張耀選，馬飛，惠俊剛

（1.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目管理中心，烏魯木齊830002；2.新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第八地質(zhì)大隊(duì)，新疆阿克蘇843000；3.中國(guó)科工集團(tuán)西安研究院，西安710077）

新疆庫(kù)車(chē)提克買(mǎi)克勘查區(qū)三疊系煤層及成煤環(huán)境分析

張耀選1，馬飛2，惠俊剛3

（1.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目管理中心，烏魯木齊830002；2.新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第八地質(zhì)大隊(duì)，新疆阿克蘇843000；3.中國(guó)科工集團(tuán)西安研究院，西安710077）

庫(kù)車(chē)提克買(mǎi)克是南疆缺煤地區(qū)較大的含煤區(qū)，賦煤地層主要為上三疊統(tǒng)塔里奇克組，以河流相沉積為主。區(qū)內(nèi)含可采煤層12層，平均總厚為38.09 m，煤層埋深800～1000 m，煤層全區(qū)—大部可采，為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的中厚煤層，煤類(lèi)以焦煤為主，氣煤次之。通過(guò)成煤環(huán)境分析，認(rèn)為提克買(mǎi)克勘查區(qū)是新疆三疊紀(jì)晚期河流相沉積聚煤的典型區(qū)域。

庫(kù)車(chē)；三疊系；煤層；成煤環(huán)境

新疆幾處上百億噸的大型煤田多集中在天山以北及其南麓，賦煤地層均為侏羅系中、下統(tǒng)。庫(kù)車(chē)縣提克買(mǎi)克煤炭勘查區(qū)位于天山南麓，面積38 km2。勘查區(qū)賦煤地層主要為三疊系上統(tǒng)，次為侏羅系中、下統(tǒng)。自2011年以來(lái)新疆地質(zhì)勘查基金出資對(duì)該區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)勘探，投入鉆探工作量2.4萬(wàn)m，現(xiàn)已達(dá)到詳查程度，估算勘查區(qū)煤炭資源量（332+333+ 334？）2.8億t，其中三疊系煤炭資源量2億t。庫(kù)車(chē)提克買(mǎi)克是南疆缺煤地區(qū)較大的含煤區(qū)。對(duì)三疊系煤層特征及成煤環(huán)境進(jìn)行分析研究，有利于該區(qū)域的煤炭勘查工作。

1地質(zhì)背景

1.1區(qū)域地層

勘查區(qū)地層區(qū)劃屬塔里木地層區(qū)/塔里木盆地地層分區(qū)/拜城小區(qū)，地層有石炭系灰?guī)r、砂巖、粉砂巖夾少量硅質(zhì)巖，二疊系泥巖、粉砂巖、安質(zhì)角礫巖、集塊巖、英安巖，三疊系砂巖、礫巖夾粉砂巖細(xì)、泥巖及煤層，侏羅系泥巖、煤層、粉砂巖、砂巖、礫狀砂巖及礫巖，白堊系粉砂巖夾泥巖、砂巖、礫巖。

1.2區(qū)域構(gòu)造

大地構(gòu)造位置為塔里木地臺(tái)/塔里木坳陷/北部坳陷/庫(kù)車(chē)凹陷的中東部，該凹陷西起烏什、東至庫(kù)爾楚，東西長(zhǎng)約600 km、南北寬約80 km。在形成東西向褶皺的同時(shí)受到了南東東、北西西扭應(yīng)力的作用，產(chǎn)生了次一級(jí)波狀起伏（圖1）。由東至西有吐格爾明傾伏背斜，比尤勒包古孜復(fù)式背斜，克拉蘇背斜，巴依里卡提北背斜等。燕山運(yùn)動(dòng)后期，受南北擠壓力的作用，褶皺上升，形成了一系列近東西向的長(zhǎng)軸褶皺。影響本區(qū)的主要褶皺束為一不對(duì)稱(chēng)的向西傾伏復(fù)式背斜—比尤勒包孜背斜，伴生有次一級(jí)褶皺。比尤勒包孜背斜北翼次一級(jí)褶皺由北向南依次為捷斯德里克向斜、捷斯德里克背斜、夏克闊坦向斜；南翼次一級(jí)褶皺由北向南依次為阿艾背斜、阿艾向斜、阿艾—黃羊泉急傾斜帶。

圖1　勘查區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖Figure 1 Regional geological structure sketch of exploration area

2勘查區(qū)地質(zhì)特征

2.1地層

勘查區(qū)地層由下到上依次有上三疊統(tǒng)黃山街組、塔里奇克組（圖2），下侏羅統(tǒng)陽(yáng)霞組，中侏羅統(tǒng)克孜勒努爾組、恰克瑪克組，下白堊統(tǒng)，古、新近系，第四系。

①上三疊統(tǒng)。黃山街組（T3h），巖性為細(xì)砂巖、粉砂巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、泥巖夾灰?guī)r。塔里奇克組（T3t）地層根據(jù)巖性、巖相特征以及含煤性的差異，由下而上分為下含煤段（T3t1）、中含煤段（T3t2）和上含煤段（T3t3）。下含煤段（T3t1）巖性為灰色粉砂巖、灰白色礫巖、含礫粗砂巖、粗砂巖；中含煤段（T3t2）巖性為深灰色粉砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖、灰白色礫巖；上含煤段（T3t3）巖性為灰白色-深灰色細(xì)砂巖、灰白色粗砂巖、深灰色粉砂質(zhì)泥巖、黑色炭質(zhì)泥巖。

②侏羅統(tǒng)。下侏羅統(tǒng)陽(yáng)霞組（J1y）巖性主要為灰白色砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、炭質(zhì)泥巖夾煤層；中侏羅統(tǒng)克孜勒努爾組（J2k）巖性主要為灰黑色、灰綠色泥巖與鈣質(zhì)粉砂巖互層，灰、灰綠色鈣質(zhì)巖屑砂巖與粉砂巖互層；中侏羅系恰克瑪克組（J2q）巖性為雜色或紅色泥巖夾鈣質(zhì)細(xì)砂巖，灰-灰白色泥晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、泥巖、粉砂巖夾含礫砂巖。

③下白堊統(tǒng)。巖性為灰色泥晶灰?guī)r、砂礫巖、紫紅色礫巖、粗砂巖、粉砂巖、泥巖。

圖2　勘查區(qū)地層綜合柱狀圖Figure 2 Comprehensive stratigraphic column of exploration area

④古近系-新近系。巖性為紫紅-紅褐色礫巖、粗砂巖、粉砂巖、泥巖，灰色礫巖、泥晶灰?guī)r。

⑤第四系。為沖積、洪積層、殘坡積及山麓堆積的松散砂礫石、砂土。

2.2構(gòu)造

勘查區(qū)位于庫(kù)車(chē)山前拗陷地帶，處在捷斯德里克背斜的傾伏端與夏克闊坦向斜的北翼之過(guò)渡地帶，總體處在捷斯德里克背斜南西翼。地層走向近東西，呈朝南傾的單斜形態(tài)。主要斷層有4條（表1、圖3），均為逆斷層。F1逆斷層位于勘查區(qū)北部邊緣（圖4），為隱伏斷層，延伸長(zhǎng)度大于10 km，走向NWW，傾向NNE，傾角為47°～58°，落差20～280m，F(xiàn)1斷層對(duì)煤層造成了破壞。F2斷層為逆斷層，走向NE，傾向NW，傾角為40°，落差30～140 m，在區(qū)內(nèi)延展長(zhǎng)度300 m，F(xiàn)2逆斷層斜交F1逆斷層，在區(qū)內(nèi)延伸范圍有限，對(duì)煤層影響不大。F5為逆斷層，走向近EW，傾向N，傾角為50°，落差150～170 m，延伸長(zhǎng)度大于10 km，該斷層位于勘查區(qū)以北，遠(yuǎn)離煤層，對(duì)煤層無(wú)影響。

表1　勘查區(qū)主要斷層要素一覽表Table 1 Data Sheet of essential factors of main faults in exploration area

圖3　勘查區(qū)構(gòu)造綱要圖Figure 3 Structural outline map of exploration area

圖4　斷層剖面圖Figure 4 Fault sections

F6斷層近東西向、呈向北彎曲的弧形展布，傾向南，傾角約55°，區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度大于6 km，落差在200～400 m，該斷層屬新生代斷層，造成了第四系更新統(tǒng)洪沖積層重復(fù)，對(duì)上含煤組有影響，但對(duì)三疊系主煤層沒(méi)有影響。

3三疊系煤層

區(qū)內(nèi)含煤地層主要為上三疊統(tǒng)塔里奇克組（T3t），總厚度大于302 m，含煤16層，自上而下依次編號(hào)為下1、下2、下3-1、下3-2、下4、下5上、下5、下6-1、下6-2、下7-1、下7-2、下8-1、下8-2、下10、下11、下12。煤層總厚17.67～43.43 m、平均總厚為38.09 m。含可采煤層12層（表2），自上而下編號(hào)依次為下1、下2、下3-1、下3-2、下4、下5、下6-1、下6-2、下7-1、下7-2、下8-1、下10。按煤層富集情況及巖性組合特征，塔里奇克組分三個(gè)含煤段（圖5），上含煤段（T3t3）、中含煤段（T3t2）、下含煤段（T3t1）?？傮w來(lái)說(shuō)，上含煤段煤層多、厚度大，煤層間距小，煤層較穩(wěn)定，且埋藏相對(duì)下含煤段較淺，為工作區(qū)主要煤層。

塔里奇克組上含煤段（T3t3）含可采煤層6層，煤層自上而下編號(hào)依次為下1、下2、下3-1、下3-2、下4、下5，其中：下1煤層厚0.91～4.22 m，平均厚2.48 m，全區(qū)可采（圖6）；下2煤層厚0.99～2.06 m，平均厚1.19 m，全區(qū)可采；下3-1煤層厚0.61～1.23 m，平均厚0.87 m，大部可采；下3-2煤層厚0.63～1.92 m，平均厚1.07 m，全區(qū)可采；下4煤層厚0.81～2.89 m，平均厚1.95 m，大部可采；下5煤層厚3.93～17.38 m，平均厚8.09 m，全區(qū)可采。

塔里奇克組中含煤段（T3t2）含可采煤層5層，煤層自上而下編號(hào)依次為下6-1、下6-2、下7-1、下7-2、下8-1，其中：下6-1煤層全層厚0.67～3.44 m，平均厚度1.60 m，全區(qū)可采；下6-2煤層全層厚0.62～1.65 m，平均厚度1.17 m，局部可采；下6-2煤層全層厚0.62～1.65 m，平均厚度1.17 m，局部可采；下7-1煤層全層厚1.23～4.92 m，平均厚度2.78 m，大部可采；下7-2煤層全層厚0.82～9.01 m，平均厚度3.19 m，全區(qū)可采（圖6）；下8煤層全層厚0.77～4.91 m，平均厚度2.80 m，全區(qū)可采。

塔里奇克組下含煤段（T3t1）含可采煤層1層，編號(hào)下10，煤層全層厚1.70～8.02 m，平均厚度5.80 m，全區(qū)可采。

表2　勘查區(qū)下含煤組可采煤層特征一覽表Table 2 Data sheet of mineable coal seam features of lower coal-bearing group in exploration area

圖5　下1煤層等厚線圖Figure 5 Isopach map of coal No.1L

圖6　下7-2煤層等厚線圖Figure 6 Isopach map of coal No.7-2L

4顯微煤巖特征

塔里奇克組各煤層中有機(jī)質(zhì)組份占80.4%～ 95.1%，平均80.4%～98.9%，無(wú)機(jī)質(zhì)組份為1.1%～24.0%，平均1.1%～12.4%（表3）。各煤層顯微煤巖類(lèi)型除了下7-2煤層在個(gè)別鉆孔中為微泥質(zhì)煤，其余均為微鏡惰煤。以上說(shuō)明勘查區(qū)范圍內(nèi)煤質(zhì)總體比較均勻，形成機(jī)制具有橫向上和縱向上的均一性。

表3　塔里奇克組煤層顯微煤巖組份與類(lèi)型統(tǒng)計(jì)表Table 3 Statistics of coal seam macerals and types in Tariqik Formation

4.1有機(jī)顯微組份

各煤層中有機(jī)質(zhì)組份大多以惰質(zhì)體為主，鏡質(zhì)體次之，殼質(zhì)體少量。

鏡質(zhì)體：各煤層中的鏡質(zhì)體組分主要以無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體中的基質(zhì)鏡質(zhì)體和碎屑鏡質(zhì)體為主。基質(zhì)鏡質(zhì)體油浸反射光下呈深灰色，略顯突起，大多不顯示細(xì)胞結(jié)構(gòu)。表面不純凈，且不平整，略顯突起；碎屑鏡質(zhì)體粒徑較小，呈不規(guī)則狀分布。含量在29.4%～68.8%，平均31.35%～61.1%。

惰質(zhì)體：惰質(zhì)組分主要以絲質(zhì)體和半絲質(zhì)體為主，可見(jiàn)碎屑惰質(zhì)體，油浸反射色為白色，突起較高。含量在16.0%～67.6%，平均30.9%～59.45%。

殼質(zhì)體：殼質(zhì)組分主要為小孢子體，呈蠕蟲(chóng)狀分布。含量在0.2%～1.4%，平均0.6%～1.4%。

從表3看出，鏡質(zhì)組最大反射率兩極值是0.53～0.699，平均值0.62，勘查區(qū)內(nèi)三疊系煤層變質(zhì)程度總體為Ⅰ～Ⅲ階段、以Ⅱ階為主；下5、下10煤層局部變質(zhì)程度較高，達(dá)到Ⅲ階段。三疊系煤層變質(zhì)程度總體屬中低變質(zhì)階段。

4.2無(wú)機(jī)質(zhì)顯微組份

各煤層無(wú)機(jī)質(zhì)組份全部為黏土礦物和碳酸鹽礦物，黏土礦物呈浸染狀、團(tuán)塊狀、薄層狀分布，含量在0.6%～24.0%，平均5.35%～12.4%；碳酸鹽礦物呈充填狀、片狀、脈狀分布，含量在0.4%～2.2%，一般為0.4%～1.1%。

5煤類(lèi)

上三疊統(tǒng)塔里其克組12層可采煤層浮煤干燥無(wú)灰基揮發(fā)分（Vdaf）值在29.84%～52.27%（表4），平均37.42%，屬中高揮發(fā)分煤-高揮發(fā)分煤。各煤層的粘結(jié)指數(shù)（GRI）平均值在32.43～88.0，屬?gòu)?qiáng)黏結(jié)煤-中強(qiáng)黏結(jié)煤-中黏結(jié)煤。膠質(zhì)層Y值在7.3～65 mm，平均值均小于25 mm。由以上可知，勘查區(qū)上三疊統(tǒng)塔里其克組各煤層總體上以35號(hào)1/3焦煤（1/3JM）為主，次為34、45號(hào)氣煤（QM）及42號(hào)長(zhǎng)焰煤（CY），局部有少量弱黏煤（RN）、不黏煤（BN）。

6成煤環(huán)境淺析

勘查區(qū)處于庫(kù)拜含煤盆地北緣，盆地北側(cè)西南天山為主要物源供給區(qū)。三疊紀(jì)早期俄霍布拉克組-中期克拉瑪依組均沉積以紫紅色、紅色礫巖、砂巖為主的磨拉石建造，屬于干燥炎熱條件下的山麓堆積。至三疊紀(jì)晚期盆地?cái)U(kuò)張，湖面擴(kuò)大，處于水進(jìn)時(shí)期，沉積了黃山街組深水湖相、河床相，以灰色、灰綠色砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖為主，夾有透鏡狀菱鐵礦及薄層炭質(zhì)泥巖，說(shuō)明三疊紀(jì)晚期氣候已從干燥炎熱轉(zhuǎn)向溫暖潮濕，為后期成煤創(chuàng)造了一定的條件。黃山街組沉積晚期由于湖泊、河床不斷沉降逐漸轉(zhuǎn)向沼澤、泥炭沼澤。到三疊紀(jì)晚期塔里奇克組，盆地收縮，湖面漸小，氣候溫暖潮濕，植物繁茂，構(gòu)成良好成煤環(huán)境，沉積了豐富的煤層。進(jìn)入早侏羅世，盆地處于擴(kuò)張和收縮過(guò)渡期，沉積環(huán)境發(fā)生明顯改變，沉降速度和沉積速度增大，出現(xiàn)阿合組河流相砂礫巖沉積，不利于泥炭沼澤形成，造成聚煤間歇期。

表4　下含煤組煤類(lèi)確定一覽表Table 4 Data sheet of coal ranks determination in lower coal-bearing group

三疊紀(jì)晚期塔里奇克組各煤層顯微組分主要以有機(jī)體鏡質(zhì)組分、惰質(zhì)組分和無(wú)機(jī)質(zhì)黏土礦物含量為主。各組分因煤層所處層位不同，而略有差異，但各煤層平均鏡惰比（V/Ⅰ）在1.02～1.69，呈現(xiàn)較有規(guī)律的交互變化現(xiàn)象。底部及上部煤層V/Ⅰ比較中部略大，說(shuō)明成煤環(huán)境覆水沼澤積水深度、地殼運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)有規(guī)律的頻繁的震蕩，成煤早期及晚期其沼澤積水深度略深于其中部的成煤期。還原作用略強(qiáng)，同時(shí)由其黏土礦物含量較高也反映了當(dāng)時(shí)水動(dòng)力條件較強(qiáng)的成煤環(huán)境。

塔里奇克組下含煤段（T3t1）以河流-湖沼相的灰色—灰褐色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖夾煤層沉積建造，局部有少量灰白色的中砂巖、粗砂巖；中含煤段（T3t2）以河流沉積為主，伴有湖相沉積，粒度上以粗顆粒為主，夾雜有泥質(zhì)粉砂巖和炭質(zhì)泥巖，巖性重復(fù)性出現(xiàn)，形成多個(gè)沉積旋回，表現(xiàn)出較典型的河流相沉積環(huán)境特征；上含煤段（T3t3）為一套河流相沉積，主要為灰白色細(xì)砂巖、中砂巖、粗砂巖和泥質(zhì)粉砂巖。下侏羅統(tǒng)阿合組（J1a）為一套河流相灰白色、淺灰黃色碎屑巖沉積，總體呈巨厚層狀，具有沉積旋回韻律現(xiàn)象，有大型斜層理。下侏羅統(tǒng)陽(yáng)霞組（J1y）為一套河流-湖泊相含煤碎屑巖建造，具有沉積韻律旋回現(xiàn)象。中侏羅統(tǒng)克孜勒努爾組（J2k）為一套河流-湖泊相含煤碎屑巖建造，具有沉積韻律旋回現(xiàn)象。

從煤層的顯微煤巖組份看，鏡質(zhì)體含量高，元素分析中氫元素含量較低，說(shuō)明成煤植物以植物莖、根等木質(zhì)纖維組成，因此勘查區(qū)內(nèi)三疊系煤組的成因類(lèi)型為腐植煤類(lèi)。

7結(jié)論

庫(kù)車(chē)提克買(mǎi)克勘查區(qū)是新疆三疊系含煤的典型區(qū)域，區(qū)內(nèi)主要含煤地層為上三疊統(tǒng)塔里奇克組，含可采煤層12層，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，全區(qū)可采或大部分可采，總體上煤層較穩(wěn)定，煤類(lèi)以焦煤為主，氣煤次之?？辈閰^(qū)內(nèi)煤巖層產(chǎn)狀較穩(wěn)定，呈單斜構(gòu)造，構(gòu)造形成態(tài)較簡(jiǎn)單；斷裂構(gòu)造較發(fā)育，對(duì)煤層有不同程度的影響。庫(kù)車(chē)提克買(mǎi)克勘查區(qū)在三疊紀(jì)晚期有適宜的古氣候、古地理，致使植物繁茂，沼澤發(fā)育，為泥炭堆積提供了場(chǎng)所，構(gòu)成良好成煤環(huán)境，沉積了豐富的煤層，使聚煤作用發(fā)生和持續(xù)。進(jìn)入早侏羅世，沉積環(huán)境發(fā)生明顯改變，沉降速度和沉積速度增大，聚煤作用終止。

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Triassic Coal-forming Environment Analysis in Tikmak Exploration Area，Kuqa，Xinjiang

Zhang Yaoxian1，Ma Fei2and Hui Jungang3
（1.Xinjiang Uygur Autonomous Region Geological Exploration Fund Project Management Center，Urumqi，Xinjiang 830002；2.The Eighth Geological Team，Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration and Exploitation，Aksu，Xinjiang 843000；3. Xian Research Institute，China Coal Technology and Engineering Group Corp，Xian，Shaanxi 710077）

The Tikmak，Kuqa is a superior coal-bearing area in the southern Xinjiang coal deficient areas.Coal hosting strata belong to upper Triassic Tariqik Formation，mainly fluvial facies deposits.There are 12 mineable coal seams in the area，with average total thickness 38.09m，buried depth 800m～1000m.Coal seams are whole area to most part mineable；simple structured medium thickness coal seams；mainly primary coking coal，and gas coal the second.Through coal-forming environment analysis，considered that the Tikmak exploration area is a typical area of late Triassic fluvial facies coal accumulation.

Kuqa；Triassic System；coal seam；coal-forming environment

P618.11

A

10.3969/j.issn.1674-1803.2016.08.02

1674-1803（2016）08-0006-06

新疆庫(kù)拜煤田庫(kù)車(chē)縣提克買(mǎi)克煤礦普查（N11-3-XJ11）；新疆庫(kù)拜煤田庫(kù)車(chē)縣提克買(mǎi)克煤礦詳查（N12-2-XJ13）

張耀選（1973—），男，陜西岐山人，高級(jí)工程師，碩士研究生。

2016-04-19

責(zé)任編輯：宋博輦