新疆和什托洛盖煤田白杨河地区西山窑组煤层煤质特征分析_艾比拜尔·买买提.pdf
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1、第 14 卷 第 4 期2023 年 2 月黑龙江科学HEILONGJIANG SCIENCEVol.14Feb.2023新疆和什托洛盖煤田白杨河地区西山窑组煤层煤质特征分析艾比拜尔买买提1,敖海超2,曹小红1,陈飞1(1.新疆工程学院,乌鲁木齐 830000;2.新疆地矿局第九地质大队,乌鲁木齐 830000)摘要:以准噶尔盆地的区域地质背景、煤地质学的研究成果为依据,对准噶尔盆地和什托洛盖煤田煤层的煤岩学、煤化学进行测试和分析,总结了煤质特征的垂向演化规律。关键词:煤质;煤相;西山窑组;和什托洛盖煤田;和什托洛盖盆地中图分类号:P618.11文献标志码:A文章编号:1674 8646(20
2、23)04 0048 06Analysis of Coal Quality Characteristics of Xishanyao FormationCoal Seam in Baiyanghe Area,Hoxtolgay Coalfield,XinjiangAibibaier Maimaiti1,Ao Haichao2,Cao Xiaohong1,Chen Fei1(1.Xinjiang Institute of Engineering,Urumqi 830000,China;2.The 9th Geological Brigade of Xinjiang Bureau of Geolo
3、gy and Mineral Resources,Urumqi 8300000,China)Abstract:Based on the regional geological background of Junggar Basin,and the research results of coal geology,thestudy tests and analyzes the coal petrology and coal chemistry of the coal seam of Junggar Basin and Hoxtolgay,andsummarizes the vertical ev
4、olution regulation of the characteristic of coal quality.Key words:Coal quality;Coal facies;Xishanyao formation;Hoxtolgay coalfield;Hoxtolgay basin收稿日期:2022 11 091地质背景和什托洛盖盆地位于新疆西北部,是西准噶尔构造带的一个山间盆地,属于中亚 蒙古巨型构造带的一部分。可将盆地划分为 3 个一级构造单元,分别为北部断褶带、中央坳陷带、南部斜坡带。盆地以石炭系作为基底,其上二叠系、中下三叠统地层存在缺失,上三叠统沉积相对较薄,厚度约 50
5、 100 m。盆地内侏罗系广泛发育,厚度较大,自旧到新为下侏罗统八道湾组(J1b)、三工河组(J1s)、中侏罗统西山窑组(J1s)、头屯河组(J2t)。其中,八道湾组(J1b)与下伏上三叠统白砾山组呈平行不整合接触,由河流 湖泊相砾岩、灰绿色泥岩、泥质砂岩、碳质泥岩、煤组成,厚度约 400 500 m。三工河组(J1s)由滨浅湖相泥岩夹粉砂岩薄层组成,厚度约 400 500 m。西山窑组(J2x)由湖沼及河流泛滥平原相灰色泥岩、粉砂质泥岩、砂岩夹碳质泥岩、煤层组成,厚度约 600 900 m。头屯河组(J2t)由河流相杂色砂岩、泥岩夹砾岩、炭质泥岩组成,厚度约200 300 m,与上覆白垩系呈
6、不整合接触1。侏罗系八道湾组和西山窑组为和什托洛盖煤田的主要含煤地层,通常有 1 32 层煤,单层厚度在 5 15 m,最厚的单层煤厚为20.66 m,煤层总厚度近 60 m。煤种以长焰煤为主,不黏煤次之,特点是含油 富油、中 高热值等,适用于工业动力、民用和气化用煤。这里交通便利,电力设施齐备,特别是煤化工产业发展具有优势 该地区的白杨河拥有丰富的水资源,为后期煤炭资源的开发利用提供了有利条件。2样品及研究方法煤样采于和什托洛盖 ZK4004 孔,根据连续性和完整性原则,逐层采样。采集了 25 件样品,采样编号和采样层位见图 1。根据国家标准(GB/T 8899 1998)(GB/11677
7、3 2008)分别进行煤岩光片的制备及煤显微组分的定量分析,煤相划分采用 Diessel2 提出的煤相图解。对煤样进行显微组分含量的定量分析,再以各显微组分的含量分析出煤相成因参数,划分煤相类型。煤层的煤相参数选用国际上通用的分析方法3,涉及的主要参数为结构保存指数 TPI、植被指数VI、凝胶化指数 GI、镜惰比 V/I 等。84图 1ZK4404 岩性特征及采样位置图Fig.1ZK4404 lithologic character and sampling location2.1结构保存指数和凝胶化指数结构保存指数3 TPI 和凝胶化指数2 GI 是研究煤层原始泥炭沼泽类型的重要煤岩指标,计
8、算公式如(1)和(2)所示。结构保存指数 TPI 表示在沼泽中植物碎片保存的完整程度,TPI 值越高,表明植物结构保存得越好。凝胶化指数 GI 值表示成煤沼泽的作用环境,GI 值越高,表明沼泽环境相对潮湿,沼泽覆水较深。TPI=结构镜质体+均质镜质体+半丝丝质+丝质体碎屑镜屑镜+基质质镜质+粗粒体+碎屑惰性体(1)GI=镜质组总量+粗粒体丝质体+半丝质体+碎屑惰性体。(2)2.2植被保存指数植被保存指数4 VI 是亲木本显微组分与亲草本显微组分之比,计算公式如(3)。VI=结构镜质体+均质镜质体+半丝质体+丝质体+树脂体碎屑境质体+基质镜质体+惰性碎屑体+壳质碎屑体+孢子体(3)2.3镜惰比镜
9、惰比 V/I 是镜质组与惰质组之比,其高低可以反映出曾经的成煤环境是潮湿还原环境还是干燥的氧化环境,当 V/I 1 时,表明成煤泥炭沼泽曾经暴露于氧化环境中,Smith 将镜惰比值作为成煤环境中泥炭氧化程度的参数。3煤岩特征及煤相3.1煤岩特征表 1 中的数据统计结果表明,镜质组是该煤田西山窑煤层的主要显微组分,含量范围在 46.59%80.51%,平均为 62.19%。惰性组次之,含量范围19.49%53.41%,平均为 37.74%。壳质组相比前两组来说,总体含量很低,最大含量不超过 0.50%,范围在 0%0.49%,均值为 0.08%,主要为木栓体。镜质组中,结构镜质体含量占镜质组总量
10、的35%,均质镜质体、碎屑镜质体、基质镜质体含量分别占 26%、25%、14%,上述显微组分总和占到镜质组总量的 99%以上。惰性组中,碎屑惰性体占惰性组总量的 55%,半丝质体、丝质体、粗粒体含量分别占 41%、3%、0.3%,含量较少的是微粒体和菌类体。94表 1和什托洛盖煤田 ZK4004 孔各煤层的显微组分含量表Tab.1Maceral content of all coal seams of ZK4004 punching in Hoxtolgay coalfield样号12345678910镜质组含量(%)V70.966.446.660.748.360.758.667.468.86
11、4.7T32.525.021.413.618.018.624.321.635.426.8DC13.66.07.27.410.55.67.16.41.61.8TC13.616.014.019.114.016.715.813.316.026.5VC10.918.83.518.75.818.611.426.115.89.6CC0.20.00.01.70.01.00.00.00.00.0GC0.00.50.40.20.00.20.00.00.00.0惰性组含量(%)I29.133.653.439.151.339.041.232.631.334.8F1.20.91.42.84.91.91.51.31.2
12、2.1SF13.39.826.911.220.79.917.47.815.523.0ID14.722.925.223.625.726.022.423.514.69.6Ma0.00.00.01.00.00.60.00.00.00.0Mi0.00.00.00.40.00.40.00.00.00.0Sc0.00.00.00.20.00.20.00.00.00.0壳质组含量E(%)0.000.00.00.00.20.40.40.20.00.0续表 1样号11121314151617181920镜质组含量(%)V49.647.356.162.057.666.073.370.168.069.1T22.48
13、.912.619.319.619.921.621.623.822.8DC8.73.07.517.619.312.19.89.97.214.7TC14.416.917.314.913.316.319.019.317.614.0VC3.818.618.610.25.417.722.919.419.417.7CC0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0GC0.30.00.00.00.00.00.00.00.00.0惰性组含量(%)I50.452.743.938.042.434.026.729.932.030.9F2.00.91.11.02.11.51.11.82.70.5SF25
14、.420.218.820.119.212.112.29.514.98.8ID23.131.723.917.021.120.413.418.614.421.4Ma0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.2Mi0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0Sc0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0壳质组含量E(%)0.000.00.00.00.00.00.00.00.00.0续表 1样号2122232425均值最大值最小值镜质组含量(%)V59.164.162.556.380.562.280.546.6T28.916.123.811.227.9
15、21.535.48.9DC9.311.26.92.53.98.419.31.6TC10.917.820.310.721.116.326.510.7VC10.119.111.531.827.615.731.83.5CC0.00.00.00.20.00.11.70.0GC0.00.00.00.00.00.10.50.0惰性组含量(%)I40.935.937.643.319.537.753.419.5F1.60.20.91.80.21.54.90.2SF18.212.817.712.67.415.426.97.4ID21.222.919.028.612.020.731.79.6Ma0.00.00.0
16、0.20.00.11.00.0Mi0.00.00.00.00.00.00.40.0Sc0.00.00.00.20.00.00.20.0壳质组含量E(%)0.000.00.00.00.40.00.50.1注:T 结构镜质体,Tc 均质镜质体,VC 碎屑镜质体,CC 团块镜质体,DC 基质镜质体,GC 胶质镜质体,F 丝质体,SF 半丝质体,Ma 粗粒体,Mi 微粒体,ID 碎屑惰性体,Sc 菌类体,V 镜质组总量,I 惰性住总量,E 壳质组总量。05无机显微组分中,常见的是黏土矿物和黄铁矿,其次为方解石和石英。而黏土矿物通常是以细分散状充填于胞腔或散布于基质镜质体中。表 2准西北和什托洛盖 ZK
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