新疆準(zhǔn)東煤田庫蘭喀孜干勘查區(qū)賦煤特征分析

孫增兵

(山東省地質(zhì)測(cè)繪院，山東 濟(jì)南 250002)

地質(zhì)與礦產(chǎn)

新疆準(zhǔn)東煤田庫蘭喀孜干勘查區(qū)賦煤特征分析

孫增兵

(山東省地質(zhì)測(cè)繪院，山東 濟(jì)南 250002)

該文以準(zhǔn)東東部庫蘭喀孜干勘查區(qū)煤田鉆探資料和勘探成果資料為基礎(chǔ)，對(duì)區(qū)內(nèi)煤炭資源分布特點(diǎn)、賦存特征和賦煤規(guī)律等方面進(jìn)行了研究。區(qū)內(nèi)主要含煤地層為中侏羅統(tǒng)西山窯組和下侏羅統(tǒng)八道灣組，含煤層23層，西山窯組19層，平均厚度45.55m，八道灣組3層，總厚度7.30m，其中2，9，13，15，17，21，23煤層為可采煤層，結(jié)合煤層厚度、巖性特征和測(cè)井結(jié)果，對(duì)區(qū)內(nèi)煤層進(jìn)行了對(duì)比。同時(shí)，從剖面縱向上總結(jié)了西山窯組和八道灣組煤層的垂向分布特征、含煤特征，總結(jié)了二者的平面展布特征，認(rèn)為西山窯組煤層總厚度呈中間厚、四周薄的趨勢(shì)，八道灣組煤層僅分布在井田中部和南部，厚度由南向北逐漸變薄。在此基礎(chǔ)上，從沉積學(xué)特征、構(gòu)造環(huán)境和沉積環(huán)境方面，對(duì)賦煤規(guī)律進(jìn)行了淺析，認(rèn)為煤層發(fā)育總體受沉積環(huán)境和基底沉降等地質(zhì)條件的控制。

賦煤特征；準(zhǔn)東煤田；庫蘭喀孜干；新疆

0 引言

在我國當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，煤炭在能源領(lǐng)域依然占據(jù)著重要的地位，同時(shí)，煤炭作為重要的工業(yè)原料也具有不可替代性。因而，繼續(xù)開展煤炭勘查研究十分必要[1]。新疆是我國產(chǎn)煤大省，其中的準(zhǔn)噶爾盆地是我國西北地區(qū)主要的侏羅系含煤盆地之一[2-11]。其東部的準(zhǔn)東煤田，煤炭資源十分豐富，是一個(gè)超大型的整裝煤田，將成為我國重要的煤炭生產(chǎn)基地[12-21]。

該文以準(zhǔn)東東部庫蘭喀孜干勘查區(qū)煤田鉆探資料和勘探成果資料為基礎(chǔ)，從煤炭資源分布特點(diǎn)、賦存特征等方面，結(jié)合以往區(qū)域地質(zhì)工作研究[12-23]，總結(jié)了該區(qū)域及鄰區(qū)賦煤規(guī)律特征，為今后創(chuàng)建找煤模式和找煤方向提供扎實(shí)的材料支撐。

1 地質(zhì)背景

準(zhǔn)東煤田位于準(zhǔn)噶爾盆地東部隆起帶北緣，克拉美麗山南麓，西部和南部分別以沙帳斷折帶和奇臺(tái)低凸起為界，東部一直延伸到梧桐窩子凹陷，大地構(gòu)造單元屬準(zhǔn)噶爾地塊東部隆起區(qū)(圖1A)[12-20]。工作區(qū)域位于準(zhǔn)噶爾盆地東部的中新生代小型沉積盆地石淺灘凹陷中部，是庫蘭喀孜干勘查區(qū)的東南部分(圖1B)。

區(qū)域地層有石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和新生代地層。該區(qū)地層由老至新為下二疊統(tǒng)芨芨槽子群、下侏羅統(tǒng)八道灣組和三工河組、中侏羅統(tǒng)西山窯組、上侏羅統(tǒng)石樹溝群、古近系獨(dú)山子組和第四系，其中侏羅紀(jì)地層為主要含煤層(圖1B、圖1C)。

準(zhǔn)東煤田西部及北部構(gòu)成隆起帶，中部及南部為老君廟凹陷沉積區(qū)，也是勘探區(qū)所在區(qū)域，整體為單斜構(gòu)造，除西北部邊緣產(chǎn)狀較陡外，絕大部分區(qū)域產(chǎn)狀平緩，局部地段有緩波狀起伏，地層產(chǎn)狀一般140°～148°∠10°～15°，西北邊部處315°～325°∠30°～65°，傾向指向凹陷中心；區(qū)域上雖有NE—NEE向、SN向、SEE向3組斷裂構(gòu)造，但都未影響勘探區(qū)。

巖漿巖整體以淺成侵入巖為主，僅在東北部零星出露，因此該區(qū)沒有受巖漿巖的影響(圖1B)。

2 賦煤特征

2.1 含煤特征

勘探區(qū)內(nèi)主要含煤地層為中侏羅統(tǒng)西山窯組，其次為下侏羅統(tǒng)八道灣組(圖1C)。

(1)西山窯組：含單煤層8～22層，總厚度38.00～54.30m，平均厚度45.55m，其中可采單煤層5～13層，總厚度32.20～55.10m，平均厚度43.34m，經(jīng)對(duì)比劃分為19個(gè)煤層，自上而下編為1煤層～19煤層，其中2，9，13，15，17煤層為可采煤層，其他煤層多為局部可采煤層(圖1C)。

圖1 區(qū)域地質(zhì)概況和主要含煤地層柱狀示意圖

2煤層是西山窯組下段上部穩(wěn)定的單煤層，厚度7.10～38.00m，平均厚度23.59m，整體變化很小，北部厚，向東南逐漸變薄、分叉(圖2)。9煤層是西山窯組下段中部的穩(wěn)定煤層，厚度0.70～7.90m，平均厚度4.17m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沿走向由東向西厚度由薄到厚再到薄，至井田西南部尖滅(圖2)。13煤層是西山窯組下段中部的穩(wěn)定煤層，厚度0.40～6.35m，平均厚度2.51m，井田內(nèi)厚度中部薄，分別沿走向向東北、西南兩個(gè)方向增厚(圖2)。15煤層是西山窯組下段下部的穩(wěn)定煤層，厚度0.60～19.45m，平均厚度7.21m，沿傾向由北到南厚度逐漸變厚。17煤層是西山窯組下段下部的穩(wěn)定煤層，厚度0.55～6.00m，平均厚度2.45m，沿傾向由北到南厚度逐漸變厚(圖2)。

(2)八道灣組：在個(gè)別鉆孔中見煤層3層，總厚度為7.30m，編號(hào)21～23煤層，其中21，23煤層為可采煤層。21煤層位于八道灣組上段中部，厚度0.50～3.05m，平均厚度1.73m；23煤層位于八道灣組下段中部，厚度0.65～1.55m，平均厚度1.16m。二者均為該組的較穩(wěn)定單煤層，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

由此可見，區(qū)內(nèi)2，13，15煤層為全區(qū)可采，煤層厚度穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單或較簡(jiǎn)單，4，9，17，21，23煤層為大部可采煤層，5，8，12，14煤層為局部可采煤層(圖3)。

圖2 主要煤層等厚線圖

2.2 煤層對(duì)比

八道灣組僅在個(gè)別鉆孔中鉆遇煤層，其聚煤強(qiáng)度明顯低于西山窯組[20]，無法進(jìn)行區(qū)內(nèi)對(duì)比。西山窯組煤層為較穩(wěn)定的河湖相沉積，雖有一定變化，但煤層較清楚、穩(wěn)定，層間距變化不大，且穩(wěn)定連續(xù)，易于對(duì)比分析(圖3)。

西山窯組中每一煤層的厚度及結(jié)構(gòu)在相鄰鉆孔中極其相似，具有很好的可對(duì)比性；同時(shí)，該組地層相對(duì)平緩，構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層間距較為穩(wěn)定，如2煤層與3煤層之間，層間距為0.90～11.50m，平均2.94m，一般為1.40～3.80m。

根據(jù)鉆孔巖性特征，結(jié)合前人研究成果，西山窯組可劃為3～5個(gè)沉積旋回，每個(gè)旋回含1～2個(gè)煤層，每個(gè)煤層的頂、底板巖性也基本一致，如2煤頂板多為礫巖，個(gè)別鉆孔為含礫粗砂巖。

測(cè)井曲線對(duì)區(qū)內(nèi)巖、煤層的物性特征有規(guī)律性的反映，每個(gè)煤層(組)的各種曲線特征也有各自的形態(tài)特點(diǎn)，但異常值基本一致，視電阻率和自然伽瑪曲線常呈現(xiàn)“鋸齒狀”、“長劍狀”、“手指狀”及“長指狀”等形態(tài)，如：2煤層的視電阻率最高時(shí)曲線形態(tài)為高值“鋸齒狀”，而9煤層和13煤層則為高值“長劍狀”；2煤層密度低時(shí)曲線形態(tài)為低值“鋸齒狀”，而9煤層則為低值“手指狀”，13煤層為低值“長指狀”；2煤層自然伽瑪為負(fù)值時(shí)曲線形態(tài)為低值“鋸齒狀”，而9煤層和13煤層則為低值“長劍狀”。

圖3 勘查區(qū)部分鉆孔主要含煤層柱狀對(duì)比圖

2.3 賦存特征

從剖面縱向分布看，西山窯組煤層分布于該組下段，含煤性好，八道灣組煤層主要分布在該組的上部，含煤性較好；各煤層層位穩(wěn)定，雖個(gè)別煤層局部有分岔現(xiàn)象，但皆有規(guī)律可尋；各煤層僅在個(gè)別鉆孔見有夾石，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單至較簡(jiǎn)單，層間距穩(wěn)定。

從區(qū)內(nèi)平面展布看，西山窯組可采煤層總厚度呈中間厚、四周薄的趨勢(shì)；八道灣組可采煤層僅分布在井田中部和南部，厚度由南向北逐漸變薄。

3 賦煤規(guī)律淺析

煤層發(fā)育受沉積環(huán)境和基底沉降等地質(zhì)條件的控制[3-8]，該區(qū)賦煤規(guī)律同準(zhǔn)東煤田乃至準(zhǔn)格爾盆地整體賦煤規(guī)律基本一致。

從沉積學(xué)特征看，該區(qū)八道灣組是以河流相、沼澤相為主的含煤建造，其巖性組合以礫巖、砂巖、泥巖和煤層為主，下粗上細(xì)的韻律結(jié)構(gòu)明顯；而西山窯組則是以三角洲相、濱淺湖相、沼澤相為主的含煤建造，其特點(diǎn)是巖性組合以砂巖、粉砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖和煤層為主，粗、細(xì)砂巖和泥巖、炭質(zhì)泥巖多以互層形式出現(xiàn)，底部具有一厚層狀礫巖、砂礫巖或砂巖與下覆的三工河組呈整合接觸。

從構(gòu)造環(huán)境和沉積環(huán)境上看，聚煤前期，盆地整體是在二疊紀(jì)構(gòu)造基底上，經(jīng)三疊紀(jì)的填平補(bǔ)齊作用后形成的內(nèi)陸繼承性盆地，到印支運(yùn)動(dòng)時(shí)期，盆地內(nèi)部整體表現(xiàn)為填平補(bǔ)齊，逐漸形成大盆地輪廓，為含煤建造提供了有利的古地理環(huán)境。

到了聚煤期，印支運(yùn)動(dòng)之后，早侏羅世早期盆地內(nèi)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)減弱，以沉降作用為主，處于水進(jìn)時(shí)期，湖面不斷擴(kuò)大，而此時(shí)氣候溫暖濕潤，古松杉等高等植物生長繁盛，為煤的形成提供了充足的物質(zhì)來源，同時(shí)在河流沖積扇洼地、扇前三角洲平原洼地、湖濱三角洲泛濫平原洼地等處發(fā)生沼澤化和泥炭沼澤化，形成了八道灣組含煤建造。

早侏羅世晚期，盆地處于擴(kuò)張和收縮過渡期，盆地內(nèi)沉降速率和沉積速率明顯增大，沉積環(huán)境也發(fā)生改變，成煤物質(zhì)來不及補(bǔ)充，泥炭沼澤等很難形成，而盆地邊部則沉積了較厚的山麓相、沖積相碎屑巖，不利于煤層的形成，出現(xiàn)了短暫的聚煤間歇期，形成了基本不含煤的三工河組。

中侏羅世早期，盆地內(nèi)沉降速度減弱，沉降速度和沉積速度趨于均衡，形成了西山窯組含煤建造；中侏羅世晚期，氣候向干旱炎熱轉(zhuǎn)變，盆地范圍繼續(xù)收縮，結(jié)束了早、中侏羅世的聚煤期。

隨后的中新生代時(shí)期，盆地又經(jīng)歷了燕山運(yùn)動(dòng)和喜瑪拉雅運(yùn)動(dòng)的改造作用。燕山運(yùn)動(dòng)使盆地東部和南部的含煤地層發(fā)生了強(qiáng)烈的褶皺和斷裂，而喜瑪拉雅運(yùn)動(dòng)則使其大幅度抬升，重力均衡作用使盆地內(nèi)沉積了較厚的新生代地層。

4 結(jié)論

(1)區(qū)內(nèi)含煤地層主要為中侏羅統(tǒng)西山窯組，其次為下侏羅統(tǒng)八道灣組，其中，西山窯組含19層煤層，八道灣組含3層煤層，結(jié)合煤層厚度、鉆孔巖性特征和測(cè)井結(jié)果，對(duì)區(qū)內(nèi)煤層進(jìn)行了對(duì)比。

(2)總結(jié)了西山窯組和八道灣組煤層的垂向分布特征、含煤特征以及平面展布特征，揭示西山窯組可采煤層總厚度呈中間厚、四周薄的趨勢(shì)，八道灣組可采煤層僅分布在井田中部和北部，厚度由南向北逐漸變薄。

(3)根據(jù)研究區(qū)賦煤特征，結(jié)合區(qū)域賦煤特征、沉積學(xué)特征、構(gòu)造環(huán)境和沉積環(huán)境，對(duì)賦煤規(guī)律進(jìn)行了淺析，認(rèn)為煤層發(fā)育總體受沉積環(huán)境和基底沉降等地質(zhì)條件的控制。

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AnalysisonCoal-accumulationCharacteristicsinKulankazganExplorationAreainEasternJunggarCoalfieldofXinjiangUygurAutonomousRegion

SUN Zengbing

(Shandong Geological Surveying and Mapping Institute, Shandong Ji'nan 250002, China)

Based on the drilling data and exploration achievements of eastern Junggar coalfield in Kulankazgan exploration area, distribution characteristics of coal, coal-accumulation characteristics and coal-accumulation regularities in this area have been studied comprehensively. Major coal-bearing stratas are Xishanyao formation in middle Jurassic and the Badaowan formation in lower Jurassic. The number of total coal bearing strata is 23. Among them, 19 layers are in Xishanyao formation with the average thickness as 45.55m; while 3 layers are in Badaowan formation with the overall thickness as 7.30m. No.2, No.9, No.13, No.15, No.17, No.21 and No.23 coal-bearing layers are workable strata. Combining with thickness, lithologic characteristics and logging results, coal strata have been compared. At the same time, distribution characteristics and coal-bearing characteristics of Xishanyao formation and Badaowan formation have been summarized in vertical profile, and the distribution characteristics have been summarized as well. It is regarded that the thickness of coal-bearing layers in Xishanyao formation has the trend of thicker in central part and thinner in the edges; while the coal-bearing layers in Badaowan formation only locate in the middle and south of the exploration area, and the thickness is thinning from south to north. On this foundation, from the aspects of sedimentary characteristics, tectonic setting and depositional environment, it is thought that the development of coal strata is controlled by geological conditions, such as sedimentary environment and basement subsidence.

Coal-accumulation characteristics; Eastern Junggar coalfield; Kulankazgan; Xinjiang Uygur Autonomous Region

2017-06-20；

2017-08-11；

曹麗麗

孫增兵(1974—)，男，山東海陽人，高級(jí)工程師，主要從事地質(zhì)找礦工作；E-mail：sunzb0721@163.com

山東省地質(zhì)測(cè)繪院，新疆準(zhǔn)東煤田木壘縣庫蘭喀孜干勘查區(qū)煤炭勘探，2011年。

P618.11

A

孫增兵.新疆準(zhǔn)東煤田庫蘭喀孜干勘查區(qū)賦煤特征分析[J].山東國土資源，2018,34(1)：33-38.SUN Zengbing. Analysis on Coal-accumulation Characteristics in Kulankazgan Exploration Area in Eastern Junggar Coalfield of Xinjiang Uygur Autonomous Region[J].Shandong Land and Resources, 2018,34(1)：33-38.