新疆和田市沉积矿床矿体特征与岩层特征对比研究

张 强，呼冬强，李 辉

（1.新疆地矿局第二地质大队，新疆 喀什 844000；2.新疆工程学院矿业工程与地质学院，新疆 乌鲁木齐 830023）

新疆矿产资源丰富，但地域分布极不均衡，东疆、北疆矿产资源赋存多，研究程度高，南疆矿产资源赋存少，属缺矿地区，矿层研究程度低，缺乏矿层的对比研究。该矿区位于皮山县南148°方位，直线距离约85km，行政区划属皮山县管辖。矿区东西长约10.30km，南北宽约0.43km～1.41km，面积约8.93km2。矿产资源开采历史较久，1957年以前沿矿层露头已有数十个小窑，最低开至2227m，已停采封闭。1958年建成2200m水平平峒，采平峒西翼B1矿层上山矿，采掘长度1570m，1969年建成设计能力为年产6万吨的2150m水平平峒，平峒东西两翼均采B1和B2矿层上山矿。东翼B1矿层采长680m，西翼B1矿层采长1430m，B2矿层采长140m。1985年建成设计能力为年产量6万吨的2100m水平平峒，开采B1和B2矿层。现开采斜井于1997年建成投产设计年产量是9万吨，核定生产能力14万吨/年。主要开采B1和B2号矿层，斜井开拓，倒退式回采，设计采矿回采率为75%。但矿区内各矿权因勘查工作单位和时间均不一致，导致矿层编号存在不一致的情况，为了统一认识，需对和田矿床的地质特征、矿层特征进行分析，提出可靠的矿层对比方法，为矿产开采和矿区深部矿产资源勘查提供理论依据。

1 地质概况

所研究矿区位于塔里木盆地南缘，塔西南坳陷带东段，出露的地层有元古界、石炭系上统塔哈奇组（C2t）、二叠系上统杜瓦组（P2d）、侏罗系中下统、白垩系下统、第四系上更新－全新统。矿区位于杜瓦背斜南翼，呈向南倾的单斜构造，地层走向90°～105°，倾角35°～51°。矿区发育内4条逆断层，分别为F1、F2、F3、F4，一条正断层，为F5；两条平移断层f1、f2。其中F1、F4构成矿区南部的含矿边界。

2 含矿地层及矿层特征

2.1 含矿地层

矿区内含矿地层为侏罗系中统杨叶组(J2y)，含矿资源地层平均厚238.24m，含矿3层（其中可采矿层2层）。矿层平均总厚18.84m，可采矿层平均总厚19.23m，有益平均总厚17.13m，含矿系数7.91%。3层矿层自下而上编号为B1、B2、B3，其中B1矿层为全区可采矿层，层位较稳定，厚度变化大。B2矿层为局部可采矿层，以其厚度大，结构复杂，厚度变化大为主要特征，属较稳定矿层。B3矿层为不可采矿层，属极不稳定。

图1 区域地质构造示意图

2.2 可采矿层特征

矿区内可采矿层2层，分别为B1、B2号矿。其中B1号矿层为全区可采矿层，也是矿区内各生产矿井主要开采区。B2矿层仅在矿区东部可采，向西不连续。

2.2.1 B1号矿层

该矿层从矿区西部的阿其克苏塔格矿床连续发育至矿区东部的杜瓦矿体，仅在杜瓦矿区内C线以东不发育，f1平移断层附近有少量地段不可采。矿区内有56个工程点控制层位，见矿区内矿点51个，可采点47个；矿区内可采面积1.77km2；矿层总厚度0m～30.15m，平均6.15m；矿层可采厚度0.60m～30.15m，平均5.47m。含有0～5层夹矸，夹矸单层厚度为0m～2.03m，结构简单-复杂，夹矸岩性多为炭质泥岩和泥岩。该矿层在矿区西部呈“透镜”状，矿层厚度变化巨大，属较稳定的全区可采矿层。矿层顶板多为泥炭沼泽相的炭质泥岩和泥岩，相变较为显著。矿层底为湖相过的粉砂岩，含石英砾石（或小石子）为主要特征，层位稳定、延伸较远，是矿层对比的良好标志层。矿层间距：B1号矿层与B2号矿层间距为0.60m～11.08m，平均4.12m。

2.2.2 B2号矿层

仅在矿区东部矿一带（Ⅲ线—2线之间）发育，矿区内有46个工程点控制层位，见矿点34个，可采点28个；矿区内可采面积0.82km2；矿层总厚度0m～62.11m，平均11.51m；矿层可采厚度0.73m～58.91m，平均12.69m。本矿层以其厚度大、厚度变化大（分叉、变薄）、结构复杂为主要特征。含夹矸0～10层，矿层结构简单—复杂，一般含夹矸1～3层，唯在矿Ⅱ－Ⅰ线间含夹矸多达10层，在此范围内浅部以3.20m～8.40m的炭质泥岩和粉砂岩，将B2矿层分为上下两个分层，各分层夹矸单层厚0.22m～0.90m之间，多为炭质泥岩和泥岩，夹矸多不稳定，难于对比。矿层顶板岩性以粉砂岩、泥岩、炭质泥岩为主,偶见中砂岩；底板岩性以炭质泥岩、泥岩为主，粉砂岩次之。B2矿层厚度变化较大，但仍有规律可循，矿层沿走向的变化，其形态似“纺锤”状。

表1 矿区矿层特征简表

3 矿层对比

矿层对比主要根据自身特点、结构发育情况、层间距、矿床特征、顶底板岩性以及矿层所处的空间位置等多种因素的综合分析，以主要可采矿层B1矿层底板作为对比基线。在剖面图和矿层发育对比图上较为清晰地反映了各矿层在空间位置上的相互关系和对比情况。具体分析方法如下。

3.1 矿层所处空间位置及底板岩性

B1矿层位于含矿段之下部，是本区最底部的矿层，矿层底板普遍为含石英砾石（小石子）之粉砂岩，地表风化后微显黄褐色县微突起，井下及钻孔中均可见到。该层粉砂岩层位稳定，延伸较远，易于识别，是良好的标志层。B2矿层位于B1矿上部，其底板多为炭质泥岩和泥岩，极易与B1矿层区别开。

3.2 矿产资源特征

B1矿层类型以半亮、半暗为主，含有较多的黄铁矿，全硫含量偏高，矿产的灰分、挥发分也较高，其发热量略高。B2矿层类型以暗、半暗为主，微含星点黄铁矿，其灰分、硫分、挥发分较B1矿层低，发热量较B1矿层低。

3.3 矿层厚度

B1矿层厚度小，厚度变化仅在矿区西部变化大，矿区东部较稳定，矿层结构较简单。B2矿层仅赋存与矿区西部，其厚度大，厚度变化也大，矿层结构复杂。

3.4 地质剖面连线法

根据矿层在剖面上所处的空间位置。结合矿层层序、产状进行剖面连线以确定矿层编号，这样起到了对比的验证作用。

3.5 测井曲线特征

同一矿层的物性曲线特征，虽在走向上有所变化，但其总的特征大体相似，变化不大，尤其是复杂结构的厚矿层，中厚矿层的物性特征都比较明显，与其它方法参照，可以取得较好的效果。矿区测井工作采用有效合理的物性参数GG（人工伽玛伽玛）、GR（天然放射性）、NR（视电阻率电位）及SP（自然电位），较好地反映出了各矿体发育的物性特征，尤其是巨厚矿层、中厚矿层的物性特征比较明显，与其它方法参照，可作为明显对比标记。

图2 矿层对比示意图

4 结语与建议

新疆地区矿深部资源前景良好，但矿层厚度变化大，间距变化大，夹矸数量不稳定，通过对该区域矿层对比研究，提出了可靠的矿层对比方法，为矿产资源开采和矿区深部资源勘查提供理论依据。