河南省赵家寨矿区煤厚变化趋势及成因浅析.pdf

收稿日期 2005 - 11 - 10 作者简介范云霞1966 - ,女,河南南召人,工程师, 1988毕业于 焦作矿业学院,现从事煤田地质勘探工作。 河南省赵家寨矿区煤厚变化趋势及成因浅析 范云霞 河南省煤炭地质勘察研究院,河南 郑州 450052 摘要井田4层可采煤层厚度不稳定 ～ 极不稳定,均受滹沱背斜控制,二1煤层表现尤为明显。二1煤层厚度 变化趋势为背斜轴部及其附近煤厚较大,远轴处较小;受环境影响,南西、 南东尤小。煤厚变化的控制因素是 地质构造,其次为成煤环境。 关键词二1煤层;厚度变化;滹沱背斜;成煤环境 中图分类号 P618111 文献标识码B 文章编号 1003 - 05062006 S0 - 0021 - 02 赵家寨井田位于郑州市南约40 km的新密市与 新郑市交界地带,呈近东西向展布,面积约50 km 2 , 精勘趋于结束。赋存石炭二叠纪含煤岩系,共发育 可采煤层4层,煤层形态主要受滹沱背斜控制。尤 其二1煤层,呈现在背斜轴部附近厚度较大、 沿倾向 厚度变化较大的趋势,局部受成煤环境影响。 大致在河南省京广铁路以西,由于自印支期以 来的顺煤层滑动、 剪切平移、 断块倾斜等多期、 多种 构造的改造或破坏作用,二1煤层厚度变化较大,基 本无规律可寻。虽然褶皱轴部及其附近煤厚呈现规 律性变化在华北聚煤盆地并不乏其例,但在构造较 复杂的本区域却较为罕见。因区域褶皱多走向近东 西,形成于印支期,历经燕山早、 晚期、 喜山期构造运 动的错动、 扭曲,对煤厚变化的影响就大部由于复杂 化而显得削减或转移,局部依稀可见。井田的滹沱 背斜属为数不多的燕山早期北西向褶皱,受其他构 造扰动期次、 强度相对少且小,对煤厚分带控制的痕 迹依然,因而讨论其轴部与两翼煤厚变化趋势,有助 于寻找厚或特厚煤带,提高地质研究程度。 1 含煤性 本区含煤地层为石炭系中统本溪组、 上统太原 组,二叠系下统山西组、 下石盒子组和上统上石盒子 组。含煤地层总厚716117 m ,划分10个含煤组段, 含煤36层,煤层总厚度18157 m,含煤系数2159。 山西组和太原组为主要含煤地层,总厚度计153127 m,共发育煤层15层。上、 下石盒子组属一般性含 煤地层,共7个含煤段,总厚度553197 m,三煤段未 见煤层,其余6个煤段共含煤21层。山西组下部的 二1煤层为基本全区可采煤层,其中部的二3煤层、 太原组底部的一1煤层及上石盒子组下部的七4煤 层为大部可采煤层,其余煤层均不可采或偶尔可采。 可采煤层总厚度为9178 m,可采含煤系数1137。 2 二1煤层及其厚度变化趋势 211 基本情况 赋存于山西组下部,上距砂锅窑砂岩Ss 42159 ～93188 m,平均64172 m。下距L7石灰岩20100～ 25100 m,平均22128 m。煤层厚度0～21175 m,平 均5150 m,煤层厚度有一定变化,不稳定。 区内151个钻孔穿过煤层层位,除4孔沉积缺 失外,其余147孔均见该煤层。煤厚小于0180 m的 有11个点, 0180～1130 m的6点, 1131～3150 m的 47点, 3151～8100 m的58点,大于8100 m的29 点,故属中厚 ～ 厚煤层。可采煤层发育情况见表1。 表1 可采煤层发育情况 煤层 编号 厚度/m见煤情况 范围平均 穿过 点数 见煤 点数 可采 指数 / 变异 系数 / 可采 情况 稳定 程度 二1 0～21175515015114792177316基本全区可采不稳定 一1 0～41551146757286175411大部可采极不稳定 二3 0～6198113714112573177519大部可采极不稳定 七40149～2101 111120 20751037大部可采极不稳定 147个见煤钻孔中,共18个钻孔含夹矸。含夹 矸1层者12孔, 2层者4孔, 3层、4层者各1孔。夹 矸厚0110～2127 m,总厚度15180 m,岩性多为炭质 泥岩与泥岩,煤层结构简单。 煤层直接顶板为灰黑色泥岩、 炭质泥岩或砂质 泥岩,产植物叶部化石,厚0113～0187 m,平均0148 m。基本顶板以灰色细粒长石石英砂岩为主,厚 12 2006年增刊 中州煤炭 2006年6月 1192～20168 m,平均11166 m,硅、 钙质胶结,较为 致密坚硬,裂隙不甚发育。直接底板为黑色泥岩、 炭 质泥岩或砂质泥岩,产有植物根部化石,厚0113～ 2187 m,平均1107 m。基本底板主要为含泥质条带 细砂岩,厚0189～12135 m,平均4140 m,较稳定。 经对二1煤层见煤点煤厚资料分析计算,求得 其标准差为4105,变异系数为7316 ,可采指数为 9217 ,不稳定系数为3195,应属不稳定型煤层。 212 煤厚变化 井田内无煤带2个,分别分布于南中部的 0756、0855孔周围,面积各为0106, 0108 km 2。不可 采带10个,分布零星, 9个系单孔构成, 1个由2孔 构成,总面积约0180 km 2。0180～1130 m的薄煤带 2个,面积均较小,分别分布于南西部与南东部的无 煤带、 不可采带外围。1131～3150 m的中厚煤带4 个,分布面积约占井田总面积的2 /5,较大面积的2 个带分别位于南东部、 南西部,较小面积的2个带位 于滹沱背斜轴北端。3151～8100 m的厚煤带2个, 面积约占井田总面积的2 /5,较大的一个位于中部 背斜轴及其两侧,较小的一个在南东部。厚度大于 8100 m的特厚煤带14个,接近井田面积的1/5,由 2个以上特厚点构成的特厚带8个,集中分布于滹 沱背斜轴及两侧,单点构成的6个, 4个在中部,另2 个在东部。综观全区,特厚煤带主要展布于中部,厚 煤带展布于中部特厚带两侧及北东部,中厚煤带则 绝大部分位于南东、 南西部,薄煤带不可采带无煤带 多零星散布于南部。煤厚变化几无明显规律,但尚 可发现宏观趋势,局部有反常现象。整体趋势大致 为中部背斜轴部位煤厚最大,向两侧及北东煤厚渐 小,南东及西部厚度最小。另外,煤厚沿走向变化较 小,沿倾向变化相对较大。在南部,短距内煤厚有急 剧增厚变薄现象。比较符合一般煤厚变化规律或区 域煤厚变化规律的地带为东部11勘探线附近。即 如图1所示,背斜轴部煤厚大,近轴处受挤压部位煤 厚小,远轴处煤厚又增大。 3 煤厚变化成因浅析 引起煤厚变化的主要原因应为后期构造,次为 沉积环境。煤厚在背斜轴部大,向两翼大致呈递减 趋势,无疑是背斜形成时的挤压作用所致。井田大 部属厚煤带、 特厚煤带,其余部分基本为中厚煤带。 南西部的中厚煤带与背斜轴走向一致,成因属构造 挤压;南东部最大的一个中厚煤带垂直背斜轴展布, 其成因应与成煤期后构造无关,而系沉积环境造成。 图1 背斜轴两翼煤厚变化示意 本区二1煤层聚煤前属潮坪环境,较平坦且呈 缓坡状向南东倾斜。随着海水向南东撤退,井田二1 泥炭层逐渐形成于潮坪基础上的泥炭沼泽环境,南 东部中厚煤带成煤期濒临大海,经常受到潮汐作用 影响,故煤厚较小。井田西部和东部各有一不规则 长条状薄煤带,内含无煤带与不可采带,该地带在成 煤期应属泥炭田中的蛇曲河床,泥炭层堆积较薄。 聚煤后,地壳先快速沉降,本区沦为分流间湾环 境,二1泥炭层得以保存,后缓慢上升,变迁为下三 角洲平原,分流河道由北西向南东拓展。分流河道 的冲刷作用对煤厚的影响不大。如受冲刷影响的 0751、0954孔,煤层直接顶板为细砂岩,煤厚为 20127, 16103 m, 0551、1153孔煤层直接顶板为中砂 岩,煤厚为5155, 9111 m, 1254孔煤层直接顶板为粗 砂岩,煤厚为10132 m,上述各孔煤厚均超过井田平 均煤厚。当然,个别点煤厚因冲刷作用减小,如 1155孔,煤层直接顶板为中砂岩,煤厚仅1162 m。 4 结语 井田二1煤层属厚 ～中厚煤层,厚煤带主要分 布于背斜轴部及其附近,其他三层煤厚度也有类似 变化趋势。另外,背斜北东翼断裂发育,煤厚较小, 南西翼断裂稀疏,近轴处煤厚渐大。建议采区布设 参考煤厚分布情况。 参考文献 [1 ] 河南煤田地质公司 1河南晚古生代聚煤规律[M ]1武汉中国 地质大学出版社, 19911 [2 ] 河南煤田地质公司一队、 物测队 1新郑矿区水文地温综合勘 探报告, 19901 [3 ] 刁良勋等 1河南省煤炭地质勘察研究院,赵家寨井田精查地 质报告, 20021 责任编辑蔡长瑞 22 2006年增刊 中州煤炭 2006年6月