新疆淖毛湖白石湖矿区煤岩煤质特征

张 莉， 史景山， 张德高， 宁树正， 张建强， 林中月， 孙 杰， 黄少青， 邹 卓， 刘 亢， 勾翊乔， 丁 恋

(1.中国煤炭地质总局勘查研究总院，北京 100039； 2.伊吾广汇矿业有限公司，新疆伊吾 839300)

0 地质背景

淖毛湖白石湖矿区幅位于东准噶尔界山褶皱带(二级构造单元)内，位于阿尔泰地槽褶皱带诺末褶皱东南缘，东准噶尔界山山间断陷中部，北部及东部临近蒙古国，属中低山区，南与巴里坤含煤盆地相望，北西向展布的恰乌卡尔-吉尔嘎拉深断裂和纳尔得曼-北塔山深断裂控制了该区的形态和范围[1](图1)。跨越东准噶尔界山褶皱带(二级构造单元)及北天山地向斜褶皱带(二级构造单元)的哈尔里克复背斜(三级构造单元)。总的构造线方向为北西-南东或北西西-南东东向，褶皱断裂相伴而生[2-8]。该区由于遭受加里东、华力西、阿尔卑斯期的构造运动的影响，构造复杂，其中以华力西期的构造运动表现最强烈，分布最广泛。

图1 区域构造图Figure 1 Regional tectonics

新疆伊吾淖毛湖矿区位于新疆维吾尔自治区哈密市伊吾县和巴里坤县境内，南界离伊吾县城 64km、离淖毛湖镇 6km；西界离三塘湖镇 62km；东界离中蒙边境线4～6km；以北为克孜勒塔格山，北界离中蒙边境线约 42km。

1 采样与测试

根据(GB/T 482—2008)《煤层煤样采取方法》国家标准[9]，采取1#煤层刻槽煤样5件，1#煤层产状平缓稳定：314°∠7°(图2)。本研究对样品进行水分、灰分、挥发分、全硫等工业参数进行测定[10]，利用X射线衍射(XRD)方法确定矿物含量，利用偏光显微镜进行显微煤岩组分分析[11-17]，通过扫描电镜(SEM-EDS)定性观察矿物分布及形态特征。

图2 淖毛湖白石湖采样点Figure 2 Nom Nur area Baishihu sampling points

2 测试结果

2.1 煤岩特征

样品号BSHYY-01整体呈暗黑色，风化较为严重，光泽较弱，新鲜面可见亮煤，节理较为发育，易碎，表面可见黄铁矿颗粒，呈侵染状，样品成层性较为明显，内生裂隙较为发育，参差状端口，以亮煤和暗煤为主， 宏观煤岩类型为暗淡煤(图3)。BSHYY-02深黑色，油脂光泽，亮煤含量约20%，成层性明显，内生裂隙较为发育，黄铁矿呈侵染状，参差状端口，可见褐铁矿风化面，性脆，比重小，宏观煤岩类型为半暗煤。BSHYY-03褐黑色，光泽较弱，表面风化较强，新鲜面可见亮煤， 风化面呈黄褐色，内生裂隙较为发育，硬度较强， 可见侵染状黄铁矿，部分沿裂隙发育，致密，性脆，比重小，具有似油页岩特征，粒状结构，块状、层状构造，风化程度较高，表面呈锈黄色，以暗煤和亮煤为主，宏观煤岩类型认为是暗淡煤。BSHYY-04整体呈黄黑色，光泽较强，呈明显的油脂光泽，较硬，比重小，内生裂隙发达，有黄铁矿充填，贝壳状断口，硬度较BSHYY-01较强，主要为亮煤与暗煤，宏观煤岩类型认为是半暗煤。BSHYY-05整体呈暗黑色、褐黑色，可见粒状结构，层状构造，光泽弱，风化严重，有锈黄色的风化带出现，煤层表面被白色的方解石脉所覆盖，有待鉴定，裂隙较为发育，性脆，比重小，新鲜样品可见贝壳状端口，风化样品细粒化更强，主要为亮煤和暗煤，有镜煤出现，含较多的粒状黄铁矿，宏观煤岩类型认为是暗淡煤。

a.采样剖面图，编号BSHYY-1至5采样顺序由上至下刻槽取样；b.样品BSHYY-01；c.样品BSHYY-02；d.样品BSHYY-03；e.样品BSHYY-04；f.样品BSHYY-05

a.基质镜质体及角质体； b.均质镜质体； c.团块镜质体； d.角质体； e.图d荧光照片； f.小孢子体及碎屑惰质体；g.图f荧光照片； h.树脂体及角质体； i.图h荧光照片；

样品纵向变化不大， 整体层厚约20m，属侏罗系八道湾组，可见沥青化，半亮-半暗煤，黄铁矿分布较为普遍，埋藏浅，略见风化(图3)。

2.2 煤质特征

工业分析结果表明1#煤层煤样原煤Mad含量9.7%，原煤Ad含量8.81%，原煤Vdaf产率48.16%，原煤St,d含量0.4%。

2.3 显微组分含量特征

镜质组以基质镜质体(胶结丝质体碎片、壳质组、黏土等)为主，其次均质镜质体， 少量团块镜质体和结构镜质体(胞腔多受挤压拉长呈线状，多被黏土充填)，惰质组偶见丝质体碎片；壳质组以角质体为主，少量沥青质体、小孢子体和树脂体。黏土矿物呈浸染状、充填胞腔或裂隙，裂隙部分有黄铁矿充填(图4)。

显微组分镜质组含量较高为91.29%，以无结构镜质体为主，含量为88.80%；惰质组含量较低(0.41%)，主要为碎屑惰质体；壳质组含量为5.39%，以角质体为主(2.90%)，其次为沥青质体(1.24%)；此外，黏土矿物含量为2.90%(图5)。

V.镜质组；I.惰质组；E.壳质组；M.矿物；T.结构镜质体； C.无结构镜质体

矿物主要以方解石(34.0%)、石英(29.8%)、黏土矿物(29.3%)为主，含少量硬石膏(6.9%)，如图6所示。可见黄铁矿裂隙填充细脉，或以草莓状分布，黏土矿物以层状分布与裂隙中(图7)。

图6 XRD分析结果Figure 6 XRD analyzed results

a.黄铁矿填充裂隙；b.草莓状黄铁矿；c.黏土矿物；d.层状黏土矿

3 结论

通过对淖毛湖白石湖煤岩煤质特征的分析可知，研究区1#煤层为特低灰、高挥发分、特低硫煤。区内显微煤岩类型以镜质组为主，壳质组次之，矿物组成主要以石英、方解石、黏土矿物为主，少见黄铁矿。相关研究成果为进一步开展新疆淖毛湖-三塘湖盆地煤炭资源的洁净利用提供研究基础。