煤炭資源分類中所指的煤炭資源,是指賦存于地下的具有現(xiàn)實和潛在經濟價值的煤炭,包含著已發(fā)現(xiàn)資源量和預測資源量。依照有關規(guī)范的程序和方法完成了地質普查以后所計算的煤炭資源數(shù)量稱為“已查證資源”,亦稱為“保有儲量”。在已查證資源中,經過詳查和精查,包括普查最終和詳查最終勘探階段所計算的資源數(shù)量稱為“儲量”,只進行了普查所計算的資源量數(shù)稱“資源量”。只經過找煤階段所計算的資源數(shù)量尚未達到已查證的程度,暫稱為“已發(fā)現(xiàn)資源量”。因此廣義的已發(fā)現(xiàn)資源量包括找煤、普查資源量和詳查、精查儲量的總和。僅根據(jù)零星資料和地瓜理論由已知煤產地類比、外推所估算的資源數(shù)量,即稱為“預測資源量”。
一、煤炭資源分布概況
1.按地域分布概況
中國煤炭資源十分豐富,但按地域分布很不均衡,若以大興安嶺一太行山一雪峰山一線東西劃界,則西部地區(qū)的資源量占全國總資源量的89%,若按昆侖山一秦嶺一大別山一線劃界,則北部地區(qū)的煤炭資源占全國的90%。東部沿海的遼寧、天津、河北、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、海南、臺灣、廣西等11?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)的煤炭資源僅占全國的3.3%。
全國保有儲量和資源量中,肥煤、焦煤和瘦煤合計占14.7%,氣煤占12.9%,用途廣泛的中等變質煙煤的資源相對貧乏,而年輕煙煤所占相對密度最大,其中不黏煤約占21.6%,長焰煤約占8.2%,弱黏煤約占2.6%,褐煤約占12.7%。
2.按地質時代分布概況
資源量最多的聚煤期首推早、中侏羅世,主要分布于華北和西北兩大賦煤區(qū),其資源量占全國總資源量的60.8%其次是主要分布于華北賦煤區(qū)的晚石炭世至早二疊世煤,占總資源量的25.4%主要分布于東北賦煤區(qū)的早白堊世煤,占總資源量的6.7%主要分布于華南賦煤區(qū)的晚二疊世煤,占總資源量的6.11%第三紀(含少量第四紀煤)煤和三疊世煤僅占總資源量的0.7%和0.3%。中國重要聚煤期的排列順序與全球的規(guī)律基本相同。
二、煤質概況
中國煤炭資源極為豐富。在地質史上,成煤期延續(xù)長達5億年以上,從中元古代至早古生代至早古生代形成了石煤,此后的中泥盆世至第四紀均有煤層形成,而具有工業(yè)價值的重要成煤期有早、晚石炭世,早、晚二疊世,晚三疊世煤,早、中侏羅世,早白堊世和第三紀。成煤植物門類繁多,從低等菌藻類植物到高等被子植物不斷繁衍演化。腐植煤是占絕對優(yōu)勢的成因類型,除泥盆紀前期形成的腐泥無煙煤外,石炭系以后的均以腐植煤占絕對優(yōu)勢。成煤時代、成煤原始物質、聚媒環(huán)境和所經歷的煤化作用等方面的差異致使各個地區(qū)煤的煤巖組成和煤的物理、化學工藝性質復雜多樣。
各時代煤的煤質和煤巖特征如下。
(1)中元古代至早古生代煤 均為石煤(腐泥無煙煤),由菌、藻類和海綿等低等生物所形成。石煤的顯微組分中,有機組分以腐泥基質為主,基質中有大量菌、藻類等形態(tài)分子和碎屑膠質體。礦物質含量占30%~40%,有的高達60%以上,煤的變質程度相當于2號至1號無煙煤。
石煤層及其頂?shù)装逯?,釩、鎵、鍺、鈾、鎳、鉬、銅等元素含量較高,常夾有磷質結核,偶見金、銀等貴金屬元素,可供綜合利用。
(2)晚古生代泥盆世煤 雖然早、中、晚泥盆世都有煤層沉積,但是只有中泥盆世煤具有一定的工業(yè)價值,其中云南祿勸煤因煤巖組分中富含角質體而以角質殘植煤著稱。鏡質組37.3%,惰質組2.4%,殼質組60.3%,鏡質體反射率(Rmax)0.65%。
煤的灰分34%~50%,硫分1.1%,揮發(fā)分73.7%。元素組成中(干燥無灰基)碳75.8%,氫9.0%,氮0.6%,氧13.5%,硫1.1%。
(3)早石炭世煤 主要分布于長江以南的江西、湖南、廣東、廣西、浙江及云南、貴州、青海、西藏的瀾滄江沿岸等地,新疆、陜南等地也有零星煤產地,均具有一定的工業(yè)價值。煤類基本屬無煙煤,局部也有中、高變質煙煤。
湘中地區(qū)測水組煤層最發(fā)育,煤質最好。宏觀煤巖類型以半亮煤為主,堅硬致密,但受構造破壞的煤層則變成構造碎粒煤。顯微組分含量為鏡質組70%~95%,惰質組5%~51%,礦物質5%~13%。
煤的灰分20%~30%,硫分1%~5%。湘中金竹山的無煙煤,灰分3%~7.5%,硫分0.6%,是我國少有的優(yōu)質無煙煤。
(4)晚石炭世煤 晚石炭世本溪組煤分布于華北各省(自治區(qū))及遼寧、陜西、寧夏等省(自治區(qū)),基本無工業(yè)價值。唯寧夏堿溝山煤層發(fā)育完好,煤質好。主要煤層灰分小于7%,硫分0.6%~2.9%,揮發(fā)分均小于3.5%,氫含量小于2%,真密度1.8左右。宏觀煤若類型為光亮煤,塊狀、致密堅硬。鏡質組占96%,惰質組占1.3%,礦物質占2.3%,鏡質組反射率Rmm為9.91%,是少有的優(yōu)質無煙煤。
(5)晚石炭世至早二疊世(太原組)煤 廣泛分布于北方各省區(qū),尤其在河北、山西、山東、江蘇、陜西、寧夏等?。ㄗ灾螀^(qū))最具工業(yè)價值。
太原組煤為宏觀煤巖類型以半亮煤和半暗煤為主,顯微組分中鏡質組占60%~80%,惰質組占10%~30%,殼質組占1%~10%,各地區(qū)煤的顯微組分含量變化較大。華北地區(qū)煤中角質體比較豐富。
太原組煤的灰分一般小于25%,硫分普遍較高,可達2%~5%,可選性為中等可選至難選至極難選。與同煤級煙煤相比,其黏結性和結焦性好于山西組煤層。
太原組煤類復雜,從長焰煤、氣煤到無煙煤各大類均有。
(6)早二疊世煤
①北方早二疊世煤。
a.山西組煤。山西組煤層與太原組分布范圍大致相同,因其分布廣泛,煤層發(fā)育完好,煤質好,開采條件好,其經濟價值在太原組之上。
山西組煤以半亮煤和半暗煤為主,與太原組相比,顯微組分中鏡質組含量減少,惰質組含量增加,鏡質組一般為50%~80%,惰質組為10%~40%,殼質組1%~10%。煤的灰分為15%~30%,硫分小于1%。煤的可選性為易選至難選,精煤回收率為40%~85%。
煤類及其分布與太原組煤基本相似。
b.下石盒子組煤。該種煤分布于河南、蘇北、皖北等地的各大礦區(qū)及陜南的零星礦點。在平頂山、永夏、徐州、淮南、淮北等礦區(qū)有重要工業(yè)價值。
煤的灰分20%~40%,硫分小于1%,可選性為難選至極難選。煤類有氣煤至無煙煤,以中等變質程度的煙煤居多,但有相當數(shù)量因灰分高,可選性差而只能作燃料。
②南方早二疊世煤。南方早二疊世煤分布面積較大,但經濟價值很有限。只有福建最具工業(yè)價值,占全省煤炭資源量的96%,且煤質好。
福建多屬構造煤,呈再生堅硬的塊狀及疏松鱗片狀。亮煤占50%~80%,在顯微組分中,鏡質組占87%~96%,惰質組占3.5%~12.4%,殼質組為少量氧化樹脂體和藻類。鏡質組最大反射率為5%~9%,顯微硬度為60~233kg/mm2,一般均超過100kg/mm2。煤的灰分為20%,硫分為0.2%~2%。
(7)晚二疊世煤 晚二疊世是秦嶺以南,尤其是長江以南的主要聚煤期,含煤地層分布于廣東、廣西、湖南、江西、浙江、湖北、蘇南、皖南和西南地區(qū)的云、貴、川、重慶、西藏等地。煤類很復雜,從氣煤至無煙煤均有。華南晚二疊世煤主要由亮煤和暗煤組成,鏡煤含量少。在華南西部,煤中鏡質組含量一般在60%以上,惰質組含量小于30%,殼質組含量小于10%。華南東部的樹皮殘植煤中,鏡質組含量一般小于35%,惰質組含量小于15%,殼質組含量可達50%~65%,殼質組主要是樹皮體。
晚二疊世煤的灰分各地差異很大,特低灰煤和高灰煤均有,其中有不少優(yōu)質煤。如湖南的牛馬司、郴耒煤田,廣東曲仁,川南,黔西等地的部分煤層灰分在10%以下,硫分低于1%。其他多數(shù)地區(qū)灰分為15%~35%,硫分一般為1.5%~3%。總體上屬高硫煤的地區(qū)有桂西、桂南、湘北、鄂東南、鄂西南、浙北、黔東、黔北、川南、蘇南、皖南等地,硫分可達3%~10%。
(8)晚三疊世煤 晚三疊世煤在南方經濟價值較好的有四川、重慶、云南、湖南、江西等?。ㄖ陛犑校?,為重要的煉焦煤源。
新疆、甘肅、青海、西藏、陜北的晚三疊世煤也具有一定的工業(yè)價值。
晚三疊世煤的顯微組分含量一般值為鏡質組76.6%,惰質組17.6%,殼質組5.5%。四川須家河組煤鏡質組低于一般值。煤中礦物質含量為8.5%~20%。鏡質體最大反射率在1%左右,四川盆地西北緣和陜北子長等地最低為0.7%左右,福建煤變質程度最高,達2%~7.9%。煤的灰分、硫分各地相差很大,但以中灰煤、高灰煤,低硫、低中硫煤為主。甘、藏、陜、川、渝、滇西等地有相當數(shù)量的低灰煤、低硫煤層,用途很廣。
晚三疊世煤煤類復雜,長焰煤、無煙煤皆有,而以中等變質程度的煙煤居多。
(9)早、中侏羅世煤 早、中侏羅世是中國最重要的聚煤期,含煤地層主要分布于北方各省區(qū),包括東北三省、內蒙古、河北、北京、山東、河南、山西、陜西、寧夏、青海、甘肅、新疆等?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市),其中,陜西、內蒙古、新疆、山西、寧夏等省(自治區(qū))在中國煤炭工業(yè)中的地位尤其重要。
北方早、中侏羅世煤煤巖組分的突出特點是惰質組含量高,鏡質組含量較低。中侏羅世煤的鏡質組含量低于早侏羅世煤,惰質組則相反,殼質組含量都在3%左右。如鄂爾多斯煤(J2)的鏡質組為47%~53%,惰質組為46%~49%中祁連地區(qū)煤(J)的鏡質組為47%~75%,惰質組為25%~67%。新疆早侏羅世煤的鏡質組為75%,惰質組為22%新疆中侏羅世煤的鏡質組為67%,惰質組為30%。
早、中侏羅世煤的主要產區(qū)均以低灰、低硫、可選性好著稱。如神府、東勝、大同煤的灰分5%~12%,硫分小于0.7%寧夏、甘肅、新疆煤的灰分7%~20%,硫分一般小于1%冀北、北京、青海煤的灰分11%~30%,硫分小于1%。西北地區(qū)煤以黏結性弱、二氧化碳轉化率高為特點。南方各產地的煤質明顯比北方差,灰分和硫分的兩極值變化很大,灰分10%~55%,硫分0.3%~6.0%,以中灰、中高灰煤,低中硫至特高硫煤占多數(shù)。
早、中侏羅世多數(shù)為低變質煙煤,個別礦區(qū)也有貧煤和無煙煤,煤類分布有一定規(guī)律。
(10)早白堊世煤 早白堊世煤主要分布于黑龍江、吉林、內蒙古、遼寧、河北、山西、甘肅和西藏等省(自治區(qū)),以東北三省和內蒙古的最重要。
東北地區(qū)早白堊世煤,鏡質組(腐植組)含量高是其顯著特點,惰質組一般不超過15%,但伊敏煤是例外,其惰質組高達30%~40%。
褐煤中腐殖質組60%~93%,惰質組4%~29%,殼質組1%~3%,Rmax為0.31%~0.60%。煙煤中鏡質組80%左右,惰質組6%~20%,殼質組1%~3%,Rmax為0.70%~2.5%。殼質組中普遍含有樹脂體,但僅在東寧的煤層中形成了樹脂殘植煤分層,其樹脂體含量可達60%~80%。
煤質以中灰、低硫煤為主。以扎賚諾爾煤最好,屬低中灰煤,大雁、鐵法、營城等礦區(qū)屬中高灰和高灰煤。從總體上看,褐煤的灰分低于煙煤。褐煤的可選性為易選和中等可選,但煤泥比較嚴重。煙煤以中等可選級為多,易選和極難選級均有。
煤類以褐煤和長焰煤為主,氣煤和焦煤集中賦存含于三江平原,西藏的個別礦點有貧煤和無煙煤。
(11)第三紀煤 第三紀也是中國重要聚煤期之一,含煤地層主要分布于兩大片區(qū),其一是東北三省的東部地區(qū)其二是云南、廣東、廣西、海南和臺灣,工業(yè)價值較大。第三紀煤常與油頁巖、硅藻土共生,可供綜合開采利用,有些地區(qū)的共生礦產甚至超過煤的經濟價值。
老第三紀在北方包括古新世、始新世和漸新世3個聚煤期,以始新世最重要。在南方只有始新世和漸新世兩期成煤,以茂名最好。
新第三紀在北方只有中新世成煤,以黑龍江煤層較發(fā)育,分布范圍較大。在南方,中新世和上新世都形成了含煤性很好的煤盆地,以滇東煤層煤最發(fā)育。
北方第三紀煤皆以腐植煤為主體,鏡質組(腐植組)含量占89%~98%,惰質組占0~5%,殼質組占1%~7%。殼質組中以樹脂體、角質體和小孢子體最多。老第三紀煤中均含琥珀顆粒,而新第三紀煤中尚未發(fā)現(xiàn)琥珀,典型琥珀煤有撫順煤和沈北煤。老第三紀煤中常見過渡類型的腐植體腐泥煤分層,具有均一結構的腐植腐泥煤稱煤精,主要產于撫順和伊蘭。
褐煤腐植組反射率為0.30%~0.41%,煙煤的鏡質組反射率為0.55%~0.59%。南方第三紀煤基本為腐植煤,僅在茂名、合浦、長昌、長坡等地有腐泥質頁巖(油頁巖)共生。
云南的淺褐色褐煤,俗稱白泡煤,分布于昆明四周的褐煤盆地。褐煤中腐植組占86%,惰質組占2%,殼質組占12%,腐植組反射率為0.24%~0.59%。
第三紀煤以水分高、熱值低、灰分和硫分變化大為特征。水分15%~20%,灰分10%~50%,硫分0.24%~7%,揮發(fā)分為40%~60%,發(fā)熱量為10~16MJ/kg。吉林、遼寧和云南等主要礦區(qū)的部分煤層灰分可低于10%,東北地區(qū)多屬特低硫煤,而云南的特高硫褐煤占全省褐煤總量的1/4。
老第三紀煤基本屬老年褐煤(HM1),部分礦區(qū)有長焰煤和中等變質程度的煙煤。其中伊蘭為長焰煤,撫順為長焰煤和氣煤,局部見天然焦。
新第三紀基本屬年輕褐煤(HM2),僅局部見有長焰煤等低變質程度的煙煤。如廣西稔子坪為長焰煤,臺灣基隆一桃園一帶有相當于長焰煤、弱黏煤、氣煤、氣肥煤的各煤類,在巖漿活動影響嚴重的基隆地區(qū)有少量煤已接近無煙煤。云南西部和西南部地區(qū)則以老年褐煤為主,而一些小盆地的中新世煤層有長焰煤,局部見氣煤和肥煤,甚至是貧煤和無煙煤,與巖漿巖接觸,可變質為天然焦。
促使第三紀褐煤迅速變質的因素,幾乎皆與新生代巖漿和高溫氣液活動有關。
(12)第四紀煤 第四紀褐煤見于云南、四川和華南沿海的個別盆地中,工業(yè)價值不大。
來源:現(xiàn)代煤化工技術手冊