藏東北地區(qū)煤炭資源分布特征及潔凈煤初步研究

李聰聰，牛軍強，3，楊　創(chuàng)，3，杜芳鵬，雒　錚

（1.中國煤炭地質總局航測遙感局，西安 710199；2.陜西省地理空間信息工程技術研究中心，西安 710054；3.中國礦業(yè)大學，江蘇徐州 221008）

藏東北地區(qū)煤炭資源分布特征及潔凈煤初步研究

李聰聰1，2，牛軍強1，2，3，楊創(chuàng)1，2，3，杜芳鵬1，2，雒錚1，2

（1.中國煤炭地質總局航測遙感局，西安 710199；2.陜西省地理空間信息工程技術研究中心，西安 710054；3.中國礦業(yè)大學，江蘇徐州 221008）

以煤炭資源調查資料為基礎，對西藏東北部地區(qū)的煤炭資源賦存狀況進行了梳理，統(tǒng)計分析了不同成煤期煤層的煤質分析測試數(shù)據(jù)，并依據(jù)新一輪煤炭資源潛力評價提出的煤炭潔凈等級6級劃分方案，主要選用灰分、硫分、有害元素（砷、磷、氯）5個評價指標對區(qū)內的煤炭資源潔凈等級進行了初步劃分，并以333+334-1資源量為基礎，對不同潔凈等級的煤炭資源占比進行了統(tǒng)計分析，早石炭世原煤潔凈等級為Ⅲ級，屬較好潔凈煤，晚二疊世原煤潔凈等級為Ⅵ級，屬差潔凈煤；晚三疊世原煤潔凈等級為Ⅳ-Ⅵ級，屬中等-差潔凈煤。區(qū)內以較好潔凈煤和差潔凈煤為主，占比分別為43.02%、50.17%，中等潔凈煤和較差潔凈煤較少，合計占比為9.66%。

煤炭資源；煤質特征；潔凈煤；藏東北

0　引言

西藏能源結構具有優(yōu)質能源少，可再生能源比重大的特點，主要以水能、太陽能、風能等為主[1]。所用能源礦產主要靠外運，本區(qū)自有的煤炭資源極為有限，且由于自然環(huán)境惡劣，交通條件差等限制，西藏煤炭資源地質調查、勘探和開發(fā)程度低。當?shù)啬撩褚耘＜S、灌叢樹木等為主要燃料，對包括“三江源”在內的多個生態(tài)保護區(qū)的環(huán)境造成破壞。適度開發(fā)煤炭資源，實施“以煤代薪”，走可持續(xù)發(fā)展之路，是保護西藏生態(tài)環(huán)境的有力措施。

據(jù)煤炭資源潛力評價資料，西藏自治區(qū)預測煤炭資源量9.24億t[2]，但是不同的成煤時代、不同構造單元和成煤盆地含煤性差異較大[3]。且全區(qū)煤炭資源70%以上集中于藏東北的那曲、昌都地區(qū)，近年來，西藏地區(qū)的煤炭資源調查評價工作取得一定的進展[4-6]，本文基于中國地質調查局“南方缺煤省份煤炭資源調查評價”計劃項目之“西藏巴青煤炭資源調查評價”的調查成果，結合最新的煤炭資源潛力評價成果，綜合分析以往煤炭地質資料，對藏東北地區(qū)主要成煤期的煤炭資源特征進行了梳理，并在煤質分析測試的基礎上，初步分析了區(qū)內煤的潔凈等級，旨在為西藏自治區(qū)煤炭資源的開發(fā)利用規(guī)劃提供方向。

1　區(qū)域地質背景及成煤條件

研究區(qū)位于西藏自治區(qū)東北部，與青海南部地區(qū)接壤，地處唐古拉山南麓，青藏鐵路東側。大地構造位置上，屬于羌塘地塊。羌塘地塊是青藏高原眾多拼合塊體中較大的一個，北部以拉竹龍-金沙江縫合帶為界，與松潘-甘孜地塊緊鄰；南部以班公湖怒江縫合帶為界，與拉薩地塊緊鄰。值得一提的是羌塘地塊本身也是一個拼合塊體，根據(jù)任紀舜等學者的觀點[7]，將羌塘地塊以龍木錯-瀾滄江縫合帶為界，劃分為南、北兩個性質不同的地塊，北部為北羌塘-昌都地塊，南部為南羌塘-保山地塊，兩個塊體拼合時間大約在216～205 Ma。研究區(qū)位于北羌塘-昌都地塊的中東部南段和南羌塘-保山地塊中東部北段的結合部位（圖1）。

圖1　研究區(qū)構造位置圖Figure 1 Study area tectonic setting

整個西藏自治區(qū)的成煤期較多，從早石炭世至新近紀都有，共有早石炭世、晚二疊世、晚三疊世、早白堊世、古近系、新近系6個成煤期，整體的成煤條件與含煤性均較差，但相對而言，下石炭統(tǒng)含煤性最好，上三疊統(tǒng)次之，其他煤系含煤性較差。研究區(qū)內主要含煤地層有下石炭統(tǒng)雜多群碎屑巖組（馬查拉組）、上二疊統(tǒng)妥壩組、上三疊統(tǒng)土門格拉組（巴貢組）（表1）。

表1　藏東北地區(qū)各成煤期含煤地層分布Table 1 Distribution of different coal-forming staged coal-bearing strata in northeastern Tibet

下石炭統(tǒng)雜多群碎屑巖組主要分布在西藏東部昌都地區(qū)瀾滄江西側，他念他翁山東側，巖性為灰色、灰黑色細砂巖、粉砂巖、炭質板巖、及結晶灰?guī)r、頁巖、煤層（煤線），地層厚度2300～3 100 m。該組煤層主要位于中下部，一般含煤4～40層，最多者可達80余層，煤層厚度0.10～2.55 m，一般在0.20～0.60 m，煤層穩(wěn)定性差，厚度變化較大，在空間上可見由南東向北西，煤層層位由下部逐漸抬升至中部及上部，顯示成煤期聚煤中心從南東向北西遷移的特點。

上二疊統(tǒng)妥壩組主要分布在西藏東部昌都地區(qū)芒康、巴貢、妥壩、類烏齊一帶。巖性為一套灰-灰黑色粉砂巖、泥巖、頁巖夾灰?guī)r透鏡體及薄煤層（煤線）。地層厚度1675～1775 m。為海侵成煤。含煤性變化較大，聚煤中心位于昌都妥壩一帶，向南和向北變薄。在妥壩-巴貢一帶含煤49層，煤層厚0.20～1.79 m。

上三疊統(tǒng)土門格拉組、巴貢組為海退環(huán)境下的海陸交互相沉積，巖性以灰白色石英細砂巖、長石石英細砂巖和灰黑色泥巖、粉砂質泥巖及煤層（煤線）為主，上部見棕紅色、紫紅色含礫砂巖、細礫巖，巖性特征在橫向上有一定變化。地層厚度920～3751 m。由于古地理環(huán)境復雜，地形起伏較大，導致煤系及煤層厚度不穩(wěn)定，含煤性較好的土門煤礦和奪蓋拉煤礦含煤分別為73層和68層，含可采或局部可采煤層一般在10層之內，土門煤礦多達20層，煤層單層厚度0～2.00 m，最厚可達5.0 m。

2　煤炭資源分布狀況

西藏自治區(qū)煤炭開發(fā)程度普遍較低，主要根據(jù)含煤區(qū)內已發(fā)現(xiàn)的煤礦及煤點和含煤地層的分布對煤炭資源分布狀況進行預測。本次研究參照煤炭資源潛力評價的預測數(shù)據(jù)[2]，主要以可信度較高的推斷的內蘊經濟資源量（333）和預測的可靠級資源量（334-1）為基礎，對全區(qū)的煤炭資源分布狀況進行梳理。研究區(qū)處于羌塘-三江賦煤帶，根據(jù)賦煤構造單元特點的差異，可將整個研究區(qū)劃分為昌都-芒康含煤區(qū)、土門格拉-巴青含煤區(qū)（圖2）?？傆嫬@得333及334-1資源量23308.38萬t，各含煤區(qū)煤炭資源分布狀況如下：

圖2　含煤地層及主要預測區(qū)分布圖Figure 2 Distribution of coal-bearing strata and main prediction areas

昌都-芒康含煤區(qū)位于安多-昌都印支期斷褶亞帶西側昌都-芒康復向斜兩翼，以北西-南東分布，長360 km，寬60 km。包括早石炭世、晚二疊世、晚三疊世煤系，共有333+334-1預測區(qū)10個，333與334-1資源量11752.78萬t。

土門格拉-巴青含煤區(qū)位于羌塘-三江斷褶帶安多-昌都印支期斷褶亞帶的西北部，以北西西-南東東分布。長560 km、寬20～56 km。以晚三疊世土門煤系為主，共有333+334-1預測區(qū)2個，共有333與334-1資源量11555.6萬t。

按成煤時代劃分，早石炭世雜多群碎屑巖組和馬查拉組共有333與334-1資源量10029.31萬t，晚二疊世妥壩煤系共有333和334-1資源量137.79萬t，晚三疊世土門煤系和巴貢煤系共含333和334-1資源量13141.28萬t（表2）。

3　煤炭資源潔凈等級劃分

煤炭資源潔凈等級評價，必須建立在科學、完善的評價指標體系的基礎上，本次煤炭資源潔凈等級劃分依據(jù)最新完成的煤炭資源潛力評價中提出的6級劃分方案，與劃分方案相對應，確定了評價因子的6級濃度限值。硫分、灰分是根據(jù)國標GB/T 15224.2-2010中的5級劃分方案限值，其它微量元素的限值根據(jù)硫分、灰分的劃分方案進行近似等比計算得出，本次主要以有害元素砷、磷及氯進行分析（表3）[8]。最終以前人煤田地質成果資料為基礎，融合最新的煤質分析測試數(shù)據(jù)，對研究區(qū)煤炭資源潔凈等級進行初步劃分。

由于研究區(qū)各成煤期煤層中氯含量（Cl/%）均小于0.05%，即低于煤炭潔凈等級Ⅰ級的濃度限值，因此，本次煤炭潔凈等級主要按照硫分（St，d/%）、灰分（Ad/%）、砷（As/×10-6）、磷（Pd/%）來進行等級劃分，當各因子評級不一致時，以綜合評價等級差者為準。

初步劃分結果顯示，早石炭世含煤地層中，原煤潔凈等級為Ⅲ級，屬于較好潔凈煤；晚二疊世妥壩組原煤潔凈等級為Ⅵ級，屬差潔凈煤（表4）；晚三疊世含煤地層中原煤潔凈等級為Ⅳ-Ⅵ級，屬中等-差潔凈煤，其中土門格拉組原煤潔凈等級為Ⅵ級，屬于差潔凈煤；巴貢組原煤潔凈等級以Ⅳ為主，屬中等潔凈煤，僅打獎預測區(qū)為Ⅴ級，為較差潔凈煤。

表2　研究區(qū)333和334-1煤炭資源量及煤類Table 2 Study area 333 and 334-1categories coal resources and coal ranks

表3　潔凈煤等級劃分方案及評價因子[8]Table 3 Coal cleanliness partition scheme and assessment indices[8]

早石炭世煤層相比晚二疊世、晚三疊世煤層灰分最低，且自家浦相比馬查拉灰分、硫分及有害元素磷含量均低，只考慮灰分、硫分及磷含量，自家浦煤炭潔凈等級應為Ⅱ級，最終因煤中砷含量較高，評級為Ⅲ級。

表4　研究區(qū)煤炭潔凈等級劃分結果Table 4 Study area coal cleanliness partitioned results

晚二疊世妥壩組硫分含量較高，為高硫煤，決定了該組煤炭潔凈等級為Ⅵ級。

晚三疊世相比其他兩個成煤期，煤層灰分含量高。硫分東西各有差異，總體上西高東低，研究區(qū)東部昌都地區(qū)的巴貢組煤中硫分均低于西部那曲地區(qū)的土門格拉組，巴貢組以低中硫分為主，土門格拉組以中高硫分煤為主，二者灰分相差不大，值得注意的是，土門格拉組煤層中有害元素砷含量偏高，砷評級為Ⅳ級，降低了該組煤層潔凈等級評級，屬Ⅳ級差潔凈煤。

按已知的333+334-1資源量占比劃分，較好潔凈煤占比為43.02%，中等潔凈煤占6.48%，較差潔凈煤占比為3.18%，差潔凈煤占比為50.17%。綜合而言，僅從區(qū)內目前煤炭資源量預測級別最高的333+ 334-1劃分，研究區(qū)以較好潔凈煤和差潔凈煤為主，中等潔凈煤和較差潔凈煤較少，合計占比為9.66%。

4　結論

（1）藏東北地區(qū)主要有三個成煤期：早石炭世、晚二疊世和晚三疊世，早石炭世雜多群和馬查拉煤系共有333與334-1資源量10029.31萬t，晚二疊世妥壩煤系共有333和334-1資源量137.79萬t，晚三疊世土門煤系和巴貢煤系共含333和334-1資源量13141.28萬t。

（2）依據(jù)新一輪煤炭資源潛力評價中提出的煤炭資源潔凈等級6級劃分方案，融合煤質化驗資料，對本區(qū)煤的潔凈等級進行了劃分。早石炭世原煤潔凈等級為Ⅲ級，屬于較好潔凈煤；晚二疊世妥壩組原煤潔凈等級為Ⅵ級，屬差潔凈煤；晚三疊世原煤潔凈等級為Ⅳ-Ⅵ級，屬中等-差潔凈煤。

（3）按已知的333+334-1資源量劃分，較好潔凈煤占比為43.02%，中等潔凈煤占6.48%，較差潔凈煤占比為3.18%，差潔凈煤占比為50.17%。區(qū)內以較好潔凈煤和差潔凈煤為主，中等潔凈煤和較差潔凈煤占比較小。

（4）早石炭世自家浦和馬查拉含煤區(qū)煤炭資源相對豐富，煤潔凈等級較高，建議加強進一步的調查研究工作。本次對藏東北地區(qū)煤炭資源的梳理和煤潔凈等級初步劃分，為西藏煤炭資源規(guī)劃提供了方向。

[1]蔡國田，張雷.西藏能源利用現(xiàn)狀及發(fā)展探討[J].中國能源，2006，28（1）：38-42.

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[8]楊淑婷，唐躍剛，解錫超，等.煤炭資源潔凈等級評價研究[J].潔凈煤技術，2011，17（1）：5-11.

Coal Resources Distribution Features and Clean Coal Preliminary Study in Northeastern Tibet

Li Congcong1,2,Niu Junqiang1,2,3,Yang Chuang1,2,3,Du Fangpeng1,2and Luo Zheng1,2
(1.Aerial Photogrammetry and Remote Sensing Bureau,CNACG,Xi’an,Shaanxi 710199; 2.Shaanxi Provincial Geo-Spatial Information Engineering Technology Research Center,Xi’an,Shaanxi,710054；3.China University of Mining and Technology,Xuzhou,Jiangsu 221008）

Based on up-to-date coal resources investigation data,combined with previous coal geological results,organized out coal re?sources hosting situation in the northeastern Tibet.Statistically analyzed coal quality tested data of coal seams from different coal-form?ing stages,on the basis of renewed coal resources potential assessment suggested coal cleanliness 6 leveled partition scheme,mainly se?lected ash,sulfur,harmful element(arsenic,phosphorus,chlorine)contents 5 assessment indices carried out preliminary partition of coal cleanliness grades in the area.Then taking the 333+334-1 resources as the basis have carried out statistical analysis of different cleanliness coal resource proportions.The early Carboniferous raw coal cleanliness is category III,belongs to better clean coal;late Permian raw coal cleanliness category VI,belongs to poor clean coal;late Triassic raw coal cleanliness categories IV-VI,belong to me?dium-poor clean coal.The better clean coal and poor clean coal are the main coals in the area,their proportions are 43.02%and 50.17%respectively;less medium-poor clean coals,totally 9.66%.

coal resource;coal quality features;clean coal;northeastern Tibet

P168.1

A

10.3969/j.issn.1674-1803.2016.11.02

1674-1803(2016)11-0008-04

中國地質調查局特殊用煤資源潛力調查評價（121201001000150090）、南方缺煤省份煤炭資源調查（12120113074300）

李聰聰（1984—），男，山西臨汾人，碩士，工程師，從事遙感地質、能源地質工作。

2016-05-19

責任編輯：宋博輦