黑龍江省撫遠縣前哨農場煤炭勘查區礦床特征研究

摘" 要：通過對勘查區地層、構造、煤層與煤質、水文地質工程地質及環境地質的分析研究，總結礦床地質特征、煤層發育狀況、礦床開采技術條件，大致確定其工業用途。

關鍵詞：礦床地質特征；工業用途；勘查區；礦床；開采技術

中圖分類號：P618.11" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）21-0108-05

Abstract： Through the analysis and study of strata， structure， coal seam and coal quality， hydrogeology， engineering geology and environmental geology in the exploration area， the geological characteristics of the deposit， the development of coal seam and the mining technical conditions of the deposit are summarized， and its industrial use is roughly determined.

Keywords： geological characteristics of deposit; industrial use; exploration area; deposit; mining technology

前哨農場勘查區（以下簡稱“本區”）位于黑龍江省撫遠縣前哨農場境內，行政區劃隸屬撫遠縣管轄，距撫遠縣城直線距離36.4 km?？辈閰^東西寬約12.40 km，南北長約11.90 km，面積約148.00 km2。

本區交通較為便利，建—黑（建三江—黑瞎子島）高速公路和建—撫（建三江—撫遠）鐵路從本區通過，最近火車站為前哨火車站，距離12 km，最近汽車站為前哨汽車站，距離15 km，區內農場和鄉村道路縱橫。

本區屬三江平原東北部，區內地勢平坦多濕地，海拔標高為60.00～64.40 m，平均61.10 m。區內主要水系為濃江河的支流，經本區自西南向東北流過；濃江河為平原沼澤性河流，兩岸地勢低平，流域范圍內森林植被較少，多為耕地及沼澤濕地。

本區屬中溫帶大陸性季風氣候區，區域年平均氣溫2.2 ℃，年平均降水量595.6 mm。

1" 區域地質概況

1.1" 區域地層

區域范圍東起別拉洪斷裂、西至富錦斷裂，南起大河鎮斷裂，北至撫遠凸起與松花江附近，區域地層主要為古生界石炭-二疊系（C-P）、中生界三疊系中上統大佳河組（T2-3d）、中生界三疊系上統-侏羅系下統大嶺橋組（T3j1d）、中生界白堊系上統松木河組（K2s）、新生界古近系始漸新統寶泉嶺組（E2-3b）、新生界新近系中上新統富錦組（N1-2f）及新生界第四系（Q）。

1.2" 區域構造

本區區域上處于中國大地構造屬濱太平洋構造域內，Ⅰ級構造單元為中國東部濱太平洋陸緣巖漿弧，Ⅱ級構造單位為陸緣區佳木斯-興凱火山活動區，Ⅲ級構造單元為三江-穆棱河斷陷帶，Ⅳ級構造單元為三江斷拗帶。

三江斷拗帶是自印支運動發育起來的一個斷拗帶，依據基底、地層結構及斷裂等特征劃分3個次一級構造單元，由西到東分別為綏濱-集賢拗陷、富錦隆起、七星河拗陷。

本區處于七星河拗陷之北部。七星河拗陷是一個面積較大的新生代拗陷，基底由元古界花崗巖、石炭-二疊系沉積地層組成?；字霞礊樾律练e，有古近系寶泉嶺組、新近系富錦組、第四系。

1.3" 區域巖漿巖

區域巖漿活動頻繁而廣泛，時期主要為中生代與新生代巖漿巖。巖漿巖成分包括基性-酸性整個系列，而酸性占絕對優勢。巖漿巖產狀有深層侵入的巖基、巖盤，淺層侵入的有巖珠、巖蓋、巖脈，也有噴發形成的巖流，其中中生代不同類型的侵入巖在區域西側街津山-額圖山一帶及南部老雌山一帶出露。

2" 勘查區地質

2.1" 地層

勘查區地層為第四系、新近系中上新統富錦組、古近系始漸新統寶泉嶺組、三疊系上統-侏羅系下統大嶺橋組。詳見表1。

大嶺橋組（T3j1d）：本組地層在區內西部出露，為本區地層之基底，巖性主要由中酸性熔巖、變質砂巖、粉砂巖、泥巖及板巖組成，地層厚度不清。

寶泉嶺組（E2-3b）：本組地層在區內普遍發育，與大嶺橋組不整合接觸，為本區主要含煤地層。

寶泉嶺組普遍成巖程度較低，上部主要由灰白色、灰綠色的粉砂巖、泥質粉砂巖、灰白-深灰色的各級砂巖、黑-黑褐色的泥巖、炭質泥巖及褐煤組成。該組上部的粉砂巖弱膠結-半膠結，無層理；細砂巖弱膠結-半膠結，分選性較好；中砂巖膠結松散-半膠結，分選性較差-中等；粗砂巖膠結松散，分選性較差。其沉積厚度受基底地形控制，各處沉積厚度變化較大，地層厚度在310～669 m。

本組地層中含6個煤層，自上而下分別為11、12、13、20、40和60號?？刹擅簩訛?0號和60號煤層，其中20號煤層為局部可采煤層，60煤層為大部分可采煤層。

富錦組（N1-2f）：本組地層在普查區分布較廣，與寶泉嶺組不整合接觸，為本區另一含煤地層。

本組巖性由灰色半膠結土黃色泥巖、淺綠灰色半膠結的粉砂巖、灰-綠灰色泥巖和微膠結的灰-灰綠色各級砂巖等組成，地層厚度251～319 m。

本組煤層主要埋藏在濃江凹陷內，凹陷邊緣煤層厚度逐漸變薄，含5個煤層，自上而下分別為3、3-1、5、5-1和10號。均為不可采煤層。

第四系（Q）：本組地層較發育，地貌單元簡單，為單一的平原型，成因類型復雜，除無海相沉積和目前尚未發現洞穴堆積外，有河流、湖泊、沼澤、風積和冰緣堆積等。

本組主要為洪積物、坡積物、沖積物，由土黃色黏土、雜色黏土及雜色亞黏土、灰白色的砂層、砂礫層夾灰色黏土和表層黑黃色腐植土組成。地層厚度約201～304 m。各處沉積厚度變化較大。與下伏富錦組呈平行不整合接觸。

2.2" 構造

本區基本構造形態為一個半地塹式盆地。三疊紀中新世至古近紀古新世，大嶺橋組地層一直處于抬升剝蝕狀態。寶泉嶺組沉積時DF10、DF13斷層開始活動，形成地塹或半地塹，接受寶泉嶺組沉積。受大嶺橋組基底起伏或地殼運動影響，局部形成背斜。寶泉嶺組沉積后期，斷層活動停止，形成坳陷，陸續接受寶泉嶺組上段、富錦組、第四系的沉積。受地殼下降、水體面積逐漸增大影響，寶泉嶺組上段、富錦組、第四系的沉積面積逐漸增大，在盆地邊緣表現為地層超覆。

濃江凹陷位于勘查區的西南部，走向近NE-WS，分別向普查區西南部和東北部延伸至區外，區內延伸長約40 km。兩翼均較平緩，受基底起伏、盆地邊緣地層超覆影響略有不同，翼部的左側近軸部被區外南部的DF8斷層所切割。地層傾角整體較小，軸部傾角較大，最大約15°左右。

區內含煤地層為近水平巖層（傾角小于5°），時代較新的巖層覆蓋在時代較老的巖層之上，構造復雜程度為簡單構造。

本區共發育斷層2條，其一DF10為正斷層，位于普查區西北部，區內延展長度19.00 km，走向NE，傾向SE，傾角64°，落差150～270 m。其二DF13為正斷層，位于普查區東北部，區內延展長度16.80 km，走向NE，傾向NW，傾角62°，落差200～420 m。

勘查區內尚未發現巖漿巖侵入。

2.3" 可采煤層

本區可采煤層是寶泉嶺組20號、60號煤層，其中20號煤層局部可采，60號煤層大部分可采，可采范圍較集中。

20號煤層：為較穩定-不穩定煤層，厚度0.30～1.65 m，平均1.05 m。煤層頂板巖性以松散的軟質粉砂巖為主，底板巖性泥巖為主。含有1～2層夾矸，夾矸巖性為泥巖、粉砂巖。煤層埋深840～1 100 m。

60號煤層：發育較穩定。對比可靠。厚度0.45～5.95 m，平均2.33 m。煤層頂板巖性以泥巖為主，底板巖性以泥巖和松散的軟質粉砂巖為主。含有0～2層夾矸，夾矸巖性為泥巖、炭質泥巖。煤層埋深910～1 160 m。

2.4" 煤質

2.4.1" 物理性質

本區可采煤層煤呈褐色-黑褐色，弱瀝青光澤或土狀光澤，呈塊狀構造，性脆易碎，為暗淡型煤，具有木質結構。主要可采煤層視密度1.27～1.47 g/cm3，平均1.39 g/cm3；真密度1.45～1.70 g/cm3，平均1.57 g/cm3。

2.4.2" 煤巖特征

本區煤巖測定結果是腐殖組為無結構腐殖體、結構腐殖體、充分分解腐木質體和凝膠體，見團塊腐殖體。惰性組主要為菌類體和碎屑惰質體。類脂組為角質體、樹脂體和孢粉體。黏土礦物為棕黑色或黑色，除充填細剖外呈侵染狀、結核狀、片狀或細粒狀聚集體。

煤的鏡質組最大反射率R°max%一般在0.20%～0.28%，變質階段為低煤級煤階段。

2.4.3" 化學性質

本區可采煤層空氣干燥基水分（Mad%）2.33%～13.60%，平均8.18%。原煤灰分（Ad%）6.19%～38.92%，平均24.66%。浮煤揮發分（Vdaf%）38.94%～64.15%，平均52.19%。

2.4.4" 元素分析

元素分析：干燥無灰基碳（Cdaf）含量69.36%～74.58%，平均73.55%；氫（Hdaf）含量5.00%～5.98%，平均5.23%；氮（Ndaf）含量1.19%～1.69%，平均1.29%，氧+硫（O+S）daf含量16.50%～23.53%，平均19.94%。

有害元素：全硫含量（St，d）0.15%～0.48%，平均0.37%；磷含量（P，d）0.004%～0.046%，平均0.018%；氯（Cl，d）含量0.004%；砷（As，d）含量1～9μg/g，平均3μg/g。

2.4.5" 工藝性能

原煤干燥基高位發熱量（Qgr，d）17.00～26.36 MJ/kg，平均22.62 MJ/kg。恒濕無灰基高位發熱量（Qgr，maf）值23.12～24.92 MJ/kg，平均23.84 MJ/kg。

可采煤層腐植酸的含量5.8%～24.1%，平均13.12%。通過低溫干餾試驗，煤焦油產率9.49%～16.17%，平均12.35%。

3" 水文地質及工程地質條件

3.1" 水文地質

3.1.1" 地表水

本區地表主要為縱橫交錯人工排水河渠十分發育，寬一般為2.0～6.0 m，最寬為8 m。一般深為1.0～1.6 m，最深為2.0 m。在雨季到來，人工排水河渠作為農田的排水渠，同時儲存雨水為旱天灌溉渠所利用。

濃江在本區西北部邊緣由西南向東北方向徑流，本區最低侵蝕基準面48 m。

3.1.2" 地下水

1）含水層。本區第四系全區發育，主要受沉積環境影響，厚度變化在201.00～304.00 m。巖性為砂層夾黏土，沉積旋律明顯，但頂部有一層較薄的黏土，因此，將第四系分為一個含水層。

本區新近系全區發育，含水層自上而下劃分為新近系中上新統富錦組（N1-2f）含水層和古近系寶泉嶺組（E2-3b）含水層。

第四系含水層：全區普遍發育，主要由洪積物、坡積物、沖積物組成，頂部有一層0.50～13.00 m的腐植土和黏土，其下為細砂、中砂、礫砂等，其間夾黏土或亞黏土的透鏡體。第四系厚度201.00～304.00 m，含水層厚度一般在197.20～270.15 m。通過水文地質調查，本區第四系地下水位埋深在22.80～26.60 m。地下水位標高在36.90～44.00 m，水溫10～13 ℃。地下水埋藏類型為潛水，含水介質性質為孔隙水，一般情況，中砂和礫砂透水性好，富水性強。地下水補給主要為側向徑流補給。從總體來看，地下水流向由西南向東北。

新近系富錦組含水層：埋藏于第四系與寶泉嶺組之間，在普查區分布較廣，以湖沼相細屑沉積為主，地層厚度變化較大，地層厚度在251.00～319.00 m。含水層厚度一般在24.2～217.85 m。巖性由膠結程度很低的各級砂巖組成，以綠灰色為主，次之為灰白色，礦物成分以石英、長石為主，次棱角及次圓狀，分選性中等。一般情況富水性和滲透性弱，地下水埋藏類型為承壓水，含水介質性質為孔隙水，是礦床間接充水含水層。

古近系寶泉嶺組含水層：本組地層在普查區內普遍發育，區內無出露，與大嶺橋組不整合接觸，為普查區主要含煤地層。寶泉嶺組普遍成巖程度較低，上部主要由灰白色、灰綠色的粉砂巖、泥質粉砂巖、灰白-深灰色的各級砂巖、黑-黑褐色的泥巖、炭質泥巖及褐煤組成。該組上部的粉砂巖弱膠結-半膠結，無層理；細砂巖弱膠結-半膠結，分選性較好；中砂巖膠結松散-半膠結，分選性較差-中等；粗砂巖膠結松散，分選性較差。其沉積厚度受基底地形控制，各處沉積厚度變化較大，地層厚度在310.00～669.00 m。20號煤層頂板以上含水層厚度一般在8.15～508.45 m，底板埋藏深度773.45～1 114.25 m。一般情況，富水性和滲透性較弱，地下水埋藏類型為承壓水，含水介質性質為孔隙水，是礦床直接充水含水層。

2）隔水層。富錦組隔水層：全區廣泛發育，厚度在82.40～228.90 m左右，巖性由灰色半膠結土黃色泥巖、淺綠灰色泥質半膠結的泥質粉砂巖、灰-綠灰色泥巖組成，泥質含量85%～100%，隔水性良好。

寶泉嶺組隔水層：本組地層在普查區內普遍發育，區內無出露，厚度在82.40～110.00 m左右，寶泉嶺組普遍成巖程度較低，上部主要由灰白色、灰綠色的粉砂巖、泥質粉砂巖、黑-黑褐色的泥巖、炭質泥巖組成。該組上部的粉砂巖弱膠結-半膠結，泥質含量85%～100%，隔水性良好。

綜上，本區水文地質勘查類型大致可劃分為一類三型，即以孔隙含水層充水為主的礦床，為水文地質條件復雜型礦床。

3.1.3" 地下水的補給、徑流與排泄條件

本區地勢平坦，濃江自西南向東北從本區西部流過，地面人工排水渠縱橫交錯。由于普查區內地勢平坦，地表徑流排泄條件不良，大氣降水對第四系上段孔隙含水層將有一定的補給。區內有大量水稻田，故農耕時有大量機井開采第四系地下水灌溉農田，后地下水通過蒸發、蒸騰及人工排泄的方式排出。地下水流向總體為由西南向東北徑流，匯集到黑龍江附近后向東排泄出本區域。

區內地表水有濃江河，濃江在勘查區西北部由南向北流，在汛期，江水陡漲，對地下水形成倒灌補給，在枯水期，地下水反之補給河流，地下水與河流構成了水力聯系，為互補關系。

第四系上部和下部之間在普查區內連續無隔水層，為同一含水體。第四系與古近系之間為新近系富錦組，厚度較大，富水性和滲透性弱，為一良好的隔水層，因此，第四系含水層與古近系富錦組含水層之間在普查區內水力聯系微弱。

新近系富錦組與古近系寶泉嶺組有隔水層，分布在寶泉嶺組上部，主要由灰白色、灰綠色的粉砂巖、泥質粉砂巖、黑-黑褐色的泥巖和炭質泥巖組成，隔水性良好。因此，在普查區內新近系富錦組與古近系寶泉嶺組水力聯系微弱。

3.2" 工程地質

3.2.1" 第四系工程地質特征

本區第四系松散層全區分布，頂部為土黃色黏土、雜色黏土及雜色亞黏土，其下巖性主要由灰白色的砂層、砂礫層夾灰色黏土和表層黑黃色腐植土組成，含少量暗色礦物，次棱角狀及次園狀，分選性較好，巖性松散，富含孔隙水，工程地質巖組為第四系砂礫石巖組（Ⅰ）。由于地層松散，富水性強，礦山建設時需要特別維護。

3.2.2" 新近系富錦組工程地質特征

本組地層在普查區內分布較廣，主要埋藏在位于本區內西南部的濃江凹陷與區外北部的曙光凹陷內，凹陷邊緣煤層厚度逐漸變薄，其中位于區外北部的曙光凹陷煤層厚度較薄，濃江凹陷煤層沉積較厚，上部由半膠結的泥巖和粉砂巖組成，基本不含水。下部巖性以半膠結的砂巖為主，其次為砂巖與泥巖互層，夾有泥質半膠結的砂礫巖，局部呈松散狀。成分以石英、長石為主。次棱角狀及次圓狀，分選性較差，泥質含量較高。工程地質巖組為新近系砂巖巖組（Ⅲ）。

3.2.3" 古近系寶泉嶺組工程地質特征

寶泉嶺組普遍成巖程度較低，上部主要由灰白色、灰綠色的粉砂巖、泥質粉砂巖、灰白-深灰色的各級砂巖、黑-黑褐色的泥巖、碳質泥巖及褐煤組成。該組上部的粉砂巖弱膠結-半膠結，無層理；細砂巖弱膠結-半膠結，分選性較好；中砂巖膠結松散-半膠結，分選性較差-中等；粗砂巖膠結松散，分選性較差。大部分鉆孔未到寶泉嶺組底界面，所以厚度不能確定。含孔隙水，富水性均較弱。

總的規律是隨著深度的增加，其巖石強度也相應增加。原因是淺部巖石風化強烈，隨著深度增加，巖石風化程度減弱，巖石強度增高。一般情況細顆粒巖石的強度相對較高，粗顆粒巖石的強度相對較低。巖性不同，其巖石的強度均有不同，巖石強度各向各異，同種巖性的強度亦有較大的差別。

根據對巖芯鑒定、測井曲線物性反映等資料的分析研究，按照巖石在一般特征上類似，工程地質特征相近的組合原則，將普查區古近系寶泉嶺組巖層大致劃分為 3 個巖組：粉砂巖巖組（Ⅳ）、粗砂巖巖組（Ⅴ）、泥巖巖組（Ⅵ）。

綜上，本區工程地質勘查類型大致可劃分為第一類復雜型。

4" 環境地質特征

4.1" 地震與礦區穩定性

根據GB 18306—2015《中國地震動參數區劃分圖》，本流域地震動峰值加速度為0.05 g，地震動反應譜特征周期為0.35 s，地震基本烈度為小于Ⅵ度，近期無地震活動記錄，為區域地質構造穩定區。本區地形地貌類型簡單，地勢較平緩，歷史上沒有發生過破壞性地震，沒有滑坡、崩塌、泥石流等不良地質現象。

4.2" 礦區水環境

本區地下水豐富，砂層及巖層均含有地下水，水質評價采用 GB 3838—88《地面水環境質量標準》、GB 5749—85《生活飲用水衛生標準》，地下水主要為第四系孔隙水，通過水文地質調查，本區第四系地下水位埋深在22.80～26.60 m。地下水位標高在36.90～44.00 m，水溫10～13 ℃。未受污染，水質良好。區內無強污染源，原生水文地質環境良好，污染較輕。

由于煤層直接充水含水層為與第四系含水層無直接水力聯系，未來煤礦開采不會造成區域水位下降，礦井的生產廢水和生活污水排放引起的水環境問題是對地表水和地下水造成污染。污染源主要是礦坑、選煤廠、電廠等排出的堿性水，包括大量的煤塵。

4.3" 礦山開采地質環境影響預測

礦床開采時，可產生局部地表變形，但對地質環境破壞不大，區內無重大污染源，無熱害，地表水、地下水水質較好，礦坑排水對附近水體有一定污染，煤和煤矸石化學成分基本穩定，無其他地質環境隱患，對生態環境及地面建筑、土地有一定影響。

綜上，礦區地質環境質量大致劃分為中等（二類）。

5" 結束語

勘查區位于三江斷拗帶七星河拗陷之北部，構造復雜程度為簡單構造。含煤地層為古近系寶泉嶺組、新近系富錦組，共含煤11層。其中，可采煤層2層，位于寶泉嶺組，煤層穩定程度屬于較穩定型。可采煤層屬于特低灰-高灰、特低-低磷、特低硫、中低-中高發熱量的褐煤。其工業用途可以用作發電燃料、氣化原料，以及鍋爐燃料、提取焦油等。

礦區水文地質類型為一類三型（即以孔隙含水層充水為主的礦床，為水文地質條件復雜型礦床）；工程地質勘查類型為第一類復雜型；礦區地質環境質量中等。

參考文獻：

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