新疆準(zhǔn)南煤田沙灣縣石場一帶煤層特征及聚煤規(guī)律淺析

崔楠+雷鳴+李志華

摘 要： 新疆準(zhǔn)南煤田沙縣石場一帶主要的含煤地層是八道灣組。本文從區(qū)域和研究區(qū)的地層、構(gòu)造入手，結(jié)合研究區(qū)的煤層特征，分析了聚煤規(guī)律和控制因素，得出：古環(huán)境是提供聚煤可能性的條件，而聚煤作用的強(qiáng)弱則很大程度上受古構(gòu)造活動(dòng)的方式和強(qiáng)度控制。

關(guān)鍵詞： 準(zhǔn)南煤田； 八道灣組； 煤層特征； 聚煤規(guī)律

1. 位置

研究區(qū)位于沙灣縣東南約54km處的石場一帶，行政區(qū)劃屬沙灣縣東灣鎮(zhèn)管轄。

研究區(qū)中心地理坐標(biāo)：東經(jīng)85°47′02″北緯43°52′30″。

研究區(qū)南北寬約3100m左右，東西長約5200m左右，面積約22km2。

2. 區(qū)域地層及構(gòu)造

研究區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地南緣與天山褶皺帶北緣間的山前凹陷內(nèi)，其中、新生代地層較發(fā)育，由南向北，由老到新順序排列，區(qū)域地層劃分上屬準(zhǔn)噶爾地層分區(qū)的瑪納斯地層小區(qū)，區(qū)域上發(fā)育的地層主要為古生界的石炭系、二疊系、中生界的三疊系、侏羅系、白堊系和新生界的第三系、第四系。

區(qū)域上主體構(gòu)造為向北傾斜的單斜構(gòu)造，被稱為寧家河—三屯河單斜構(gòu)造帶。該帶南以準(zhǔn)噶爾地塊南緣斷裂為界，與依林哈比爾尕復(fù)背斜之奇爾庫斯套褶皺束相接，北鄰準(zhǔn)噶爾南緣拗陷，單斜構(gòu)造帶總體呈北西—南東東向展布。

3. 研究區(qū)地層簡述

研究區(qū)范圍內(nèi)出露的地層為侏羅系下統(tǒng)八道灣組、三工河組；中統(tǒng)西山窯組；第四系上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)。

（一）侏羅系下統(tǒng)

（1）八道灣組：根據(jù)巖性特點(diǎn)及含煤情況，將該組劃分為上、下二個(gè)段。

①八道灣組下段：主要含煤地層，為一套河流湖泊沼澤相沉積。

②八道灣組上段：下部巖性為綠色、黃綠色砂巖、泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖互層，上部為泥巖、砂巖互層夾少量礫巖透鏡體。

（2）三工河組：為湖相沉積的深灰，灰綠色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、泥巖夾灰白色粗、細(xì)粒砂巖及鐵質(zhì)砂巖薄層組成，不含煤層。

（二）侏羅系中統(tǒng)

西山窯組：為一套三角洲相的河湖泥炭沼澤沉積。研究區(qū)內(nèi)西山窯組出露面積少，不含煤層。

（三）第四系上更新統(tǒng)：風(fēng)成黃土及洪積戈壁，由細(xì)粉砂、黏土、黃土組成。

（四）第四系全新統(tǒng)：現(xiàn)代沖洪積層，由礫石、砂、砂土組成。

4. 研究區(qū)構(gòu)造簡述

研究區(qū)內(nèi)總體為向、背斜構(gòu)造，地層走向近東西、背斜北翼向北傾斜，南翼向南傾斜，地層產(chǎn)狀∠30°-47°不等，表現(xiàn)為南陡北緩，地表（淺部）略陡，深部稍緩的產(chǎn)狀變化特點(diǎn)。

5. 煤層特征

5.1 含煤性

5.1.1 區(qū)域含煤性

區(qū)域上主要含煤地層是西山窯組，其次是八道灣組，西山窯組共含煤23層，所含煤層稱為B煤組，八道灣組共含煤3層～5層，其中二層不穩(wěn)定煤層，所含煤層稱為A煤組。八道灣組可采煤層為下段中下部的A1、A2、A3三層煤，煤層厚度在走向和傾向上呈波浪狀變化規(guī)律，以煤層結(jié)構(gòu)簡單，單層厚度較小為特征。

5.1.2 研究區(qū)含煤性

研究區(qū)含煤性與區(qū)域含煤性有所不同，以八道灣組含煤段為主，西山窯組面積很小，區(qū)內(nèi)僅保存該地層的底部地層。研究區(qū)煤層主要分布在八道灣組下段，為A煤組，可采煤層依次編號為A1-A3。

5.2 可采煤層

5.2.1 A1煤層

位于八道灣組下段的底部，煤層厚度0.09m～2.26m之間，平均厚度1.17m，可采厚度在0.75m～2.26m之間，平均厚度1.56m，煤層厚度自西向東由厚變薄至尖滅，煤層厚度變異系數(shù)19%，可采性指數(shù)0.82，不含夾矸，簡單結(jié)構(gòu)，煤類為42號長焰煤，煤質(zhì)變化小，屬局部可采的較穩(wěn)定煤層。

5.2.2 A2煤層

位于八道灣組下段的中下部，煤層厚度在1.97m～3.94m之間，平均2.97m，可采厚度在1.58m～3.94m，平均2.48m，煤層厚度變異系8%，可采性指數(shù)1，局部含一層夾矸，結(jié)構(gòu)簡單，煤類為42號長焰煤，煤質(zhì)變化小，屬可采的穩(wěn)定煤層。

5.2.3 A3煤層

位于八道灣組下段的中部，煤層厚度0.51m～1.67m之間，平均厚度1.19m，可采厚度0.72m～1.67m，平均厚度1.09m，厚度自西向東由厚變薄至尖滅，煤層厚度變異系數(shù)15%，可采性指數(shù)0.71，不含夾矸，簡單結(jié)構(gòu)，煤類以41號和42號長焰煤為主，其次為不粘煤，煤質(zhì)變化小，屬局部可采的較穩(wěn)定煤層。

6. 聚煤規(guī)律分析

6.1 沉積環(huán)境和聚煤規(guī)律

烏魯木齊山前凹陷位于天山北坡，是一個(gè)東西長、南北窄的狹長盆地。研究區(qū)位于烏魯木齊山前凹陷西部，主要含煤巖系為侏羅系下統(tǒng)八道灣組。

烏魯木齊山前凹陷直接基底為古生代石炭系地層，該區(qū)一直處于古隆起狀態(tài)，缺乏有利的地形條件進(jìn)行沉積，直到三疊系早期才開始水進(jìn)，接受沉積。由于該期差異升降明顯，古地形坡度陡，湖面不開闊，距物源區(qū)近，大量碎屑物常以泥石流形式向湖盆傾瀉，局部地段因強(qiáng)烈的沖積扇推進(jìn)短期填滿，轉(zhuǎn)化為扇前洪泛洼地，但總體都是一個(gè)水進(jìn)過程，沒有形成有利的聚煤作用。

烏魯木齊山前凹陷經(jīng)過三疊紀(jì)早期扇三角洲及前緣發(fā)育階段后，三疊紀(jì)中期扇三角洲大面積向盆地中心推進(jìn)，幾乎填滿了整個(gè)淺湖洼陷，該區(qū)轉(zhuǎn)化為三角洲平原上的沖積扇-扇前洪泛洼地、濕地。到三疊紀(jì)晚期，古氣候溫暖濕潤，水量充沛，古松杉等高等植物生長茂盛，盆地經(jīng)過較長時(shí)間充填和夷平，泛濫平原發(fā)育，水動(dòng)力條件和覆水程度適中，沉積物補(bǔ)償平衡，有利于植物的長期堆積。在這樣的古構(gòu)造和古環(huán)境條件下，開始了侏羅紀(jì)八道灣早期的大規(guī)模聚煤作用。由于八道灣早期構(gòu)造活動(dòng)較頻繁，加之處于盆地邊緣，因而常因大規(guī)模的水進(jìn)對泥炭沼澤的發(fā)育構(gòu)成威脅，不但聚煤面積小，形成的煤層厚度小，而且變化大。從走向上看，除A2煤層厚度較穩(wěn)定外，A1和A3煤層厚度自西向東有逐漸尖滅。從傾向上看，A1和A3煤層厚度由淺至深有逐漸變薄的趨勢。

6.2 結(jié)論

總結(jié)前述的聚煤特征可以看出，能否發(fā)生聚煤作用取決于是否具備有利于聚煤的古環(huán)境條件。三疊紀(jì)是使湖盆充填的扇三角洲體系，湖盆周緣沖積扇、扇三角洲的進(jìn)積是凹陷區(qū)主要充填方式。只有扇三角洲的進(jìn)積淤填使湖泊水體變淺，才有泥炭沼澤發(fā)育的可能性。但扇三角洲又有近、中、遠(yuǎn)端之分，以及建造和破壞的不同性質(zhì)，這些不同性質(zhì)又取決于湖盆的演化方向和形式，也就是說取決于古構(gòu)造活動(dòng)的方式和強(qiáng)度，因此，古環(huán)境只提供一個(gè)聚煤的可能性條件，至于聚煤作用的強(qiáng)弱、特征，則很大程度上受古構(gòu)造及其制約下的古環(huán)境烏魯木齊山前凹陷的控制，八道灣聚煤期具明顯的演化階段性，從而產(chǎn)生了聚煤作用的階段性和差異性。