煤中硫分布特征及其沉积成因研究 ——以鄂尔多斯盆地榆横矿区南区为例

鄂尔多斯盆地陕北侏罗纪煤田是我国重要的煤炭基地,以低灰、低硫、低磷、高发热量的优质煤炭资源为主。作为陕北侏罗纪煤田的一部分,榆横矿区南区原煤硫分普遍较高,中高硫煤和高硫煤资源量占总资源量的比例超过60%,属于该区一种特殊的地质现象,同时,煤中硫的富集也严重制约了该地区煤炭资源的清洁利用。为查明榆横矿区南区高硫区的分布特征、变化规律和沉积成因,以煤岩煤质和钻孔资料为基础,从煤岩学、煤地球化学和沉积学入手,揭示高硫煤分布特征和变化规律,建立了沉积微相与煤中硫分分布之间的成因联系,分析了相参数与硫分之间的相关关系,建立了陆相含煤地层中硫的富集模式,进而为煤炭资源开发总体规划、清洁利用及生态环境保护提供依据。研究结果表明,原煤全硫含量0.31%～4.95%,平均1.83%(质量分数,下同),高于全国早、中侏罗纪煤中硫含量的平均值0.58%。平面上,原煤硫分由西北向东南、由物源向湖盆方向呈增高的趋势,垂向上自下而上逐渐增高。煤中硫的聚集主要受控于成煤同生阶段和早期成岩阶段沉积微相控制,分流河道以中硫煤为主,分流间湾以中高硫煤为主,高硫煤主要分布于局限浅湖发育区。硫化铁硫含量与煤岩显微组分中的镜惰比、灰成分指数之间呈正向变化,表明凝胶化作用和还原性水介质有利用煤中硫的富集,而水介质中Fe~(2+)丰度是影响硫化铁硫含量的重要因素。