煤田地質特征研究范文

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1地質特征

1.1煤系地層由于區內構造極其復雜、沉積類型多樣，深部煤炭資源分布不均勻龍巖煤田隱伏區或深部找煤，實質上就是剝離各類蓋層后，尋找童子巖組煤系地層。童子巖組根據巖性、巖相和古生物化石特征，自下而上可分為三個段。①童子巖組第一段：主要巖性為灰黑色砂質泥巖、泥質砂巖、細砂巖及煤組成，含煤14層。產動物化石舌形貝、壽昌菊石、鉤蓋貝、黃氏新輪皺貝等，主要植物化石為單網羊齒和櫛羊齒。厚度255m。②童子巖組第二段：為一套淺海相碎屑沉積，巖性由灰黑色砂質泥巖、泥巖、泥質砂巖和薄層細砂巖組成，不含煤。產豐富的雙圓海百合莖、阿爾圖菊石等動物化石。厚度113m。③童子巖組第三段：主要巖性由灰黑色砂質泥巖、泥質砂巖、細砂巖和煤組成，含煤30層。含豐富的單網羊齒、櫛羊齒、楔葉、鱗木等植物化石和舌形貝、海百合莖、長身貝等動物化石。厚度474m。

1.2“紅層”蓋層白堊系沙縣組為陸相紅色碎屑巖建造，由于巖性呈紅色，也稱“紅層”，紅層常覆蓋于含煤地層之上。沙縣組在龍巖煤田出露于龍巖市白沙至紅林坪一帶，最大厚度可達1692.6m，屬于內陸斷陷湖泊盆地沉積。巖性下段為紫紅、磚紅色粉砂巖夾少量礫巖及玻屑凝灰巖；上段為紫紅色粉砂巖和砂礫巖，產植物：Manicasp.袖套杉。紅色盆地沿北東向伸展入漳平市的基泰一帶，產魚類：Yungkangichthyssp（.永康魚）。

1.3“火山巖”蓋層區內侏羅系火山活動強烈，主要為陸相中酸性熔巖，夾火山碎屑巖和沉積巖；主要有晚侏羅世長林組、南園組。長林組：以酸性熔巖、凝灰熔巖和火山碎屑巖為主。主要為火山角礫巖、集塊巖、凝灰巖、凝灰質礫巖、砂巖、粉砂巖、凝灰熔巖。南園組：以中酸性—酸性火山巖為主夾沉積巖夾層，主要以灰綠色流紋巖、凝灰熔巖、安山巖、英安質晶屑凝灰巖、凝灰質砂泥巖。該區“火山巖”蓋層與下伏煤系地層常呈不整合或假整合接觸。

1.4“滑覆體”蓋層龍巖晚古生代為克拉通聚煤盆地，為陸表海碎屑巖沉積。溪口組、大隆組、翠屏山組常構成連續沉積蓋層，蓋層巨厚，與下伏含煤地層常呈整合接觸。由于后期構造—滑動構造，溪口組、大隆組、翠屏山組部分地層斷失，構成“滑覆體”。溪口組：巖性下段為鈣質泥巖、厚層鮞狀灰巖及角巖化硅質巖；上段為雜色薄層粉砂巖、泥巖，夾少量細砂巖。最大厚1483.0m。大隆組：巖性主要以黃-灰黑色薄層粉砂巖、泥巖為主，底部夾數層透鏡狀灰巖，產豐富的海相動物化石。厚157.0m。翠屏山組：翠屏山組的分布范圍大致與童子巖組相同。底部以砂礫巖、粗砂巖為主，巖性主要為石英細砂巖、粉砂巖、泥巖為主，夾有煤線。最大厚度947m。

2影響童子巖組煤系的因素分析

2.1沉積環境對童子巖組煤系的控制龍巖煤田童子巖組屬茅口期，古氣侯、古植物和古構造條件基本相似，控制聚煤作用的主要因素是沉積環境。茅口階晚期，龍巖煤田童子巖組含煤地層的沉積環境，屬于碎屑濱岸沉積體系，并進一步劃分為3種沉積體系，即：障壁島—潟湖沉積體系，潮坪—潮道沉積體系，濱岸湖泊沉積體系。童子巖組煤系厚度大，具有煤層層數多、厚度薄、煤層密集、硫分低等特點，反映成煤期濱岸帶沉積區廣闊而平緩，碎屑物質供應比較充分，巖性巖相較穩定。童子巖組煤系地層中的韻律層序結構，主要是受周期性海水海侵、海退影響大，脈動性海平面變化控制。隨著海水的不斷侵入，形成淺海、泥質陸棚沉積；海水退卻，形成泥炭沼澤。周期性海退到上升的轉變時期是聚煤作用的最有利時期。較大的層序厚度，除反映海平面變化幅度較大外，也反映泥炭的堆積時期也相應較長。從龍巖煤田多年地質研究資料可以看出，凡層序厚度較大、相序較全時，煤層的穩定性即較好。例如在遠濱—臨濱—前濱小層序之上沉積的煤層，其上又被遠濱相沉積物覆蓋，此類煤層即比較穩定，龍巖煤田北部的39、28煤層及煤田南部的38、29煤層均屬此類。相反，當小層序厚度小于10m或相序不全時，煤層多不穩定且不可采。

2.2同沉積構造對童子巖組煤系的控制泥炭聚積期的同沉積構造包括同沉積斷裂和同沉積褶皺。在不同的礦區，其影響程度有較大的差別。龍巖煤田內煤礦眾多,開采不同層段的煤層。根據地質資料，常發現在較短距離內煤系地層、含煤性差異較大。如有些礦區發育童子巖組三段，在相鄰的礦區內則發育童子巖組一段。區內不同程度發現有同沉積斷裂的存在，大的同沉積斷裂影響到含煤地層的巖相分帶，并控制煤層的厚煤帶展布，影響到煤層的分叉和尖滅。如龍巖煤田西部的坑柄、江山等勘探區，童子巖組一段中淺海相成份增加，各小層序中淺海相、遠濱相含海相化石泥巖增多。各礦區基底、含煤地層、含煤性在不同程度上受同沉積構造控制。

2.3后期構造對童子巖組煤系和煤層的改造童子巖組煤系形成后，在地質構造發育過程中，受多期次構造運動，構造的形式極為復雜，不同時代地層發生異位、倒置以及重復或缺失，煤系地層分布錯綜復雜。

2.3.1滑動構造對煤系和煤層的控制勘查過程中，發現許多滑動構造，遍及整個龍巖煤田。滑動構造多發生在地層中柔性巖層與剛性巖層的界面上，主要有3個系統，一為發生在童子巖組與棲霞組或更老的地層之間，這類滑覆斷裂稱F0，對煤系的破壞性很大；二是發生在煤系之內，或煤系與文筆山組間，一般稱F1，對煤系有一定的破壞性；三是發生在翠屏山組與煤系之間，對煤系具有破壞與保護兩重性，其特征基本如下。①地層沿張性斷裂面發生重力滑動時，從整個滑動系統看，其后緣部位往往拉薄缺失，煤系受到較大破壞,中帶煤系保存較好，前緣常出現疊瓦式復雜褶皺。②斷裂面傾角總體較緩，但在不同部位有一定變化。一般在后緣部位,斷裂面傾角較大，可達50°左右；中帶變緩至30°～10°；前緣部位斷裂而又仰起，傾角可達30°～40°。③斷裂走向一般與地層走向一致，斷裂面往往隨地層一致褶皺（圖2）。

2.3.2逆沖推覆構造對煤系和煤層的控制逆沖推覆構造對煤系的改造，有二種形式：一是前寒武系、寒武系、奧陶系變質巖地層或泥盆系、石炭系淺變質巖或碎屑巖層常構成“推覆體”異地系統，逆沖于煤系地層之上；二是煤系作為推覆體（異地系統），推覆于新地層之上，使原地的煤系埋深更大。逆沖推覆斷裂的特點：①斷裂面傾角平緩，有時呈緩波狀；②破碎帶寬度小，通過地層對比確定斷點；③上盤系異地地質體，與下盤地層無對應關系，不能計算斷距。

2.3.3褶皺作用對煤層的影響煤層在褶皺作用下一般會發生流變，其強烈程度視褶皺的強弱及緊密程度而定。在煤層處于同斜倒轉褶曲或更為復雜的褶皺構造中，流變的結果往往使褶皺軸部煤層增厚，兩翼相對變薄；向斜軸部煤層的流變厚度比背斜軸部厚，倒轉褶皺的正常翼煤層常因被擠壓而厚度變化較大，而倒轉翼的煤層流變厚度常厚于正常翼。

3“四下”深部找煤典型實例

3.1“推覆體”下找煤龍巖煤田王莊煤礦區詳查和鋼廠發現有一組疊瓦式推覆斷裂構造，如圖3所示，F2斷裂之下隱伏著童子巖組第一段煤系地層，38、39、43均為可采煤層，王莊即勘探F2下盤南部的煤層，探明儲量1187萬t。煤系一直向北延至麒麟巖以西，F2與F0間距由南向北逐漸變小，故北部煤系亦顯著變薄。

3.2“滑覆體”下找煤龍巖煤田局部地區為連續沉積的三疊系溪口組、二疊系大隆組、翠屏山組所覆蓋，煤系埋深大，若正常層序厚度將達2000m以上，被福建地質工作者視為找煤禁區。近幾年，由于發現溪口組溪口組、大隆組、翠屏山組蓋層與下伏煤系之間普遍存在滑動構造，蓋層厚度被滑動缺失、或變薄，地質勘探在廣布的溪口組下發現豐富的煤炭資源。如永定東門地礦區，礦區面積約8.63km2。礦區總體構造為一向東傾伏的向斜構造，軸向近東西向，本礦區處于向斜的北翼。區內發育著F1、F2、F3、F5、F6、F7、F8、F10等斷層（圖4）。礦區內主要可采煤層為下二疊統童子巖組第三段的3、7、9、24、28煤層，估算煤炭資源量6850萬t。

3.3“紅層”下找煤仁盤礦區地處龍巖市新羅區雁石鎮仁盤自然村境內。區內大部分被上白堊統沙縣組（K2S）(俗稱“紅層”)所覆蓋，綜合分析周邊礦區構造控煤規律，運用序地層學及滑脫構造理論，采用綜合物探新法CSAMT法結合深部鉆探、數字測井手段，該礦區在紅層下發現隱伏的主要含煤地層童子巖組第三段,含主要可采煤層六層，單層厚度0.72～2.0m。估算煤炭資源量2746萬t，是龍巖煤田資源豐度最大的礦區（圖5）。

3.4“火山巖”下找煤呂鳳礦區位于龍巖市新羅區自沙鎮呂鳳村，通過分析周邊礦區綜合成果，應用滑脫構造理論，采用CSAMT法物探新技術及繩索取心金剛石鉆探工藝揭示，呂鳳礦區煤礦區大面積的上侏羅統南園組（J3n）直接以角度整合覆蓋在上二疊統翠屏山組（P3cp）和下二疊統童子巖組（P2t）之上。因火山巖的影響，使下二疊統童子巖組第三段上亞段（P2t3-3）大部分缺失。同時下二疊統童子巖組（P2t）含煤地層沿傾向方向的沿伸被剝蝕，煤層遭受破壞；該礦區資源量3500萬t（圖6）。

4龍巖煤田“四下”找煤前景

龍巖煤田童子巖組含煤巖系分布廣，賦煤最多。以往勘探實踐表明：一般只要找到煤系地層，就可能找到可采煤層。筆者在以往地質工作成果基礎上，結合“四下”找煤理論，認為深部找煤前景十分廣闊。

4.1推覆體下找煤前景

4.1.1老礦區推覆體下找煤龍巖老煤礦區以往勘查施工時，鉆孔一般揭示煤系地層基底棲霞組灰巖，就終孔了。通過地質資料二次開發分析，修正了控煤構造認識，認為區內發育疊瓦式推覆斷裂構造，經鉆探證實煤系可向推覆斷裂下伸延，礦區含煤面積將大幅擴展。如瓦窯坪、富嶺、培豐中、培豐西煤礦上山煤已基本采完，礦產服務年限將近，據地質資料分析，這一帶含煤性比較好，且存在推覆構造，礦區含煤向東擴展，將進一步擴大深部煤炭資源遠景（圖7）。

4.1.2老地層推覆體下找煤在龍巖煤田中部、西部，童子巖組煤系與其下伏泥盆系、石炭系甚至前泥盆系之間，常發育有逆沖—推覆構造。如永定隔溪—龍巖白沙推覆構造帶，沿北北東向，斷續延伸達70km。據最近地質勘查資料，認為可能是一條大型逆沖斷裂或逆掩斷裂，在虎坑山礦區有鉆孔揭示開孔層位為下石炭統林地組（C1l）的變質石英巖老地層，經逆沖斷層進入上二疊統翠屏山組、童子巖組含煤地層之上，結合地表地質調查，該區地表覆蓋著石炭統林地組和上泥盆統桃子坑組老地層，推覆體下深處存在童子巖組含煤地層，深部有一定煤炭資源前景。

4.2“滑覆體”下煤炭資源前景龍巖煤田內煤礦集中開采區，淺部眾多已開采且接近閉坑的煤礦之下深部，存在新地層（上二疊統翠屏山組、上二疊統大隆組、下三疊統溪口組）等，原認為煤系埋藏較深，以目前的勘查能力無法揭穿其下童子巖組煤系地層，但是，現在認識到由于滑動構造帶的存在，一部分蓋層可能缺失或變薄，使深部找煤變不可能為可能。如在適中至新祠一帶溪口組廣泛出露，過去認為在溪口組廣泛發育地區，煤系埋深大，找煤希望不大。現在，重新研究了區內局部出露的零星的含煤塊段，傳統認為是正斷層造成的，通過運用新的理論認為是滑動構造造成剝蝕而在地表出露童子巖組，這樣，該區深部找煤有了遠景。

4.3“紅層”下深部找煤前景在正常地層層序下，由于沙縣組的厚度大，據目前的設備條件根本無法勘探。但在龍巖煤田北部，根據電法和重力勘測資料，發現“紅層”厚度不太大，且與其下含煤地層呈不整合接觸。如在雁石-紅林坪一帶，其地表大面積為上白堊統的沙縣組紅層，在紅林坪西部的津頭和鳳山岐勘探時，曾有11個鉆孔穿過上白堊統的沙縣組見到童子巖組的中下部地層，因而，該區內的四集區、雁石東區、白沙東南一帶、老嶺區等到塊段可能保存有因受蓋層保護免遭破壞的煤炭資源賦存較好的前景區。

4.4火山巖下深部找煤前景龍巖煤田火山巖分布區屬二疊紀聚煤盆地重要成煤區域。在龍巖煤田東北部、南部均有上侏羅統南園組火山巖超覆在晚古生代地層之上，或直接與其下童子巖組煤系呈不整合接觸。通過分析上侏羅統兜嶺群火山巖的巖性特征和物性特征，火山巖覆蓋層與其下伏煤系地層之間存在地層缺失，而使煤系的蓋層變薄。特別是在呂鳳—松洋—賴源一線南園組火山巖覆蓋層下，其深部可能保存較豐富的煤炭資源。

5結語

通過對龍巖煤田地質特征、深部煤炭賦存規律研究，分析了一些典型礦區的構造分析和找煤成功案例，指出該區隱伏帶和深部煤炭資源潛力，提出了龍巖煤田隱伏區找煤方向，即“四下”（推覆體下、滑覆體下、火山巖下、紅層下）找煤，為龍巖煤田深部找煤提供了地質依據和工作思路。

作者：王仁山單位：福建省煤田地質局