新疆库车俄霍布拉克煤矿下1煤中藻类体的研究

姜 华， 徐晓琴， 张永义， 刘晶晶， 贾荣坤， 吴 凡

(1.江苏地质矿产设计研究院, 江苏徐州 221006； 2.徐州矿务集团徐州长城基础工程有限公司, 江苏徐州 221006； 3.中国矿业大学国际煤地质学研究中心, 江苏徐州 221008； 4.新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所, 乌鲁木齐 830000)

0 引言

我国新疆维吾尔自治区煤炭资源丰富，据新疆维吾尔自治区煤炭资源潜力评价成果报告,已查明的煤炭资源量为22 953 193.92万t，预测的煤炭资源量为166 818 530.90万t[1-3]。俄霍布拉克煤矿是“十五”期间江苏徐州矿务集团在新疆阿克苏地区投资建设的大型能源项目，年产煤炭约180万t[4-6]。

俄霍布拉克煤矿位于库拜煤田的东部(库车县境内)，含煤地层为下侏罗统塔里奇克组(J1t)，由灰色粉砂岩、泥岩、炭质泥岩及灰白色中粗粒砂岩和煤层组成[7-8]。含煤地层平均总厚度357.63m，煤层平均总厚37.58m。含煤16层，其中可采煤层有12层，从上往下分别为下1、下2、下3-1、下3-2、下4、下5、下6、下7-1、下7-2、下7-3、下8和下10煤层。在俄霍布拉克矿区，下1煤层的厚度为0.89～4.16m，平均3.15m，稳定煤层，全区可采，其顶板为灰白色中粗粒砂岩或砾岩，底板为粉砂岩或粉砂质泥岩[9-11]。

1 下1煤层的煤质特征

勘探资料显示，下1煤层为长焰煤，属低灰、低硫、高发热量的优质动力煤。下1煤层物理性质一致，颜色为黑色，条痕色为棕褐色，沥青光泽，具参差状断口，垂直节理发育，沿节理面和层面充填有黄铁矿及碳酸盐薄膜，硬度Ⅰ～Ⅲ级[12]。

在研究俄霍布拉克煤矿S1、S3、S4和S54个钻孔揭露的下1煤层的显微组分时，发现下1煤层中含有分散结构藻类体和藻煤夹层，表明下1煤层是腐殖腐泥煤。4个钻孔中的下1煤层样品(S1-1、S3-1、S4-1、S5-1)的煤质检测和镜质组反射率数据列于表1。

由表1可见，4个钻孔中的下1煤层具有水分含量低(平均2.23%)，灰分产率低(平均6.45%)，挥发份产率高(平均39.41%)，氢含量高(平均5.25%)，全硫含量低(平均0.54%)，发热量高(平均32.15MJ/kg)等煤质特征，是低煤级烟煤(镜质组反射率平均0.68%)[13-15]。

2 下1煤层的显微组分含量

运用光学显微镜等研究方法，对俄霍布拉克煤矿下1煤层的4个样品(S1-1、S3-1、S4-1和S5-1)的煤砖光片进行了显微组分鉴定和定量统计(表2)。

表1 俄霍布拉克煤矿下1煤层的工业分析、全硫、镜质组反射率和发热量测试数据Table 1 Coal L1 proximate analysis tested total sulfur, vitrinite reflectance and calorific value data in Oho Bulag coalmine

表2 俄霍布拉克煤矿下1煤层样品的显微组分和矿物体积分数Table 2 Coal L1 sample maceral contents and mineral contents in Oho Bulag coalmine %

Sp—孢粉体(Sporinite)；Cu—角质体(Cutinite)；Sub—木栓质体(Suberinite)；Re—树脂体(Resinite)；Flu—荧光体(Fluorinite)；Alg—藻类体(Alginite)；Total L—稳定组合计；Total Org—有机组分总和；Cm—黏土矿物(Clay minerals)；Q—石英(Quartz)；Py—黄铁矿(Pyrite)；Ca—方解石(Calcite)；Total M—矿物合计。

由表2可见，4个下1煤层样品(S1-1、S3-1、S4-1、S5-1)的镜质组平均含量为53.1%，惰质组平均含量为40.2%，类脂组平均含量为6.8%，显示富含惰质组的显微煤岩特征。在镜质组中，基质镜质体是优势显微组分(38.6%)；在惰质组中，半丝质体(22.2%)和碎屑惰质体(12.2%)含量较高；在类脂组中，孢子体(4.4%)和藻类体(1.6%)含量相对较高。藻类体含量，在S1-1样品中高达5%，在S3-1和S5-1两个样品中为1.2%，在S4-1样品中含量较低(0.3%)，反映下1煤层中的藻类体或藻煤夹层具有局部富集特征。

3 下1煤层中藻类体的显微特征

俄霍布拉克煤矿下1煤层中的藻类体，在油浸反射光下，常呈灰黑色至暗黑色(图1.1、图1.3，图2.1)，有时呈褐色或棕红色(图1.5、图1.7、图2.3、图2.5、图2.7)；在蓝光激发下，发绿黄色、黄色荧光(图1.2、图1.4、图1.6、图1.8，图2.2、图2.4、图2.6、图2.8)。在大多数煤颗粒的抛光面上， 藻类体的切面形态呈透镜状、纺锤形、次圆形、不规则状等，反射光下不显示结构，或呈似聚粒状(图2.3、图2.5)，受蓝光激发后显示较清晰的蜂窝状或海绵状结构，颗粒边缘不平滑。

1、2—藻类体、基质镜质体、粗粒体(Alg，Cd，Ma，S1-1)，同视域；3、4—藻类体、基质镜质体、孢子体(Alg，Cd，Sp，S1-1)，同视域；5、6—藻类体、基 质镜质体、半丝质体(Alg，Cd，Sf，S1-1)，同视域；7、8—藻类体(Alg，S1-1)，同视域。照片1、3、5、7，油浸反射光；照片2、4、6、8，荧光，蓝光激发图1 俄霍布拉克煤矿S1钻孔下1煤层中的藻类体(藻煤夹层)Figure 1 Alginite (boghead coal parting) in Oho Bulag coalmine borehole S1 coal L1

在4个下1煤层样品(S1-1、S3-1、S4-1、S5-1)中都含有藻类体，但藻类体的含量和赋存状态不同。在S1-1样品的煤砖光片中，藻类体含量为5%，一些煤粒显示藻类体呈群体分布，堆积紧密，水平纹理明显，形成藻煤夹层，根据这些藻煤颗粒的粒径推断藻煤夹层的厚度大于2cm；而在S3-1、S4-1和S5-1 3个样品的煤砖光片中，藻类体含量为0.3%～1.2%，藻类体基本上都呈单粒状散布在煤中，少数煤粒上藻类体成群出现(图2.1、图2.2)。

在S1-1样品中，群聚的藻类体个体较小，多数颗粒长5～15μm，少数长20μm左右，受蓝光激发后发黄绿色荧光，显示蜂窝状结构；在S3-1、S4-1和S5-1 3个样品中， 藻类体个体较大， 多数颗粒长50～100μm，少数长100～150μm，常散布在基质镜质体中或与其他组分共生，受蓝光激发后发黄绿色、黄色荧光，显示蜂窝状结构。俄霍布拉克煤矿开采的下1煤层中的藻类体个体也较大(图3.1、图3.2)。

1、2—藻类体、基质镜质体、碎屑惰质体(Alg，Cd，Id，S5-1)，同视域；3、4—藻类体、基质镜质体、团块镜质体、碎屑惰质体、 孢子体(Alg，Cd，Cg，Id，Sp，S5-1)，同视域；5、6—藻类体、基质镜质体、碎屑惰质体、孢子体(Alg，Cd，Id，Sp，S4-1)，同视域； 7、8—藻类体、碎屑惰质体、孢子体(Alg，Id，Sp，S3-1)，同视域。照片1、3、5、7，油浸反射光；照片2、4、6、8，荧光，蓝光激发图2 俄霍布拉克煤矿S3、S4、S5钻孔下1煤层中的藻类体Figure 2 Alginite in Oho Bulag coalmine coal L1 in boreholes S3, S4 and S5

1、2—藻类体、基质镜质体、碎屑惰质体、孢子体(Alg，Cd，Id，Sp，俄矿开采的下1煤层)，同视域；3、4—黏土矿物、碎屑惰质体、 孢子体(Cm，Id，Sp，S1-1)，同视域；5、6—黏土矿物、碎屑惰质体、孢子体(Cm，Id，Sp，S1-1)，同视域； 7、8—黏土矿物、碎屑镜质体、孢子体(Cm，Vd，Sp，S1-1)，同视域。照片1、3、5、7，油浸反射光；照片2、4、6、8，荧光，蓝光激发图3 俄霍布拉克煤矿下1煤层中的藻类体和S1钻孔下1煤层中的腐泥Figure 3 Alginite in Oho Bulag coalmine coal L1 and sapropel in borehole S1 coal L1

4 结论

俄霍布拉克煤矿的下1煤层中出现分散的和群聚的结构藻类体，指示该煤层形成于潮湿的成煤泥炭沼泽环境。S1钻孔中的下1煤层含藻煤夹层，反映成煤时该区域沼泽覆水较深，存在开阔的深水池塘；池塘底部分布有腐泥，主要由黏土矿物、孢子体及少量碎屑惰质体等组成(图3.3至图3.8)；池塘的开阔水体中生活的藻类等低等生物在生长季节形成藻席覆盖在池塘水表面，死亡沉积后形成藻煤夹层，由于这些藻类数量多，漂浮在贫营养的水面上，所以个体较小。S3、S4和S5钻孔揭露的下1煤层中散布有少量藻类体，表明沼泽中存在富水的泥炭洼地，其中有少量藻类与成煤植物共生，由于营养丰富这些藻类个体较大。