李致潍,赵正威,冯烁,等.吐哈盆地大南湖矿区富油煤赋存特征及主控因素分析[J].中国煤炭,2024,50(9):1-8.DOI:10.19880/j.cnki.ccm.2024.09.001
LI Zhiwei,ZHAO Zhengwei,FENG Shuo,et al.Analysis of occurrence characteristics and main controlling factors of tar-rich coal in Dananhu mining area in Turpan-Hami Basin [J].China Coal,2024,50(9):1-8..DOI:10.19880/j.cnki.ccm. 2024.09.001
为揭示吐哈盆地大南湖矿区富油煤的赋存特征及主控因素,选取3号、7号和25号煤层为研究对象,通过分析煤岩煤质和焦油产率特征,对大南湖矿区富油煤赋存特征进行研究;结合显微煤岩组分、H/C原子比、镜惰比、灰成分等方面,研究影响大南湖矿区富油煤赋存的主要因素。研究结果表明:大南湖矿区3号、7号和25号煤层以镜质组为主,总体属中水分、特低灰-低灰分、高挥发分煤;各煤层富油煤资源均在矿区边缘零星分布。煤焦油产率与镜质组、壳质组、氢元素含量、H/C原子比、灰成分指数呈正相关,与惰质组含量呈负相关。在潮湿、覆水的还原环境以及较低的煤化程度条件下,越有利于富油煤的形成和赋存。
李致潍(1999-),女,汉族,黑龙江鹤岗人,硕士研究生,主要从事煤田地质方面的研究。E-mail:962949467@qq.com。
首先,介绍了大南湖矿区地质概况。大南湖矿区位于吐哈盆地南缘的大南湖凹陷中,北与沙尔湖隆起带相邻,南依F1断层与觉罗塔格复背斜相邻,东西长约240 km,南北宽10~30 km,面积约4 437 km2 。该区构造简单,构造总体为以NW向和近EW向为主的斜列式复式向斜构造,区内总体地层产状平缓,地层倾角一般为3°~ 13°,局部地段地层近水平产出,仅在南湖向斜南翼17~23线地层倾角相对较大,一般为14°~26°,为全区最陡地层分布段。矿区含煤地层主要分布在中侏罗统西山窑组中段,含煤1~29层,煤层总厚度为36.47~143.39 m,平均厚度93.2 m;其中,有可采煤层23层,煤层可采总厚度28.48~133.12 m,平均可采总厚度79.28 m,煤炭资源丰富。
其次,从煤岩煤质特征、焦油产率特征、富油煤分布特征3个方面分析了大南湖矿区富油煤赋存特征。通过显微组分分析和工业分析,发现大南湖矿区3号、7号、25号煤层原煤样品的有机显微组分主要为镜质组、惰质组和壳质组,无机显微组分以黏土类矿物为主,其次为硫化物和碳酸盐类矿物,煤质呈中水分、特低灰-低灰分、高挥发分的特征。通过格金低温干馏测试可知,3号、7号和25号煤层煤平均焦油产率分别为8.17%、8.09%、7.13%,均已达到富油煤评级标准,具有良好的勘探开发前景。对3号、7号、25号煤层富油煤分布特征进行分析,发现其富油煤资源在矿区内零星分布,主要富集于矿区边缘,焦油产率均呈中低外高的趋势。
第三,揭示了影响大南湖矿区富油煤赋存的主控因素。从成煤物质、沉积环境、煤化程度3个方面出发,分析各显微组分、元素组成、灰成分等参数与煤焦油产率间的耦合关系,分析结果指出在潮湿、覆水的还原环境以及较低的煤化程度条件下,越有利于富油煤的形成和赋存。
图1 大南湖矿区区域位置示意