潮水盆地北缘煤炭资源综合分析与评估

戴蕊 张志平 王晓伟 火登三 潘中奎

摘要：针对区域煤炭资源供需情况，综合运用地质填图、物探、钻探等多种手段对潮水盆地北缘煤炭资源进行勘查，分析研究区煤炭资源分布情况、煤层所处区域的地质条件、成煤条件及煤炭的性质，预测成煤远景区并对研究区煤炭的调查和开发提出合理化的评估建议。

关键词：潮水盆地北缘;煤炭资源;地质构造;煤炭开发

煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。煤炭资源储量巨大，科学技术飞速发展，煤炭汽化等新技术日趋成熟，并得到广泛应用，煤炭成为人类生产生活中无法替代的能源之一。煤炭资源是我国重要的战略储备资源之一，是国家经济发展的重要环节，也是国民生活的重要基础。对区域经济而言，煤炭工业又是地区产业的重要支撑力量。作为甘肃省工业的基础部分，煤炭占据全省能源的70%以上，随着工业的飞速发展，煤炭供需缺口日趋扩大。为了解决对当地煤炭资源的需要，避免煤炭成为地区工业发展的桎梏，组织完备的技术力量，对某区域的煤炭资源进行调查研究，对研究区煤炭资源的经济意义和开发建设可能性做出评价，为煤矿建设远景规划提供依据，力图查明和形成一批新的煤炭资源后备基地，提高全省煤炭资源的保障能力。

1技术方法

研究区以钻探和测井揭露和控制含煤地层和煤层;以地质填图结合钻孔资料研究研究区地质构造特征和含煤地层沉积特征，了解煤层赋存状态;以水文地质填图和钻孔简易水文观测，了解研究区的水文地质条件，了解主要可采煤层的开采技术特点;以煤样、粒度分析样和光谱分析样等样品的测试成果，研究井田的煤质、岩石（土层）、地质特征矿产的分布情况。

研究区勘察采用了多手段综合应用的方法，主要采用了1：50000地质简测及水文地质简测、控制测量、二维地震测量、可控源音频大地电磁测深、地质钻探并配合地3球物理测井和采样测试等手段。

2含煤区地质情况分析

区内含煤地层主要为中侏罗统青土井群（Jqn）上、中岩组。研究区内中侏罗同青土井群（Jqn）因其处于四个相对独立的沉积环境，故其岩性特征的可对比性差。研究区西部，因受到断陷作用影响，在中侏罗世形成了一个相对较为稳定的断陷盆地，沉积了厚度较大的青土井群地层。但由于其断陷范围较小，在成煤过程中受周边物源影响大，未形成较好的成煤环境。研究区中部，虽然接受沉积时间较早，但其沉积环境始终为河流相-河流三角洲相，未形成较大的汇水面积，形成不了有利的成煤环境。研究区东部位于张家坑凹陷区北缘，虽有成煤环境存在，但由于其不是主要物源沉积区，成煤环境受到较大限制。

研究区含煤地层严格受同期古环境（包括古地理、古气候和古构造）的控制，又受后期构造的改造。煤系地层主要赋存于基底負向构造之中，后期构造对其影响较大。含煤地层分布于相互独立的4个单元中（三个单斜一个背斜），总面积约49km，含煤性较差。

由于研究区中侏罗同青土井群（Jqn）存在相互独立的四个沉积单元，钻孔测井曲线的对比性较差。但总体来说，青土井群（Jqn）物性曲线特征存在表现为低自然伽马、低自然电位、低侧向电阻率和高密度特征，各物性曲线总体较为平缓，起伏不大，与上覆和下伏地层未见明显分界特征。煤层在测井曲线上显现为低密度、高电阻率电位、低三侧向电阻率，

即“一高两低”特征，与顶底板岩石物性曲线差别较大。良好的物性特征在测井曲线上极易辨认，煤层反映清晰。

3煤层分布

研究区煤层主要见于钻孔ZK0701和ZK1801中。研究区内中侏罗统QTJ群（J）虽分布较为广泛，但由于其沉积环境影响，含煤区仅有两处，分别为白山子含煤区和张家坑北含煤区。其中白山子含煤区内有5层煤，其中2层为可采煤层，煤厚0.9m、1.20m。张家坑北部边缘含煤区有3孔见煤，煤层1-4层，煤厚0.1-0.66m，未见可采煤层。白山子含煤区由于邻线未见煤，北部500m煤系地层尖灭、南1km断陷，致使含煤区面积小、且煤层埋深大（620m-650m），不具有经济价值;张家坑含煤区北部虽未见可采煤层，但张家坑含煤区具有煤层赋存，且煤层埋深浅（400m以浅），为以后调查提供了依据。可采煤层仅位于研究区西部张家坑含煤凹陷区内。研究区内可采煤层有两层，编号为煤层和煤层，均见于钻孔ZK0701中。

煤层：位于中侏罗统青土井群（J2qn）中岩组，埋深621.53m，煤层厚度0.90m，结构简单，无夹矸，顶底板岩性均为炭质泥岩，煤类型为亮煤，牌号为长焰型。其测井曲线特征表现为自然伽马值升高，密度曲线值降低和视电阻率值明显增高的两高一低的剑形单峰特性，特征明显。

煤层：位于位于中侏罗统青土井群（J2qn）中岩组，埋深669.55m，煤层厚度1.20m，结构简单，无夹矸，顶底板岩性均为炭质泥岩，煤类型为亮煤，牌号为长焰型。该煤层测井曲线特征表现为密度值降低和视电阻率升高的一高一低剑形单峰特性，与顶底板曲线有较明显区别，特征明显。

4煤性分析

4.1 物理性质

研究区含煤地层为中侏罗系青土井群，所含可采煤层的物理性质基本一致，黑至灰黑色，条痕为黑褐色，沥青光泽，具均一结构，多呈块状及层状构造。半坚硬，贝壳状及参差状断口，内生裂隙不发育。煤岩组分以暗煤为主，常夹镜煤条带，煤中常含有黄铁矿结核及顺层分布的黄铁矿薄膜。

各可采煤层最显著的物理特征是光泽暗淡，易燃、烟浓、焰长，燃烧时不膨胀、熔融也不结渣。真密度在1.63-1.78g/cm之间;视密度在1.48-1.52g/cm之间。

4.2 化学性质

可采煤层分析基水分平均为9.36%，水分含量较高。原煤灰分26.4%-38.7%，基本属于中灰分煤。原煤挥发分在44.96%-48.41%之间，基本属高挥发分煤。发热量在16.90MJ/kg-21.42 MJ/kg之间，属中等发热量煤。全硫量在0.43%-1.55%之间，平均0.99%，属特低硫煤。磷含量一般在0.012%-0.014%之间，低于0.05%，属低磷煤。稀有元素主要为镓，可采煤层中所含镓元素的含量为7ppm-12ppm，未达到工业品位。微量元素也未达到工业开采品味要求。

4.3 风化和氧化

本区在成煤后期煤系地层虽然遭受剥蚀较为严重，水流对煤系地层冲刷渗透有一定的影响。由于地处地下水位相对较深的干旱少雨地带，构造断层破坏程度较小，煤层上覆地层较厚，自然影响因素不明显。煤的物理性质、化学性质、工艺性能等分析指标均正常，本区煤层不存在风化及氧化现象。

5结论

通过运用各种技术手段随研究区的原煤资源进行调查分析，可以得出以下结论：

（1）研究区有白子山和张家坑两个含煤区，前人工作程度低，故具有找煤前景，但整体含煤区面积不多。

（2）含煤区内构造较为复杂、煤系地层分布不稳定、含煤性差，含煤区面积小、煤层薄。

（3）研究區煤物理性质、化学性质和工艺性能指标正常，但稀有元素和微量元素未达工业开采品味要求。

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作者简介：戴蕊（1983-），女，甘肃省兰州市人，本科，地矿工程师，主要从事地质勘查与管理工作。

通讯作者：张志平（1985-），男，山东潍坊人，硕士研究生，高级工程师，矿物学、岩石学、矿床学专业，研究方向：矿产地质勘查。