南非共和国19个二叠纪、三叠纪煤田的总称。它们都位于南非东半部。主要产煤区在北部的德兰士瓦省,其次为中部的奥兰治自由邦和东部的纳塔尔省。南非的煤产量在世界各国占第八位,出口量占第三位,煤炭资源量居非洲各国首位。
在地质上,这些煤田全部位于大卡鲁煤盆地内。煤层赋存在二叠纪、三叠纪卡鲁(Karroo)含煤岩系中,经济可採煤层大部分见于下二叠统弗雷黑德(Vryheid)组,个别出现在三叠系。
基本介绍
- 中文名:南非煤田
- 外文名:Coalfields of South Africa
- 地点:南非
- 品质:中变质烟煤
- 厚度:8000~10000m
- 开採特点:煤层埋藏较浅且大多近水平
地层
卡鲁含煤岩系呈北东—南西向延伸,在大卡鲁盆地南缘沉积最厚,可达8000~10000m,往北变薄,在开普省以北迅速减薄至750~1000m,到北部边缘甚至尖灭。卡鲁系由下而上可分为德韦卡(Dwyka)组、埃卡(Ecca)组、博福特(Beaufort)组和莫尔泰诺(Molteno)组。
(1)德韦卡组。在盆地南部出露最完整,在北部边缘缺失,主要由冰碛层组成。
(2)埃卡组。整合于德韦卡组上部页岩之上,主要由三角洲沉积组成,常分为上、中、下三部分。中埃卡组又称弗雷黑德组,由厚层砂岩和砾岩互层组成,间夹泥岩,岩相稳定,是主要含煤段。煤层分布在砂岩之上,并为黑色粘土页岩或细砂岩覆盖。在奥兰治自由邦北部、德兰士瓦省西部、南部和东南部及纳塔尔省北部形成有经济价值的煤矿床。上、下埃卡组由粘土页岩组成,有的地方缺失下埃卡组,在开普坳陷中,此组不含煤。
(3)博福特组。厚度从盆地南部的2700m向北减薄到300~650m。其下部属二叠系,中、上部属下三叠统和部分中三叠统。该组由长石砂岩、泥岩和页岩组成。在德兰士瓦省中部、西部、北部和东北部,博福特组和上埃卡组中赋存可採煤层。
(4)莫尔泰诺组。属上三叠统,由粗粒砂岩、粘土页岩、高灰分煤层以及砾岩组成。在大卡鲁盆地北部该组缺失。在开普省东北部的莫尔泰诺煤田内,此组含煤。
构造
卡鲁含煤岩系在北部德兰士瓦省形成向海岸倾伏的向斜,在南部开普省褶皱强烈,总体构造比较简单,大部地区地层实际上近水平,只被基底断块运动及下伏岩石中喀斯特造成的断裂分割成许多断块,各断块内还有大量断距在10~100m的断层存在。岩浆活动强烈,每300m就有两三个粗玄岩岩床,还有大量厚达10m的岩脉。
含煤性
卡鲁系各组地层均含煤,但有工业价值的煤层几乎全部赋存于中埃卡组即弗雷黑德组中。煤层数量不多,有五个可採煤层,一般厚0.7~6m,有的达9m。除下部受古地形影响外,大部分煤层的煤质和厚度都很稳定,偶尔出现局部分岔。中埃卡组的煤层层位往北逐渐升高,煤层加厚。
煤质
南非的煤主要是腐植煤,还可见到藻烛煤,腐植煤多呈条带状,含有大量镜煤。沿煤的层理富含细散泥质物。在粗玄岩岩床附近煤质发生变化,其影响範围多在100m以内。南非煤一般呈高灰、低硫(1%)、低挥发分,大部分为沥青煤,少部分为炼焦煤、配焦煤和无烟煤。埃卡组煤质较好,大部分是半沥青煤。只有纳塔尔省的煤含碳量高达80%以上,灰分低于15%,硫分<1%,属优质炼焦配煤。威特班克煤田的第二层煤含不太光亮的烟煤分层,其挥发分24%,水分1.5%,灰分15%,硫分1.4%,可炼成优质焦炭。其余各地的煤煤质较次,只宜于发电。
资源
南非煤炭资源量为205.7Gt,均为硬煤,占整个非洲煤炭资源量的83%,其中400m以浅经过勘探的储量115.5Gt,证实储量61Gt。煤炭勘探储量超过10Gt的煤田有:瓦特贝格(Waterberg),49.9Gt;海费尔德(Highveld),16.9Gt;斯普林斯—威特班克(Springs-Witbank),16.2Gt。它们共占全国总勘探储量的72%。此外,尚有五个煤田勘探储量超过3.0Gt。其中,奥兰治自由邦剩余部分为8.8Gt;弗里尼欣—萨索尔堡(Vereeniging-Sasolburg),4.7Gt;东德兰士瓦(Eastern Transvaal),7.0Gt;斯普林博克-弗拉特斯(Springbok-Flats),3.2Gt;南兰德(South Rand),3.0Gt。
开採地质条件
南非煤田的开採地质条件的特点,一是煤层埋藏较浅且大多近水平;二是厚度较大且稳定;三是煤系内火成岩发育。煤炭储量中有96%埋藏深度不到200m,目前最大开採深度320m。煤层厚度超过2m的储量约占80%。粗玄岩常呈岩席出现在煤层上部,或呈岩脉穿插煤层,导致形成天然焦、无烟煤或富含瓦斯,为查明粗玄岩及煤质变化,常需布置大量钻孔。
开发概况
南非煤矿床于19世纪中期被发现并开始小规模开採。随后,为满足金刚石矿与金矿工业的需要,大量开採煤炭。20世纪初,南非煤炭开始向非洲一些邻国及亚洲少量出口,70年代成为煤炭出口大国,现每年出口近50Mt,占年产量的27%。煤炭年产量1979年突破亿吨,1992年为177Mt。其中,39%用于发电,近20%用于製造合成燃料。南非是世界上以工业规模用煤生产液体燃料的唯一国家。