宁夏煤岩特征变化与成煤环境分析：赋存规律与潜力预测

（一）太原组煤的煤岩特征变化和成煤环境分析

宁夏自西向东、自北而南，太原组煤的宏观煤岩成分中暗煤和丝炭逐渐增加，亮煤和镜煤相对减少。宏观煤岩类型光亮煤和半亮煤自西向东有减少的趋势。显微组分自西向东镜质组逐渐减少，惰质组和壳质组逐渐增加。

太原组煤岩特征及其平面上的变化，主要是受成煤环境及煤相的控制。太原组的成煤环境是在以障壁岛—潮坪—潟湖为基底的环境背景上发育起来的泥炭沼泽。在呼鲁斯太、石炭井、沙巴台一带成煤环境为过渡性三角洲平原，泥炭沼泽为泛滥盆地泥炭沼泽、三角洲朵叶废弃沼泽、分流河道废弃充填沼泽，煤层多形成于海侵之前，所以泥炭沼泽覆水较深，还原性强，镜质组高，惰质组相对较低。在石嘴山、红墩子、横城、韦州、萌城一线，成煤环境为过渡性三角洲和下三角洲平原，沼泽类型有分流河道边缘沼泽、废弃分流河道、河湾或潟湖充填沼泽，因覆水中等，镜质组适中，或因覆水过深，泥炭沼泽持续时间短，矿物高，相应造成了镜质组较低。香山煤田，古地理环境不稳定，整个煤田处于小规模的海湾之中。各矿区的成煤环境存在着明显差异，无规律可循。

显微组分在垂向上的变化主要与成煤环境有关。太原组底部和上部，成煤环境为坝后下三角洲平原，沼泽覆水较深，还原性较强，煤中镜质组较高。太原组中下部，成煤环境为过渡性三角洲外平原，沼泽覆水相对较浅，还原性较弱，煤中镜质组相对较低，惰性组相对较高。

各矿区内部太原组煤岩特征的变化反映成煤环境的差异。呼鲁斯太矿区由南向北煤中显微组分有降低趋势，矿物含量显著增加；显微组分中，镜质组变化与惰质组含量变化呈消长关系，反映了沼泽水体由北向南逐渐变浅，水动力条件趋于不稳定的成煤环境。石炭井矿区中部二矿显微组分相对于南部一矿、北部三矿井田较高，而矿物二矿较低，一矿、三矿井田相对较高；显微组分以镜质组为主，多为透明基质，形态分子少见；透明基质分布稀疏的丝炭凸镜体和泥质条带，同时散布着较多的黄铁矿小结核，反映了沼泽水体较浅，并且水流不活跃。石嘴山矿区煤层自下而上镜质组呈增加趋势，矿物呈减少趋势，反映了水体由浅变深，水流活动性减弱。横城矿区镜质组在北部红石湾最高，向东至马莲台，向南至任家庄、丁家梁，逐渐降低，惰质组变化成反比。香山煤田下河沿矿区，煤层自上而下镜质组呈增加趋势，惰质组呈减少趋势。梁水园矿区，惰质组高达73.3%，并且主要为木镜半丝质体、木镜丝质体和丝质体，属植物残体分解程度不高富氧条件下的产物。太原组为潟湖—海湾相沉积，下段以海相的障壁岛沉积为主，上段为潟湖—沼泽相沉积。

（二）山西组煤的煤岩特征变化和成煤环境分析

山西组煤岩特征，从宁夏全区整体上看，在平面上或垂向上的变化规律不明显，但各矿区内具有一定的变化规律。在呼鲁斯太矿区，沿煤层走向由北向南，煤中镜质组逐渐增高，矿物逐渐降低。显微组分以结构镜质体和无结构镜质体为主，少量丝炭体呈凸镜体沿层理分布，惰质组边缘由厚壁角质层、大小孢子分布在基质中较多，矿物以黏土为主、少量方解石和石英。在石炭井矿区，南部一矿井田、中部二矿井田煤中镜质组相对较高，北部三矿井田镜质组降低。显微组分以镜质组为主，惰质组次之，壳质组很少，矿物以黏土为主、次为黄铁矿。石嘴山矿区变化规律不明显。在横城矿区，从任家庄井田向红石湾井田及马莲台井田，镜质组呈增加趋势，而向丁家梁井田呈减少趋势。任家庄井田和红石湾井田惰质组最小，向南至丁家梁井田增大。在马莲台井田由北向南惰质组逐渐增大。显微组分中以镜质组为主，惰质组较多。矿物以浸染状的黏土为主，次为碳酸盐。山西组自上而下，镜质组减少，惰质组和矿物增加。(www.xing528.com)

山西组的煤岩特征在呼鲁斯太、石炭井、韦州、萌城一带，镜质组相对较高、惰质组相对较低，而在石嘴山、沙巴台、红墩子、横城等矿区，镜质组较低、惰质组较高。反映在成煤环境上，呼鲁斯太、石炭井、韦州、萌城一带煤层形成于泥炭沼泽覆水相对较深、溢岸洪泛影响较少的三角洲平原。而石嘴山、沙巴台、红墩子、横城等地，煤层形成于覆水较浅、溢岸洪泛影响较多的河道边缘或分流河道边缘中。

（三）延安组煤的煤岩特征变化和成煤环境分析

延安组煤层显微组分的变化与成煤环境密切相关。宁东煤田成煤环境为冲积平原，沼泽类型有河道边缘沼泽和河道废弃沼泽，泥炭沼泽以环境较干燥的陆生森林沼泽持续时间较长而占优势，煤层的镜质组低而惰质组相对较高，惰质组中丝质体及半丝质体碎片分布混乱。宁南煤田成煤环境为三角洲前缘，以前三角洲和湖滨平原为主，沼泽类型有间湾充填沼泽的滨岸平原沼泽。泥炭沼泽以覆水较深、较潮湿的开阔水域沼泽占优势，煤层中镜质组高、惰质组低。

垂向上的变化规律为，形成于冲积平原的延安组第五含煤段和第一含煤段煤层中镜质组相对较低、惰质组相对较高，形成于三角洲环境的煤层镜质组相对较低。在三角洲环境下，早期的分流河道旁侧沼泽与晚期的分流河道废弃三角洲朵叶废弃平原化沼泽成煤相比，前者覆水较浅、惰质组高于镜质组，后者覆水较深、镜质组高于惰质组。矿物在垂向上变化规律不明显。

延安组煤层的煤岩特征在各矿区内变化不一。在灵武矿区宏观煤岩类型以半暗煤为主，半亮煤和暗淡煤次之，光亮煤极少。宏观煤岩成分，上部煤层镜煤、亮煤及丝炭多呈线理状夹于暗煤之中，而中下部煤层镜煤多呈条带状夹于暗煤之中，显微组分的突出特点是惰质组较高、镜质组较低。各煤层镜质组与惰质组成反比，壳质组与矿物变化较小。主要煤层一2煤的镜质组在磁窑堡井田和羊场湾井田东部较低，大约为15%。在矿区西南部碎石井背斜一带，镜质组自东南向西北逐渐增高，惰质组变化与之相反；三1煤的镜质组在磁窑堡井田较高，大约为80%，并呈自东北向西南渐减的趋势。在碎石井背斜自东而西渐减，惰质组变化与之相反；五2煤在磁窑堡井田镜质组较高，大约为60%，并呈“S”型变化，矿区的其他部分自北而南呈渐减的趋势。惰质组与之相反。镜质组最大反射率从上而下呈渐增趋势。在鸳鸯湖矿区，宏观煤岩类型以半暗煤为主，暗淡煤次之。宏观煤岩组分分两种类型：一种以丝炭为主，夹少许镜煤、亮煤条带或线理；另一种以镜煤、亮煤为主，穿插少许丝炭层理。显微煤岩组分的突出特点是镜质组较高，一般为46.5%～67.85%；惰质组相对稍低，一般为25.8%～45.6%；壳质组与矿物变化不明显。主要煤层一2煤，镜质组自西而东呈上升趋势，惰质组则呈下降趋势；三1煤镜质组在矿区南部及中部较高，向北有降低趋势，惰质组与镜质组成消长关系；五2煤镜质组自西而东呈下降趋势，惰质组则呈上升趋势。镜质组反射率由上而下，随埋深增加，有增高之趋势。在马家滩矿区，宏观煤岩类型以半亮煤、半暗煤为主，次为暗煤，光亮煤少量；显微煤岩组分中，显微组分大于90%，且以镜质组、惰质组为主，二者之间互为消长关系。壳质组少，为0.8%～2.4%，矿物一般在4%～6%，以黏土为主，少量碳酸盐、硫化物和氧化物。镜质组反射率随埋深增加而增大，但变化幅度较小。在石沟驿矿区，宏观煤岩类型以半暗煤为主，煤岩成分以暗煤为主，夹亮煤条带和线理。显微煤岩组分中，镜质组为3.72%～4.30%，矿物变化较大，为6.15%～21.6%。垂向上镜质组自下而上呈减少的趋势，惰质组则呈上升趋势。