印度尼西亚南加里曼丹省Ko...abara井田地质特征分析_王化耀.pdf

第 35 卷 1 期2023 年 1 月中 国 煤 炭 地 质COAL GEOLOGY OF CHINAVol.35 No.1Jan.2023doi:10.3969/j.issn.1674-1803.2023.01.03文章编号:1674-1803(2023)01-0013-06印度尼西亚南加里曼丹省 Kotabara 井田地质特征分析王化耀,牟兆刚(中国煤炭地质总局勘查研究总院,北京 100039)摘 要:Kotabara 井田位于南加里曼丹省南部,属于古近系盆地之一的 Asam-Asam 盆地的一部分。井田构造简单,主体为单斜构造。井田内揭露地层由老至新为新生界古近系(E)、新近系(N)和第四系。其中古近系始新统丹戎组(Tanjung)中段(T2)为含煤层段,地层中含有丰富的煤炭资源,SL1、SL2、SL3U、SL3/4 为主要煤层。主要可采煤层具有埋藏较浅、夹矸少、发热量高、稳定性好、开采条件好等特点。关键词:南加里曼丹;地质特征;煤层;古近系;Asam-Asam 盆地中图分类号:P618.11 文献标识码:AGeological Feature Analysis of the Mine Field in Kotabara,South Kalimantan Province,IndonesiaWANG Huayao,MOU Zhaogang(General Prospecting Institute,CNACG,Beijing 100039)Abstract:The Kotabara mine field is located in the south of South Kalimantan Province,it is a part of the Asam-Asam basin which be-longs to one of the Paleogene basins.The geological structure in the mine field is simple,its main body is monocline structure.The strata uncovered in the mine field are Cenozoic Paleogene(E),Neogene(N)and Quaternary from old to new.Thereinto the middle part of Tanjung Formation(T2)of Eocene in Paleogene is a coal-bearing strata,there are rich deposits of coal in the strata,SL1,SL2,SL3U and SL3/4 are the main coal-seams.The main minable coal seam has the characteristics of shallow burial,less gangue,high calorific value,good stability and good mining conditions.Keywords:South Kalimantan;geological feature;coal seam;Paleogene;Asam-Asam basin第一作者简介:王化耀(1975),男,广西桂林人,教授级高级工程师,长期从事煤田地质工作。E-mail:收稿日期:2022-06-15责任编辑:宋博辇0 引言Kotabara 井田位于南加里曼丹省南部,梅拉图斯山脉(Meratus Mountain)南部山脚下,井田北部距山脉轴线约为 20km,南距爪哇海岸线约 7km。加里曼丹岛划分为五部分,即东南西北中加里曼丹。除北加里曼丹为马来西亚、文莱的领土,其余归为印度尼西亚所辖。全岛面积约为 74 万 km2,赤道从该岛中部穿过,恰好将该岛分为大约相等的两部分。最高峰为位于东北部的基纳巴卢山(Kinabalu)高 4101m,自东北向西南延伸,地形起伏和缓。在本岛东南部,有一条叫梅纳图斯(Meratus)的山脉,沿北东走向,其最高峰 Beras 火山高达 1 901m(图 1)。1 地质特征1.1 区域地质概况1.1.1 区域地质Kotabara 井田位于南加里曼丹省梅拉图斯山以南,爪哇海以北的山前和濒海平原交界处。属于欧亚板块东南亚地块巽他陆块地层区,巽他陆块包括马来西亚苏门达纳、爪哇海西部和加里曼丹。加里曼丹岛是东南亚最大的岛屿,岛上最古老的地层为巽他古陆的有花岗岩侵入的志留纪二叠纪变质岩,三叠纪侏罗纪变质火山岩、白垩纪火山岩和蛇纹岩,古近系的火山岩、细中粒砂岩、泥岩及煤层,新近系灰岩及泥岩沉积岩和第四系沉积物。Ko-tabara 井田属加里曼丹九大古近系盆地之一的 Asam-Asam 盆地的一部分(图 2)。1.1.2 区域构造中新代以来,由于特殊大地构造位置,南加里曼丹经历了陆升、裂解、陆块碰撞缝合、板块俯冲等剧烈的构造运动,形成较多构造层次。由下至上大致归纳如下:1)早晚白垩世花岗岩和英云闪长岩侵入的志留纪二叠纪变质岩构成加里曼丹的基底岩石。地表出露在巽他古陆。2)三叠纪侏罗纪变质岩火山岩,分布在加里曼丹北西部,与下伏构造层不整合。14 中 国 煤 炭 地 质第 35 卷图 1 交通位置Figure 1 Traffic location1.上新世更新世火山岩;2.渐新世早中新世 Crocker 和Temburong 复理石建造;3.拉让群和 Embaluh 群浊积物;4.NW加里曼丹三叠纪侏罗纪变质岩火山岩穹窿;5.Meratus 山脉和Laut 岛早白垩纪火山弧和蛇绿岩序列;6.Schwaner 早晚白垩世花岗岩和英云闪长岩侵入的志留纪二叠纪变质岩;7.古近纪新近纪盆地和现代沉积物;8.海沟;9.区域性线性构造图 2 加里曼丹区域地质简图Figure 2 Geological brief map of Kalimantan region 3)井田区北部梅拉图斯山早白垩世火山岩和蛇纹岩系列。4)白垩纪拉让(Rajang)群复理石和埃姆巴鲁(Embaluh)群沉积岩建造,是巽他陆块增生的产物,分布在加里曼丹中北部地区。5)古近纪新近纪沉积建造,其中库泰(Kutai)是最大的古近纪新近纪盆地,井田分布于梅拉图斯山以南的阿萨姆-阿萨姆(Asam-Asam)盆地。6)第四系松散沉积物。1.1.3 地壳演化史加里曼丹岛经历了剧烈复杂的地壳运动。岛上发育志留纪二叠纪变质岩,并被白垩纪侵入的花岗岩、闪长岩穿插硬化。三叠纪侏罗纪,在巽他陆块北部发育有变质火山岩,使巽他陆块增生,白垩纪古近纪由于巽他陆块和卢卡尼亚陆块碰撞聚合而形成现今加里曼丹的主要山脉。古南海沉积的 Rajang 群和 Embalml群浊积岩强烈褶皱为现今的构造景观。井田北部的梅拉图斯山脉,也形成于这一时期。进入始新世,本岛地壳挤压状态变为伸展状态,形成较大的古近纪沉积盆地,本井田的含煤地层就是这一时期沉积。到新生代,剧烈的喜马拉雅运动使印度洋板块向东南亚板块俯冲,造就矿区内的构造形迹。1.2 地质概况1.2.1 地层井田内出露的地层有新生界古近系(E)、新近系(N)和第四系,含煤沉积基底为白垩系古新统的蛇纹岩及变质沉积物(图 1)。揭露地层由老至新描述如下:1.2.1.1 古近系始新统(E2)始新统丹戎组(Tanjung),为井田的含煤地层,地层总厚度达 1 000m。可分为 3 段,即下段(T3),不含煤;中段(T2),含煤段;上段泥岩段(T1)。1)下段称为 T3,底部为灰灰绿色,含安山岩质、流纹岩质砾石,呈棱角状,直径 35cm,泥硅质胶结,夹砂岩和少量泥岩。中部为灰绿、紫红、灰色泥岩,砂质泥岩含丰富的铁质结核。上部为厚层状中细粒石英砂岩夹泥岩,发育有大型交错层理。与下伏白垩系蛇纹岩呈角度不整合。厚度200500m。2)中段称为 T2,为含煤段。由灰灰黑黄色中细砂岩,砂质泥岩和煤层组成,分为 4 个煤组,由上至下为 S(含煤 8 层)、SM(含煤 2 层)、SL(含煤 4 层)、SB(含煤 1 层),累计含煤 15 层。其中下部的 SL1、SL2、SL3U、SL3/4 为主 要 煤 层。厚 度1 期王化耀,等:印度尼西亚南加里曼丹省 Kotabara 井田地质特征分析15 200350m。3)上段称为 T1,为泥岩段,由灰灰绿色或褐灰色泥岩、砂质泥岩,并夹浅灰色或白色极薄层粉砂岩、透镜体,含较多的黄铁矿、菱铁矿结核和海相化石。厚度 110200m,与上覆 Berai 组石灰岩呈整合接触。1.2.1.2 古近系渐新统(E3)渐新统百瑞组(Berai),浅灰色、灰白色生物碎屑灰岩,角砾状巨厚层块状生物灰岩或灰灰绿色泥岩,含丰富的海相化石,如有孔虫、珊瑚等,厚度为 210300m。1.2.1.3 新近系中新统(N1)中新统瓦露根组(Warukin),蓝灰色角砾状灰岩,灰灰绿色泥岩,灰白色砂岩,灰岩中产 Globigeria sp.。厚度为 120200m。1.2.1.4 第四系(Q)为松散沉积物,含残积黏土、淤积泥质物、冲洪积沉积物及滨海粉细砂等。与下伏地层不整合,厚012m,一般 5m。1.2.2 井田构造井田位于 Mangalapi 向斜北翼的一部分,其北西方向边界紧邻采区背斜的轴部,主体为单斜构造。地层走向由 NEE 向逐渐转为 NENNE 向。地层倾向由 SSESE 向 ES 方向倾斜,倾角较为平缓。地层倾角可分为两种,西部平缓,倾角 8 16,一般 10。东部地层倾角有变化,即由缓变陡,从浅部 8左右到深部变陡,局部岩层倾角已达36,由于受小褶曲和断层的影响,局部产状有变化,地层倾角可达 50以上。井田范围内,在露头采坑北部发育一轴向北倒南倾的背斜,其南翼产状平缓,倾角 10,北翼较陡,倾角可达 50。该背斜的延伸长度约 300m,其轴向南倾北倒,说明形成现今构造应力场的挤压推力,主要来自南东方向,这与印度洋板块向欧亚板块的向北俯冲的主应力方向一致(图 3)。2 煤层与煤层对比2.1 含煤性井田含煤地层为 Tanjung 组中段(T2)为含煤段,属海陆交互相,厚度 200 350m,平均厚度为256m。由砂岩、砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩及煤层组成。含煤 14 层,煤层的总厚度为 3.6013.75m,一般为 10.77m,含煤系数为 4.2%,含主要可采煤层 2层,分别是 SL2、SL3/4。可采煤层的总厚为 0.5 8.23m,平均 6.40m,可采含煤系数为 2.5%。图 3 区域综合地质柱状图Figure 3 Regional comprehensive geological column2.2 可采煤层井田内主要的煤层为 4 层,即 SL1、SL2、SL3U、SL3/4。其中 SL1 的煤层厚度为 0.101.22m,平均0.49m,属于不可采煤层;SL3U 煤层厚度为 0 0.80m,平均为 0.65m,属于不可采煤层;SL2 煤层厚度为1.042.31m,平均1.80m,属于主要可采煤层。SL3/4 煤层厚度为 3.295.81m,平均 3.91m,属于主要可采煤层(表 1)。SL1 至 SL2 的间距为 0.60 5.71m,平均为1.72m;SL2 至 SL3u 的间距为 0.557.02m,平均为1.09m;SL3u 至 SL3/4 的间距为 0.176.50,平均为1.52m(表 1)。2.3 煤层对比2.3.1 对比的方法和依据井田内煤层对比的方法是采用岩煤组合法、标志层法并辅以层间距法进行的。煤层对比的依据是岩性及组合、测井曲线及煤层的自身特征。岩性方面选择厚度稳定上段(T1)海相泥岩,含煤段砂岩亚段的砂岩作为标志。在测井方面,主要依据自然伽马曲线幅值异常,密度测井曲线形态异常及其它曲线组合关系对比煤层。在煤层自身特征方面根据煤层的厚度、结构、煤质及煤层组合关系对比煤层。16 中 国 煤 炭 地 质第 35 卷图 4 构造纲要图Figure 4 Outline map of geological structure表 1 Tanjung 组含煤段(T2)各可采煤层特征Table 1 Characteristics of every minable coal seam in the coal-bearingstrata(T2)of Tanjung Formation煤层编号煤层顶底板岩性煤厚/m各煤层层间距/m稳定程度顶板底板最小值最大值平均值最小值最大值平均值可采率/%变异系数稳定系数稳定程度SL1砂质泥岩泥岩0.101.220.49SL2泥岩泥岩1.042.311.80SL3U泥岩泥岩0.160.80.65SL3/4泥岩泥岩3.295.813.910.605.711.720.557.021.090.176.501.5209011.17.1稳定01003.12.0稳定2.3.2 对比标志2.3.2.1 主要标志层和特征井田内主要标志层有 3 层,分布在中 Tanjung组中,其中 M1 位于 T1下部,M2 位于 T2中下部,对比特征明显(表 2)。1)M1 菱铁质泥岩。位于泥岩含煤亚段(T2)的上部,是 S1 煤见煤的预告标志。距 Tanjung 组上段泥岩段(T1)10 13m,可发育成 2 3 个分层。泥状极细粒结构,显微层状,灰黑色,主要成分是菱铁质结核和生物贝壳碎屑。本层全区发育,特征明显,是良好的标志层。2)M2 灰白色石英砂岩。位于 Tanjung 组含煤段中部砂岩含煤亚段,其顶为 S7 煤层底界,砂岩含煤亚段(T22)与泥岩含煤亚段(T21)的分界面,中为含 S8 煤层,其下为 SM2 煤层。浅灰色灰白色中细粒石英砂岩,含较少的岩屑石英砂岩,岩石成分主要为石英、岩屑和长石。其中石英占 80%,次圆次棱角状;长石占 5%,粒状;岩屑占 5%,岩屑成分主要为泥岩和硅质岩。硅泥质胶结,局部钙质胶结,亦可见混合胶结。1 期王化耀,等:印度尼西亚南加里曼丹省 Kotabara 井田地质特征分析17 在层序上,粗粒在上部,细粒在下部,显示出粒度变化的反粒序,大型冲洗层理交错、交错层理发育在上部,冲洗层理、水平层理、波状层理和透镜状层理下部。局部见生物搅动层理,厚度为 6.95 51.65m,平均厚 33.46m。2.3.2.2 层间距法和主要层间距本区主要标志层和煤层的层间距是相当稳定的,用层间距法在钻探中预测主采煤层的位置十分有用。通过各钻孔资料统计,标志层的间距,一般来说 M1 底至 M2 顶的层间距为 80.38m,全井田相当稳定(表 2)。表 2 标志层间距Table 2 Marker bed spacingm标志层或煤层厚度层间距最小值最大值平均值最小值最大值平均值M131.7250.18131.71M24.28127.9929.5551.92159.5080.382.3.2.3 古生物标志根据钻孔观察,结合动植物分布特点,亦可作为标志对比煤层。在 Tanjung 组上段(T1)泥岩段,只有海相动物化石,没有植物化石。而在含煤段(T2),在菱铁质泥岩中,产小的动物化石和植物化石,在下部的菱铁质泥岩中只有植物化石,动植物化石的分布特点可以用来对比 Tanjung 组的泥岩段(T1)和含煤段(T2)的关系。2.3.2.4 煤岩层物性曲线特征煤层对比的重要手段之一是测井曲线,由于不同煤层、岩层自身物理性质的差异和特征,导致测井曲线的变化。依据煤岩层的物性特征,曲线的幅度异常,形态变化和特殊的形态组合关系等进行煤层对比,是煤层对比的可靠手段。3 沉积环境在含煤段(T2)沉积的早期(砂泥岩含煤亚段),这里的地貌与现今的地貌应类似,西北部的梅拉图斯山经晚白垩世古近纪造山运动已褶皱成山,地壳经挤压收缩后呈伸展状态,形成梅拉图斯山南的Asam-Asam 古近系沉积盆地,其北对梅拉图斯山,南对爪哇海。而梅拉图斯山就是这个盆地的物源区,这时应属于滨海大型的复水沼泽和潟湖、海湾的沉积环境,形成砂泥岩含煤亚段底部的砂泥质沉积,此后逐渐发育成大型的泥炭沼泽环境,聚积了 SL4、SL3、SL2、SL1 的厚巨厚煤层。整体水动力作用弱,沉积物以含砂泥质为主。到含煤段沉积的中期,即砂岩含煤亚段沉积期,矿区范围内属滨海沙滩、沙洲相为主的沉积,发育有冲洗层理,即大型斜层理。含煤段的砂岩主要发育在这一亚段内。说明此期的波浪作用强,泥质沉积物少。含煤段沉积晚期,即泥岩含煤亚段沉积期。本区又进入大型潟湖海湾沉积期,含有较多的海相动物化石、黄铁矿、菱铁矿结核,介质搬运能力弱,沉积物以泥质为主,在泥炭沼泽发育期,形成不可采煤层,但其泥炭沼泽发育时间短,形成厚度小,均未形成具有工业意义的煤层。综上所述,井田含煤段沉积环境经历了潟湖海湾泥炭沼泽沙滩、砂坝潟湖海湾沉积的演变过程。此后,全区没入海水之下,形成上覆泥岩段的沉积。4 结语Kotabara 井田含有丰富的煤炭资源,煤层具有埋藏较浅,可开采厚度大,夹矸少,煤质好,发热量高,开发条件良好,交通非常便利,大部分浅部煤层适宜露天开采,深部也适合井工开采。但近年来,外资在该国投入在不断增加,开采煤炭资源量也在不断增加,并且印尼距离中国的东南沿海城市较近,成为中国南方电厂的优质煤炭资源进口主要国家之一。参考文献:1陈钟惠.含煤岩系沉积环境分析M.湖北武汉:中国地质大学出版社,1987.2杨起.中国煤田地质学M.北京:煤炭工业出版社,1980.3MCCLAY K,高丽萍.印度尼西亚加里曼丹 Mahakam 三角洲 San-ga Sanga 地块的构造演化 J.海洋石油,2001(2):55-60.4冉伟民,栾锡武,魏新元,等.加里曼丹岛南缘中中新世沉积特征及其主控因素探讨 J.地球科学进展,2022,37(3):253-267.5杨雄庭.印尼拉翁矿区含煤岩系的沉积特征 J.煤田地质与勘探,1998,26(3):5-7.6白维灿,石怀虎,周科.印度尼西亚 BARA 矿区地质特征分析 J.河北工程大学学报(自然科学版),2009,26(2):62-65.7BELKIN H E,TEWALT S J.Geochemistry of selected coal samples from 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