陳旗礦（中國）與扎舒蘭礦（俄羅斯）的地質(zhì)構(gòu)造與含煤性的對比

沈 政

（中國神華海外開發(fā)投資有限公司，北京 100011）

一、扎舒蘭礦

扎舒蘭礦位于俄羅斯赤塔州紅奇科伊區(qū)境內(nèi)，距邊疆區(qū)首府赤塔市直線距離約310km，通過Ⅱ級公路連接至赤塔市。扎舒蘭礦地理坐標界限為東經(jīng)109°53＇～110°07＇，北緯50°29＇～50°35＇，面積為100km2，長度為18km。

礦區(qū)北部約130km處有西伯利亞大鐵路通過，煤炭外運需從礦區(qū)運至西伯利亞大鐵路赤塔站，然后由赤塔轉(zhuǎn)運至中國的滿洲里口岸或者黑山頭口岸。礦區(qū)與西伯利亞大鐵路的接軌站為巴利亞加2號站（Баляга）。

1 地層

扎舒蘭礦屬于奇科伊盆地位于赤塔州西南部。該盆地與大多數(shù)上中生代盆地一樣為東北走向，與緯線接近。盆地走向長度超過100 km，寬度8km～14km。

形成盆地的上中生代沉積層在北部和西北部與其周圍的遠古結(jié)晶地層有地質(zhì)構(gòu)造上的聯(lián)系。在南部和東南部，存在前中生代的斷層。這些沉積層只有在盆地邊緣區(qū)域的分隔地段才能被發(fā)現(xiàn)，因為其大部分面積都被奇科伊河厚度為3m～54m的含砂沖積層覆蓋。

奇科伊盆地上中生代沉積層自下而上的地層為：多羅寧組（K1dr）、季格寧組（K1tg）和阿爾坦組（K1al）。

（1）多羅寧組（K1dr）

在奇科伊盆地，多羅寧組（K1dr）是含煤地層的基底巖層，主要由花崗巖（P1d）、鈣質(zhì)砂巖和千枚巖（∈kn）、結(jié)晶頁巖、片麻巖和角閃石組成。

多羅寧組地層以狹長狀沿盆地邊緣延伸，但在福米喬夫背斜和莫格宗背斜處分散開來，福米喬夫背斜和莫格宗背斜將整個礦區(qū)分為紅奇科伊礦、申比利克礦和扎舒蘭礦。

多羅寧組底部由含有砂巖和粉砂巖夾層的礫巖構(gòu)成，上部的砂礫層在盆地范圍內(nèi)普遍分布。礦區(qū)內(nèi)分布多條正斷層，斷層斷面主要是從細粒到粗粒的淺灰色和灰色砂巖。扎舒蘭礦以粗粒砂巖為主（達46.9%）。礫巖和細礫巖以1cm～5cm至4cm～6cm甚至更大的扁平狀夾層形式出現(xiàn)在砂巖中。

多羅寧組巖層含煤系數(shù)較低，很難找到含煤夾層。

（2）季格寧組（K1tg）

季格寧組為本區(qū)的主要含煤地層，地層厚度為380m。季格寧組主要分布在奇科伊盆地的中心區(qū)域，在福米喬夫背斜和莫格宗背斜處完全消失。季格寧組的砂巖含量達50%以上，其中扎舒蘭礦為30.0%～50.5%。含砂巖層中主要是不同粒徑的砂粒，占整個巖層總量的50%～59%。

本區(qū)分布較廣的還有粉砂巖層，其含量巖奇科伊盆地由西向東逐漸增加。由于河床沉積物的蔓延和河灘階地的粉砂沉積物持續(xù)沉積，粉砂巖在扎舒蘭礦的分布面積為33%～63%。扎舒蘭礦泥巖主要以粘土和砂質(zhì)粘土巖的交替互層的形式存在。

（3）阿爾坦組（K1al）

阿爾坦組地層主要分布在奇科伊盆地北部，大部分為粘土和粉砂。粉砂含量在部分鉆孔達到80%，粉砂顏色為深灰色至黑色。有時粉砂會逐漸過渡至泥巖，泥巖夾層厚度從3m～5m到50m不等，很少有0.7m～2.1m厚的獨立夾層。

在扎舒蘭礦，阿爾坦組巖層不含有煤層；

（4）早第三紀-新第三紀（Pq-N）

早第三紀-新第三紀的沉積層覆蓋面積為7km2～10km2，覆蓋在謝諾伊河奧希諾夫卡鎮(zhèn)和申比利克鎮(zhèn)河谷的下白堊紀期的沉積層上，覆蓋厚度達到50m～100m。這些沉積層由粗粒玄武巖、扁長條石玄武巖、安山巖和二長巖構(gòu)成。

上第四紀沉積層構(gòu)成了奇科伊河第2、3層河灘階地沉積層，主要為厚度約30m的砂質(zhì)粘土、砂壤碎石構(gòu)成物和礫巖。

第四紀沉積層（QIV）呈現(xiàn)為河床沉積物和河灘地，河床沉積層主要是厚度不超過5m的砂礫巖和大塊漂礫，而河灘地則為總厚度可達12 m的砂質(zhì)粘土、粗粒和細粒沙土、礫巖。

2 構(gòu)造

本區(qū)位于兩個構(gòu)造的結(jié)合處：色楞基諾-維季姆斯克褶皺地帶和蒙古-鄂霍茨克大向斜地帶。該區(qū)的北部和西北部屬于早古生代背斜褶皺隆起-希洛克-烏金斯克大向斜地帶，南部和東南部為汗泰-烏金斯克大向斜地帶。在區(qū)域的地質(zhì)發(fā)展中可以看出以下階段：上遠古代-下古生代階段，中古生代階段，上古生代-下中生代階段和上中生代階段。

扎舒蘭向斜位于奇科伊盆地東部，兩翼傾角不對稱，南部為5°～12°，北部達20°。向斜面積為170km2。向斜西部和北部被東北走向的斷層斷開，東部被西北走向的斷層斷開。西北走向斷層的斷距為180m。在105號和157號鉆孔還有一條東北偏北走向的斷層，斷距為80m～160m。根據(jù)地質(zhì)資料，扎舒蘭東部還有東北走向的斷層，但未進行勘探，據(jù)推測，斷層斷距約200m。地球物理資料表明，扎舒蘭向斜基底最深處位于西北部（約1000m）。

3 煤層

扎舒蘭的煤層發(fā)育具有不均勻性的特征。多羅寧組有近11個煤層，其中3～4層煤煤層厚度大于0.7m。季格寧組是本區(qū)的主要含煤地層，煤層總數(shù)量為10～48個，其中26個煤層厚度在0.7m以上，一些煤層可露天開采。

現(xiàn)將各可采煤層分述如下：

（1）IX煤

扎舒蘭礦IX煤共施工鉆孔9個，IX煤埋深在3.9m～183.0m之間，煤層沿走向延伸8km。在扎舒蘭礦西部和北部尖滅，煤層厚度為0.4m～9.6m，煤層構(gòu)造簡單，一般有0～2層夾矸，夾矸一般為泥巖，煤層頂?shù)装逡话阌煞凵皫r和砂巖構(gòu)成。

（2）XIa煤和XI煤

XI煤為扎舒蘭礦的主要開采煤層，煤層結(jié)構(gòu)復雜，分為兩個分層XIa煤和XI煤。

①XIa煤

扎舒蘭礦XIa煤共施工鉆孔26個，XIa煤賦存面積為8km2，煤層傾角為8°～10°，在IX煤下方24.3m～73.7m處。煤層結(jié)構(gòu)從簡單到復雜，XIa煤厚度在3.2m～16.2m，含有夾矸1～3層，夾矸厚度為0.1m～1.3m。夾矸和煤層頂?shù)装寰缮皫r、粉砂巖和泥巖構(gòu)成。

②XI煤

扎舒蘭礦XI煤共施工鉆孔40個，煤層傾角10°～12°，在XIa煤下方1.0m～12.6m處，煤層厚度為2.7m～16.9m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般含夾矸0～1層，夾矸厚度大部分在0.1m～0.85m之間。

（3）XII煤

扎舒蘭礦XII煤主要賦存在西部，煤層厚度為1.0m～3.3m，一般含1層夾矸，夾矸厚度為0.3m～0.8m。

（4）XIV煤

扎舒蘭礦XIV煤共施工鉆孔4個，西部煤層厚度為0.85m～1.0m，東部煤層厚度為3.15m～3.95m，煤層賦存范圍尚不明確。

（5）XV煤

扎舒蘭礦XV煤的賦存范圍及厚度變化特點尚不明確。

4 煤質(zhì)

（1）煤的巖相特征

扎舒蘭礦鏡質(zhì)煤分布較廣，類脂質(zhì)-膠質(zhì)、絲質(zhì)-鏡質(zhì)類型的煤分布極少，絲質(zhì)-類脂質(zhì)-膠質(zhì)、絲質(zhì)-鏡質(zhì)類型的煤則不存在。

煤礦中分布最廣的是鏡質(zhì)煤，該煤為亮煤、半亮煤，極少數(shù)半暗、均質(zhì)以及條型結(jié)構(gòu)的細條-條狀-粗條狀的變形煤。

（2）煤的化學性質(zhì)及工藝性能

①水分

扎舒蘭礦：各煤層全水分在10.5%～ 17.5%；

各煤層的內(nèi)水分在5%-8%之間。

②揮發(fā)分

由上表可以看出各煤層的揮發(fā)分均大于37%。

③發(fā)熱量

兩礦各煤層的干燥無灰基及恒濕無灰基發(fā)熱量見表1。

各煤層的恒濕無灰基發(fā)熱量均大于24MJ/kg。

④全硫

各煤層的全硫含量均小于1%，根據(jù)中國的煤炭分類標準，均為低硫煤。

二、陳旗煤田

陳旗煤田寶日希勒勘探區(qū)的東部，行政區(qū)劃隸屬內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市陳巴爾虎旗寶日希勒鎮(zhèn)和海拉爾區(qū)謝爾塔拉鎮(zhèn)管轄。礦區(qū)南距海拉爾區(qū)20km，有公路相通，省道S301從礦區(qū)西部通過；北距額爾古納市100km，國道G301從礦區(qū)南部通過；西距陳旗旗府所在地巴彥庫仁鎮(zhèn)22km；寶日希勒-海拉爾鐵路已建成通車，經(jīng)海拉爾東站與濱洲鐵路相連，可西行到滿洲里，東行經(jīng)牙克石到全國各地，交通方便。

1 地層

根據(jù)內(nèi)蒙古古生代地層區(qū)劃圖，本區(qū)屬北疆-興安地層大區(qū)（Ⅰ）興安地層區(qū)（Ⅰ2）達賚-興隆地層分區(qū)（Ⅰ22）。中新生代地層區(qū)劃屬濱太平洋地層區(qū)（5）大興安嶺-燕山地層分區(qū)（51）博克圖-二連浩特地層小區(qū)（）。

區(qū)域發(fā)育的地層有：古生界泥盆系上統(tǒng)變質(zhì)巖系，白堊系下統(tǒng)的梅勒圖組和大磨拐河組，新生界第四系。

區(qū)域地層敘述如下：

（1）古生界泥盆系上統(tǒng)變質(zhì)巖系（D3）

零星出露于海拉爾河北岸采石場和莫勒格爾河以西692.9高地等處，其巖性為一套灰綠色、灰黑色綠簾石化、片理化安山玢巖安山玄武玢巖和酸性熔巖。厚度不詳。

（2）侏羅系中統(tǒng)萬寶組（J2wb）

僅出露于勘查區(qū)的北部，其巖性主要為凝灰質(zhì)砂礫巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖組成，在粉砂質(zhì)泥巖中含植物化石。與上覆的梅勒圖組地層不整合接觸。地層厚度大于22m。

（3）中生界白堊系下統(tǒng)梅勒圖組（K1m）

發(fā)育于盆地以北的莫勒格爾河沿岸，及庫庫湖以西等地，由一套中、酸性熔巖及火山碎屑巖組成。厚度400m～920m。按巖性組合由下而上分為兩個段：

①中酸性熔巖段：零星出露于頭站和莫勒格爾河北山一帶，巖性主要是灰、灰紫色安山巖、鞍山玢巖及凝灰?guī)r，與下伏地層呈角度不整合接觸。

②酸性熔巖段：于頭站公路旁和莫勒格爾河沿的昂供山、富溫多爾、789.6高地一帶呈大面積出露，巖性由灰白色，紫色球狀流紋巖、酸性熔巖、流紋巖、巖屑晶屑凝灰?guī)r等組成。與下伏地層不整合接觸。

（4）中生界白堊系下統(tǒng)大磨拐河組（K1d）

以整個海拉爾盆地群發(fā)育及含有經(jīng)濟價值的煤層為特征。地層厚度595m～1540m。按巖性組合和含煤性由下而上分為5個巖段：

①砂礫巖段：巖性以灰、灰白色砂礫巖為主中夾薄層細砂巖。與下伏地層平行不整合接觸。

②泥巖段：以灰、深灰色泥巖、粉砂巖為主，中夾薄層細砂巖和1-2層煤層。與下伏地層整合接觸。

③中部砂礫巖段：以灰、灰綠、深灰及暗灰色礫巖、砂巖、粉砂巖為主，中夾薄層泥礫巖和泥巖。與下伏地層整合接觸。

④砂、泥巖段：主要為灰、灰白、深灰色泥巖、粉砂巖和細砂巖，中夾薄層粗砂巖。與下伏地層整合接觸。

⑤含煤段：巖性以灰、灰白色礫巖、砂質(zhì)礫巖、細砂巖和暗灰色粉砂巖、泥巖為主，中夾3個煤層組14個煤層。與下伏地層整合接觸。

（5）新生界第四系（Q4）

全區(qū)發(fā)育，主要由冰、湖積、冰水沉積、沖積、洪積的更新統(tǒng)和湖沼沉積、風積、殘積的全新統(tǒng)組成。

第四紀地層大面積分布于海拉爾河、莫勒格爾河河谷平原，高平原以及丘陵山區(qū)的溝谷中。

分布于海拉爾河、莫勒格爾河河谷平原及其支谷中，厚度3m～20m，由灰白色砂卵石、含粘土砂礫石、黑灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉土組成。

2 構(gòu)造

本區(qū)中新元古代—古生代位于西伯利亞板塊東南陸緣增生帶，烏爾其汗火山型被動陸緣中部陳旗含煤盆地中，以中蒙古—得爾布干深斷裂所代表的古亞洲洋范圍廣泛。

古生代晚期，受太平洋板塊側(cè)向擠壓，導致古亞洲洋消亡和西伯利亞古板塊東緣興蒙復合造山帶形成，海拉爾陸相含煤盆地即分布于額爾古納褶皺帶和大興安嶺褶皺帶之間。

陳旗煤田為一斷陷型向斜含煤盆地、走向近東西，東以特尼河斷裂為鄰，西以上庫力斷裂與西烏珠爾盆地相望，南以海拉爾河斷裂與呼山盆地、南屯盆地為鄰，北鄰頭站旅店斷裂。

陳旗煤田為一個東西向斷陷向斜含煤盆地，南北兩側(cè)受東西向斷裂控制，區(qū)內(nèi)地層較為平緩，傾角一般在6°左右，并伴有緩波狀起伏。

3 煤層

本區(qū)共見4個煤層組共7個煤層，由上至下編號為：1-1、1-2、1-3、2-1、2、3、4（局部分為4-1、4-2、4-3）煤層，其中1-2、2、3煤層為主要可采煤層，4煤層為次要可采煤層，1-1、2-1煤層為可采煤層，1-3為不可采煤層。煤層總厚度2.60m～63.54m，平均51.36m；含煤段平均厚約135m，含煤系數(shù)約38%，主要可采煤層埋藏深度在27.86m～257.63m，賦存標高在413.53m～636.65m。

（1）1-1煤層

分布于本區(qū)的北部，煤層埋深25.86m～ 116.37m，平均72.55m；頂板巖性為泥巖、粉砂巖、細砂巖、砂質(zhì)礫巖；底板巖性為粉砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖。煤層厚度在露頭附近變化較大，在其它區(qū)域均較穩(wěn)定，屬較穩(wěn)定可采煤層。

（2）1-2煤層

分布于本區(qū)的中北部，向南抬起被剝蝕，是本區(qū)的主要可采煤層煤層厚度1.44m～18.16m，平均11.15m；可采厚度1.83m～16.88m，平均10.52m；結(jié)構(gòu)簡單，夾石層數(shù)0-7層，一般為0～4層；煤層頂板巖性為粉砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖、細砂巖、砂質(zhì)礫巖，底板為粉砂巖、泥巖。煤層厚度變化不大，南部露頭附近較薄，北部趨于穩(wěn)定，全區(qū)大部可采，屬較穩(wěn)定煤層。

（3）2-1煤層

為2煤層的上分層，分布于本區(qū)的中南部，煤層厚度1.30m～7.35m，平均4.68m；可采厚度1.50m～7.02m，平均4.61m；煤層頂板巖性為粉砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖、細砂巖，底板為粉砂巖、泥巖。

（4） 2煤層

基本全區(qū)發(fā)育，向南抬起分叉變薄并被剝蝕，分叉區(qū)位于礦區(qū)中南部，其上分層為2-1煤，煤層厚度0.42m～20.56m，平均11.91m；可采厚度1.52m～20.12m，平均12.06m；煤層頂板巖性為粉砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖、細砂巖；底板巖性為粉砂巖、泥巖；全區(qū)大部可采，屬較穩(wěn)定煤層。

（5）3煤層

全區(qū)發(fā)育，煤層厚度1.04m～9.79m，平均6.77m；可采厚度1.55m～9.79m，平均6.63m；煤層頂板巖性為粉砂巖、泥巖、細砂巖及砂礫巖，底板為粉砂巖、泥巖；煤層厚度基本穩(wěn)定，僅東南及西南露頭附近有變薄形象，全區(qū)可采，屬較穩(wěn)定煤層。

（6）4煤層

基本全區(qū)發(fā)育，煤層厚度0.32m～7.07m，平均厚度3.36m；采用厚度1.50m～5.77m，平均3.31m；煤頂板巖性為粉砂巖、泥巖、細砂巖及砂礫巖，底板為粉砂巖、泥巖；煤層的變化趨勢是：中部較厚，向東南及西南逐漸變薄，但變化不大，大部可采，屬較穩(wěn)定煤層。

4 煤質(zhì)

本區(qū)各煤層煤的顏色為深褐-黑色，條痕為棕深一棕黑色，光澤暗淡，斷口不規(guī)則或參差狀，裂隙不發(fā)育，真密度平均在1.52～1.65g/cm3，視密度平均在1.21～1.31g/cm3，煤的透光率在31%～64%。

各煤層煤的宏觀煤巖組分以暗煤為主，絲炭次之，層狀或塊狀構(gòu)造，條帶狀或均一狀結(jié)構(gòu)，以暗淡型煤為主，半暗型煤次之。

各煤層有機組分以腐植組（鏡質(zhì)組）和惰質(zhì)組+半惰質(zhì)組為主，殼質(zhì)組含量很少；腐植組（鏡質(zhì)組）31.7%～44.0%，以充分分解腐木質(zhì)體為多，其次為木質(zhì)結(jié)構(gòu)腐木質(zhì)體，少量鞣質(zhì)體和細屑體；惰質(zhì)組+半惰質(zhì)組50.6%～63.8%，以絲質(zhì)體為主，其次為半絲質(zhì)體和惰屑體；殼質(zhì)組1.0%～5.2%，以瀝青質(zhì)體、孢子體為主。

（1）水分Mad

原煤：各煤層水分平均值在5.80%～ 8.90%。

（2）灰分Ad

原煤：各煤層灰分平均值在12.29%～ 19.85%。本區(qū)各煤層均為低灰煤（分級標準GB/T15224.1-2010）。

（3）揮發(fā)分Vdaf（浮煤）

各煤層浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率一般大于37%，個別點較小，最低為34.87%（4煤）。各煤層間揮發(fā)分產(chǎn)率變化不大，平面上及垂向上沒有明顯規(guī)律性。

本區(qū)各煤層揮發(fā)分平均值在41.83%～ 44.02%。各煤層均為高揮發(fā)份煤（分級標準MT/T849-2000）。

（4）全硫St，d

原煤：1-1煤全硫產(chǎn)率在0.09%～ 0.83%之間，平均0.22%；各煤層均為特低硫煤（分級標準GB/T15224.2-2010）。

5 微量元素

區(qū)內(nèi)各煤層測定了鍺、鎵、釩等微量元素含量，據(jù)化驗結(jié)果，區(qū)內(nèi)各煤層微量元素含量均較低，均為達到工業(yè)利用品位，不具有開發(fā)利用價值。

結(jié) 論

（1）從構(gòu)造角度兩礦都位于盆地，主要巖石不規(guī)則碎屑巖，整體扎舒蘭的含煤層厚1km，陳旗礦的含煤陸相白堊層厚1.5km，沉積層厚度相似。

（2）兩礦的傾角都比較平緩，呈漏斗型，傾角在6°左右， 顯露出的微小振幅構(gòu)造斷層，主要與盆地邊緣凸起有關(guān)。

（3）變質(zhì)程度，扎舒蘭屬于長焰煤，陳旗屬于褐煤（礦床下部也有兩層長焰煤），所以得出變質(zhì)程度相似。

（4）兩礦周邊都有火山巖存在，所以煤層中的微量元素值得仔細研究。

[1]俄羅斯煤碳盆地，第四卷.東西伯利亞區(qū)的含煤盆地及煤礦[M].北京：地質(zhì)信息出版社，2001.

[2]謝沃斯季雅諾夫 弗·夫，扎舒蘭礦1 區(qū)塊及紅奇科伊礦2 區(qū)塊的詳查報告[R].1984.

[3]尼基季娜 恩·克.扎舒蘭礦東部與西部的預勘探信息報告[R].赤塔，1996.