湘西北叶溪育含钒石煤矿地质特征及稀土元素分析

0引言叶溪育矿区位于扬子准地台南缘湘西北，与雪峰山地轴毗邻，区域构造位置处于古丈背斜东北倾伏端次级向斜构造的扬起端偏北西翼，澧南大断裂南侧。

区域矿产资源较为丰富，有金、铅锌、钒、镍、钼、煤等,其中含钒石煤赋矿层位属南方有名的“下寒武统黑色含矿岩系”,位于寒武系下统小烟溪组下段，石煤层分布面积大，层位稳定，连续性好。

根据初步估算石煤资源量达1.456×107t 。

石煤作为低热值的能源资源，在煤炭资源匮乏地区可以节约优质煤炭资源和运输费用，有利于发展当地经济，因此叶溪育石煤资源有较好的开发利用前景。

1矿区构造矿区构造较简单，为沈家湾—湖田垭向斜构造的南东翼，主要为倾向北北西的微波状单斜构造。

在填图过程中，发现在矿区以西水沟边，灯影组和寒武系的部分地层，因受构造应力作用，出现小褶皱，局部地层发生倒转，断裂构造不甚发育。

区内构造类型属简单型。

2含煤岩系特征含煤岩系为寒武系下统小烟溪组下段，主要由石煤层、炭质板岩、硅质岩组成。

一般含石煤层3层，个别地段为4层或5层，可采石煤主要为第二层，厚作者简介：江新华（1968—），男，毕业于浙江大学地质系，高级工程师，长期从事地质勘查及研究工作。

收稿日期：2010-08-04责任编辑：唐锦秀湘西北叶溪育含钒石煤矿地质特征及稀土元素分析江新华（中化地质矿山总局地质研究院，河北涿州072754）摘要：叶溪育石煤是湖南省境内一种比较特殊的煤种，其赋矿层位属“下寒武统黑色含矿岩系”，主要分布于寒武系下统小烟溪组下段，一般含石煤层3层，个别地段为4-5层。

叶溪育石煤矿可采石煤主要为第二层，厚度4.98～9.18m ，平均7.49m 。

该矿石煤分布面积大，层位稳定，连续性较好；原煤发热量3.52～10.23MJ/kg ，灰分产率52.12%～74.32%，全硫平均含量1.56%，为中硫、高灰分、低发热量的劣质煤；煤系地层中同时含钒矿体Z1、Z2、Z3，呈似层状、透镜状产出，其中Z1矿体已达中型规模；根据稀土元素地球化学分析，含煤岩系形成于缺氧的还原环境，矿床成因属于生物地球化学沉积矿床。

关键词：含钒石煤；矿床地质特征；煤质特征；稀土元素；湘西北叶溪育中图分类号：P618.11；P618.61文献标识码：AVanadium Contained Stone-like Coal Geological Characteristics andREE Analysis in Yexiyu,Northwestern HunanJiang Xinhua(Geological Research Institute,China Chemical Geology and Mine Bureau,Zhuozhou,Hebei 072754)Abstract:The Yexiyu stone-like coal is a kind of rather peculiar coal type in the Hunan Province.Its hosting horizon belongs to "Lower Cambrian black mineral containing rock series",mainly distributed in Lower Member,Xiaoyanxi Formation,Lower Series,Cambrian System,generally contains 3stone-like coal seams,in several areas 4~5seams.Main mineable stone-like coal seam in the Yexiyu stone-like coalmine is the No.2coal seam,with thickness 4.98~9.18m,average 7.49m.Stone-like coal in the mine has large distribution area,coal seam stable,rather good continuity.Raw coal calorific value is 3.52~10.23MJ/Kg,ash content 52.12%~74.32%,average total sulfur content 1.56%,thus a medium sulfur,high ash,low calorific value inferior coal.In the coal measures contain vanadium ore-bodies Z1,Z2and Z3simultaneously,stratoid structure,lenticular occurrence,in which,Z1ore-body comes to medium sized scale.Based on REE geochemical analysis,coal -bearing strata were formed in an anoxic reduction environment;belong to biogeochemical sedimentary mineral deposit.Keywords:vanadium contained stone-like coal;deposit geological characteristics;coal quality features;REE (rare earth element);Yexiyu,northwestern Hunan中国煤炭地质COAL GEOLOGY OF CHINAVol．22Sup.Aug ．2010第22卷增刊2010年8月文章编号：1674－1803（2010）S1－0004－04doi ：10.3969/j.issn.1674-1803.2010.S1.02增刊度4.98～9.18m ，平均为7.49m ，分布面积大，层位稳定，连续性较好；。

可采石煤位于矿区的中部，呈北东东向展布，走向长约5km ，地层延续，产状稳定，倾向近北（图1）。

该段厚37.76～50.47m ，一般厚度为42.48m ，从西向东，其厚度稍有变薄。

该段矿区内含煤岩系颜色、厚度基本稳定。

原煤发热量3.5～10.2MJ/Kg ，平均5.9MJ/Kg 左右，灰分产率52.12%～74.32%，全硫平均图1矿区地质略图Figure 1Mine area geologicalscheme含量1.56%，为中硫、高灰分、低发热量的劣质煤。

V 2O 5含量中间低，两边高，其含量随延深逐渐降低，大部分地段V 2O 5含量高于工业品位含煤岩系按其岩性特征可分为8个层，自下而上叙述如下：上覆地层：小烟溪组中段（Э1x 2）：炭质板岩～～～～～～～～不整合～～～～～～～～8.含磷质结核的炭质板岩。

深灰—灰黑色，薄层状，具水平层理。

含大量磷质结核，但其形态与“下磷质结核层”不同，多呈球状，易风化，地表常见球状印模，简称“上磷质结核层”。

为小烟溪组下、中段的分界标志，厚1.50～5.30m ，平均2.69m 。

7.炭质板岩。

深灰—灰黑色，薄层状，具水平层理，夹少许硅质泥岩，偶见球状磷质结核。

厚4.56～14.09m ，平均9.09m 。

6.含磷质结核的炭质板岩。

深灰—灰黑色，薄层状，水平层理发育。

含大量的椭球状、个别呈球状磷质结核，简称“下磷质结核层”，为矿层的直接顶板及分层标志，厚1.08～5.10m ，平均2.77m 。

5.块状石煤层。

深灰—灰黑色，致密、坚硬，具贝壳状断口，呈厚层状或块状，表面常见铁质浸染，含饼状硅质结核。

风化后多为浅灰色调，厚3.18～11.30m ，平均7.51m 。

发热量3.88～9.56MJ/kg ，平均6.1MJ/kg 左右，发热量一般，是次要的含煤层位。

V 2O 5平均品位为0.31%。

4.薄层石煤层。

深灰—灰黑色，致密坚硬，层面清晰、平整，水平层理发育，偶含椭球状、球状磷质结核，多呈薄层状产出。

风化后多呈浅灰—淡紫色调，厚2.80～5.54m ，平均4.64m 。

发热量3.67～9.33MJ/kg ，平均5.7MJ/kg 左右，发热量一般，是次要的含煤层位。

V 2O 5含量0.69%～1.10%，平均0.82%。

3.厚层石煤层。

深灰色—灰黑色，致密坚硬，层面清晰、平整，水平层理发育，沿层面有星点状黄铁矿细晶体，多呈厚层状产出。

风化后多呈浅紫—紫灰色调，厚4.98～9.18m ，平均7.49m ，V 2O 5品位0.72%～1.33%，平均品位为0.83%，厚度、品位均很稳定。

发热量4.35～10.34MJ/kg ，平均6.8MJ/Kg 左右，发热量较高，是主要的含煤层位。

2.含硅质结核的炭质板岩层。

深灰色，主要由炭质板岩组成，层间夹有较多的硅质结核，结核呈透镜状、似层状或链状。

层面不平整，呈微波状层理。

层间并穿插有大量白色石英脉，形似白骨，故有“岩骨”之称，地表常形成“脊状”地貌，厚1.30～2.30m ，平均1.72m 。

1.板状石煤层。

深灰色—灰黑色，主要由板状、薄层状石煤组成，间夹少量薄层状、极薄层状硅质岩及粉状石煤。

薄层状构造，具水平层理。

敲击硅质岩夹层时，常有火星闪烁。

风化后多呈紫—紫红色，厚3.79～9.87m ，平均6.57m ，发热量4.55～9.41MJ/kg ，平均5.6MJ/kg 左右。

～～～～～～～～～不整合～～～～～～～～下伏地层：震旦系上统灯影峡阶（Z 2dn ）：硅质岩区内含煤岩系发育连续性好且稳定，分层标志明显，自下而上硅质岩成分显著减少，炭质板岩明显增多，风化色由深变浅；石煤发热量随碳含量的递减而逐渐降低，V 2O 5含量呈低—高—低的变化。

3石煤煤质特征3.1宏观特征根据其外观形态、结构构造和物理性能，可将区江新华：湘西北叶溪育含钒石煤矿地质特征及稀土元素分析5第22卷中国煤炭地质内石煤划分为下列三种类型：①致密块状石煤；②疏松块状石煤；③粉泥状石煤。

致密块状石煤占全区石煤的85%以上，呈褐黑色，光泽暗淡，致密状结构，层状及块状构造，平整和贝壳状断口。

视密度2.51～2.55g/cm3。

石煤层面常具黄铁矿细脉，风化后呈褐黄色薄膜。

裂隙发育，沿裂隙常有石英细脉和石英碳酸盐脉穿插。

不同类型石煤质量上有差异，疏松块状的石煤较佳，致密块状的石煤次之，其次为粉泥状石煤。

3.2化学性质①工业分析。

区内石煤水分（M ad）0.11%～0.32%,平均0.24%；灰分产率(A d)52.12%～74.32%，平均68.32%；挥发分产率(V daf)1.99%～8.72%，平均5.54%。