新疆準南煤田沙灣縣石場一帶煤層特征及聚煤規律淺析

崔楠+雷鳴+李志華

摘 要： 新疆準南煤田沙縣石場一帶主要的含煤地層是八道灣組。本文從區域和研究區的地層、構造入手，結合研究區的煤層特征，分析了聚煤規律和控制因素，得出：古環境是提供聚煤可能性的條件，而聚煤作用的強弱則很大程度上受古構造活動的方式和強度控制。

關鍵詞： 準南煤田； 八道灣組； 煤層特征； 聚煤規律

1. 位置

研究區位于沙灣縣東南約54km處的石場一帶，行政區劃屬沙灣縣東灣鎮管轄。

研究區中心地理坐標：東經85°47′02″北緯43°52′30″。

研究區南北寬約3100m左右，東西長約5200m左右，面積約22km2。

2. 區域地層及構造

研究區位于準噶爾盆地南緣與天山褶皺帶北緣間的山前凹陷內，其中、新生代地層較發育，由南向北，由老到新順序排列，區域地層劃分上屬準噶爾地層分區的瑪納斯地層小區，區域上發育的地層主要為古生界的石炭系、二疊系、中生界的三疊系、侏羅系、白堊系和新生界的第三系、第四系。

區域上主體構造為向北傾斜的單斜構造，被稱為寧家河—三屯河單斜構造帶。該帶南以準噶爾地塊南緣斷裂為界，與依林哈比爾尕復背斜之奇爾庫斯套褶皺束相接，北鄰準噶爾南緣拗陷，單斜構造帶總體呈北西—南東東向展布。

3. 研究區地層簡述

研究區范圍內出露的地層為侏羅系下統八道灣組、三工河組；中統西山窯組；第四系上更新統、全新統。

（一）侏羅系下統

（1）八道灣組：根據巖性特點及含煤情況，將該組劃分為上、下二個段。

①八道灣組下段：主要含煤地層，為一套河流湖泊沼澤相沉積。

②八道灣組上段：下部巖性為綠色、黃綠色砂巖、泥質砂巖、砂質泥巖、泥巖互層，上部為泥巖、砂巖互層夾少量礫巖透鏡體。

（2）三工河組：為湖相沉積的深灰，灰綠色泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、粉砂巖、泥巖夾灰白色粗、細粒砂巖及鐵質砂巖薄層組成，不含煤層。

（二）侏羅系中統

西山窯組：為一套三角洲相的河湖泥炭沼澤沉積。研究區內西山窯組出露面積少，不含煤層。

（三）第四系上更新統：風成黃土及洪積戈壁，由細粉砂、黏土、黃土組成。

（四）第四系全新統：現代沖洪積層，由礫石、砂、砂土組成。

4. 研究區構造簡述

研究區內總體為向、背斜構造，地層走向近東西、背斜北翼向北傾斜，南翼向南傾斜，地層產狀∠30°-47°不等，表現為南陡北緩，地表（淺部）略陡，深部稍緩的產狀變化特點。

5. 煤層特征

5.1 含煤性

5.1.1 區域含煤性

區域上主要含煤地層是西山窯組，其次是八道灣組，西山窯組共含煤23層，所含煤層稱為B煤組，八道灣組共含煤3層～5層，其中二層不穩定煤層，所含煤層稱為A煤組。八道灣組可采煤層為下段中下部的A1、A2、A3三層煤，煤層厚度在走向和傾向上呈波浪狀變化規律，以煤層結構簡單，單層厚度較小為特征。

5.1.2 研究區含煤性

研究區含煤性與區域含煤性有所不同，以八道灣組含煤段為主，西山窯組面積很小，區內僅保存該地層的底部地層。研究區煤層主要分布在八道灣組下段，為A煤組，可采煤層依次編號為A1-A3。

5.2 可采煤層

5.2.1 A1煤層

位于八道灣組下段的底部，煤層厚度0.09m～2.26m之間，平均厚度1.17m，可采厚度在0.75m～2.26m之間，平均厚度1.56m，煤層厚度自西向東由厚變薄至尖滅，煤層厚度變異系數19%，可采性指數0.82，不含夾矸，簡單結構，煤類為42號長焰煤，煤質變化小，屬局部可采的較穩定煤層。

5.2.2 A2煤層

位于八道灣組下段的中下部，煤層厚度在1.97m～3.94m之間，平均2.97m，可采厚度在1.58m～3.94m，平均2.48m，煤層厚度變異系8%，可采性指數1，局部含一層夾矸，結構簡單，煤類為42號長焰煤，煤質變化小，屬可采的穩定煤層。

5.2.3 A3煤層

位于八道灣組下段的中部，煤層厚度0.51m～1.67m之間，平均厚度1.19m，可采厚度0.72m～1.67m，平均厚度1.09m，厚度自西向東由厚變薄至尖滅，煤層厚度變異系數15%，可采性指數0.71，不含夾矸，簡單結構，煤類以41號和42號長焰煤為主，其次為不粘煤，煤質變化小，屬局部可采的較穩定煤層。

6. 聚煤規律分析

6.1 沉積環境和聚煤規律

烏魯木齊山前凹陷位于天山北坡，是一個東西長、南北窄的狹長盆地。研究區位于烏魯木齊山前凹陷西部，主要含煤巖系為侏羅系下統八道灣組。

烏魯木齊山前凹陷直接基底為古生代石炭系地層，該區一直處于古隆起狀態，缺乏有利的地形條件進行沉積，直到三疊系早期才開始水進，接受沉積。由于該期差異升降明顯，古地形坡度陡，湖面不開闊，距物源區近，大量碎屑物常以泥石流形式向湖盆傾瀉，局部地段因強烈的沖積扇推進短期填滿，轉化為扇前洪泛洼地，但總體都是一個水進過程，沒有形成有利的聚煤作用。

烏魯木齊山前凹陷經過三疊紀早期扇三角洲及前緣發育階段后，三疊紀中期扇三角洲大面積向盆地中心推進，幾乎填滿了整個淺湖洼陷，該區轉化為三角洲平原上的沖積扇-扇前洪泛洼地、濕地。到三疊紀晚期，古氣候溫暖濕潤，水量充沛，古松杉等高等植物生長茂盛，盆地經過較長時間充填和夷平，泛濫平原發育，水動力條件和覆水程度適中，沉積物補償平衡，有利于植物的長期堆積。在這樣的古構造和古環境條件下，開始了侏羅紀八道灣早期的大規模聚煤作用。由于八道灣早期構造活動較頻繁，加之處于盆地邊緣，因而常因大規模的水進對泥炭沼澤的發育構成威脅，不但聚煤面積小，形成的煤層厚度小，而且變化大。從走向上看，除A2煤層厚度較穩定外，A1和A3煤層厚度自西向東有逐漸尖滅。從傾向上看，A1和A3煤層厚度由淺至深有逐漸變薄的趨勢。

6.2 結論

總結前述的聚煤特征可以看出，能否發生聚煤作用取決于是否具備有利于聚煤的古環境條件。三疊紀是使湖盆充填的扇三角洲體系，湖盆周緣沖積扇、扇三角洲的進積是凹陷區主要充填方式。只有扇三角洲的進積淤填使湖泊水體變淺，才有泥炭沼澤發育的可能性。但扇三角洲又有近、中、遠端之分，以及建造和破壞的不同性質，這些不同性質又取決于湖盆的演化方向和形式，也就是說取決于古構造活動的方式和強度，因此，古環境只提供一個聚煤的可能性條件，至于聚煤作用的強弱、特征，則很大程度上受古構造及其制約下的古環境烏魯木齊山前凹陷的控制，八道灣聚煤期具明顯的演化階段性，從而產生了聚煤作用的階段性和差異性。