空气中明显弥漫特别气味的气体。停钻3d后，不再涌水，但孔口仍有气体涌出，用明火可点燃，且火焰很高（图4），属于瓦斯一类可燃有机气体。

图3 ZK1111-32孔135m处炭质页岩

图4 ZK1111-32孔口燃烧

3 认识

ZK1175-16孔钻进地层为茅口组、栖霞组、梁山组，不属本区的主要含煤地层，但地层中有炭质页岩，推测气体来自各地层的炭质页岩中。

ZK1111-32孔钻进地层从孔口往下有吴家坪组、茅口组、栖霞组、梁山组、韩家店群。除韩家店群地层组外，其上的4个地层组均有炭质页岩。其中吴家坪组是本区的主要含煤地层。从孔口至699m地层为吴家坪组、茅口组、栖霞组，在吴家坪组中炭质页岩最厚，总厚达13.15m。该孔涌水时栖霞组未见炭质页岩，茅口组在565m处见一层厚约0.3m的炭质页岩。在水位之下的炭质页岩主要在132m处所见，厚约0.6m，其中有0.2m煤层。因此推测为钻进过程中，受钻杆扰动，瓦斯从炭质页岩（煤层）中释放出来，达到一定的压力，与孔内水一起喷出地面。气体应主要来自吴家坪组的炭质页岩（煤层）。由于炭质页岩（煤层）厚度不大，涌出的气体在几天之后便再无逸出。

以上现象说明，在本地区的吴家坪组、茅口组、栖霞组、梁山组炭质页岩中，含有可燃气体，应属瓦斯，吴家坪组的炭质页岩（煤层）中，瓦斯含量较高。由于炭质页岩厚度较小，不甚连续，所含瓦斯总量少，达不到开发利用的条件。

4 建议

在该区铝土矿勘查的钻探过程中，要注意可燃气体的逸出。特别是从吴家坪组之上开孔，更要注意。若遇无风天气，可燃气体短时的大量喷涌，在钻机操作现场空气中会形成高浓度的混合气体，遇火星会形成大火甚至爆炸，毁坏机器设备，造成人生安全事故。若遇大量气体逸出，要及时疏散人员，注意防火，加强警戒。

由于本区的铝土矿开采均为地下开采，在以后的铝土矿开采过程中，若坑道从铝土矿顶板的吴家坪组、茅口组、栖霞组地层掘进，要做好通风，防范瓦斯。铝土矿含矿岩系梁山组上部亦有炭质页岩，局部为劣煤，在铝土矿开采时，也要做相应的瓦斯防范。

[1]蔡小勤，赵远由，曹建洲，等.贵州省务正道地区铝土矿整装勘查安场向斜勘查报告[R].遵义：贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队，2013.

[2]赵远由，苏书灿.贵州省务川县瓦厂坪铝土矿勘探报告[R].遵义：贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队，2010.

[3]赵远由，苏书灿.贵州省正安县新木—晏溪铝土矿详查报告[R].遵义：贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队，2009.

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1004-5716(2015)03-0113-03

2015-01-14

2015-01-14

曹建洲（1967-），男（汉族），贵州遵义人，工程师，现从事矿产勘查工作。