煤的特性有哪些
煤的特性:
一、煤主要有碳、氢、氧、氮和硫等,此外,还有极少量的磷、氟、氯和砷等元素 。
二、煤炭燃烧时,氮不产生热量,在高温下转变成氮氧化合物和氨,以游离状态析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分,其中以硫最为重要。
三、煤炭燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫(SO2),随烟气排放,污染大气,危害动、植物生长及人类健康,腐蚀金属设备。
四、当含硫多的煤用于冶金炼焦时,还影响焦炭和钢铁的质量。所以,“硫分”含量是评价煤质的重要指标之一。
扩展资料根据其碳化程度不同分类,可以依次分为泥炭、褐煤(棕褐煤、黑赫煤)、烟煤(生煤)、无烟煤、亚煤(褐煤的一种,是日本的特有分类)。无烟煤碳化程度最高,泥炭碳化程度最低。
根据其岩石结构不同分类,可以分为烛煤、丝炭、暗煤、亮煤和镜煤。含有95%以上镜质体的为镜煤,煤表面光亮,结构坚实,含有镜质体和亮质体的为亮煤,含粗粒体的为暗煤,含丝质体的为丝炭,由许多小孢子形成的微粒体组成的为烛煤。
根据煤中含有的挥发性成分多少来分类可分为贫煤(无烟煤,含挥发分低于12%)、瘦煤(含挥发分为12-18%)、焦煤(含挥发分为18-26%)、肥煤(含挥发分为26-35%)、气煤(含挥发分为35-44%)和长焰煤(含挥发分超过42%)。其中焦煤和肥煤最适合用于炼焦碳,挥发分过低不粘结,过高会膨胀都无法用于炼焦,但一般炼焦要将多种煤配合。
参考资料:百度百科词条-煤 (词语释义)
最早以前是四个--西露天矿、胜利矿、老虎台矿和龙凤矿.
后来龙风和胜利破产了.
现在抚矿集团下还有西露天,东露天和老虎台.
另外抚顺不像阜新,没那么多小煤窑...
抚顺油页岩含矿区位于辽宁省抚顺市南部,地理坐标为:东经124°03'30″至124°16'28″,北纬41°57'15″至41°59'37″。矿区南部为连绵起伏的丘陵地带,北部为浑河、东部为东洲河、西部有古城子河。区内交通方便,不仅有铁路连通沈阳、吉林等大中型城市,且有高速公路直达沈阳市。是我国重要的煤炭和油页岩工业基地,具有悠久的开发历史。
一、地质背景
(一)区域构造
抚顺盆地位于郯庐断裂带东支———抚顺—密山断裂带西端。该断裂带北起黑龙江省虎林,南至辽宁省沈阳,延伸700km,该断裂带发育的煤盆地,自北东向南西有虎林、平阳镇、敦化、桦甸、梅河、清源和抚顺等。各盆地的长轴方向与构造带方向基本一致。抚顺盆地是该断裂上最为重要的含煤盆地。
在地理上,抚顺盆地邻接下辽河盆地,形成于古近系的裂陷旋回中。盆地横跨白垩纪断陷,基底为下白垩统砂砾岩,部分为太古界鞍山群石棚子组深变质岩盆内堆积有总厚度约1600m的含煤、含油页岩岩系———抚顺群。
抚顺盆地的同沉积构造格架具下断上坳的二元结构,即下部是由同沉积正断层控制的复合地堑式槽谷上部是宽缓而连续的向斜式坳陷。从剖面上看,平行盆地轴线的纵向同沉积正断层,两侧相向倾斜,由南北向中心基底呈对称阶梯状下降,各组地层厚度相应呈阶梯状加大。横向同沉积正断层则两两相向或相背倾斜。它们在平面上组合成一系列长轴近东西、相互间略有南北错移的矩形网格。显示为一系列凹凸相间、形如城朵的次级矩形断陷和断隆,从而控制了各组地层的厚度分布特征。
(二)区域地层
抚顺盆地主要由前震旦系、中生界白垩系、新生界古近系及新近系所组成。
1. 前震旦系
该区前震旦系主要为浅红、灰绿、灰白色的花岗片麻岩、黑云母片麻岩及角闪片麻岩,构成了该区的结晶基底。在浑河河谷南北两岸的丘陵地带均有出露。
2. 白垩系
该区白垩系主要发育下白垩统龙凤坎组,主要为紫色页岩和黑灰色、紫红色的巨砾、粗砾、中砾、细砾组成的砾岩、灰绿色凝灰岩、页岩以及砂质页岩,变质程度较高。在岩层中穿插有脉状的玄武岩、辉绿岩及安山岩、流纹岩和石英斑岩等。
3. 古近系
该地层位于白垩系的侵蚀面之上,在白垩系缺失地区直接覆盖花岗片麻岩,走向近东西。该地层自下而上进一步可划分为老虎台组、栗子沟组、古城子组、计军屯组、西露天组。
(1)老虎台组:该地层自下而上可划分为三部分,即下部无煤层、下部含煤层及凝灰岩、玄武岩层。下部无煤层主要为灰黑色、灰绿色玄武岩及灰紫色杏仁状玄武岩组成。下部含煤层由煤、碳质页岩、页岩、凝灰岩及玄武岩组成,上部为B1煤层群,中部为玄武岩岩床。下部含煤层的下部为B4煤层群。上部B1煤层群在煤田西部多产在凝灰岩中,有时见到该煤层与玄武岩直接接触。中部为玄武岩岩床,杏仁状构造很发育。该层全区均有分布,但厚度变化大,深部偶尔见到煤的可采层。凝灰岩、玄武岩层主要为玄武岩,研究区西部玄武岩下部发现有凝灰岩层,在凝灰岩中夹有一层碳质页岩。
(2)栗子沟组:该地层上部为灰白色凝灰质页岩、砂岩、凝灰岩,下部为灰黑、灰褐色凝灰岩及砂页岩,岩层的分布不均一,从西向东,由北至南逐渐变薄,最厚115.9m,最薄6.9m。局部在底部夹1~2煤层,分布极不稳定,呈鸡窝状。
(3)古城子组:该地层主要发育煤层,在西部可分为六个自然分层,煤层自西向东、自南至北变薄。在南部西露天露头,煤层厚达195.0m,向深部—向斜北翼变薄,最薄层为1.0m,平均厚为39.0m。
(4)计军屯组:研究区计军屯组主要发育褐色及棕褐色致密的油页岩,一般浅褐色油页岩的含油率为2%~6%,暗褐色油页岩含油率在6%以上,有的高达10%~11%。煤层顶板以上为贫矿,页岩中石英颗粒较粗,平均厚为28.0m,占全层的1/4富矿位于贫矿层之上,平均厚为88.0m,占全层3/4,在全区均有分布。在含矿区西部,贫矿层变薄,富矿中夹有0.2~1m的煤层。
(5)西露天组:该地层主要发育绿灰色钙质页岩,绿褐色钙质、泥质页岩及浅灰、绿灰色石灰岩互层。由于互层频繁,该层颜色混成杂色及绿色。该层平均厚度约345.0m,由西向东厚度逐渐增大,最厚可达456.0m。
4. 新近系
覆盖古近系,位于古近系、白垩系、及前震旦系之上,分布于浑河两岸的低洼地带。厚5~30m,下部为粗砂,偶见漂砾上部多为黄土层覆盖。
二、油页岩特征
(一)油页岩赋存特征
该区油页岩沉积层位为古近系计军屯组,埋深为16.7~633.8m不等,多数地带油页岩为单层分布,厚度巨大,单层厚度可达190m,最薄也在70m以上。油页岩矿层下部与古城子组本层煤突变接触,上部为西露天组绿色页岩层。根据目前油页岩的品位标准,可将该区油页岩层分为上部富矿层和下部贫矿层。
贫矿层位于富矿层的下部,含油率较低,部分矿层含油率达3.5%,从本层煤顶板起一般为10~40m,不能利用。富矿层位于矿层的上部,含油率多在5%~8%,最高可达12%(图5-21、图5-22),工业利用的价值较高。油页岩矿床分布极为稳定。按厚度计算,贫矿占油页岩的27.8%,富矿占油页岩的72.2%。
(二)油页岩质量特征
1. 灰分
一般而言,灰分越低,有机质含量就越高,同时发热量和含油率也将增加。抚顺油页岩的灰分较高,平均值为77.65%,但灰分成分十分复杂,主要成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CuO、Ni2O3等。其中Al2O3约占30%,SiO2约占55%,Ni2O3约占0.05%。
2. 挥发分
挥发分是油页岩品质好坏的定性指标,一般油页岩的挥发分高,则其含油率也高。抚顺油页岩挥发分较高,平均值为17.45%,这一特征主要与油母的性质有关。
3. 水分
同一矿区的油页岩,接近地面的水分含量较高,下部水分较少,而且与地下水的多少也有关系。含水分越高则加工时需要蒸发水分的热量越大,所以水分含量高则不利油页岩的加工。抚顺油页岩矿区西部勘查区水分含量值为3.39%,龙凤勘查区水分含量为3.31%,水分含量中等,加工时所需要的热量较少,有利于加工而老虎台矿区水分含量为8.05%。水分含量较高,加工页岩油时所需的热量多,对加工不利。
4. 发热量
油页岩的发热量,主要决定于其中有机可燃物的含量和组成。抚顺油页岩矿区西部矿区发热量为5.7MJ/kg,东露天矿为5.07MJ/kg,发热量较我国别的油页岩矿区低,这是由于抚顺油页岩中矿物质含量较高的缘故。
5. 含油率
含油率是油页岩最重要的评价指标,是为了评价油页岩的炼油适合性,以及在低温干馏工业中鉴定油页岩性质,并预测各种产品产率而进行的低温干馏产物。油页岩含油率主要由其中有机质的含量决定,其次受有机质中氢含量的影响,有机质含量越高,含油率也越高。抚顺油页岩平均含油率为5%~8%,含油率高值出现在矿区内六号断层和十三号断层附近。
6. 有机碳
抚顺含矿区的有机碳含量较高,一般为8.5%~13.1%,平均为11.4%。有机碳含量与含油率之间的相关性分析表明,二者具有明显的相关性。随着有机碳含量的增高,油页岩的含油率呈线性正相关关系。相关图显示(图5-23),只有有机碳含量>6%左右的泥岩或页岩,其含油率方能达到3.5%。这一特征为缺少含油率测试数据的常规油气资源区的油页岩资源评价提供了依据。
图5-21 抚顺含矿区富矿层油页岩等厚图
图5-22 抚顺含矿区富矿层含油率等值线图
图5-23 抚顺油页岩有机碳与含油率相关图
三、油页岩成矿规律
(一)油页岩形成环境分析
根据抚顺盆地基底及其充填特征,结合区域构造背景分析,可以将抚顺盆地沉积环境演化概括为以下七个发育阶段。
1. 基底形成阶段
抚顺油页岩矿区的结晶基底为花岗片麻岩,片岩经过长期的剥蚀作用,形成了平坦地形,此后由于燕山运动,致使该区缓慢下沉,形成盆地,沉积了白垩系龙凤坎组紫色页岩、灰绿色含砾砂岩及凝灰质砂砾岩。
白垩纪末期地壳波动较大,火山活动频繁,有玄武岩、灰绿岩、安山岩、流纹岩等岩浆岩不断喷出,地形转为正向运动升起,基准面以上为侵蚀阶段,经侵蚀后地壳转为负向下降,沉积了古近系老虎台组砂页岩、凝灰岩、凝灰质砂岩。
2. 基底初始沉降阶段
该阶段相当于古新统老虎台组沉积期,广泛发育泥炭沼泽,沉积了高灰分的B组煤。该阶段沉积环境主要为间歇性的泥炭沼泽相。
3. 基底加速沉降阶段
该阶段相当于栗子沟组沉积期,主要形成了页岩、砂岩、凝灰岩。岩层分布不均匀,由西向东、由北至南逐渐变薄。浅湖中堆积具有风暴沉积特征的微异地高灰分A组煤,随后泥炭沼泽因气候干旱而逐渐消失,聚煤作用中断。该阶段的沉积环境为局部半咸化浅湖相。
4. 基底高速沉降阶段
湖泊周缘及隆起区再次广泛发育泥炭沼泽,浅湖中堆积了累厚达百米超厚低灰分异地、微异地混合煤层。即本层煤,本层煤为黑色,条痕为黑褐色,富有光泽,光亮程度随灰分的增高而减弱,质硬,性脆易碎成块,该地层为始新统古城子组,为抚顺煤田最主要的成煤期。煤层自西向东、自南至北逐渐变薄,在南部西露天露头,煤层厚达195.0m,向深部—向斜北翼变薄,结构较复杂。该阶段沉积环境类型为淡化浅湖相。
5. 基底减速沉降阶段
该阶段整个抚顺断陷带内水体广布,成矿的植物种类多种多样,湖泊中形成了厚达200m的油页岩,局部夹异地成因的薄煤层。该地层为始新统计军屯组,是油页岩形成的最主要的时期。油页岩厚度沿走向方向变化较复杂,推断该阶段沉积环境类型为湖沼相。
6. 基底缓慢沉降阶段
泥炭沼泽消失,湖泊中堆积数百米厚的含钙粉砂质泥岩与不含钙的褐色泥岩互层,由于互层频繁,该层颜色呈杂色及绿色,遇盐酸起泡,而且有赤褐色沉淀,绿色页岩有强吸着性,没有遇到煤层及油页岩层。根据这些特征可推断该阶段沉积环境为间歇性半咸化浅湖相。
7. 基底终止沉降阶段
该阶段沉积作用发生在不整合面之上,盆地内堆积河流—洪泛平原体系的碎屑物质,底部为卵石,偶见漂砾、粗砂、细砂及砂质黏土互层,上部多为黄土层覆盖,盆地开始接受新近系沉积,形成准平原。
(二)矿床构造特征
矿区内冲积层覆盖较厚,对矿床构造的研究,主要是通过钻探的方法获得,由于各处的勘探程度差别,因而对构造的掌握程度有所不同,总体而言本区地质构造复杂,有许多较大的断层和褶皱。
1. 褶皱
抚顺盆地有两个近于东西方向平行的向斜构造,即南部向斜和北部向斜,北部向斜两翼展开的宽度及潜伏的深度均比南部向斜小南部向斜两翼不对称,北翼较陡,地层倾角30°~60°,局部地区呈倒转现象,南翼倾斜为15°~44°。
2. 断裂
抚顺油页岩矿区呈带状东西延伸,矿区西端形成向斜封闭,矿区东部的向斜也有升起的趋势,但由于被13号断层切断(图5-24),所以没有形成封闭现象,断层下盘升起,古近系全被侵蚀掉,白垩系直接出露于新近系以下。
主要断层大致可分为三组:张性正断层、平移横断层、走向逆断层。
(1)张性正断层:该组断层由于地壳垂直运动而产生了两组张力,第一组为南北方向走向正断层,另一组为东北西南方向的斜交正断层。
(2)张性横向平移正断层,该类断层走向近于南北。最具代表性的是盆地中部的六号断层,走向近似南北,断面倾向西,倾角为35°~22°,上盘向南移动400~500m,垂距为56m,由于该断层横向切断本层煤全部,将抚顺油页岩矿区分割成东西两部分,即西部勘探区和东部勘探区。
(3)走向逆断层:喜山运动在该区产生一组挤压力,经强力褶皱产生了纵贯东西、大致与南部向斜轴平行的盆地北部一号逆断层及1A号逆断层,该断层为抚顺油页岩矿区的主要构造之一(图5-25)。
图5-24 抚顺含矿区19号剖面图
图5-25 抚顺含矿区11号剖面图
抚顺盆地油页岩层形成于裂陷期,其厚度分布明显受到同沉积正断层的控制。纵向同沉积正断层既控制了盆地的轴向,也控制了超厚油页岩带整体的东西向展布形式横向同沉积正断层既控制了基底次级断陷、断隆的形成和分布,也控制了超厚油页岩块段的形成和分布。
(三)油页岩的分布特征
抚顺油页岩在全区均有分布,矿层真厚度各区差异较大,这主要是由于油页岩矿床复杂构造特征决定的。在西部勘探区油页岩矿层最厚可达191.03m,最薄为60.00m,平均厚度为122.53m,其中富矿层平均真厚为88.45m,贫矿层平均真厚为34.08m在龙凤勘探区,油页岩矿层最厚达184.73m,最薄为47.37m,平均厚度为106.77m,其中富矿层平均真厚为88.45m,贫矿层真厚为18.32m在老虎台勘查区,油页岩矿层最厚达195.45m,最薄为47.65m,平均真厚为162.21m。其中富矿区平均真厚为104.25m,贫矿层真厚为57.96m。从油页岩矿层对比图可以看出,油页岩矿层在矿区南部厚,沿倾向由南向北逐渐变薄(图5-26)沿走向厚度变化不大,西部和东部边缘部位较中部地区薄。
图5-26 抚顺含矿区油页岩对比图
四、油页岩资源评价
(一)勘查工作程度分析
1. 矿区发现及勘查史
抚顺煤田发现及开采年代已久,1905年日本人先后开始建设龙凤、新屯,新中国成立以后,为了加快煤炭工业的开发步伐,东北煤田第一地质勘查局于1953年开始对抚顺老虎台井田以及煤田西部等地进行勘探,并分别于1954提交了东露天区煤及油页岩埋藏量计算说明书,1956年提交了北老虎台煤储量报告,1957年提交了抚顺煤田西部精查地质报告,1958年提交了龙凤井田精查地质报告。油页岩作为重要的矿种之一,在全区进行了系统的储量计算,为本次油页岩的评价奠定了基础。
2. 勘查程度与精度
抚顺油页岩含矿区,油页岩厚度巨大,发育稳定。加之,该区曾多次补充勘探,勘探精度较高,全区勘探工程基本达到了500×250m的勘探网度。因此抚顺煤田各区提交的地质储量中,高级储量(A+B级)比例很高。其中,西部勘查区提交A+B级储量68072万t,占总提交储量的71.7%东露天矿区提交A+B级储量103503万t,占总提交储量的95.4%老虎台矿区提交A+B级储量46239万t,占总提交储量的49.9%龙凤勘查区提交A+B级储量52795万t,占总提交储量的76.5%。全区达到了勘探程度。
(二)资源评价
在20世纪60年代以前的报告中,油页岩的资源储量是按照单一地质评价轴,将含油率大于4%的油页岩归为平衡表内储量,将含油率在3%~4%的油页岩归为平衡表外储量,并进一步划分为A、B、C、D四个级别的储量类型。针对过去报告中储量计算品级是3%~4%、4%~5%等标准,与本次资源评价指标要求存在明显的差异性,为剔除前人所求算的含油率3%~3.5%油页岩资源储量,获取本次评价要求的含油率3.5%~4%油页岩资源储量,我们采取了重新计算含油率3.5%~5%油页岩资源储量的办法,即利用前人求算的大于4%的资源储量,补增含油率3.5%~4%的油页岩资源储量。在含油率3%~4%的油页岩矿层中,根据前人划分和求算的块段面积,重新求算各块段的平均真厚,最后乘以相应矿层的体重求得各区块的储量。求算过程中,逐孔计算了含油率3.5%~4%的油页岩视厚度,利用各孔的倾角或倾角余弦值求算各孔含油率3.5%~4%的油页岩真厚度由于抚顺含矿区的油页岩矿层巨厚,结构简单,且稳定性好,不存在是否可采的问题,所以各区块的平均真厚采用区块内或区块边缘邻近钻孔的各孔矿层真厚之和的平均值。各勘查区的油页岩含油率、发热量、灰分等一系列油页岩化学参数,均采用单孔厚度加权平均、全区储量加权平均的方法进行求算。最后按照全国固体矿产规范对早期的资源储量类型进行套改,获取目前固体矿产规范要求的各级储量。
抚顺含矿区资源评价结果表明,该区油页岩资源储量为365195万t,查明资源储量为365195万t,技术可采资源储量为283369万t,查明技术可采资源储量为283369万t。页岩油资源储量为21412万t,查明资源储量为21412万t,技术可采资源储量为16788万t,查明技术可采资源储量为16788万t。页岩油可回收资源储量12591万t,页岩油查明可回收资源储量12591万t。
抚顺盆地位于华北陆块辽东隆起西缘,依兰-舒兰断裂带与敦化-密山断裂带的交汇部,盆地基底为太古宇鞍山群变质岩系,侏罗、白垩纪形成断陷盆地,第三纪含煤岩系不整合其上,形成叠置型断陷盆地。
印支期辽东隆起处于隆升阶段,侏罗纪始形成断陷盆地,早白垩世沉积较为发育,晚白垩世沉积分布零星。抚顺第三纪沉积盆地发育在白垩纪断陷盆地基础上,自下而上为:古新统老虎台组紫红色砂页岩夹煤层、玄武岩,厚270 m。栗子沟组凝灰质砂岩、页岩夹煤层、凝灰岩,厚96 m。始新统古城子组厚层夹薄层页岩、细砂岩,含主煤层,厚150 m。计军屯组褐色中薄层油页岩,厚119 m。西露天组、耿家街组为灰绿色细砂岩、页岩、泥岩夹泥灰岩及砂砾岩,厚290 m。缺失渐新统及上第三系,上覆第四系沉积物20 m。
依兰—舒兰断裂带与敦化—密山断裂带均归属于北北东向郯庐断裂系,抚顺盆地位于两条断裂交接处,受北北东向断裂控制形成断陷盆地,但又有别于断裂带挟持下的地堑式断陷盆地。下白垩统龙凤坎组沉积后,盆地隆升,沉积间断,直至古新世盆地又裂陷下拗,开始了第三纪含煤、油页岩沉积,始新世末再次抬升沉积中断,并被发育在北翼的北东东向逆冲断层所推覆,南翼翘起形成近东西向的沉积构造盆地。
从盆地发育状况分析,第三纪盆地经历了三个阶段:古新世时期盆地拉张裂陷形成沉积凹地,构造活动强烈,伴随玄武岩浆喷发,在间歇期有细碎屑岩和不稳定煤层沉积。始新世早期为聚煤期,构造活动缓和,火山活动微弱,河湖相、沼泽相发育,形成巨厚煤层。始新世中期盆地水体加深,深水湖泊相沉积发育,形成巨厚层油页岩。始新世末盆地隆升沉积中断,其后北东东向断裂逆冲推覆和北西西向断裂切割形成近东西走向不完整的向斜构造。
抚顺盆地的形成与演化说明,老第三纪区域性古气候适宜,物源丰盛,沉积环境有利于有机物质保存,盆地成生过程中形成了较好的含煤岩系和油页岩,油页岩层覆于煤层之上有利于煤层气的保存。火山喷发岩多发生于早期,因此早期的含煤岩层不稳定,始新世是盆地稳定发展时期,是成煤有利时期,渐新世后盆地隆升剥蚀,对含煤盆地深埋保存和有机质演化成煤、成烃都不很有利。同时,始新世后构造活动强化,盆地北翼发育的北东东向逆掩推覆断裂和北西西走向的断裂使盆地变形复杂化,对煤层气保存也很不利。
抚顺盆地含煤地层为下第三系抚顺群,由细碎屑岩、巨厚煤层及火山岩组成,厚342~1687 m,均厚925 m,分5个岩性组,主煤层位于古城子组,煤层少,单层厚度大,栗子沟组和老虎台组煤层厚度小,变化大。古城子组厚149~785 m,均厚150 m,含煤率达50%以上。古城子组为山间静水湖相沉积,早期为深水泥炭沼泽与浅湖沉积,后为深水湖相沉积,沉积厚度由盆地边缘向内增加,在长条状的盆地内形成数个沉积中心,也是聚煤中心,厚度达150~200 m。主煤层厚达130 m,均厚50 m,最薄为2 m。煤层由西向东、由南向北变薄,主煤层由盆地中部向边缘分叉、减薄或尖灭。煤炭探明储量13.7×108 t,保有储量7.5×108 t。
古城子组主煤层煤岩以光亮煤、半亮煤为主,含量达90%以上,半暗、暗淡煤10%左右。煤岩显微组分以镜质组为主,含量达90.37%,壳质组6.09%,惰质组3.53%。主煤层为低硫、低磷、低灰分烟煤。挥发分为42.83%~46.74%,水分为2.47%~8.52%,东部低、西部高。灰分为3.94%~10.79%,东部高、西部低。抚顺盆地主煤层煤阶Ro为0.54%~0.65%,为长焰煤和气煤,盆地西缘为长焰煤,中、东部为气煤,盆地东部北翼煤层埋深400 m以上为长焰煤,以下为气煤,反映盆地东部和南部变质程度高于北部和西部。抚顺盆地下第三系含煤岩系煤岩变质程度高于以褐煤为主的周邻第三纪含煤盆地,对此有不同的解释。其一认为盆地东部和南部辉绿岩体发育,与东部、南部煤阶高密切相关。其二认为地温梯度为3.6~4.57℃/100 m,高于2.5~3℃/100 m正常地温梯度,上覆热导性能差的油页岩、页岩形成隔热盖层,位于中间热容量大的主煤层为聚热层,下部岩层为较好的热导层,形成三者良好的配置,是煤岩变质程度高的主因。除此之外从盆地发展演化角度分析,始新世末沉积间断,上部缺失地层有两种可能,一是盆地隆升后地层缺失,二是后期沉积地层被剥蚀。盆地主煤层沉积盖层总厚149~785 m,均厚409 m,主煤层埋深尚达不到生烃门限,既或是在异常地温条件下亦达不到长焰煤阶,远达不到气煤阶,因此沉积岩层遭后期剥蚀也不无可能。从煤层气评价角度分析,无论对煤岩变质程度如何判断,煤阶演化为长焰煤、气煤对生烃都是有利的。
采用解吸法测试煤层含气量,煤层深度560.8~680 m井段平均含气量5.55~9.36 m3/t。煤层埋深554~571 m井段含气量9.64 m3/t,591~621 m井段为11.29 m3/t,而676~687 m井段为8.00 m3/t。煤层含气量随深度增大而增加,但在向斜轴部含气量却有减少。抚顺盆地主煤层等温吸附测试,华北石油局测试4个样品,兰氏体积为17.19~23.47m3/t,平均19.18m3/t;兰氏压力为2.63~4.06 MPa,平均3.22 MPa。抚顺矿务局测试5个样品,兰氏体积为21.07~27.20m3/t,平均24.46m3/t;兰氏压力为5.30~7.32 MPa,平均6.41 MPa。探2井于850m井深主煤层DST测试,地层温度为30℃,地层压力为6.05 MPa。探2井12个样品含气量测定最大值为10.45 m3/t,最小值为4.03 m3/t,平均7.27 m3/t。科挖1井实测含气量为15.14 m3/t。利用等温吸附曲线计算含气量,华北石油局测试4个样品,煤层压力4 MPa,含气量为9.70~11.69 m3/t,煤层压力,8.5 MPa含气量为12.78~15.93 m3/t。抚顺矿务局测试5个样品,煤层压力4 MPa,含气量为8.49~11.30m3/t;煤层压力8.5 MPa,含气量为12.44~16.19 m3/t。测试气体成分,甲烷含气量大于94%。煤层埋藏大于测试资料取样井深,认为含气量取值10~14m3/t,均值10m3/t为宜。
一般认为,抚顺盆地主煤层之上有110 m厚的油页岩层,形成良好的封盖层是煤层含气量较高的主要因素。抚顺盆地尚无钻井测试煤层渗透率的资料,主要依据透气性系数参照数据,从盆地西部至东部透气系数为0.310~0.504 m2/atm2·d、0.434 m2/atm2·d、1.4~1.5m2/atm2·d,渗透率为(0.775~0.98)×10-3μm2、1.085×10-3μm2、(3.50~3.75)×10-3μm2,呈自西向东增高的趋势,与正断层发育程度和煤岩变质程度自西向东增高的趋势相应。探2井DST测试煤层渗透率为2.0×10-3μm2。对主煤层渗透率尚有三种认识,一是煤孔隙度较高,压汞测试孔隙度为3.10%~11.83%,平均5.6%,大于1000 nm的孔隙体积占67.0%~79.6%,孔隙度高,连通性好,渗透率高。二是主煤层煤体原生结构比例大、成块率高,粉煤不具一定层位,对煤层渗透率和成块率影响小。三是后期形成了断距较大的张性或张扭性正断层,穿透煤层可使煤层渗透性变好。
现今的抚顺盆地是一个不对称向斜构造,原型沉积盆地被后期构造运动改造,使向斜南部翘起而北翼被断层逆冲错断,盆地西部和南部出露地表或埋深变浅,烃类气体逸散,煤层气体散失率加快,对煤层气保存不利,但东部向斜核部煤层埋深达1300 m,煤层气体可能保存较好。抚顺盆地主煤层之上110 m厚的油页岩层,是盆地得天独厚的良好封闭性盖层,由于低孔隙结构具有隔水、隔气的封闭作用,油页岩又是良好的烃源岩,对主煤层中的吸附气具有浓度封闭作用,一些中、小型断层未穿透油页岩,减少了煤层中烃类气体的逸散。
抚顺盆地古城子组主煤层位于计军屯组油页岩层之下,一般无水或有少量裂隙水,煤层无径流水通过,层间水对煤层气散失作用微弱,水压封闭也不大。盆地含水层主要分布在第四纪冲积砂层、西露天组泥灰岩、栗子沟组凝灰岩、白垩系砂砾岩中,其中除第四系砂砾石为强含水层外,其它均为弱含水层。
1975年抚顺煤矿施钻4口试验井,1981年老虎台施钻煤层气试验井—科控1井,井深821 m,主煤层深758.2~795.2 m,煤层厚29 m,筛管完井未压裂,排采292天产气25.5×104m3,日均产气873 m3。1998年又施钻了探2井,井深924 m,煤层厚74.47 m。煤层气资源量测算面积9.28 km2,煤层气资源量28.68×108m3,资源丰度3.1×108m3/km2。
对抚顺盆地煤层气地质条件综合分析认为,煤炭资源丰富,煤阶为长焰煤和气煤,煤岩挥发分高,灰分低,煤层含气量5.55~9.36m3/t,煤层赋存深度适中,厚度大,主煤层达130 m,均厚50 m左右,煤储层与封盖层匹配有利。但盆地狭小,煤炭资源已采掘多年,可进行煤层气勘探的面积较小。
参见《中国煤层气盆地图集》“抚顺盆地地质图”、“抚顺盆地地层柱状图”、“抚顺盆地下第三系古城子组主煤层厚度图”、“抚顺盆地古城子组主煤层煤岩变质程度图”、“抚顺盆地煤层含气量数据表”、“抚顺盆地主煤层等温吸附曲线”。
长期以来,抚顺盛产煤炭,以“煤都”闻名于世。
抚顺的煤炭工业历史悠久,是全国乃至全世界最早发现和利用煤炭的地方之一。早在明代以前,就巳有手工开采煤炭的历史。但到了清代,由于抚顺地近“三陵”(永陵、福陵、昭陵,即新宾的永陵,沈阳的东陵、北陵),清朝统治者深恐伤了“龙脉”,严禁开采煤田。直到鸦片战争之后,清皇朝内外交困,国力日衰,财政奇绌,才不得不取消开发抚顺煤田的禁令。
1901年,当时的民族资本家王承尧等人上书清政府,申请开发抚顺煤田,获得批准。王承尧筹集股银十万两,建立了华兴利煤矿公司;翁寿、朱化乐等人筹银4.5万两,建立了抚顺煤矿公司。从此就揭开了近代抚顺煤矿开采的历史。
为了展示抚顺煤矿一百一十年历史的壮丽篇章,抚顺矿业集团公司,于2011年12月,在毛泽东主席等党和国家领导人视察过的西露天矿参观台原址,建成了“抚顺煤矿博物馆”。
“抚顺煤矿博物馆主体建筑面积6630平方米,突出百年、煤都、领袖、独有、珍贵、领先六大特色,整个展馆分为物华天宝、百年回眸、熔铸辉煌、亲切关怀、矿山脊梁、美好未来、乌金墨玉、煤海之珠八大部分。从自然、历史、人文等方面介绍了煤、抚顺煤矿的衍生过程,抚顺煤矿整整百年起伏跌宕、化蛹成蝶的难忘岁月和新世纪以来抚矿集团的恢宏进程,以及与百年煤矿相伴的深挚的领袖风采、和谐的家园风貌。”(见2011年12月16日《抚顺日报》)
2012年6月、7月,我两次参观了抚顺煤矿博物馆。抚顺煤矿的苦难的历史、奋起的历史、英雄的历史,给我留下了深刻的印象。
抚顺煤矿资源丰富,质量优异,埋藏条件好。有些煤层埋藏不深,可以露天开采。抚顺煤矿的四大矿(胜利、龙凤、西露天、老虎台)中的西露天矿,就是当时世界第三、亚洲第一的大露天矿。抚顺煤矿煤层厚度为8~130米,平均厚50米,为世界上罕见的特厚煤层。在博物馆展示的一块完整的重达十六吨的煤,就是2010年从西露天矿挖掘出来的。这是名符其实的“煤王”。
1903年,王承尧等人创办的煤矿公司落入沙俄手中。1905年日俄战争之后,日本侵略者又顶替了沙俄,霸占了抚顺煤矿。
日本侵略者霸占抚顺煤矿,就揭开了抚顺煤矿的血泪史。“日本资本家为获取高额利润,用延长工人劳动时间和增加劳动强度等手段,和名目繁多的条例和法规,对工人实施超经济剥削。抚顺煤矿工人最初劳动时间为每日11个半小时,后来改为12小时,有时竟达16小时。在不改进设备条件下开采同等数量的煤炭,用工数量却不断减少,据“满铁”统计,每百吨煤用工人数,1908年为95.7个,1921年为89.1个,减少用工6.6个”。
“工人们不仅工资极其低微,劳动条件也极为恶劣,毫无人身保障。每年都有成百上千的工人死于瓦斯、塌方、冒顶、跑水等各种恶性事故。从1907年到1926年的20年间,抚顺煤矿累计采煤5738万吨,而矿工伤亡人数高达121242人,平均每年伤亡6000人以上。换句话说,即每采470多吨煤,就要死伤1名矿工”。(引自抚顺新闻网 王平鲁文)
从1905年到1944年,日本从抚顺掠夺了:煤炭二亿二千三百万吨,生铁1100万吨,钢580万吨,却留下了三十多处“万人坑”,死亡的中国矿工在三十万人以上。
当时矿工中流传着这样一首民谣,述说着抚顺工人的苦难生活:
来到千金寨,就把铺盖卖。新的换旧的,旧的换麻袋。
一条破麻袋,能铺不能盖。盖上前胸脯,露出两膝盖。
北风冒烟雪,无米又无柴。天冷肚子饿,小鬼来讨债。
冻死路边倒,阎王脚下踩。一把尸骨扔关外,悔不该来到千金寨。
灾难深重的抚顺工人,受压迫之深,被剥削之重,几近当时东北之最。
那里有压迫,那里就有反抗。不屈的抚顺煤矿工人,奋起反抗。
随着抚顺煤矿开采规模的扩大和矿属工厂的建立,抚顺煤矿工人的队伍不断扩大和增强。1901年王承尧建立华兴利煤矿公司,雇佣工人最多时达600多人;翁寿等人开办的抚顺煤矿公司,也雇佣了一些工人。他们是抚顺历史上最早的一批产业工人。沙俄、日本霸占抚顺煤矿,生产规模进一步扩大,到1927年,全矿产业工人已由1907年的1143人发展到42179人,几乎是当时全中国煤矿工人(220260人)的五分之一。
抚顺煤矿工人队伍的不断扩大,阶级觉悟的不断提高,面对日本侵略者的残酷剥削和压迫,掀起了一个又一个的罢工斗争。
1916年1月11日,抚顺东方坑采炭所500多名煤矿工人,为了要求提高工资,率先举行了罢工斗争;1917年6月,西大井1000多名矿工举行大罢工,老虎台、万达屋、北大井、大揭盖、杨柏堡等矿的工人迅速响应,罢工人数增加到2000多人;8月22日,老虎台采炭所300多名工人,因实际收入下降而罢工;1918年春,古城子露天矿工人举行了上千人的大罢工;同年4月,杨柏堡也爆发了声势浩大的大罢工;……。所有这些罢工斗争,有的取得了胜利,迫使日本当局接受了工人的要求;有的即使没有取得成功,但也打击了日本当局的嚣张气焰。
特别要提出的是:东北抗日联军的英雄杨靖宇将军,也曾到抚顺煤矿组织领导过罢工斗争。
杨靖宇将军,河南确山县人,1926年参加中国共产主义青年团,后又加入中国共产党。1927年4月,曾领导数万农民,举行确山农民大暴动,建立了河南省第一个革命政权。1927年11月1日,又指挥了河南刘店秋收起义,揭开了河南土地革命战争的序幕。1929年,中共中央派杨靖宇到东北工作。杨靖宇化名“张贯一”,到抚顺煤矿当了一名工人。这个身高一米八几的河南大汉,很快就和煤矿工人打成一片,工人们亲切地叫他“张大个子”、“山东张”(煤矿工人中山东人不少,杨靖宇为了拉近关系,自称山东人),有事愿意找杨靖宇诉说,请教。杨靖宇在抚顺煤矿发动了罢工斗争,两次被捕。敌人用酷刑折磨杨靖宇。杨靖宇在监狱里,法庭上,大义凛然,坚贞不屈。直到九一八事变后,才出狱。然后杨靖宇到北满参与组织领导抗日联军,同日寇顽强战斗,最后壮烈殉国。
还要提到的是:“县委书记的榜样”焦裕禄,也曾经在抚顺生活过和工作过。
焦裕禄,山东省淄博市博山区北岗山村人。1922年8月16日,他出生在一个贫苦的家庭里,从小就从事劳动。抗日战争时期,家庭生活困难,父亲上吊自杀,他也被日寇抓去毒打、坐牢,并且被押送到抚顺煤矿当苦工,历时两年,直到1943年秋,才逃出虎口。
还有林仲丹(林彪堂兄)等多位领导,也在抚顺煤矿生活过、工作过、战斗过。林仲丹后来在延安病逝,毛泽东主席亲自为他抬棺送殓(毛泽东主席唯一一次抬棺送殓)。
杨靖宇等英烈在抚顺煤矿生活、工作、战斗,是抚顺人民的光荣,是抚顺煤矿的光荣。让我们永远记住他们,踏着他们的足迹,为建设美好的明天,奋起、奋斗、奋进吧!
东北解放了!中国解放了!中华人民共和国成立了!抚顺煤矿获得了新生。
建国以后,抚顺凭借着资源优势,凭借着一支“特别能战斗”的工人阶级队伍,为国家作出了突出的贡献。
新中国第一桶油母页岩炼的油,第一吨煤,第一吨特殊钢,第一吨铝,第一台挖掘机,……都是来自抚顺。
抚顺煤矿在日寇统治时期,最高年产量达到924万吨(1936年),占全国煤产量的30%。解放以后,抚顺煤矿大展雄风,在60年代,最高年产量达1832万吨,是当时全国最大煤田,被誉为中国的“煤都”。60年来,抚顺煤矿累计生产煤炭,近20亿吨,上缴利税200多亿元。毛泽东、邓小平等党和国家领导人,都曾亲临抚顺视察,极大地鼓舞和激励了抚顺人民和抚顺煤矿工人。
经过一百一十多年的开采,抚顺煤矿资源已接近枯竭。抚顺煤矿的现有煤炭地质储量为5.2亿吨,可采储量为1.3亿吨。四大矿中的胜利、龙凤两大矿已经停产,剩下的老虎台、西露天两大矿,将分别于2017年、2030年关闭。另有东露天矿,主要以开采油母页岩为主。
但是,抚顺煤矿并没有在资源枯竭和各种困难面前低头。
2001年9月29日,由抚顺矿务局改制组建的“抚顺矿业集团有限责任公司成立了!”
在党中央的统一号令下,在科学发展观的指导下,抚顺矿业集团公司走上了资源枯竭型城市转产转型的道路。新成立的矿业公司,主要生产气煤和长焰煤,生产页岩油、火工产品、木材,新制、大修电机车、准轨车辆和电铲,加工制造机械配件、专用设备,开发房地产、承揽大型工民建筑施工,经营电铁运输、供电通讯、医疗卫生、供暖、宾馆旅游等。
“抚矿集团公司自成立以来,深化改革,从严管理,大力发展低碳循环经济,全面实施转产转型战略,企业发生了翻天覆地的变化。”
“经济效益大幅攀升,企业实力不断壮大。尽管受“保城限采”政策影响,煤炭产量逐年递减,但企业总收入却以每年数亿元的速度递增。从2001年成立之初到2010年末,经营总收入由23.9亿元增加到68亿元,增长了185%;资产总额由48.7亿元增加到120亿元,增长了146%;净资产由20.2亿元增加到70亿元,增长了247%;上缴税费由2.4亿元增加到11亿元,增长了358%。处理历史债务30多亿元,企业资产负债率比公司成立前下降了15个百分点。对重点工程建设和老旧杂设备改造投入的资金累计达70多亿元。今年经营总收入将突破70亿元,再创历史最好水平。”
“转产转型突飞猛进,非煤经济快速发展。抚矿集团立足现有资源,大力发展循环经济,全力推进以油母页岩综合利用为核心的转产转型工作,实现煤与非煤同步发展,走出了一条可持续发展之路。非煤经济比重已由过去的不足20%达到现在的70%以上,在全国煤炭行业100强中位居前列。抚矿集团公司正逐步发展成以煤炭和油母页岩开发为中心,以油母页岩炼油、造纸、煤矸石发电、机械制造、建筑建材等相关产业为重点的同心多元化能源企业”。
全矿上下,全体职工“自力更生、艰苦奋斗,创造出了一个又一个新业绩。公司曾两度入围全国工业企业500强,先后荣获“全国五一奖状”、“全国煤炭工业优秀企业”、“中国能源集团500强”、“中国煤炭企业100强”、“中国企业集团纳税500强”、“全国守合同重信用企业”、“煤炭工业节能减排先进企业”、“全国绿化模范单位”、“辽宁省先进基层党组织”、“辽宁省五一奖状”等荣誉称号”。(以上节录自抚顺矿业公司报告)
………………
整个抚顺煤矿博物馆,琳琅满目,美不胜收。抚顺煤矿成长、发展、壮大的历史,是一部人们为之骄傲的英雄史。让我们祝愿抚顺煤矿“百尺竿头,更进一步”。让我们祝愿抚顺煤矿为人民幸福、民族振兴、国家富强,作出更大的贡献!
最后,我愿以抚顺煤矿博物馆展示的两位作家的两段描写抚顺煤矿的话,作为本文的结束 。
“这是中国人民底(的)宝藏,也是人民劳动光荣的标志――它是曾被付出过可观的劳力、血汗和生命。”
萧军:《五月的矿山》
“这里的英雄们并不沉湎过去,他们的心,向着伟大的明天!”
(一)抚顺油页岩
抚顺油页岩含矿区位于辽宁抚顺市南部,矿区南部为丘陵地带,北部为浑河、东部为东洲河、西部为古城子河,是我国重要的煤炭和油页岩工业基地。
1.勘查开发简况
抚顺含矿区1928年就已兴建了年产7.5×104t页岩油的制油厂,抚顺页岩油的产量从1952年年生产页岩油22.61×104t,到1959年年生产页岩油达到72×104t,成为我国第一个人造石油生产基地,也是当时世界上最大的页岩油生产基地。在1930~1980年的50年中,共加工油页岩约4.26×108t,制取页岩油约1408.5×104t。目前,抚顺含矿区的油页岩主要由抚顺矿业集团有限公司进行开采和提炼页岩油,采用先进的加拿大ATP干馏工艺设备,2004年处理油页岩700×104t,提炼页岩油21×104t,并计划到2014年可生产页岩油71×104t。
2.地质特点
抚顺盆地位于郯庐断裂带东支———抚顺-密山断裂带西端。抚顺盆地是该断裂上最为重要的含煤盆地。抚顺盆地邻接下辽河盆地,形成于古近系的裂陷旋回中。盆地横跨白垩纪断陷,基底为下白垩统砂砾岩,部分为太古宇鞍山群石棚子组深变质岩盆内堆积有总厚度约1600m的含煤、含油页岩岩系———抚顺群。
3.成矿地质条件
抚顺油页岩矿区呈带状东西延伸,矿区西端形成向斜封闭,矿区东部的向斜也有升起的趋势,但由于被F13断层切断,所以没有形成封闭现象,断层下盘升起,古近系全被剥蚀掉,白垩系直接出露于新近系以下。
抚顺盆地油页岩层形成于裂陷期,其厚度分布明显受到同沉积正断层的控制。
盆地湖泊周缘及隆起区广泛发育泥炭沼泽,浅湖中堆积了厚达百米超厚低灰分异地、微异地混合煤层,即本层煤,该地层为始新统古城子组,为抚顺煤田最主要的成煤期。煤层自西向东、自南至北逐渐变薄,在南部西露天露头,可见煤层厚达195.0m,向深部-向斜北翼变薄,结构较复杂。该阶段沉积环境类型为淡化浅湖相。随着整个抚顺断陷带内水体广布,成矿的植物种类多种多样,湖泊中形成了厚达200m的油页岩,局部夹异地成因的薄煤层。该地层为始新统计军屯组,是油页岩形成的最主要的时期。油页岩厚度沿走向方向变化较复杂,推断该阶段沉积环境类型为湖沼相。
4.油页岩特征及分布
(1)油页岩特征:该区油页岩沉积层位为古近系计军屯组,埋深为16.7~633.8m不等,多数地带油页岩为单层分布,厚度巨大,单层厚度可达190m,最薄也在70m以上。油页岩矿层下部与古城子组本层煤突变接触,上部为西露天组绿色页岩层。根据目前油页岩的品位标准,可将该区油页岩层分为上部富矿层和下部贫矿层。抚顺油页岩平均含油率在5%~8%之间。油页岩的灰分较高,平均值为77.65%。抚顺油页岩挥发分较高,平均值为17.45%,这一特征主要与干酪根的性质有关。抚顺油页岩矿区西部勘查区水分含量值为3.39%,龙凤勘查区水分含量为3.31%,水分含量中等,而老虎台矿区水分含量为8.05%。
(2)油页岩分布规律:抚顺油页岩在全区均有分布,厚度各区差异较大,在西部勘探区油页岩矿层最厚可达191.03m,最薄为60.00m,平均厚度为122.53m,其中富矿层平均厚度为88.45m,贫矿层平均厚度为34.08m在龙凤勘探区,油页岩矿层最厚达184.73m,最薄为47.37m,平均厚度为106.77m,其中富矿层平均厚度为88.45m,贫矿层厚度为18.32m在老虎台勘查区,油页岩矿层最厚达195.45m,最薄为47.65m,平均厚度为162.21m,其中富矿区平均厚度为104.25m,贫矿层厚度为57.96m。从油页岩矿层对比图可以看出,油页岩矿层在矿区南部厚,沿倾向由南向北逐渐变薄(图2-13、图2-14)沿走向厚度变化不大,西部和东部边缘部位较中部地区薄。
图2-13抚顺含矿区19号剖面图
5.油页岩资源
抚顺含矿区资源评价结果表明,该区油页岩资源量为365195×104t,查明资源量为365195×104t,技术可采资源量为283369×104t,查明技术可采资源量为283369×104t。页岩油资源量为21412×104t,查明资源量为21412×104t,技术可采资源量为16788×104t,查明技术可采资源量为16788×104t。页岩油可回收资源量12591×104t,页岩油查明可回收资源量12591×104t。
(二)茂名油页岩
茂名盆地是我国油页岩最著名的产地之一,位于广东省西部。南西以古近系地表露头线为界,北东以高棚岭断裂为界。走向长44km,宽4~14km,面积约400km2。盆地四周山地,以剥蚀为主,地貌上呈丘陵山地。盆地内共有3个油页岩含矿区,分别为茂名油页岩含矿区、电白油页岩含矿区及高州油页岩含矿区。
1.勘查开发简况
茂名盆地的油页岩开发利用的历史悠久,新中国成立以前,当地群众已挖掘浅部油页岩供家庭生活用燃料。1955年,国家决定在茂名修建大型页岩油厂,1970年又设计了第四部炉(即著名的茂名圆炉),年炼油19×104t,直到1992年年底停止炼油。1990年开始筹建沸腾炉发电厂,1991年开始发电和产气,最大年发电量9000万度,产蒸汽6MW。2004年,广东粤电集团正式提出了利用茂名油页岩形成20MW循环流化床发电项目。
2.地质特点
茂名古近纪断陷盆地是在南盛白垩纪构造盆地基础上形成的。在盆地北东侧有控制盆地古近纪和新近纪沉积的北西向高棚岭断裂,它控制了茂名断陷盆地的形成。茂名盆地古近系和新近系地层走向北西,倾向北东,也即是越靠近高棚岭断裂沉降幅度越大,在剖面上呈箕状,即单斜式结构。主要断裂构造有北西向断裂、北东向断裂、东西向断裂和南北向断裂。北东向断裂、东西向断裂和南北向断裂对油页岩形成和控制作用较小。
图2 -14 抚顺含矿区富矿层含油率等值线图
盆地内出露地层有震旦系、白垩系、古近系、新近系等。古近系和新近系是盆地内主要地层,发育良好,自下而上划分为上垌组、油柑窝组、黄牛岭组、尚村组、老虎岭组和高棚岭组。
3.成矿地质条件
本区油页岩及煤层矿床成因类型分别为半深湖-深湖相沉积型、湖沼相沉积型。构造活动和沉积作用是油页岩成矿的主要控制因素。因此,通过分析不同时代不同阶段构造活动的特点,以及与构造活动有关联的古地理环境、沉积作用、沉积建造特点等与成矿作用的关系,总结出油页岩在空间上和时间上的分布规律,同时为成矿预测提供依据。
(1)构造条件:根据构造活动特点与成矿的关系,可将盆地内油页岩、煤及高岭土分为以下3个构造-沉积成矿期:古近纪始—渐新世构造-沉积油页岩和煤成矿期、新近纪中新世构造-油页岩和沉积高岭土成矿期和上新世构造-沉积高岭土成矿期。尤其是始—渐新世构造沉积旋回对于本区油页岩和煤的形成起着决定的作用。
(2)沉积古地理环境:始新-渐新世箕状盆地发展初期,沉积基底总体是南高北低。内陆湖泊先在北部形成,水域狭窄,水浅流急,形成了不稳定的水沉积环境,接受了陆源河湖和山麓相沉积。在盆地西南缘次一级坳陷浅湖沼泽地带,动植物生长旺盛,是生物沉积的主要地段。中新世早期盆地在原来基础上继承性发展,由于高棚岭断裂的进一步活动,开始又接受黄牛岭组的河流相和滨湖相陆源碎屑沉积。随沉降作用的加剧,中新世后期全面形成了浅水-深水湖泊环境,湖盆接受了大量的泥质碎屑和有机质沉积。中新世地壳沉降幅度和沉降速度较大,最大沉降达800m以上,形成尚村组厚达672m。但由于这一时期沉积速度较快,生物的生长和沉积密度相对较低,加上成岩后长期出露地表,不利于有机质向烃类转化和保存,故成油条件相对较差。
4.油页岩特征及分布
(1)油页岩特征:油柑窝组油页岩呈桂皮褐色、黑色,经日光长期暴晒后,其表层呈褐色或褐白色,硬度较小可以用指甲刻划,油页岩片用打火机可以点燃或冒烟且有油味。含油率样品最高为11.07%、全层最高7.55%、平均6.22%发热量最高为9.90MJ/kg、平均发热量为6.90MJ/kg含硫量最高为2.07%、平均含硫量1.14%。一般油页岩厚度在2.05~33.01m之间,平均22.75m,油页岩最厚在H22孔为33.01m,最薄处在3904孔,厚度为2.05m。
(2)油页岩分布规律:矿区内油页岩和褐煤主要产在油柑窝组中。工业矿层严格地受油柑窝组控制,但矿带的空间分布则受盆地西南缘次一级北西向的金塘断裂、新圩断裂和羊角断裂控制,从而使矿带呈北西—南东向展布,依次有高州含矿区、茂名含矿区和电白含矿区。各个含矿区或勘查区的空间分布位置与相应的次一级坳陷相一致(图2-15)。
从茂名盆地油柑窝组油页岩厚度等值线图可以看出,茂名油页岩一般厚度为4~38m,平均在20m左右,呈现在盆地的西南缘缓坡处和在东北控盆断裂处厚度大、中部薄的特点在西南缘缓坡处有3个厚度大的区域,对应于3个次级凹陷,在东北控盆断裂处也有2个厚度较大的区域在38线和41线上有两个局部的油页岩厚度减薄区。在3105井附近有一呈东西向的低厚度区域,在向北部延伸至ZK2307井处埋深达600m(图2-16)。
图2-15广东省茂名含矿区金塘勘查区43线剖面图
图2-16茂名盆地油柑窝组油页岩厚度等值线图
5.油页岩资源
茂名盆地油页岩资源评价结果为:油页岩资源量1648876×104t,油页岩技术可采资源量830807×104t含矿区页岩油资源量100053×104t,页岩油技术可采资源量50261×104t。