紹根煤田F1斷層?xùn)|側(cè)礦區(qū)地質(zhì)概況及煤質(zhì)特征研究

周志玲

摘要：紹根煤田隸屬于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市阿魯科爾沁旗境內(nèi)，地理位置位于大興安嶺余脈南麓、松遼平原西緣，區(qū)域構(gòu)造上位于陰山緯向構(gòu)造帶屬南東、北西受斷裂控制的山間斷陷型盆地，為全掩蓋型煤田。煤田分為四個(gè)礦區(qū)，分別為東區(qū)、西區(qū)、中區(qū)、和F1斷層?xùn)|側(cè)區(qū)。煤的變質(zhì)程度較低，本文依據(jù)野外施工資料對紹根煤田F1斷層?xùn)|側(cè)礦區(qū)的成煤條件及煤質(zhì)特征進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞：紹根煤田；地層；煤層；透光率

1. 研究區(qū)地質(zhì)概況

1.1 地層

F1斷層?xùn)|側(cè)礦區(qū)位于紹根煤田東北部，行政區(qū)劃隸屬于赤峰市阿魯科爾沁旗紹根鎮(zhèn)管轄。該區(qū)地層自下而上發(fā)育有中生代白堊系下統(tǒng)九佛堂組上段、阜新組，白堊系上統(tǒng)孫家灣組及新生代第四系地層，由下至上分述如下：

白堊系下統(tǒng)九佛堂組上段：巖性為深灰、黑色泥巖、灰白色砂礫巖、灰色細(xì)砂巖，分上、下兩段。下段為灰、灰白、雜色砂礫巖，灰色細(xì)砂巖及砂質(zhì)泥巖；上段以灰、深灰色泥巖為主，夾灰色粉砂巖、細(xì)砂巖，泥巖斷口平坦，具滑面。

阜新組：為本區(qū)煤系地層，下部以灰色泥巖為主，中部為煤層含2、3、4、5煤組，以3、4、5煤組較發(fā)育。上部以灰色、淺灰、淺灰綠色泥巖為主，夾灰、淺灰色粉、細(xì)砂巖，厚度237.05m～495.05m。

白堊系上統(tǒng)孫家灣組：以陸源沉積為主，下部砂礫巖段、泥巖段，上部砂礫巖段、玄武巖段、泥巖段。砂礫巖段：棕紅、灰、灰綠色砂礫巖、砂巖沉積為主，礫徑2m～35mm，次圓狀，砂以中、粗砂為主，分選差，厚度10m～30m，與下伏地層不整合接觸。泥巖段：灰、深灰色泥巖，厚層狀，水平層理，為一套淺湖相沉積，含蚌化石，厚10m～40m。玄武巖段：發(fā)育于北東側(cè)，顏色深灰、黑灰色，裂隙發(fā)育，具氣孔及杏仁狀構(gòu)造，具方解石脈，厚4.85m～21.05m。泥巖段：以棕紅、灰、灰綠色泥巖為主，夾粉砂巖薄層，含礫。厚度30m～40m。

新生界第四系：底部為松散砂礫、礫石，夾粘土薄層；中下部為灰、灰白色的粉、細(xì)砂夾灰色粘土及砂礫層；上部為灰白色的粉砂巖夾亞粘土薄層；頂部為灰、灰黑色亞粘土及腐殖土。

1.2 構(gòu)造

紹根煤田在區(qū)域構(gòu)造上位于陰山緯向構(gòu)造帶即西拉木倫河構(gòu)造帶之北側(cè)、新華夏系大興安嶺隆褶帶的南端、松遼沉降帶交匯部位，屬南東、北西受斷裂控制的山間斷陷型盆地，它是在海西褶皺帶基底上發(fā)展起來的中生代斷陷型盆地。燕山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制了盆地的形成、發(fā)展，喜山期的構(gòu)造演變塑造了現(xiàn)今的構(gòu)造形態(tài)。

F1斷層?xùn)|側(cè)礦區(qū)構(gòu)造形態(tài)為一寬緩的單斜構(gòu)造，走向近北東—南西，傾向南東，傾角3°～12°，共發(fā)育6條斷層，均為正斷層。其中兩條大斷層控制了含煤盆地的形態(tài)。F0斷層：發(fā)育于紹根煤田東南部，延為紹根煤田東南側(cè)邊緣斷層，走向18°，傾向288°，傾角70°～76°，落差大于400m。F1斷層：由紹根煤田東南側(cè)延入本區(qū)，從本區(qū)西北部穿過，走向32°～35°，傾向302°～305°，傾角54°～70°，落差100m～160m，為一走向正斷層。

1.3 煤層

阜新組為本區(qū)含煤地層，共含4個(gè)煤組，分別為2、3、4、5煤組，以3、4、5煤組最發(fā)育，基本覆蓋含煤區(qū)，2煤組只零星發(fā)育，煤層埋深在530.00m以下，受F1、F0斷層影響，含煤地層呈北東向分布，含煤地層平均厚度335.05m，可采煤層總厚度133.35m，平均厚度2.47m，可采含煤系數(shù)4.37%。

2. 研究區(qū)煤質(zhì)特征

2.1 顯微組分及鏡質(zhì)體反射率：

煤的鏡質(zhì)體反射率是表征煤階的重要指標(biāo)。研究區(qū)各煤層的鏡質(zhì)組反射率及煤巖組分見下表：

組分里鏡質(zhì)組含量較高，最高為97.00%，最低是94.84%；惰質(zhì)組含量在5.16%～3.00%之間，殼質(zhì)組含量均為零。煤的顯微煤巖類型總體為微鏡煤。煤層鏡質(zhì)組反射率在0.41%～0.44%之間，其變質(zhì)階段為0～I(xiàn)階段，為低變質(zhì)煤。

2.2 水分、灰分、揮發(fā)份與發(fā)熱量

水分（M）：煤層原煤水分產(chǎn)率最低是3-3煤為6.33%，最高者是5-1煤為8.38%，其他煤層原煤水分在6.34%～8.13%之間。

灰分（A）：煤的灰分用來表示煤中礦物質(zhì)的含量，它不僅影響煤的熱值，而且在煤的加工利用過程中都帶來不利影響，因此，煤中灰分測定有著重要意義。本區(qū)原煤灰分產(chǎn)率最低是4-2煤為23.26%，最高是5-1煤為29.13%，其他煤層原煤灰分產(chǎn)率在24.11%～29.03%之間，平均值為26.90%。按照國家標(biāo)準(zhǔn)分級：全區(qū)各煤層平均為中灰煤。

揮發(fā)份（V）：煤樣在高溫隔絕空氣的條件下，經(jīng)一定時(shí)間加熱，煤中有機(jī)質(zhì)受熱分解出一部分小分子液態(tài)或氣態(tài)產(chǎn)物，稱為揮發(fā)份，其所占比率為揮發(fā)份。揮發(fā)份是煤炭分類的重要指標(biāo)，區(qū)內(nèi)主要煤層的浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率最低者是5-1煤為38.64%，最高者是4煤為39.39%。其他煤層在38.67%～39.18%之間，依據(jù)國家煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分級，各煤層均屬高揮發(fā)分煤。

發(fā)熱量（Q）：發(fā)熱量是評價(jià)煤質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是燃燒計(jì)算中不可缺少的數(shù)據(jù)，隨著煤變質(zhì)程度的變化發(fā)熱量會(huì)隨之改變。研究區(qū)原煤干燥基高位發(fā)熱量（Qgr.d）最低是3號煤層為21.44 MJ/kg，最高是4-3煤層為23.07 MJ/kg，按照標(biāo)準(zhǔn)分級：各煤層屬中等發(fā)熱量煤。

各煤層浮煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量（Qgr.maf）在25.58 MJ/kg～30.38 MJ/kg之間，均高于24.00 MJ/kg。

各煤層的發(fā)熱量呈現(xiàn)隨著深度加深而增高，又隨著灰分增加而降低趨勢。

各煤層水分、灰分與揮發(fā)份與發(fā)熱量見下表：

2.3 透光率

透光率：煤透光率指低煤化程度的煤（褐煤、長焰煤等），在規(guī)定條件下用硝酸與磷酸的混合液處理后，所得溶液對光的透過率稱為透光率。隨著煤化程度加深，透光率逐漸加大。因此，它是區(qū)別褐煤、長焰煤和氣煤的重要指標(biāo)。

2.4 元素分析

煤中主要元素有碳（C）、氫（H）、氮（N）、氧（O），硫（S）。其中，碳是煤中最重要的組成成分，是組成煤的大分子骨架，在燃燒過程中產(chǎn)生熱量的重要元素之一。碳含量在各元素中占首位，隨煤化程度增高，碳含量比率增加。氫是煤中第二個(gè)重要組成元素，也是煤中可燃部分，燃燒時(shí)放出大量熱。煤中氫含量雖然不高，但發(fā)熱量高。氧元素也是煤中重要的元素之一，在燃燒時(shí)氧與氫結(jié)合成水，從而降低熱量，所以是動(dòng)力用煤的不利因素。氮元素在煤中含量較少，本區(qū)主要可采煤層的碳含量為71.06%～75.70%之間，氫的含量為4.39%～5.28%，氮的含量為0.95%～1.09%，氧含量為18.04%～21.93%。

煤中硫分也是評價(jià)煤質(zhì)的重要指標(biāo)，本區(qū)各煤層原煤全硫最低是4-2煤0.65%，最高者是4-4煤為0.99%，各煤層為低硫煤。見下表。

2.5 粘結(jié)指數(shù)：經(jīng)測試，各煤層粘結(jié)指數(shù)為0。

3. 結(jié)論

紹根煤田F1斷層?xùn)|側(cè)礦區(qū)的構(gòu)造形態(tài)總體為一單斜構(gòu)造，傾角3°～12°，2條正斷層貫穿全區(qū)，斷距大于40m。白堊系下統(tǒng)阜新組是主要含煤地層。研究區(qū)煤為中灰—中高灰、低硫，中等發(fā)熱量煤。煤類為長焰煤。結(jié)合我國工業(yè)用煤的要求，該區(qū)的煤都可作為民用煤（但不可直接烘烤食品）和火力發(fā)電用煤，也可做為煉油用煤。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張志強(qiáng)，等.《內(nèi)蒙古自治區(qū)阿魯科爾沁旗紹根煤田F1斷層?xùn)|側(cè)煤炭詳查報(bào)告》內(nèi)蒙古自治區(qū)煤田地質(zhì)局104勘探隊(duì)，2012.

[2] 韋詠梅， 李建慧， 孫亮亮. 內(nèi)蒙古巴彥寶力格煤田賽漢塔拉組中煤層煤質(zhì)特征分析[J]. 西部資源， 2012（2）：79-81.