新疆阿勒泰地區(qū)煤炭資源遠景調(diào)查評價

郭志奇

(陜西省地下水保護與監(jiān)測中心，陜西 西安 710003)

阿勒泰地區(qū)是我國重要成礦區(qū)之一，但煤炭資源調(diào)查和開發(fā)比較落后，影響了該地區(qū)經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展。許多學(xué)者從構(gòu)造演化、含煤盆地聚煤規(guī)律進行了深入分析研究[1-6]，新疆305項目利用物探資料對成礦靶區(qū)進行研究[7]。筆者在新疆阿勒泰地區(qū)煤炭資源遠景調(diào)查項目工作過程中，利用地質(zhì)、物探、遙感等資料，開展新疆阿勒泰地區(qū)煤炭資源遠景調(diào)查，了解該區(qū)煤炭資源賦存情況，為該區(qū)煤炭資源勘查提供地質(zhì)依據(jù)。

1 含煤地層及含煤性

1.1 含煤地層

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，阿勒泰地區(qū)在石炭紀、二疊紀、侏羅紀均有煤層形成，含煤地層分別為上石炭統(tǒng)恰其海組，下石炭統(tǒng)那林卡拉組；下二疊統(tǒng)卡拉崗組；下侏羅統(tǒng)八道灣組，中侏羅統(tǒng)西山窯組，下中侏羅統(tǒng)水西溝群、青格里河組。

1.1.1 石炭系

那林卡拉組分布于布爾津、富蘊等地，為一套海陸交互相或濱海-陸相沉積，富蘊一帶巖性為灰、深灰、黃灰色粗砂巖、細砂巖、粉砂巖、炭質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、硅質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖夾凝灰質(zhì)粉砂巖、砂巖。在布爾津一帶巖性為灰綠色凝灰礫巖、砂巖夾砂質(zhì)砂巖、粉砂巖、泥巖及薄層灰?guī)r，含高炭質(zhì)頁巖及煤線。

恰其海組分布在托斯特盆地北部，根據(jù)巖性分為四個亞組，第一亞組為灰、黃綠色鈣質(zhì)砂巖、細礫巖夾砂質(zhì)灰?guī)r；第二亞組為灰、灰綠色凝灰?guī)r、層凝灰?guī)r、玄武玢巖；第三亞組為灰色砂巖夾鈣質(zhì)石英砂巖、泥巖，第四亞組為灰、灰綠色粉砂巖、砂巖夾鈣質(zhì)砂巖、礫巖。第一亞組為含煤亞組，為一套鈣質(zhì)成分較高的含煤碎屑沉積，按巖性分為上下兩段，下段為灰黃色、黃褐色、灰綠色中粒砂巖、細粒砂巖、粉砂巖夾砂礫巖、泥巖，上部夾兩層薄煤線；上段為灰色、灰黃色泥巖、粉砂巖、細砂巖夾含礫砂巖、砂礫巖及煤層。

1.1.2 二疊系

卡拉崗組主要分布于托斯特盆地南緣，為一套中-酸性火山碎屑巖和正常陸相含煤碎屑巖沉積，根據(jù)巖性組合分為上下兩個亞組，下亞組是三角洲和河流-湖泊相兩個大的旋回組成，為含煤地層。上亞段是以湖泊相為主的沉積，不含煤。

扎河壩組主要分布在扎河壩一帶，巖性下部為灰綠色、黃綠色凝灰角礫巖、凝灰礫巖、凝灰?guī)r；上部為灰黑色泥巖、砂巖夾煤層、菱鐵礦層。

1.1.3 侏羅系

水西溝群零星分布于哈拉通溝盆地東南及西南邊緣，主要巖性為泥質(zhì)粉砂巖、砂巖及頁巖，局部夾砂礫巖，煤層頂?shù)装鍨榛?、灰白色砂質(zhì)粘土質(zhì)泥巖。根據(jù)巖性分為砂巖礫巖層段、含煤段、底礫巖段。砂巖礫巖段為灰綠色礫巖、砂巖、泥巖；含煤段為灰色、黃綠色、褐色泥質(zhì)粉砂巖、炭質(zhì)頁巖及煤層(煤線)；底礫巖段巖性為石英、片巖礫石。

青格里河組分布于卡拉塔什盆地，根據(jù)巖性分上下兩段，下段為礫巖段，以礫巖、砂礫巖為主夾粉砂巖、泥巖；上段為含煤段，巖性主要為粉砂巖、泥巖夾炭質(zhì)泥巖及煤層。

八道灣組分布于卡姆斯特一帶，為一套陸相碎屑巖沉積，巖性變化較大，總體上為礫巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖夾炭質(zhì)泥巖。

西山窯組分布于卡姆斯特一帶，為一套河流-湖泊相碎屑巖沉積，巖性為砂巖、粉砂巖、礫巖夾泥巖及煤層、菱鐵礦。

1.2 含煤性及沉積環(huán)境

1.2.1 石炭系

那林卡拉組煤層層位不穩(wěn)定，呈透鏡狀或雞窩狀；恰其海組含煤15層，煤層不穩(wěn)定，呈透鏡狀。

為一套陸相中酸性火山巖、火山碎屑巖夾薄煤層，為海陸交互相含煤沉積，成煤環(huán)境不穩(wěn)定，多為薄煤層，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，灰份高。煤層的變質(zhì)程度較高，為焦一瘦煤。

1.2.2 二疊系

卡拉崗組含5～15層煤(線)，煤層不穩(wěn)定，呈斷續(xù)的透鏡狀、串珠狀、雞窩狀；扎河壩組含煤(線)45層，其中3層見局部可采點，煤層不穩(wěn)定，呈似層狀、透鏡狀。

為火山活動間歇期在山間盆地形成的陸相含煤碎屑沉積，成煤環(huán)境不穩(wěn)定，多為薄煤層，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，灰份高。煤層的變質(zhì)程度較高，煤種為肥煤一氣煤。

1.2.3 侏羅系

青格里河組分布在卡拉塔什盆地，含煤層3層，其中2層見可采點，煤層厚度變化大。該盆地為陸相山間斷陷盆地，沉積物粒度下粗上細，下部為河流-湖泊相碎粗屑沉積，主要巖性為礫巖、圓礫巖與黃綠色砂巖互層；上部為湖泊-沼澤相含煤沉積，主要巖性為砂巖、粉砂巖、炭質(zhì)泥巖及煤層。

水西溝群分布在富蘊盆地，含煤2層，其中大部分可采煤層1層。為陸相山間斷陷盆地，以河流相沉積為主，細分為河床相、泛濫平原相、沼澤相及泥炭沼澤相沉積。河床相為河道滯留沉積及邊灘沉積，碎屑粒度較粗，主要由礫巖及砂巖組成。泛濫平原相沉積物以粉砂巖、泥巖為主，向上過渡為沼澤相及泥炭沼澤相，沉積物為粘土巖、煤。

八道灣組分布在準噶爾盆地，含煤層(煤線)3～12層，其中3層見可采點，其余均不可采。內(nèi)陸湖盆坳陷盆地，下部粒度較粗，主要為砂巖、砂礫巖夾礫巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖與煤層(線)；上部巖性以泥巖為主，夾砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及薄煤層(煤線)。屬辮狀河-辮狀河三角洲相沉積，

西山窯組分布在準噶爾盆地，含煤3層，其中大部分可采煤層1層，煤層較穩(wěn)定。為辮狀河三角洲前緣相沉積，下部為灰色砂巖、粉砂巖夾泥巖，砂巖交錯層理發(fā)育，泥巖中含植物化石碎片，上部為泥巖夾炭質(zhì)泥巖及煤層。

侏羅系煤層的變質(zhì)程度較低，一般為長焰煤-不粘煤，局部地段由于后期構(gòu)造運動，變質(zhì)程度增高。

2 含煤遠景區(qū)劃分

2.1 含煤地層的物性特征

根據(jù)資料[1]中生界中下侏羅統(tǒng)為一套碎屑巖和泥巖夾煤層的沉積，其密度值在1.97～3.28 g/cm3，平均密度值2.53 g/cm3。該套地層一般無磁性。石炭系、二疊系含煤地層是由一套碎屑巖夾碳酸鹽巖及基性-酸性火山巖組成，二疊系密度值2.50～3.01 g/cm3，平均密度值2.72 g/cm3。石炭系密度值在2.41～3.15 g/cm3，平均密度值2.72 g/cm3。該套地層大部分無磁性，基性火山巖具有弱磁性。因此，含煤遠景區(qū)的圈定主要依據(jù)重力異常資料。

2.2 含煤遠景區(qū)的圈定

布格重力異常與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系密切，剩余重力反映淺部異常源，本次煤炭資源遠景區(qū)依據(jù)物探資料并結(jié)合其余地質(zhì)及遙感資料進行劃分。含煤遠景區(qū)一般分布在盆地之中，首先利用遙感資料初步確定盆地的范圍；其次依據(jù)含煤地層的分布情況，結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)進一步確定含煤地層的分布范圍，最后利用物探資料重力異常區(qū)的分布范圍，確定含煤遠景的范圍。含煤地層在重力異常圖上呈負異常，具有一定方向、范圍較大、幅值較高的特點，反映了巖性變化不大、連續(xù)性較好、沉積環(huán)境較穩(wěn)定的較低密度地質(zhì)體。在這些異常區(qū)中，利用電測深資料排除了由于基底褶皺、密度較低的花崗巖引起的負異常。據(jù)此在阿勒泰地區(qū)共圈定8個含煤遠景區(qū)(圖1)。

圖1 阿勒泰地區(qū)含煤含煤遠景區(qū)位置

2.2.1 托斯特含煤遠景區(qū)

位于托斯特盆地南緣，出露石炭系、二疊系、新近系、第四系。含煤地層為二疊系卡拉崗組，不整合于花崗巖體之上，斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，含煤地層的分布受斷裂構(gòu)造的控制。剩余重力異常呈近東西向展布的條帶狀負異常。

據(jù)哈爾交煤礦資料，煤層為似層狀、透鏡狀、雞窩狀，煤層不穩(wěn)定，厚度變化大，最大厚度3.78 m。

2.2.2 扎河壩含煤遠景區(qū)

位于富蘊縣烏倫古河北岸，出露石炭系、二疊系、新近系、第四系及巖漿巖。含煤地層為二疊系卡拉崗組，含煤地層受斷裂構(gòu)造破壞較為嚴重，出露范圍較小，面積7.4 km2。布格重力異常呈北西向展布的條帶，剩余重力異常呈為北西向展布的條帶狀異常區(qū)，其北西側(cè)的負異常中心是花崗巖巖體。

據(jù)扎河壩煤礦資料，煤層為似層狀、透鏡狀、雞窩狀，煤層不穩(wěn)定，厚度變化大，含煤15層，可采3層，一般厚度0.5～2.0 m，最大厚度2.2 m。

2.2.3 卡姆斯特含煤遠景區(qū)

位于準噶爾內(nèi)陸坳陷盆地，盆地基底為泥盆系，上覆三疊系、侏羅系、新近系及第四系。含煤地層為侏羅系，盆地東南緣出露較為廣泛。該盆地受斷裂控制，在盆地西北、東南緣受隱伏斷層的控制，布格重力異常圖上存在著北西向的異常梯級帶，東南緣侏羅系、三疊系與下伏地層呈斷層接觸。布格重力異常表現(xiàn)為以北西向展布的條帶，北、東、南三面異常值較高，主要是泥盆系密度值較高(2.73 g/cm3)，含煤遠景區(qū)總體為重力負異常區(qū)，局部有正異常的分布，異常幅度一般不大，異常為基底的局部起伏所引起。

據(jù)地震、物探資料，該區(qū)為一向北、北西傾斜的單斜構(gòu)造，小型褶皺比較發(fā)育，褶皺軸向北西、北西西，規(guī)模較小，呈鼻狀構(gòu)造。該區(qū)有兩個含煤組，及八道灣組、西山窯組。八道灣組地層厚度19.91～56.53 m，含煤3～12層，僅有一個鉆孔見可采煤層，含煤性較差；西山窯組地層厚度233.78～364.36 m，含煤1～3層，大部分可采煤層1層，煤層厚度0～2.57 m，平均厚度7.84 m。

2.2.4 青格里含煤遠景區(qū)

位于卡拉塔什山間斷陷盆地，盆地基底為泥盆系、石炭系，上覆侏羅系、第四系。含煤地層為侏羅系，在盆地東北側(cè)出露較多。

據(jù)地質(zhì)調(diào)查、地震、鉆探等資料，該區(qū)為一向斜含煤含煤盆地，含煤盆地形態(tài)受北西向區(qū)域構(gòu)造的控制。含煤地層厚度平均356.7 m，含煤0～3層，其中局部可采煤層2層，其厚度分別為0～2.7 m、0～3.1 m。

2.2.5 哈拉通溝含煤遠景區(qū)

位于富蘊山間斷陷盆地，盆地基底為石炭系及花崗巖，上覆侏羅系、第三系。該盆地為山間斷陷盆地，盆地北東、南西側(cè)受斷層控制，南東、北西側(cè)為石炭系及花崗巖巖體。布格重力異常等值線總體呈北西向展布，異常帶南陡北緩，向北逐漸降低，剩余重力異常呈北西向條帶狀，含煤區(qū)呈位于異常中心，呈北西向短軸狀。其北西、南東側(cè)的負異常是由花崗巖引起。

根據(jù)富蘊煤礦及鉆孔資料，含煤7層，其中1層為局部可采煤層，煤層厚度0.5～7.89 m，屬不穩(wěn)定煤層。

2.2.6 迪倫山-喀拉瑪蓋含煤遠景區(qū)

位于和什托洛蓋山間斷(坳)陷盆地，地表北第四系覆蓋，未見基巖出露。布格重力異常呈東西向長軸狀寬緩的負異常條帶，剩余重力異常呈東西向條帶狀，有兩個異常中心，可能是由于基底構(gòu)造形態(tài)引起。該異常區(qū)向西延伸，與托里-和什托洛蓋煤田相連通，應(yīng)屬該煤田的東延部分。

據(jù)新疆煤田地質(zhì)資料，和什托洛蓋煤田含煤地層為侏羅系八道灣組、西山窯組，八道灣組含煤6層，可采5層，一般厚1.3～2.4 m，可采總厚8.96 m；西山窯組含煤10層，從上到下厚度分別為0.25 m、1.2 m、2.72 m、0.33 m、1.2 m、7.2 m、3.72 m、1.25 m、1.02 m、1.1 m，可采煤層8層，總厚19.41 m。

2.2.7 奧塔烏開給什含煤遠景區(qū)

位于三塘湖山間斷(坳)陷盆地，盆地基底為泥盆系、巖漿巖，上覆地層為侏羅系、新近系及第四系。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，該盆地應(yīng)屬巴里坤煤田向北西延伸部分，根據(jù)新疆第三次煤田預(yù)測資料，含煤地層為西山窯組，含煤煤1層，平均厚度為7.83 m。

2.2.8 烏倫古含煤遠景區(qū)

位于和布克賽爾山間斷(坳)陷盆地，地表覆蓋較為嚴重，盆地基底為石炭系，上覆地層為侏羅系、第三系、第四系，含煤地層為侏羅系，在該區(qū)西南部零星出露。布格重力異常呈北東向展布的負異常，在東北、西南各有一個異常中心，剩余重力異常呈也呈北東向異常條帶，在該帶內(nèi)分布四個異常中心，分析是由于基底構(gòu)造引起。

據(jù)新疆煤田地質(zhì)資料，該含煤遠景區(qū)位于和布克賽爾-福海煤田，該區(qū)工作程度較低，區(qū)域礦產(chǎn)資料在該區(qū)見煤點。

3 含煤遠景分析

石炭紀為海陸交互相含煤沉積，為海陸交互相含煤沉積，成煤環(huán)境不穩(wěn)定，多為薄煤層，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含煤盆地地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，受后期構(gòu)造變動及侵入巖破壞，多數(shù)無開采利用價值。

二疊紀為陸相山間盆地含煤碎屑沉積，形成煤層多，受盆地形態(tài)及成煤環(huán)境的影響，煤層不穩(wěn)定，僅在扎河壩等地有局部可采煤層賦存。

侏羅紀成煤為湖泊-沼澤相、河流相、辮狀河-辮狀河三角洲相、辮狀河三角洲前緣相含煤沉積，成煤環(huán)境多樣，且成煤環(huán)境差異較大，根據(jù)地質(zhì)資料，將該區(qū)聚煤盆地劃分為山間斷(坳)陷盆地、內(nèi)陸坳陷盆地兩類。內(nèi)陸坳陷盆地成煤環(huán)境穩(wěn)定，可劃分為八道灣、西山窯兩個成煤期，可采煤層分布于西山窯期，煤層穩(wěn)定；山間斷(坳)陷盆地形態(tài)受區(qū)域構(gòu)造的控制，在阿勒泰地區(qū)東南部呈北西向，西南部呈北東向，盆地規(guī)模不一，成煤環(huán)境較差，成煤期一般不易區(qū)分，煤層穩(wěn)定性較差，屬不穩(wěn)定-較穩(wěn)定煤層。

4 結(jié)語

(1)利用區(qū)域地質(zhì)、區(qū)域礦產(chǎn)資料，結(jié)合區(qū)域物探資料對阿勒泰地區(qū)含煤遠景區(qū)進行了劃分，對其沉積環(huán)境和聚煤規(guī)律進行分析，認為阿勒泰地區(qū)從石炭紀-二疊紀-侏羅紀成煤環(huán)境逐漸變好，以侏羅紀成煤環(huán)境最好，形成了較為穩(wěn)定的可采煤層，是該區(qū)今后找煤的主要方向。

(2)對青格里、卡姆斯特兩個含煤遠景區(qū)開展了進一步的地面地質(zhì)調(diào)查、地震、鉆探工作，初步認為內(nèi)陸坳陷盆地成煤環(huán)境優(yōu)于山間斷陷盆地。

(3)奧塔烏開給什、烏倫古、迪倫山-喀拉瑪蓋含煤遠景區(qū)依據(jù)地質(zhì)、物探等資料進行劃分，沒有確切的含煤地層及煤層資料，有待進一步工作驗證。