夏洛特皇后群岛

加拿大煤炭资源的分布及组成

30矿业译丛1992年第2期

加拿大煤炭资源的分布及组成

[加]n等

摘要本文从煤产地,成煤地质时代,煤级及煤岩学组成等方面介绍了加拿大煤炭资

源的

分布和组成特征,较全面地提供了加拿大煤炭资源的地质和地理信息.

关键词煤资源分布物质组成加拿大

1引盲

目前在加拿大16个盆地或盆地群中发现了含

煤地层(图1).除了安大略北部的穆斯河盆地外,其

它盆地基本上均围绕在加拿大地盾的克拉通地块周

围,分布于大西洋区,_西加拿大区以及加拿大北部的

北极群岛和大陆地区.根据储量和目前产量来看,最

重要的盆地是西加拿大沉积盆地,它包括了阿尔伯

达和萨斯喀彻温的广大地区,并延伸到不列颠哥伦

比亚和马尼托巴地区(图1,区7).加拿大目前已知

储量的约9O%及产量的90%以上均来自西加拿大

沉积盆地.

美商

图l加拿大含煤盆地分布位置图

剩余产量的大部分来自于新斯科舍和新不伦瑞

克的大西洋含煤区.该区属于马里蒂姆斯盆地(图

1,区9),地质背景复杂,由一系列盆地组成,含晚石

炭世的烟煤.其中最大的煤产地是悉尼煤田,其煤炭

储量的大部分位于海下,目前的煤炭开采也多在海

下进行.不列颠哥伦比亚含煤区包括若干个内陆或

山间小盆地,在温哥华岛和夏洛特皇后群岛上也有

小盆地分布.此外,在育空和西北地区也发现了一些

含煤盆地.'

在加拿大边远地区有两个较大的含煤地区.据

估计,这些盆地中蕴藏着巨大的煤炭资源.其中一个

盆地是不列颠哥伦比亚西北部的鲍泽盆地,主要含

无烟煤(图1,区3).另一个是斯沃德鲁普盆地/富兰

克林安地向斜,占据了北极群岛的大片地区(图1,

区16).在北方这片辽阔区域内,从泥盆纪至第三纪

的几套沉积地层中赋存着巨大的煤炭资源,大部分

属褐煤和亚烟煤.

许多文献已报道过加拿大煤的地质背景,组成

特征及工艺性质.其中一些文献已被最近的两本着

作所引用.一本是由加拿大地质学会编辑的《加拿大

煤炭资源》I另一本是《西加拿大沉积盆地煤炭资源

论文集》中的一个章节,即将出版.由加拿大采矿冶

金学院编着的专集《加拿大的煤》也颇具参考价值.

蛐图2加拿大主要含煤地层已知储量直方图

加拿大目前已知的煤炭储量为7900亿t,其中

探明储量是2100亿t,推定储量为1500亿t,推测储

量为4300亿t.此外,还有12000亿t远景储量和约

12500亿t假想储量.主要含煤地层中已知储量的

加拿大煤炭资源的分布及组成31

表1加拿大含煤地层的地质时代和产地

概况如图2所示.表1按地质时代和地理位置列出

了主要含煤地层单元.

2西加拿大沉积盆地(WCSB)

就目前已知煤储量来看,WCSB十分重要.

WCSB煤形成于侏罗纪,自垩纪和古新世,煤级从褐

煤至半无烟煤.按照现代自然地理单元(落基山,内

丘陵带,外丘陵带和内陆平原)进行讨论(图3).

2.1落基山

该盆地地质时代最早的具商业价值的煤,赋存

在侏罗～自垩系库特纳里群迷雾山组(图3,区7A).

迷雾山组地层最大厚度近1000m,局部含12～15层

可采煤层,最大煤层厚度可达18m.在某些地带,构

造变动可使煤层厚度更大.拉腊米造山运动使库特

32矿业译丛1992年第2期

表2某些加拿大煤质特征

.

(1)除带有"*者外,其它均为最大反射率Remax.

纳里群地层发生了中等至强烈的形变.煤级为高挥

发份烟煤至半无烟煤,煤质及显微组分特征分别总

结于表2和图4.

2.2内丘陵带

上白垩统格辛组和盖茨纽含煤地层呈狭长条带

状展布(图3,区7B).它们的地质时代晚于库特纳里

群,两套地层之间隔以广泛连续分布的卡多明组.

盖茨组和格辛组地层一般厚70～300m,在局

部地段盖茨组的厚度更大一些.格辛组含煤多达40

余层,而盖茨组仅含煤几层,但盏茨组煤层厚度一般

较大,可达13m.这些地层遭受了中等至强烈的构

造形变.这两组煤的主要煤级为中一低挥发分烟煤.

组成特征见图4和表2.

2.5外丘陵带

该带位于内丘陵带以东,地层的构造形变程度

中等,向内陆平原方向渐变为水平地层(图3,区7c,

部分7D).上自垩统至古新统地层包括贝利河组,布

雷泽奥组和科尔斯珀组,含丰富的高挥发份烟煤资

源.

这些含煤地层中,最重要的是科尔斯珀组,含可

加拿大煤炭资源的分布及纽成33

采煤层或煤组5～7层,最大煤厚达22m.大多数煤

为高挥发分烟煤C,中灰,低硫,可作为动力用煤.科

尔斯珀组的煤质及煤岩特征分别见表2和图4.

图3西加拿大沉积盆地简图(组名见表1)

镜质组镜质组

纽壳

组壳

图4迷雾山组,格辛组,盖茨组和科尔斯珀组

煤的显微组分分布(无矿物基)

2.4内陆平原

内陆平原区位于阿尔伯达巾,南部及萨斯喀彻

温中西部和南部,含上白垩统及古新统的几套含煤

地层,煤炭储量巨大,多为亚烟煤和褐煤.含煤地层

分别为贝利河组,韦皮蒂组,帕斯卡普纽和雷文斯克

瑞格组,它们的地理分布如图3所示(区7D,E,F,

G,I).除雷文斯克瑞格组外,其它组均分布在阿尔伯

达向斜的东翼.雷文斯克瑞格组出露或隐伏出露于

萨斯喀彻温南部,沿威灵斯顿盆地北缘分布,在阿尔

伯达南部和中部至萨斯喀彻温的广大地区,地下深

处赋存有下白垩统曼威尔群地层.该群在阿尔伯达

地下500～2500m和萨斯喀彻温西部近地表的地

层中含丰富的煤炭资源.目前认为,曼威尔群煤是唯

一

具有远景的煤炭资源.

煤层构造形变极其微弱,向西倾斜,倾角往往可

以忽略不计.除雷文斯克瑞格组外,其它组煤的煤级

向西增高.

2.4.1霍斯休坎尤组

该组地层大面积地隐伏予阿尔伯达南部和巾

部,在红鹿河谷出露良好,平均厚度为247m;含煤

l3层,单层最大厚度3.9m,有.4层煤的厚度在1.5

m以上.表2和图5总结了这些亚烟煤的组成特征.

2.4.2斯科拉德组

该组地层在阿尔伯达中部呈弧形条带状展布,

长达350km.在红鹿河谷该组地层厚度小于100m,

含两个煤组.其中一个煤组(阿德里煤组)被认为是

阿尔伯达最重要的煤组,厚3O～60m,可进一步划

分为三个亚组,每亚组含若干煤层.斯科拉德组煤属

亚烟煤,其组成特征如表2和图5所示.

2.4.5雷文斯克瑞格组

该组地层分布于萨斯喀彻温南部.该组沉积在

东西向剖面上呈楔形产出,向东增厚.在萨斯喀彻温

东南角地层厚度最大(长300m),煤组的数目(19

个)也最多.其中的5个煤组赋存深度小于76m,厚

度在1.5～4.2m之间.该组煤均为褐煤.煤质特征

见表2和图5.

腐植红l

霍斯休

组稳定

组静

镜质纽

组

组

图5斯科拉德组,霍斯休坎尤组,雷文斯

克瑞格组的煤显微组分分布

3大西洋加拿大煤盆地

●

大西洋加拿大马里蒂姆斯盆地含有重要的煤炭

资源,它与WCSB的煤产量几乎相当于加拿大全国

的煤炭产量成煤时代为晚石炭世(宾夕法尼亚组),

分布于新不伦瑞克,新斯科舍和新芬兰岛三个地区

的3O个子盆地或煤田(图】,区9).新斯科舍悉尼煤

田的储量最大,产量占整个煤盐地的一半以上.

34矿业译丛1992年第2期

煤赋存于宾夕法尼亚系内的三个地层层位,由

老到新依次为:里弗戴尔群,坎伯兰德群和皮克托/

莫瑞恩群.皮克托群与莫里恩群在地层上可以对比.

构造形变强度微弱至强烈.在悉尼盆地,地层略向海

洋方向倾斜,其上叠加了几个大型褶皱.倾伏方向北

东.褶皱两翼地层的倾角一般小于15..

该煤盆地煤全为烟煤,煤级从高挥发分烟煤C

到低挥发分烟煤,其中储量最大的是挥发分烟煤A

(-a2,图5).

悉尼煤田的含煤地层是莫瑞恩群,最大厚度约

2000n3.由于该煤田大部分地区位于大西洋底部,故

煤田的具体范围尚不明确..该煤田含30层主要煤

层,单层最大厚度可达4.3m.根据产量和区域分布

情况看,其中有4层煤层特别重要.

4加拿大其它煤田

与WCSB和大西洋加拿大的诸煤田相比,其它

煤田虽说不是那么重要,但也蕴藏大量的煤炭资源,

在某些情况下往往也可以满足当地对煤炭的需要.

某些煤田较小,曾经开采过,目前已停止生产.某些

小煤田日前正重新开发.有些煤田可能具有发现较

大储量的潜力,但山于地处偏远,几乎没有勘探或开

发,如鲍泽盆地(图1,区3),邦尼特普卢姆盆地(图

1,区13)及北极的阿基佩拉格(图1,区16)等.

其中两个次要的小盆地独具特色.哈特克里克

煤田(图1,区6)赋存了加拿大目前已知的最厚的煤

矿床.在侧向上极为狭窄的盆地内,350~550m地

层中的含煤系数高达7O,成煤时代为始新世,煤

级为褐煤至亚烟煤.在北部的育空地区,卡亚克组中

含有北美密西西比系最厚的煤层之一,煤厚大于5

m,为无烟煤,低灰分,低硫分,煤质极好.

各次要盆地及煤田的煤质数据总结于表2中.

5加拿大煤的产量和利用

1989年,加拿大的煤炭产量为7.05亿t,其中

的3.27亿t供出口,大部分出口煤为炼焦用煤.迷

雾山组和盖茨组是最大的炼焦用煤产出地层.这些

煤中惰性组分含量尽管很高,但仍具有良好的结焦

性.这种性质可能是形成最佳煤级(中～低挥发分烟

煤)的一个重要原因,也表明相当大一部分惰性体具

有活性.几乎所有的加拿大西部煤均是低硫的,这种

特征对炼焦和燃烧十分有利.

在1989年加拿大的一次能源构成调查中,煤占

14.几乎所有的加拿大国内燃烧用煤均用于发电,

特别在阿尔伯达,萨斯喀彻温等省更是如此.安大略

的煤依靠加拿大西部和美国供给,其中很大一部分

煤作为动力用煤,加拿大西部的动力用煤主要产自

科尔斯珀,斯科拉德,霍斯休坎尤和雷文斯克瑞格

组.其中一部分煤供应加拿大中部地区,大部分煤用

于坑口电站发电.在新斯科舍和新不伦瑞克.几乎所

有的煤均采自于莫瑞恩群,并全为动力用煤.

目前,加拿大西部的煤矿全是露天煤矿东部多

为地采煤矿.采矿规程均按环境保护的要求制定.人

们对煤利用对环境造成的影响日益重视,故某些清

洁燃烧新技术正在开发或已投入应用.人们更为关

心的是煤的组成与其利用时污染程度之间的关系,

例如燃烧期间煤中微量元素的去向等等.近年来对

煤层甲烷回收技术的研究也迅速得到发展,几个政

府机构与工业界合作,正在加拿大致力于这方面的

研究.

秦勇译曹作华校

原文载于《o1.》,1991,Vo1.19,

No.1～4,9～20

科技消息

井颈不稳定围岩的电化学注浆法

为在井颈刷喝的粘土质砂岩上建立坚固的隔水

幂,应采用电化学注浆.不稳定围岩应用电化学注浆

的主要优点是;形成的隔水幕其性能是不可逆的.井

简可用混凝土支架代替弧形板支架,生产周期短,建

造隔水幕与采准工作和采矿工作无关}与不稳定岩

层冻结法f(}比较,能降低工程费用.

x'j岩层不稳定地帮进行电化学注浆.能保证井

简的良好开凿条件,减少排水费用,采用廉价支护,

防止矿体变形并形成溶解洞穴.苏联6O年代列宁式

共青团煤矿的第6号风井以及其它立井的建设均采

用电化学注浆工艺.

采Ⅲ电化学注浆工艺,减少了能耗(140Kw?h/

m.),节省了金属弧形拼板缩短了井颈与凿井工艺

准备阶段的建设周期.

郝温译杨永泰校

原文载于(FIo~aeMHOe14[IlaXTHOe

CpoHTem胛Bo》..9.33