勃利煤田煤的變質(zhì)規(guī)律探討

邢東東

【摘 要】通過對含煤建造及構(gòu)造體系的分析，探討了勃利煤田的變質(zhì)規(guī)律。

【關(guān)鍵詞】含煤建造；構(gòu)造體系；變質(zhì)規(guī)律

0.前言

勃利煤田位于黑龍江省東部，是我省東部上侏羅紀含煤盆地的沉積中心，也是我省主焦煤的重要基地。煤種齊全，由氣煤到無煙煤。煤的變質(zhì)因素復雜，而且多數(shù)情況煤的變質(zhì)是多種因素綜合起作用，其中尤其與構(gòu)造體系關(guān)系密切。

1.煤的變質(zhì)程度受含煤建造的控制

1.1勃利煤田地質(zhì)構(gòu)造

勃利煤田的基底由元古界變質(zhì)巖和上古界地層及呂梁期花崗巖組成，在海西期形成了褶皺斷裂凹陷盆地，到燕山期才開始沉降，接受上侏羅紀雞西群的沉積。從雞西群滴道組的等厚線圖可知，其沉積中心呈微向南突的弧形分布，由于基底高低差異較大，本組起了填平補齊的作用。到城子河組時，其沉積中心的弧度比滴道組大，而且沉積中心向北移動。因此，先沉積的煤層變質(zhì)程度高，后沉積的煤層變質(zhì)程度低。沉積的先后表明當時沉降深度的不同，也就是煤層賦存深度的不同。煤的變質(zhì)程度隨著沉積中心向北遷移，煤的變質(zhì)逐漸由南向北降低。煤質(zhì)在剖面上的變化具有明顯的垂直分帶性，自上而下61（26）號以上為Ⅱ1階段，61（26）至99（45）號層自上而下為Ⅱ3-V變質(zhì)階段，99（45）號層以下為VⅡ1變質(zhì)階段.垂向每深100m煤反光率Rmax，下降0.42%-0.84%。單獨鏡煤分析結(jié)果是每下降100m揮發(fā)份遞度變化為1.1%-1.7%。煤的變質(zhì)程度沿地層剖面自上而下的增高在本煤田普遍存在。因此，在地質(zhì)剖面中如果有明顯的煤質(zhì)異常，就預示著有構(gòu)造破壞的存在[1]。

1.2煤的變質(zhì)程度

煤的變質(zhì)程度不僅與當時沉積建造有關(guān)，而且與改造后埋藏深度有關(guān)。勃利煤田的煤變質(zhì)作用不僅在構(gòu)造前進行，而且在構(gòu)造變動后仍然繼續(xù)進行。所以，該煤田煤的揮發(fā)份等值線在煤質(zhì)剖面中既不和煤層平行，也不和地表等深線平行，而是與煤層有一定夾角，一般來說煤變質(zhì)線比煤層傾角要緩，在地層傾角較陡的東部區(qū)緩10-20°，在地層傾角較緩的西部區(qū)緩5°左右。

總的來看，沉積建造對煤的變質(zhì)起著兩方面的控制作用：其一，在水平方向上隨著沉積中心向北轉(zhuǎn)移，煤的變質(zhì)由南向北變低，其二，在垂直方向上隨著深度的增加煤的變質(zhì)增高[2]。

2.煤的變質(zhì)程度與構(gòu)造體系的關(guān)系

2.1山字型構(gòu)造

勃利煤田為一弧頂向南突出的山字型構(gòu)造，弧頂在茄子河南部，西翼走向北西，東翼走向北東，弧頂走向近東西。此山字型構(gòu)造在燕山運動早期已成雛型此點從滴道組和城子河組等厚線圖的形狀可以看出。但是更重要的是在煤系形成的過程中和形成以后，由于多次構(gòu)造運動，受南北向的壓應(yīng)力則是山字型形成的更重要因素，為褶皺緊密的復背斜和復向斜，以及規(guī)模比較大的階梯狀逆斷層，形成迭互狀構(gòu)造，擠壓破碎帶發(fā)育。西翼構(gòu)造簡單，斷層多為張扭性正斷層，地層產(chǎn)狀平緩，一般為10-20°，在西翼南部有褶皺和壓性逆斷層出現(xiàn)。東翼構(gòu)造較復雜，有小型褶皺，有的成雁形排列，壓性逆斷層和張扭性斷層發(fā)育，地層傾角較陡，一般為40-50°。而在這個煤田內(nèi)，煤系地層厚度總的來看差不多，只是東翼厚度變化稍大，一般厚度為2200m，西翼為2060m。

2.2煤的變質(zhì)規(guī)律

煤的變質(zhì)規(guī)律與煤系厚度井無明顯的關(guān)系，而是與構(gòu)造體系一致。具體表現(xiàn)為弧頂部位茄南區(qū)為高度變質(zhì)，主要為無煙煤、貧煤、其次是瘐煤和焦煤；在西翼桃山礦、新興礦、青龍山區(qū)則以氣煤和焦煤為主，再向西北的羅泉區(qū)、種牛場區(qū)則為氣煤；東翼的茄子河區(qū)、東方紅區(qū)、龍湖區(qū)則主要分布是焦煤，其次是氣煤，再向東和東北方向的隆慶區(qū)、崗峰區(qū)、十八里區(qū)以氣煤為主。從詳細的資料分析也充分說明這種變化規(guī)律：西翼氣煤和焦煤的界線在桃山礦為67（32）號煤層，（注；括弧外為新層號），到新興礦為68（32）號層，到安樂區(qū)為88（36）號層至93（40）號層，至青龍山區(qū)為99（45）號層，在20km的水平距離內(nèi)，氣煤和焦煤的界線向下移動垂深550m。揮發(fā)份的變化西翼由桃山到青龍山增高，例如，99（45）號層由26%增加到32%，88（36）號層由30%增加到33%；東翼氣煤和焦煤的界線由茄子河區(qū)60號層，到東方紅區(qū)62號層，到龍湖1線為90號層，從茄子河區(qū)到龍湖1線在水平距離15公里內(nèi)，氣煤和焦煤的界線向下移動垂深500m。揮發(fā)份的變化由茄子河到龍湖1線增高，例如99（45）號由22%增加到28%，88（36）號層由25%增加到28%[3]。

煤質(zhì)不僅沿弧形有明顯的變化，而且由內(nèi)弧和外弧也有變化，主要表現(xiàn)為同——層煤沿傾向的變化，即變質(zhì)程度由由內(nèi)弧向外弧的傾斜方向增高。對于不同層位煤質(zhì)的變化在弧頂和東翼比較明顯，在西翼有所表現(xiàn)。如在桃山以焦煤為主而茄南區(qū)則以高變質(zhì)的無煙煤和貧煤為主。在東翼，特別是七峰斷層以東，受新華夏系構(gòu)造控制極為明顯，主要再現(xiàn)為受新華夏系所產(chǎn)生的第二序次的壓扭性構(gòu)造所控制。眾所周知，雙鴨山煤田、雙樺煤田、勃利煤田、雞西煤田，其單個煤盆地軸向大致近東西向，如果把這些煤盆地最低點連線，其方向為N22-30°E，是屬于新華夏系構(gòu)造體系，即這些煤盆地處于新華夏系第二隆起帶的凹陷中。而本煤田東翼的NNW向張扭性斷裂和NE和的壓扭性斷裂雖然屬于新華夏系的構(gòu)造成份，這兩組構(gòu)造線相對于新華夏系則屬于第二序次。另外，NE向的斷裂其性質(zhì)是先壓后扭，其方向為N40-50°E，從發(fā)生時代看是在下古生代開始。

七峰斷層以東煤質(zhì)的變化受新華夏系第二序次所產(chǎn)生的NE向壓扭性斷裂所控制，即煤的等變質(zhì)線與其平行，并且煤的變質(zhì)程度是由東南向西北方向逐漸變低。例如在珠山區(qū)煤的揮發(fā)份為26%左右，當于焦煤第1V變質(zhì)階段，到七峰區(qū)則為30%，相當于肥氣煤第Ⅲ變質(zhì)階段，到嵐峰區(qū)為37%-39%，為標準氣煤第Ⅱ變質(zhì)階段，這都為很多煤質(zhì)資料所證實。需要指出的是山字型構(gòu)造的東翼的壓性結(jié)構(gòu)面與新華夏系的次級壓扭性結(jié)構(gòu)面成迭加復合關(guān)系，其煤質(zhì)變化對于山字型構(gòu)造來說是由內(nèi)弧向外弧變質(zhì)程度逐漸增高。

3.結(jié)論

煤的變質(zhì)規(guī)律是由兩翼向弧頂變質(zhì)程度增高，由內(nèi)弧向外弧變質(zhì)程度增高，煤的等變質(zhì)線基本呈弧形分布。以上是一點粗淺認識，謬誤之處在所難免，懇請指正。

【參考文獻】

[1]徐開禮，朱志澄.構(gòu)造地質(zhì)學[M].北京：地質(zhì)出版社.

[2]武漢地質(zhì)學院地質(zhì)教研室.煤田地質(zhì)學[M].北京：地質(zhì)出版社.

[3]邵震杰，任文忠，陳家良.煤田地質(zhì)學[M].北京：煤炭工業(yè)出版社.