新疆和田市沉積礦床礦體特征與巖層特征對比研究

張 強，呼冬強，李 輝

（1.新疆地礦局第二地質大隊，新疆 喀什 844000；2.新疆工程學院礦業(yè)工程與地質學院，新疆 烏魯木齊 830023）

新疆礦產資源豐富，但地域分布極不均衡，東疆、北疆礦產資源賦存多，研究程度高，南疆礦產資源賦存少，屬缺礦地區(qū)，礦層研究程度低，缺乏礦層的對比研究。該礦區(qū)位于皮山縣南148°方位，直線距離約85km，行政區(qū)劃屬皮山縣管轄。礦區(qū)東西長約10.30km，南北寬約0.43km～1.41km，面積約8.93km2。礦產資源開采歷史較久，1957年以前沿礦層露頭已有數(shù)十個小窯，最低開至2227m，已停采封閉。1958年建成2200m水平平峒，采平峒西翼B1礦層上山礦，采掘長度1570m，1969年建成設計能力為年產6萬噸的2150m水平平峒，平峒東西兩翼均采B1和B2礦層上山礦。東翼B1礦層采長680m，西翼B1礦層采長1430m，B2礦層采長140m。1985年建成設計能力為年產量6萬噸的2100m水平平峒，開采B1和B2礦層。現(xiàn)開采斜井于1997年建成投產設計年產量是9萬噸，核定生產能力14萬噸/年。主要開采B1和B2號礦層，斜井開拓，倒退式回采，設計采礦回采率為75%。但礦區(qū)內各礦權因勘查工作單位和時間均不一致，導致礦層編號存在不一致的情況，為了統(tǒng)一認識，需對和田礦床的地質特征、礦層特征進行分析，提出可靠的礦層對比方法，為礦產開采和礦區(qū)深部礦產資源勘查提供理論依據(jù)。

1 地質概況

所研究礦區(qū)位于塔里木盆地南緣，塔西南坳陷帶東段，出露的地層有元古界、石炭系上統(tǒng)塔哈奇組（C2t）、二疊系上統(tǒng)杜瓦組（P2d）、侏羅系中下統(tǒng)、白堊系下統(tǒng)、第四系上更新－全新統(tǒng)。礦區(qū)位于杜瓦背斜南翼，呈向南傾的單斜構造，地層走向90°～105°，傾角35°～51°。礦區(qū)發(fā)育內4條逆斷層，分別為F1、F2、F3、F4，一條正斷層，為F5；兩條平移斷層f1、f2。其中F1、F4構成礦區(qū)南部的含礦邊界。

2 含礦地層及礦層特征

2.1 含礦地層

礦區(qū)內含礦地層為侏羅系中統(tǒng)楊葉組(J2y)，含礦資源地層平均厚238.24m，含礦3層（其中可采礦層2層）。礦層平均總厚18.84m，可采礦層平均總厚19.23m，有益平均總厚17.13m，含礦系數(shù)7.91%。3層礦層自下而上編號為B1、B2、B3，其中B1礦層為全區(qū)可采礦層，層位較穩(wěn)定，厚度變化大。B2礦層為局部可采礦層，以其厚度大，結構復雜，厚度變化大為主要特征，屬較穩(wěn)定礦層。B3礦層為不可采礦層，屬極不穩(wěn)定。

圖1 區(qū)域地質構造示意圖

2.2 可采礦層特征

礦區(qū)內可采礦層2層，分別為B1、B2號礦。其中B1號礦層為全區(qū)可采礦層，也是礦區(qū)內各生產礦井主要開采區(qū)。B2礦層僅在礦區(qū)東部可采，向西不連續(xù)。

2.2.1 B1號礦層

該礦層從礦區(qū)西部的阿其克蘇塔格礦床連續(xù)發(fā)育至礦區(qū)東部的杜瓦礦體，僅在杜瓦礦區(qū)內C線以東不發(fā)育，f1平移斷層附近有少量地段不可采。礦區(qū)內有56個工程點控制層位，見礦區(qū)內礦點51個，可采點47個；礦區(qū)內可采面積1.77km2；礦層總厚度0m～30.15m，平均6.15m；礦層可采厚度0.60m～30.15m，平均5.47m。含有0～5層夾矸，夾矸單層厚度為0m～2.03m，結構簡單-復雜，夾矸巖性多為炭質泥巖和泥巖。該礦層在礦區(qū)西部呈“透鏡”狀，礦層厚度變化巨大，屬較穩(wěn)定的全區(qū)可采礦層。礦層頂板多為泥炭沼澤相的炭質泥巖和泥巖，相變較為顯著。礦層底為湖相過的粉砂巖，含石英礫石（或小石子）為主要特征，層位穩(wěn)定、延伸較遠，是礦層對比的良好標志層。礦層間距：B1號礦層與B2號礦層間距為0.60m～11.08m，平均4.12m。

2.2.2 B2號礦層

僅在礦區(qū)東部礦一帶（Ⅲ線—2線之間）發(fā)育，礦區(qū)內有46個工程點控制層位，見礦點34個，可采點28個；礦區(qū)內可采面積0.82km2；礦層總厚度0m～62.11m，平均11.51m；礦層可采厚度0.73m～58.91m，平均12.69m。本礦層以其厚度大、厚度變化大（分叉、變?。?、結構復雜為主要特征。含夾矸0～10層，礦層結構簡單—復雜，一般含夾矸1～3層，唯在礦Ⅱ－Ⅰ線間含夾矸多達10層，在此范圍內淺部以3.20m～8.40m的炭質泥巖和粉砂巖，將B2礦層分為上下兩個分層，各分層夾矸單層厚0.22m～0.90m之間，多為炭質泥巖和泥巖，夾矸多不穩(wěn)定，難于對比。礦層頂板巖性以粉砂巖、泥巖、炭質泥巖為主,偶見中砂巖；底板巖性以炭質泥巖、泥巖為主，粉砂巖次之。B2礦層厚度變化較大，但仍有規(guī)律可循，礦層沿走向的變化，其形態(tài)似“紡錘”狀。

表1 礦區(qū)礦層特征簡表

3 礦層對比

礦層對比主要根據(jù)自身特點、結構發(fā)育情況、層間距、礦床特征、頂?shù)装鍘r性以及礦層所處的空間位置等多種因素的綜合分析，以主要可采礦層B1礦層底板作為對比基線。在剖面圖和礦層發(fā)育對比圖上較為清晰地反映了各礦層在空間位置上的相互關系和對比情況。具體分析方法如下。

3.1 礦層所處空間位置及底板巖性

B1礦層位于含礦段之下部，是本區(qū)最底部的礦層，礦層底板普遍為含石英礫石（小石子）之粉砂巖，地表風化后微顯黃褐色縣微突起，井下及鉆孔中均可見到。該層粉砂巖層位穩(wěn)定，延伸較遠，易于識別，是良好的標志層。B2礦層位于B1礦上部，其底板多為炭質泥巖和泥巖，極易與B1礦層區(qū)別開。

3.2 礦產資源特征

B1礦層類型以半亮、半暗為主，含有較多的黃鐵礦，全硫含量偏高，礦產的灰分、揮發(fā)分也較高，其發(fā)熱量略高。B2礦層類型以暗、半暗為主，微含星點黃鐵礦，其灰分、硫分、揮發(fā)分較B1礦層低，發(fā)熱量較B1礦層低。

3.3 礦層厚度

B1礦層厚度小，厚度變化僅在礦區(qū)西部變化大，礦區(qū)東部較穩(wěn)定，礦層結構較簡單。B2礦層僅賦存與礦區(qū)西部，其厚度大，厚度變化也大，礦層結構復雜。

3.4 地質剖面連線法

根據(jù)礦層在剖面上所處的空間位置。結合礦層層序、產狀進行剖面連線以確定礦層編號，這樣起到了對比的驗證作用。

3.5 測井曲線特征

同一礦層的物性曲線特征，雖在走向上有所變化，但其總的特征大體相似，變化不大，尤其是復雜結構的厚礦層，中厚礦層的物性特征都比較明顯，與其它方法參照，可以取得較好的效果。礦區(qū)測井工作采用有效合理的物性參數(shù)GG（人工伽瑪伽瑪）、GR（天然放射性）、NR（視電阻率電位）及SP（自然電位），較好地反映出了各礦體發(fā)育的物性特征，尤其是巨厚礦層、中厚礦層的物性特征比較明顯，與其它方法參照，可作為明顯對比標記。

圖2 礦層對比示意圖

4 結語與建議

新疆地區(qū)礦深部資源前景良好，但礦層厚度變化大，間距變化大，夾矸數(shù)量不穩(wěn)定，通過對該區(qū)域礦層對比研究，提出了可靠的礦層對比方法，為礦產資源開采和礦區(qū)深部資源勘查提供理論依據(jù)。