红花尔基煤田东区聚煤环境分析

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院毕业设计（论文）PAGE题目：红花尔基煤田东区聚煤环境分析中国地质大学网络教育学院本科毕业论文试析混凝土的施工温度与裂缝摘要红花尔基煤田东区位于大兴安岭西坡红花尔基林区与呼伦贝尔草原结合部，行政区划隶属于内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克族自治旗和新巴尔虎左旗。煤田区域构造位于兴安地槽褶皱系，牙克石华力西地槽褶皱带南部。本论文对煤盆地的地层条件、构造条件、煤层赋存、煤层对比分析进行了综合论述，对聚煤环境进行了总结分析，并在区域上进行了综合对比认识。关键词：1、红花尔基2、成煤环境3、聚煤分析

目录TOC\o"1-2"\u一、绪论 1（一）目的和意义 1（二）位置与交通 1（三）自然地理与经济地理 2二、地质背景 3（一）地层条件 3（二）构造条件 6（三）煤层特征 7（四）煤层对比 8三、聚煤环境分析 10四、结论 11致谢 13参考文献 14PAGE16一、绪论本设计课题来源于内蒙古自治区煤田地质局的红花尔基煤田东区勘探，目的是通过钻探、测井、采样等勘查手段，查明该煤田煤层赋存情况，对聚煤环境进行分析，并进区域上的综合对比认识。（一）目的和意义红花尔基煤田为海拉尔盆地群的次盆地之一，本论文通过对红花尔基煤田东区的资料分析，进行整个煤盆地煤层的对比，构造研究，确定勘查区的地层层序，详细划分含煤地层，研究其沉积环境特征和聚煤特征，查明勘查区构造形态，评价勘查区构造复杂程度，查明可采煤层层位、厚度和主要可采煤层的分布范围，大致确定可采煤层煤类和煤质特征，对勘查区可采煤层的稳定程度进行综合评价。为红花尔基煤田的总体规划开采研究提供地质技术支持。（二）位置与交通1、位置红花尔基煤田东区位于大兴安岭西坡红花尔基林区与呼伦贝尔草原结合部，行政区划隶属于内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克族自治旗和新巴尔虎左旗。地理座标为:东经119°14′00″--119°51′00″,北纬47°50′00″--48°23′00″。2、交通红花尔基煤田东区北距呼伦贝尔市海拉尔区约90km，距伊敏煤电公司约40km，海拉尔至伊敏煤电公司有铁路及二级公路，与伊敏煤电公司有沥清路相通，两伊（伊敏-伊尔施）铁路、公路将从区内通过，交通较为便利。见交通位置图1-1。图1-1交通位置图比例尺1：350万（三）自然地理与经济地理1、自然地理本区属低山丘陵区，海拔标高在747.6-907.8m，比高约160.2m。伊敏河由东转向北从勘查区东北侧流过，全长200km，流域面积9000km2,河宽60m，水深0.5-2.50m，流速1.48-2.57m/s，流量1.5-47.8m3/s。辉河由东向西由勘查区中部流过，汇入伊敏河，全长约100km，流域面积2000km2，河宽10-20m,局部为散流状，水深0.5-1.5m,流量3.3m3/s。本区属中温带大陆性季风气候，冬季漫长而寒冷，夏季短促，雨季集中于七、八月份，温度变化大，光照较为充足；极端最高气温35.7℃（97年）,极端最低气温-41.7℃（81年）,一般十月末结冰,次年五月中旬解冻,年均最大冻土深度302cm,永冻层深度3-15m；年均降水量375.4mm，蒸发量1166.0mm；年降雪日数75天，无霜期119天；春季多风，年均最大风速20.7m/s(风向偏西)。本区为多震区，最高震级5.6级，地震烈度6-7度，动峰加速度值0.05g。2、经济地理本区隶属于内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克族自治旗和新巴尔虎左旗。区内植被发育，水草丰美，为天然的良好牧场。主要居住有鄂温克族、蒙古族等少数民族，人口不集中。鄂温克族自治旗位于呼伦贝尔市中南部，面积18726km2，辖1区3镇7个苏木。全旗总人口14.65万，由鄂温克、蒙、汉、达斡尔等10多个民族构成，自治旗已经形成以煤炭、畜牧和产品加工为主的具有地方特色的工业经济体系。伊敏煤电公司电厂一期装机容量2*500MW，二期装机容量2*600MW正在建设中，三期装机容量2*500MW项目正在筹建中。伊敏煤电公司附近有水泥厂、砖厂、采石厂、林场等，满足矿井建设材料的需求。新巴尔虎左旗位于呼伦贝尔市西南部，面积22000km2，辖2镇5个苏木。全旗总人口4.2万，由蒙、汉、鄂温克、达斡尔等9个民族构成，以畜牧业为主。近几年随着石油资源的开发，带动了其他相关产业的发展，经济发展较快。区内没有村庄。除北侧的伊敏露天矿和伊敏热电厂外，区内无重大污染源。地下水水量丰富水质较好。区内植被发育，水草丰美，为天然的良好牧场。二、地质背景（一）地层条件红花尔基煤田东区为滨太平洋地层区、大兴安岭-燕山地层分区、博克图-二连小区，大部分为第四系所掩盖，出露的地层有古生界的寒武系、泥盆系、石炭-二叠系；中生界白垩系下统的龙江组、甘河组、南屯组、大磨拐河组和伊敏组；新生界的新近系和第四系（见表2-1）。由下而上分述如下：1、寒武系（∈）主要岩性为泥岩，片麻岩，石英岩，花岗片麻岩等。厚度1500m左右。2、泥盆系（D）主要岩性为蚀变酸性熔岩、绿帘石化安山玢岩，泥质板岩，玄武板岩，硅化凝灰岩等。与下伏寒武系不整合接触。厚度>3000m。3、石炭-二叠系（C3-P1）主要岩性为中酸性凝灰熔岩，安山粗面岩，安山玢岩，蚀变流纹岩，千枚岩。与下伏泥盆系不整合接触。厚度1920m。4、白垩系下统（K1）（1）龙江组（K1l）主要为一套杂色的中酸性及中性火山碎屑岩,岩性有流纹岩、斑流岩、凝灰角砾岩、岩屑昌屑凝灰岩、安山岩、松脂岩、火山玻璃等。与下伏石炭-二叠系不整合接触。厚度1200m左右。（2）甘河组（K1g）主要为灰黑-深灰色玄武岩，灰黄色安山玄武岩、灰紫色安山岩。与下伏白垩系龙江组平行不整合接触。厚度300m左右。（3）南屯组（K1n）主要岩性：上部为灰-深灰色粉砂岩、泥岩；中部为粉砂岩、泥岩、细砂岩等，含可采煤层；下部为灰绿色细砂岩及砂砾岩,深灰色粉砂岩和泥岩，夹凝灰角砾岩。与下伏甘河组平行不整合接触。厚度>400m。（4）大磨拐河组（K1d）上部为灰-深灰色的巨厚泥岩、粉砂岩,夹中细砂岩薄层；中部为泥岩、粉砂岩、砂岩及砾岩，含14个煤组；下部主要为灰白、灰黄、灰紫、灰绿色砾岩、砂砾岩及深灰色粉砂岩、泥岩、夹薄煤线。含化石：Ferganocnchasibirica,Baierafurcata,Ssphaerium,acrobecum,Pityophyllumsp，C1adoph1ebisde1icatu1a。与下伏南屯组整合接触。厚度>1300m。表2-1区域地层简表地层系统厚度(m)主要岩性接触关系第四系0-121.85主要由黑褐色腐植土，黄色砂质粘土、粘土、褐黄色砂砾石组成。含孢粉化石：松、云杉、冷杉、柳、桦等属及藜、泽泻、豆、石松等科。不整合不整合整合整合平行不整合平行不整合不整合不整合不整合第三系0-76.40主要由灰白色、灰褐色砾岩、含砾粗砂岩、灰黄色泥岩夹灰白色砂砾岩、细砂岩、灰色、灰褐色、红褐色泥岩（含白色砾石）组成，含孢粉化石。白垩系下统伊敏组0-720以灰白色粉砂岩、砂砾岩、粗砂岩、泥岩为主，夹中砂岩、细砂岩薄层；厚度。共含17个煤组（1-17），其中15、16两煤组发育较好，最大厚度可达50.35米。含化石：Coniopteisonychioides,Ruffordiagoepperti,Coniopterisburejensis。大磨拐河组>1300上部为灰-深灰色的巨厚泥岩、粉砂岩,夹中细砂岩薄层；中部为泥岩、粉砂岩、砂岩及砾岩，含14个煤组；下部主要为灰白、灰黄、灰紫、灰绿色砾岩、砂砾岩及深灰色粉砂岩、泥岩、夹薄煤线。含化石：Ferganocnchasibirica,Baierafurcata,Ssphaerium,acrobecum,Pityophyllumsp，C1adoph1ebisde1icatu1a。南屯组>400主要岩性：上部为灰-深灰色粉砂岩、泥岩；中部为粉砂岩、泥岩、细砂岩等，含可采煤层；下部为灰绿色细砂岩及砂砾岩,深灰色粉砂岩和泥岩，夹凝灰角砾岩。甘河组300±主要为灰黑-深灰色玄武岩，灰黄色安山玄武岩、灰紫色安山岩。龙江组1200±主要为一套杂色的中酸性及中性火山碎屑岩,岩性有流纹岩、斑流岩、凝灰角砾岩、岩屑昌屑凝灰岩、安山岩、松脂岩、火山玻璃等。石炭-二迭系1920主要岩性为中酸性凝灰熔岩，安山粗面岩，安山玢岩，蚀变流纹岩，千枚岩。泥盆系>3000主要岩性为蚀变酸性熔岩、绿帘石化安山玢岩，泥质板岩，玄武板岩，硅化凝灰岩等。寒武系∈1500±主要岩性为泥岩，片麻岩，石英岩，花岗片麻岩等。（5）伊敏组（K1y）以灰白色粉砂岩、砂砾岩、粗砂岩、泥岩为主，夹中砂岩、细砂岩薄层。共含17个煤组（1-17），其中15、16两煤组发育较好，最大厚度可达50.35米。含化石：Coniopteisonychioides,Ruffordiagoepperti,Coniopterisburejensis。与下伏大磨拐河组整合接触。厚度0-720m。5、新近系（N）由灰白、灰褐色砾岩、含砾粗砂岩、灰黄色泥岩夹灰白色砂砾岩、细砂岩、灰色、灰褐色、红褐色泥岩等组成，与伊敏组不整合接触。厚度0-76.40。含孢粉化石：Piceapoiienites,Ulmipoiienites,Polypodiaceasppretes。6、第四系（Q4）主要由黑褐色腐植土，黄色砂质粘土、粘土、褐黄色砂砾石组成。含孢粉化石：松、云杉、冷杉、柳、桦等属及藜、泽泻、豆、石松等科。与下伏第三系不整合接触。厚度0-121.85m。（二）构造条件红花尔基煤田区域构造位于兴安地槽褶皱系，牙克石华力西地槽褶皱带南部。按地质力学观点，本区位于新华夏系第三沉降带海拉尔沉降区呼和湖坳陷的东南部，其西部为旧桥断裂（F3），北为红花尔基断裂（F2），东南为巴日图断裂（F1）及大兴安岭隆起带，向南进入蒙古国境内。红花尔基煤田为一由旧桥断裂（F3）、红花尔基断裂（F2）及-巴日图断裂（F1）所控制的断陷含煤盆地，走向近东西-北东-近南北，以龙江组为其主要基底，发育有白垩系的大磨拐河组、伊敏组含煤建造。红花尔基煤田西邻呼和诺尔盆地，北与伊敏煤田相望(见区域构造图2-1)。注：Ⅰ-额尔古纳隆起带Ⅱ-海拉尔沉降带（5）上库力断裂（7）特尼河断裂（28）海拉尔断裂图2-1海拉尔盆地区构造位置示意图（三）煤层特征伊敏组和大磨拐河组为主要含煤地层。伊敏组含煤地层厚度1.00～607.80m，平均319.05m；发育5个组，含19层煤，煤层总厚0.99～74.30m，平均30.15m；含煤系数9.45%；含煤性较好。大磨拐河组含煤地层厚度8.45-178.17m，平均98.11m。发育3个组，含6层煤，煤层总厚0.70～52.83m，平均15.37m；含煤系数15.67%；含煤性较好。两个含煤组中共发育8个煤组计25层煤层，伊敏组由上至下编号为：1煤组（1-1--1-4煤）、2煤组（2-1--2-3煤）、3煤组（3-1--3-4煤）、4煤组（4-1--4-4煤）、5煤组（5-1--5-4煤）；大磨拐河组由上至下编号为：6煤组（6-1煤）、7煤组（7-1--7-2煤）、8煤组（8-1--3-3煤）。见可采煤层点为10及10个以上的为15层，其中大部可采煤层5层,分别是3-2、3-3、4-2、5-2、5-3煤层；局部可采煤层7层，分别是1-2、2-3、3-4、4-1、7-1、8-1、8-2煤层，不可采煤层3层分别是2-2、4-3、5-4煤层，这3层煤层虽然见可采煤层点较多，但可采范围分布不连续，故未估算其资源量；见可采煤层点少于10个的10层不可采煤层不作叙述。煤层由中部向西南、向东北逐渐变薄尖灭。1煤组：含1-1--1-4共4层煤层，除1-2煤层局部可采外，其余三层均不可采。煤层分布范围小，厚度小，本组内煤层间间距小，与2煤组间距较大，易于区分对比。2煤组：含2-1--2-3共3层煤层，除2-3煤层局部可采外，其余两层均不可采。煤层分布范围较1煤组稍大，厚度小，紧靠1煤组，煤层间间距小，与1煤组、3煤组间距较大，易于区分对比。3煤组：大部发育，在盆地的中部发育稳定，厚度大，向盆地的西南部-东北部逐步变薄尖灭或抬起被剥蚀。含4个煤层，3-1煤层零星发育，不可采，3-4煤层局部发育，3-2、3-3煤层间距小，上与3-1、下与3-4煤层间距较大。与2煤组间距大,与4煤组间较小。本煤组以含3-2、3-3两个厚煤层为特征，且埋深较浅，为主要可采煤层；这两个煤层成对出现，标志较为明显，有利于区分对比。4煤组：含4-1—4-4共4层煤层，4-2煤层全区大部发育，向四周逐步变薄尖灭。本煤组所含4-2煤层厚度大，发育较好，有利于区分对比。4-2煤层为主要可采煤层。5煤组：全区大部发育，含5-1—5-4共4层煤层，5-1、5-4煤层零星发育，不可采。5-2、5-3煤层为主要可采煤层；本组煤层层间距小，5-2、5-3煤层厚度大，成对出现，标志较为明显，有利于区分对比。易与上部3煤组的3-2、3-3煤层区分。6煤组：含1个煤层6-1煤层，为大磨拐河组煤层，零星发育，不可采。7煤组：含7-1、7-2两个煤层，为大磨拐河组煤层，局部可采，向北逐步变薄尖灭或抬起被剥蚀；7-2煤层在零星发育，不可采。8煤组：含8-1—8-3共3个煤层，为大磨拐河组煤层，向北逐步变薄尖灭或抬起被剥蚀；8-1、8-2煤层局部可采，8-3煤层零星发育，不可采。（四）煤层对比煤层对比是研究聚煤环境的重要组成部分，对比的准确性对沉积环境，沉积旋回分析起到至关重要的作用。以下用几种方法对煤层进行对比分析。1、标志层、层间距法1、2煤组发育面积小，层组内煤层薄，但在分布范围内厚度较稳定，易于与其他煤层组区分；3、4、5煤组内均发育1-2层厚度较大而且较为稳定煤层，3煤组与5煤组中均含2层厚度较大发育稳定的煤层（3-2、3-3与5-2、5-3），且这4个煤层成对出现，一对处于较为稳定，厚度较大的煤层4-2煤层，易于识别和对比。易识别和对比。7煤组所含的两个煤层常成对出现，且易识别和对比。8煤组处于最下边，煤层较厚，发育面积较7煤组大，易于识别和对比。2、物探测井曲线特征法本区岩煤层物性特征明显，煤组之间间距较大，煤组间曲线特征明显，煤组内主要煤层特征明显。首先进行煤组对比,将煤层进行大段的、粗线条划分，再以对比特征相对明显的1-2煤层确定1煤组；以2-3煤层确定2煤组；以3-2、3-3煤层确定3煤组；以4-2煤层确定4煤组；以5-2、5-3煤层确定5煤组；大磨拐河组煤层位于厚层泥岩下；以此为基础，再根据各煤层本身特征完成对比工作。分述如下：1-2煤层：煤层发育面积小，煤层薄，夹石少，结构简单，测井曲线幅值高，界面清晰，煤层对比基本可靠。LL3117-37孔DENB缺少必要的图名及编号2-3煤层：煤层发育面积相对大些，与2-2煤层的层间距小于与3-1煤层的层间距，煤层顶板多为高阻砂砾岩，煤层电阻率低于砂砾岩电阻率，电阻率曲线幅值较低，但煤层的密度远低于砂砾岩，密度曲线幅值较高且界面清晰，煤层的夹石少、结构单一，对比基本可靠。LL3117-37孔DENBLL369-29孔DENB3-3煤层：3-3煤层是区内主要可采煤层之一，它发育面积最大，煤层最厚，最稳定3-3煤层与3-2煤层的层间距小，有合层现象。3-2、3-3煤层均较厚，它将区内煤层分为上下两段，是煤层对比的主要标志，煤层的厚度也成为3-2、3-3煤层的主要特征。综上所述：本区含煤地层虽为陆相沉积，古生物化石少，但根据本区煤层本身就可作为对比标志，煤层多以层组形式出现，层组之间间距较大，而层组内煤层间距较小的特征，首先分煤组进行对比，然后再根据煤层特征分层进行对比，加之本区岩煤层物性测井曲线特征明显的特点，采用综合对比的方法，煤层对比基本可靠。三、聚煤环境分析在早白垩纪，由于燕山运动，在新华夏系第三沉降带海拉尔区形成了众多的断陷盆地。这些盆地的形成为含煤岩系的沉积提供了良好的场所。红花尔基盆地即为其中之一，红花尔基盆地为一由旧桥断裂（F3）、红花尔基断裂（F2）及-巴日图断裂（F1）所控制的断陷含煤盆地，走向近东西-北东-近南北，以龙江组为其主要基底，发育有白垩系的大磨拐河组、伊敏组含煤建造。由于火山岩的喷发作用，形成了龙江组一套杂色中酸性及中性火山碎屑岩的堆积；之后红花尔基盆地沉积速度加快，堆积了大磨拐河组底部的凝灰质碎屑岩段。由于盆地基地不平，该段地层非全区发育，只是对盆地起到了填平补齐的作用，这期间，沉积环境从浅部的冲积、洪积相过渡到沼泽相、浅水湖相，在水深适中，环境相对稳定的区域，交互沉积了煤层，砂岩、砂砾岩等为主的含煤段。大磨拐河组沉积的中晚期，由于巴日图断裂（F1）的活动，造成盆地沉降速度不均一，盆地西南部缺失大磨拐河组碎屑岩段和含煤段（53-25号孔，伊敏组下部见大磨拐河组厚层泥岩，厚层泥岩下部见基底地层）。由盆地东南向北东大磨拐河组沉积了大磨拐河组碎屑岩段、含煤段和泥岩段，F1断裂两侧古地理基底沉降差异性比较明显，F1断裂以东基本没有接受大磨拐组地层沉积，F1断裂以西红花尔基盆地持续稳定地下沉，沉积环境稳定，沉积了大磨拐组上部的巨厚泥岩段，完成了大磨拐河组这个较大的沉积旋迥,沉积中心位于一区靠近F1断裂一带，说明F1断裂在大磨拐河组沉积过程中不断活动，东北部强于西南部。由于边缘断裂的继续活动，红花尔基盆地持续下降接受了伊敏组含煤地层的沉积，这一时期持续长，深水湖泊被淤浅的基础上变成大型浅水湖泊，为以后大面积沼泽化提供了最有利的条件，陆续形成了5个煤组，所以伊敏组地层以浅湖相特征为主。盆地中浅湖相与河流相周期性出现。在浅水湖泊的基础上，盆地开始沼泽化。盆缘以河流相为主而盆地内部湖泊相占优势，反映了盆地晚期受频繁的升降构造运动控制的结果。伊敏组地层中的煤层无论走向还是沿倾向都较稳定。分布面积可占盆地面积的大部分。盆缘附近煤层一般较薄，而盆地中部可出现特厚煤层，如69-25孔控制的3煤组厚41.67m。河流沉积物（粗砂岩，砂砾岩等）虽然常为煤层的直接