黔北務正道鋁土礦勘查過程中發(fā)現的可燃氣體及認識

曹建洲，謝環(huán)宇

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質勘查局三總隊，貴州遵義563000）

·地質與礦業(yè)工程·

黔北務正道鋁土礦勘查過程中發(fā)現的可燃氣體及認識

曹建洲*，謝環(huán)宇

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質勘查局三總隊，貴州遵義563000）

在黔北務正道地區(qū)鋁土礦勘查的鉆探施工過程中，多個礦區(qū)的多個鉆孔在鉆進時，在鋁土礦上覆巖層中發(fā)現可燃氣體，應為瓦斯一類的有機氣體?？傮w上，氣體的逸出量小，持續(xù)的時間較短，一般在1d左右，最長的達4d。發(fā)生逸氣都在鉆到特定的巖性段時發(fā)生。建議在今后的鉆探施工過程中，若遇到氣體瞬時大量涌出時，人員應全部及時撤離，以防發(fā)生火災或爆炸事故。在今后的礦山開采中，巷道通過鋁土礦上覆層，應特別注意對此氣體的安全防范。

可燃氣體；鋁土礦；勘查；黔北務正道

黔北務正道是貴州省北部務川、正安、道真3個縣的簡稱。此行政區(qū)域內，分布有大小8個向斜構造，向斜構造中普遍發(fā)育中二疊統(tǒng)梁山組，此地層是鋁土礦含礦層，是此區(qū)域找鋁土礦的唯一目標層，總面積約1600km2。近十年來，有多家地勘單位在該區(qū)域開展鋁土礦找礦工作。在黔北務正道地區(qū)確定為第一批國家級整裝勘查區(qū)后，鋁土礦找礦工作力度更大，且取得了豐碩的找礦成果。

1 礦區(qū)地層背景

務正道地區(qū)鋁土礦含礦巖系為二疊系中統(tǒng)梁山組。含礦巖系下伏地層有志留系中下統(tǒng)韓家店群和石炭系中統(tǒng)黃龍組。含礦巖系上覆地層由老至新為中二疊統(tǒng)棲霞組、茅口組，上二疊統(tǒng)吳家坪組、長興組，三疊系下統(tǒng)夜郎組、茅草鋪組，三疊系中統(tǒng)松子坎組、獅子山組，侏羅系香溪群等[1-3]。其中部分地層巖性如下：

（1）中下志留統(tǒng)韓家店群（S1-2Hj）：下部為黃灰、青灰、灰綠色頁巖、泥巖，局部夾透鏡狀生物碎屑灰?guī)r；中部以紫紅色頁巖、泥巖為主，夾少量灰綠色頁巖及透鏡狀灰?guī)r；上部為灰綠、黃綠、黃灰色、紫紅色頁巖、泥巖。此層厚度350～630m。

（2）上石炭統(tǒng)黃龍組（C2h）：灰、淺灰、灰白色薄至中厚層狀中—細晶白云質灰?guī)r，偶夾有灰綠色綠泥石巖。與下伏韓家店群平行不整合接觸。

（3）中二疊統(tǒng)梁山組（P2l）：底部為綠泥石巖，中部為鋁質泥巖、硬質粘土，中上部為鋁土礦，上部為鋁質泥巖，頂部為厚0.3～3.15m的炭質頁巖，局部相變?yōu)榱用骸楸緟^(qū)鋁土礦含礦層。厚1.26～15.82m。與下伏層韓家店群（S1-2Hj）或黃龍組（C2h）呈平行不整合接觸。

（4）中二疊統(tǒng)棲霞組（P2q）：深灰至黑灰色中厚層—厚層灰?guī)r。下部夾20m瘤狀泥灰?guī)r，含少量燧石結核；上部瘤狀泥灰?guī)r夾層變?yōu)閿得?。距底?～8m處夾一層厚約0.8～2.0m的黑色炭質頁巖，厚度變化大，不穩(wěn)定。該地層中巖溶較發(fā)育。全層厚119～170m，與下伏梁山組為連續(xù)沉積。

（5）中二疊統(tǒng)茅口組（P2m）：深灰色厚層含泥質生物碎屑灰?guī)r，底部有1～3m的黑色有機質頁巖、灰?guī)r作為與棲霞組分界標志。往往由于薄層泥灰?guī)r夾較純的灰?guī)r構成“眼球狀構造”；中上部為灰至深灰色厚層至塊狀含有機質生物碎屑燧石灰?guī)r，夾黑灰色薄層含炭泥質灰?guī)r。自下向上，白云質逐漸增多，部份變?yōu)榘自瀑|灰?guī)r。整個茅口組的主要特征是成層較厚，常呈厚層狀或塊狀；燧石明顯增多，由下向上，白云質及硅質成分漸增。該地層中巖溶較發(fā)育。本層厚356～372m，下伏與棲霞組為連續(xù)沉積。

（6）上二疊統(tǒng)吳家坪組（P3w）：是本區(qū)的主要含煤地層。下部為深灰色中厚燧石層和褐色頁巖為主，夾炭質頁巖及1～2層可采煤層，煤層局部可采，不連續(xù)；上部為灰至深灰色中至厚層狀灰?guī)r，厚100～120m。與下伏茅口組呈假整合接觸。

2 可燃氣體的發(fā)現

鋁土礦勘查工作中，深部用鉆探工程控制礦體的厚度、空間位置，了解礦石質量、結構構造。該地區(qū)的鉆探施工是從鋁土礦系上覆地層吳家坪組、茅口組或棲霞組開孔，揭穿礦系進入韓家店群后鉆進3～5m結鉆。

務正道××礦區(qū)ZK1175-16鉆孔深391.40m，開孔地層為茅口組下部，全孔揭露地層由上至下為茅口組、棲霞組、梁山組、韓家店群[1]。棲霞組與茅口組巖性主要為灰—深灰色中厚層狀粉晶灰?guī)r夾灰黑色含生物碎屑泥質、粉晶灰?guī)r。梁山組巖性主要為鋁質巖及鋁土礦，韓家店群巖性主要為紫紅色泥巖。其中在29m、360m、372m處分別見厚度0.71m、0.83m、1.22m的黑色炭質頁巖（圖1）。鉆孔一直保持涌水，鉆進結束后，孔口有氣體逸出，用明火可點燃（圖2），屬于瓦斯一類可燃有機氣體。

圖1 ZK1175-16孔360m處炭質頁巖

圖2 ZK1175-16孔口燃燒

務正道××礦區(qū)ZK1111-32鉆孔深1002.68m，開孔地層為吳家坪組中上部，全孔揭露地層由上至下為吳家坪組、茅口組、棲霞組、梁山組、韓家店群[1]。吳家坪組上部巖性主要為泥質粉砂巖及鋁質泥巖，中下部主要為中厚層狀細晶灰?guī)r，夾3層黑色薄層狀炭質（泥）頁巖，總厚度達13.15m，其中135m處見炭質頁巖（見圖3）。底部為一層厚1.50m的鋁質泥巖。棲霞組與茅口組巖性主要為灰—深灰色中厚層狀細晶灰?guī)r夾灰黑色含生物碎屑泥質、粉晶灰?guī)r。梁山組巖性主要為鋁質巖及鋁土礦，韓家店群巖性主要為紫紅色泥巖。其中棲霞組在700m、963m、982m處分別見厚度0.41m、1.28m、1.09m的黑色炭質頁巖。鉆進過程中，孔內水位保持在距孔口92m處。當鉆進至699m處時，鉆孔突然涌水，噴出地面二十多米高，且空氣中明顯彌漫特別氣味的氣體。停鉆3d后，不再涌水，但孔口仍有氣體涌出，用明火可點燃，且火焰很高（圖4），屬于瓦斯一類可燃有機氣體。

圖3 ZK1111-32孔135m處炭質頁巖

圖4 ZK1111-32孔口燃燒

3 認識

ZK1175-16孔鉆進地層為茅口組、棲霞組、梁山組，不屬本區(qū)的主要含煤地層，但地層中有炭質頁巖，推測氣體來自各地層的炭質頁巖中。

ZK1111-32孔鉆進地層從孔口往下有吳家坪組、茅口組、棲霞組、梁山組、韓家店群。除韓家店群地層組外，其上的4個地層組均有炭質頁巖。其中吳家坪組是本區(qū)的主要含煤地層。從孔口至699m地層為吳家坪組、茅口組、棲霞組，在吳家坪組中炭質頁巖最厚，總厚達13.15m。該孔涌水時棲霞組未見炭質頁巖，茅口組在565m處見一層厚約0.3m的炭質頁巖。在水位之下的炭質頁巖主要在132m處所見，厚約0.6m，其中有0.2m煤層。因此推測為鉆進過程中，受鉆桿擾動，瓦斯從炭質頁巖（煤層）中釋放出來，達到一定的壓力，與孔內水一起噴出地面。氣體應主要來自吳家坪組的炭質頁巖（煤層）。由于炭質頁巖（煤層）厚度不大，涌出的氣體在幾天之后便再無逸出。

以上現象說明，在本地區(qū)的吳家坪組、茅口組、棲霞組、梁山組炭質頁巖中，含有可燃氣體，應屬瓦斯，吳家坪組的炭質頁巖（煤層）中，瓦斯含量較高。由于炭質頁巖厚度較小，不甚連續(xù)，所含瓦斯總量少，達不到開發(fā)利用的條件。

4 建議

在該區(qū)鋁土礦勘查的鉆探過程中，要注意可燃氣體的逸出。特別是從吳家坪組之上開孔，更要注意。若遇無風天氣，可燃氣體短時的大量噴涌，在鉆機操作現場空氣中會形成高濃度的混合氣體，遇火星會形成大火甚至爆炸，毀壞機器設備，造成人生安全事故。若遇大量氣體逸出，要及時疏散人員，注意防火，加強警戒。

由于本區(qū)的鋁土礦開采均為地下開采，在以后的鋁土礦開采過程中，若坑道從鋁土礦頂板的吳家坪組、茅口組、棲霞組地層掘進，要做好通風，防范瓦斯。鋁土礦含礦巖系梁山組上部亦有炭質頁巖，局部為劣煤，在鋁土礦開采時，也要做相應的瓦斯防范。

[1]蔡小勤，趙遠由，曹建洲，等.貴州省務正道地區(qū)鋁土礦整裝勘查安場向斜勘查報告[R].遵義：貴州省有色金屬和核工業(yè)地質勘查局三總隊，2013.

[2]趙遠由，蘇書燦.貴州省務川縣瓦廠坪鋁土礦勘探報告[R].遵義：貴州省有色金屬和核工業(yè)地質勘查局三總隊，2010.

[3]趙遠由，蘇書燦.貴州省正安縣新木—晏溪鋁土礦詳查報告[R].遵義：貴州省有色金屬和核工業(yè)地質勘查局三總隊，2009.

P618.45

B

1004-5716(2015)03-0113-03

2015-01-14

2015-01-14

曹建洲（1967-），男（漢族），貴州遵義人，工程師，現從事礦產勘查工作。