江西萍乡大江边地区煤矿地质特征与聚煤规律(1).pdf

1342020 年第 8 期 江西萍乡大江边地区煤矿地质特征与聚煤规律 姜智东 饶玉彬 李昌龙 （江西省煤田地质勘察研究院，江西 南昌 330001） 摘 要 为研究大江边地区的聚煤规律，通过分析区内含煤地层、煤层对比及可采性、煤质等煤层特征，综合研究区内聚 煤期前古构造和古地理、聚煤期大地构造以及聚煤期后构造变动等成煤条件，指出区内含煤地层为多期次的沉积作用形成。 关键词 萍乡 大江边 煤矿 聚煤规律 地质特征 中图分类号 P618.11 文献标识码 A doi10.3969/j.issn.1005-2801.2020.08.045 Geological Characteristics of Coal Mine and Coal Concentration Law in Dajiangbian Area of Pingxiang, Jiangxi Province Jiang Zhi-dong Rao Yu-bin Li Chang-long Jiangxi Coal Field Geological Survey Institute, Jiangxi Nanchang 330001 Abstract In order to study the law of coal accumulation in the Dajiangbian area, through the analysis of coal bearing strata, coal seam correlation and mineability, coal quality and other coal ing conditions, the coal ing conditions such as paleostructure and paleogeography before coal accumulation period, tectonic structure during coal accumulation period and structural changes after coal accumulation period were comprehensively studied, and it was pointed out that the coal bearing strata in the area were ed by multi-stage sedimentation. Key words Pingxiang Dajiangbian coal mine law of coal accumulation geological characteristics 收稿日期 2020-05-15 基金项目 江西省萍乡市湘东区大江边勘查区煤炭普查 （2011361001） 作者简介 姜智东（1990-），男，江西余江人，毕业于福州大学资 源勘查工程专业，工学学士学位，地质工程师，现从事地质矿产勘 查及研究工作。 大江边研究区位于江西省萍乡市城区正西方 向，直线距离约 9km，其行政区隶属萍乡市湘东区 管辖，研究区范围为大江边普查探矿权及周边地区， 面积约 15km2（图 1）。2011 ～ 2016 年，江西省煤 田地质勘察研究院在本区实施了中央地质勘查基金 管理中心项目“江西省萍乡市湘东区大江边勘查 区煤炭普查（2011361001）”，并提交了江西省 萍乡市湘东区大江边勘查区煤炭普查成果报告， 主要成果为探矿证范围内 F0 下伏系统 8、9、10、 11 号煤层保有资源量 1600 余万吨，合并上覆系统 的天山煤矿、 黄塘煤矿远景资源量可达3000余万吨， 可考虑作为一处煤炭资源接替基地。 1 区域地质概况 1.1 区域地层 区内出露地层为南华系上统下坊组（Nh2x）， 泥盆系中统棋子桥组（D2q），泥盆系上统佘田桥 组（D3s）、锡矿山组（D3x），石炭系下统杨家源 组 （C1y） 、 大埔组 （C1d） ， 石炭系上统黄龙组 （C2h） ， 二叠系中统栖霞组（P2q）、小江边组（P2x）、茅 口组 （P2m） ， 二叠系上统乐平组 （P3l） 、 长兴组 （P3c） ， 三叠系下统大冶组 （T1d） ， 三叠系上统安源组 （T3a） ， 侏罗系下统水北组 （J1s） ， 白垩系下统石溪组 （K1s） ， 白垩系上统南雄组（K2s），以及第四系（Q）。 其中安源组（T3a）为区域内主要含煤地层，总 厚度大于 827m，自下而上可细分为紫家冲段、三 家冲段、三丘田段。下段紫家冲段（T3a1）岩性为 灰色厚层状燧石砾岩，往上为砂岩、粉砂岩、泥岩 炭质泥岩夹煤层；中段三家冲段（T3a2）岩性为灰 黑色泥岩、页岩和粉砂质泥岩，夹薄层粉砂岩和细 砂岩， 产大量海相瓣鳃类化石；上段三丘田段 （T3a3） 岩性为燧石砾岩、石英砂岩、泥岩和粉砂岩构成的 韵律层，间夹煤（层）线。 1.2 区域构造 该区位于扬子板块与华南板块结合部之萍乐坳 陷带西南端，毗连武功隆起。区内遭受了多期次构 造活动，区域构造十分复杂，构造形态总体呈北 1352020 年第 8 期 东～南西向展布。自加里东运动以来，区内受到强 烈褶皱作用，断层发育，并伴随岩浆侵入活动；印 支运动时期，构造运动更为强烈，从而使区域构造 呈现极为复杂的景观；后期以重力滑脱作用为主， 伸展滑覆构造发育，并形成多期叠加复式构造（图 1）。区内褶皱构造主要有黄塘背斜、胡家坊向斜、 仙峰崖向斜、大屋坪向斜、芭蕉岭向斜等，主要断 裂构造有龙塘断裂、马脑断裂等。 图 1 研究区区域地质简图 1.3 区域岩浆岩 区域内岩浆岩活动不发育，仅在青山、焦宝煤 矿见有少量的辉绿玢岩脉，厚 2.0866.32m。岩脉 顶部发育一层耐火粘土层。 2 煤层地质特征 2.1 含煤地层特征 研究区含煤地层为三叠系上统安源组，紫家冲 段为主要含煤段，三家冲段含煤性差，并缺失三丘 田段。紫家冲段下部为灰色、深灰色粉砂岩与砂岩、 砾岩互层，局部夹黑色泥岩，含煤性较差，仅含 1 个煤组，即 5 号煤组（层），未见揭露；上部以灰 黑色薄层状泥岩和粉砂岩为主，夹薄层细粒砂岩或 砂质条带， 可划分为7个旋回， 各旋回以砂岩为起点， 由砂岩 - 粉砂岩 - 泥岩 - 煤 - 泥岩组成韵律系列。含 7 个煤组，自下而上编号为 612 号煤组（层），每 个煤组的煤分层数变化大，多者达 10 余层，少者 仅 1 层，煤层厚度变化大，结构复杂，产较多植物 化石，含菱铁矿和黄铁矿结核。如图 2 所示。 2.2 煤层对比与可采性 研究区以三家冲段底界下的 12 号煤层作为对 比基线。岩性以厚层状灰黑色粉砂岩及泥岩为主， 夹多层灰色细粒砂岩，显微波状水平层理，含菱铁 矿及黄铁矿结核，富产海相瓣鳃类动物化石，全区 发育，层位稳定，易于识别。 图 2 研究区含煤地层柱状图 区内 F0 下伏系统含煤地层的 118 号煤组为大 部分可采煤组，12、7 号煤组为局部可采煤组，6 号煤组为零星可采煤组，5 号煤组未见。F0 上覆系 统 129 号煤组为大部分可采煤组。 2.3 煤质特征 2.3.1 煤岩特征 据煤岩鉴定资料，煤岩组分以亮煤为主，次 为镜煤及暗煤；煤岩类型以光亮型为主，次为半 亮型及半暗型，燃烧时微烟、微熔、微胀。煤中 有机组分从 53.9097.00，平均为 90.3，无机 组分从 3.046.1，平均 9.7。无机组分含量越 高，煤的矿化程度越高。煤中镜质组最大反射率为 1.4181.865，平均为 1.641，煤变质程度多为 瘦煤，少见贫煤阶段。 2.3.2 物理性质 研究区煤层颜色为黑色、深灰色；条痕为深黑 色；断口有贝壳状、棱角粒状或参差状；光泽为强 玻璃光泽至金刚光泽；易碎呈粉末状或粒状，块粒 1362020 年第 8 期 径一般为 230mm，大者可达 50mm；结构以条带 状为主，另有均一状、透镜状等。 2.3.3 化学性质 空 气 干 燥 基 水 分（Mad） 原 煤 平 均 值 在 0.910.98，浮煤 1.091.52；灰分（Ad）原 煤 12 号煤层为高灰煤、119 煤层为中高灰煤、 8 煤层为低灰煤，浮煤均属特低灰煤；浮煤挥发 分（Vdaf）均为低挥发分煤；原煤碳含量（Cdaf） 83.96 ～ 87.87，氢含量（Hdaf）4.565.02， 氮 含 量（Ndaf）1.321.97； 硫 分（St,d） 在 0.570.71 的范围之内，均属低硫煤；发热量 （Qgr,d）原煤 12、10 号煤层属中低热值煤，11、9 号煤层属中热值煤，8 号煤层属高热值煤。洗选后， 各煤层的平均发热量在 33.7634.67MJ/kg 之间，为 特高发热量煤。 3 聚煤规律 3.1 聚煤期的大地构造条件 研究区地处萍乐坳陷的西南端，属三叠系安源 煤系。晚三叠世含煤岩系是在强烈的印支运动之后 开始沉积，含煤岩系与下伏地层一般都呈角度不整 合接触，并覆盖于不同时代的地层之上。晚三叠世 含煤岩系沉积在强烈褶皱而又未被充分夷平的基地 之上，聚煤前基底古地形比较复杂，构造面貌特殊， 并受北东向断裂构造控制，为一系列以北东向为主 的狭长坳陷，这为煤层富集提供了有利的场所。 3.2 古构造和古地理条件 区内晚三叠世安源组沉积受古构造与古地理因 素控制，含煤盆地为断陷盆地。煤盆地的同沉积构 造对煤系的沉积具控制作用，萍乐海湾泻湖区内的 古蒙山背斜在晚三叠世继续隆起，对煤系厚度产生 较大影响。超覆扩张现象明显，古背斜以北的白源 亦向古背斜方向超覆。盆地内的古隆起、同沉积背 斜、同沉积断裂对煤系及煤层厚度的控制作用。 3.3 聚煤期后的构造变动 聚煤期后，本区主要受到武功山滑覆构造系统 的影响，改变了区内原始聚煤沉积面貌。武功山滑 覆构造系统前期是重力滑覆构造，后期为逆冲推覆 构造。构造变形不仅改变了煤大分子结构，而且改 变了构造煤的微孔结构。武功山滑覆构造对矿区构 造控煤主要是以切层滑覆构造控煤为主，如邻近井 田巨源煤矿被其形成“三层楼”式构造，黄塘井田 为 “二层楼” 式构造， 而本区呈现 “三层楼” 式构造， 如图 3 所示。顶层由茅口组灰岩构成（F34 推覆断 裂上覆系统） ， 底层即为胡家坊向斜的主体部分 （F0 滑覆断裂下伏系统，由茅口组和安源组地层组成）， 中间层为漆家湾向斜部分（F0 上覆系统，由茅口组 和安源组地层组成）。 图 3 研究区第 7 勘探线剖面图 4 结语 区内含煤地层为三叠系上统安源组紫家冲段地 层，共含 512 号 8 个煤组。存在 7 个沉积旋回， 各旋回以砂岩为起点，由砂岩 - 粉砂岩 - 泥岩 - 煤 - 泥岩组成韵律系列；煤岩组分以亮煤为主，次有镜 煤及暗煤；煤岩类型以光亮型为主，煤变质程度多 为瘦煤，少见贫煤阶段。 区内经历了多期次的沉积、构造作用。聚煤期 前的印支运动，使区内形成了北东向为主的狭长坳 陷断陷盆地，为含煤地层沉积与煤层富集提供 了有利的场所；聚煤期沉积环境为海湾泻湖型，盆 地内的古隆起、同沉积背斜、同沉积断裂对含煤地 层及煤层厚度具有控制作用；聚煤期后，受武功山 滑覆构造系统的影响，改变了区内原始聚煤沉积面 貌，形成“三层楼”式构造。 【参考书目】 ［1］ 李文恒，方道恕，王涛 . 赣中煤田滑脱构造 [J]. 中国煤田地质，1991（02）5-12. ［2］ 吴基文，严家平 . 江西晚三叠世聚煤盆地发育特 征及聚煤期构造控制作用[J]. 淮南矿业学院学报， 1994，14（01）1-8. ［3］ 胡秋祥 . 萍乡石里湾～大江边滑覆构造与找煤前 景 [J]. 江西煤炭科技，2002（01）32-34. ［4］ 陈文华，彭和清 . 江西晚三叠世安源煤系沉积特 征及沉积环境探讨 [J]. 中国煤田地质，2005，17 （04）3-6. ［5］ JU Yiwen，JIANG Bo，HOU Quanlin，etal. 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