新疆淖毛湖白石湖礦區(qū)煤巖煤質(zhì)特征

張 莉， 史景山， 張德高， 寧樹(shù)正， 張建強(qiáng)， 林中月， 孫 杰， 黃少青， 鄒 卓， 劉 亢， 勾翊喬， 丁 戀

(1.中國(guó)煤炭地質(zhì)總局勘查研究總院，北京 100039； 2.伊吾廣匯礦業(yè)有限公司，新疆伊吾 839300)

0 地質(zhì)背景

淖毛湖白石湖礦區(qū)幅位于東準(zhǔn)噶爾界山褶皺帶(二級(jí)構(gòu)造單元)內(nèi)，位于阿爾泰地槽褶皺帶諾末褶皺東南緣，東準(zhǔn)噶爾界山山間斷陷中部，北部及東部臨近蒙古國(guó)，屬中低山區(qū)，南與巴里坤含煤盆地相望，北西向展布的恰烏卡爾-吉爾嘎拉深斷裂和納爾得曼-北塔山深斷裂控制了該區(qū)的形態(tài)和范圍[1](圖1)?？缭綎|準(zhǔn)噶爾界山褶皺帶(二級(jí)構(gòu)造單元)及北天山地向斜褶皺帶(二級(jí)構(gòu)造單元)的哈爾里克復(fù)背斜(三級(jí)構(gòu)造單元)?？偟臉?gòu)造線方向?yàn)楸蔽?南東或北西西-南東東向，褶皺斷裂相伴而生[2-8]。該區(qū)由于遭受加里東、華力西、阿爾卑斯期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，構(gòu)造復(fù)雜，其中以華力西期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)最強(qiáng)烈，分布最廣泛。

圖1 區(qū)域構(gòu)造圖Figure 1 Regional tectonics

新疆伊吾淖毛湖礦區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)哈密市伊吾縣和巴里坤縣境內(nèi)，南界離伊吾縣城 64km、離淖毛湖鎮(zhèn) 6km；西界離三塘湖鎮(zhèn) 62km；東界離中蒙邊境線4～6km；以北為克孜勒塔格山，北界離中蒙邊境線約 42km。

1 采樣與測(cè)試

根據(jù)(GB/T 482—2008)《煤層煤樣采取方法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[9]，采取1#煤層刻槽煤樣5件，1#煤層產(chǎn)狀平緩穩(wěn)定：314°∠7°(圖2)。本研究對(duì)樣品進(jìn)行水分、灰分、揮發(fā)分、全硫等工業(yè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)定[10]，利用X射線衍射(XRD)方法確定礦物含量，利用偏光顯微鏡進(jìn)行顯微煤巖組分分析[11-17]，通過(guò)掃描電鏡(SEM-EDS)定性觀察礦物分布及形態(tài)特征。

圖2 淖毛湖白石湖采樣點(diǎn)Figure 2 Nom Nur area Baishihu sampling points

2 測(cè)試結(jié)果

2.1 煤巖特征

樣品號(hào)BSHYY-01整體呈暗黑色，風(fēng)化較為嚴(yán)重，光澤較弱，新鮮面可見(jiàn)亮煤，節(jié)理較為發(fā)育，易碎，表面可見(jiàn)黃鐵礦顆粒，呈侵染狀，樣品成層性較為明顯，內(nèi)生裂隙較為發(fā)育，參差狀端口，以亮煤和暗煤為主， 宏觀煤巖類(lèi)型為暗淡煤(圖3)。BSHYY-02深黑色，油脂光澤，亮煤含量約20%，成層性明顯，內(nèi)生裂隙較為發(fā)育，黃鐵礦呈侵染狀，參差狀端口，可見(jiàn)褐鐵礦風(fēng)化面，性脆，比重小，宏觀煤巖類(lèi)型為半暗煤。BSHYY-03褐黑色，光澤較弱，表面風(fēng)化較強(qiáng)，新鮮面可見(jiàn)亮煤， 風(fēng)化面呈黃褐色，內(nèi)生裂隙較為發(fā)育，硬度較強(qiáng)， 可見(jiàn)侵染狀黃鐵礦，部分沿裂隙發(fā)育，致密，性脆，比重小，具有似油頁(yè)巖特征，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀、層狀構(gòu)造，風(fēng)化程度較高，表面呈銹黃色，以暗煤和亮煤為主，宏觀煤巖類(lèi)型認(rèn)為是暗淡煤。BSHYY-04整體呈黃黑色，光澤較強(qiáng)，呈明顯的油脂光澤，較硬，比重小，內(nèi)生裂隙發(fā)達(dá)，有黃鐵礦充填，貝殼狀斷口，硬度較BSHYY-01較強(qiáng)，主要為亮煤與暗煤，宏觀煤巖類(lèi)型認(rèn)為是半暗煤。BSHYY-05整體呈暗黑色、褐黑色，可見(jiàn)粒狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，光澤弱，風(fēng)化嚴(yán)重，有銹黃色的風(fēng)化帶出現(xiàn)，煤層表面被白色的方解石脈所覆蓋，有待鑒定，裂隙較為發(fā)育，性脆，比重小，新鮮樣品可見(jiàn)貝殼狀端口，風(fēng)化樣品細(xì)?；鼜?qiáng)，主要為亮煤和暗煤，有鏡煤出現(xiàn)，含較多的粒狀黃鐵礦，宏觀煤巖類(lèi)型認(rèn)為是暗淡煤。

a.采樣剖面圖，編號(hào)BSHYY-1至5采樣順序由上至下刻槽取樣；b.樣品BSHYY-01；c.樣品BSHYY-02；d.樣品BSHYY-03；e.樣品BSHYY-04；f.樣品BSHYY-05

a.基質(zhì)鏡質(zhì)體及角質(zhì)體； b.均質(zhì)鏡質(zhì)體； c.團(tuán)塊鏡質(zhì)體； d.角質(zhì)體； e.圖d熒光照片； f.小孢子體及碎屑惰質(zhì)體；g.圖f熒光照片； h.樹(shù)脂體及角質(zhì)體； i.圖h熒光照片；

樣品縱向變化不大， 整體層厚約20m，屬侏羅系八道灣組，可見(jiàn)瀝青化，半亮-半暗煤，黃鐵礦分布較為普遍，埋藏淺，略見(jiàn)風(fēng)化(圖3)。

2.2 煤質(zhì)特征

工業(yè)分析結(jié)果表明1#煤層煤樣原煤Mad含量9.7%，原煤Ad含量8.81%，原煤Vdaf產(chǎn)率48.16%，原煤St,d含量0.4%。

2.3 顯微組分含量特征

鏡質(zhì)組以基質(zhì)鏡質(zhì)體(膠結(jié)絲質(zhì)體碎片、殼質(zhì)組、黏土等)為主，其次均質(zhì)鏡質(zhì)體， 少量團(tuán)塊鏡質(zhì)體和結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體(胞腔多受擠壓拉長(zhǎng)呈線狀，多被黏土充填)，惰質(zhì)組偶見(jiàn)絲質(zhì)體碎片；殼質(zhì)組以角質(zhì)體為主，少量瀝青質(zhì)體、小孢子體和樹(shù)脂體。黏土礦物呈浸染狀、充填胞腔或裂隙，裂隙部分有黃鐵礦充填(圖4)。

顯微組分鏡質(zhì)組含量較高為91.29%，以無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體為主，含量為88.80%；惰質(zhì)組含量較低(0.41%)，主要為碎屑惰質(zhì)體；殼質(zhì)組含量為5.39%，以角質(zhì)體為主(2.90%)，其次為瀝青質(zhì)體(1.24%)；此外，黏土礦物含量為2.90%(圖5)。

V.鏡質(zhì)組；I.惰質(zhì)組；E.殼質(zhì)組；M.礦物；T.結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體； C.無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體

礦物主要以方解石(34.0%)、石英(29.8%)、黏土礦物(29.3%)為主，含少量硬石膏(6.9%)，如圖6所示?？梢?jiàn)黃鐵礦裂隙填充細(xì)脈，或以草莓狀分布，黏土礦物以層狀分布與裂隙中(圖7)。

圖6 XRD分析結(jié)果Figure 6 XRD analyzed results

a.黃鐵礦填充裂隙；b.草莓狀黃鐵礦；c.黏土礦物；d.層狀黏土礦

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)淖毛湖白石湖煤巖煤質(zhì)特征的分析可知，研究區(qū)1#煤層為特低灰、高揮發(fā)分、特低硫煤。區(qū)內(nèi)顯微煤巖類(lèi)型以鏡質(zhì)組為主，殼質(zhì)組次之，礦物組成主要以石英、方解石、黏土礦物為主，少見(jiàn)黃鐵礦。相關(guān)研究成果為進(jìn)一步開(kāi)展新疆淖毛湖-三塘湖盆地煤炭資源的潔凈利用提供研究基礎(chǔ)。