黃隴煤田的構造控煤作用

Engineering and Technology [工程技術(shù)]2013.7下總第431期黃隴煤田的構造控煤作用張珩(內蒙古煤田地質(zhì)局472隊，內蒙古通遼028000 )摘要:黃隴煤田位于陜甘寧盆地的南緣。陜甘寧盆地為一中生代大型內陸拗陷盆地，呈南北向的長(cháng)方形輪廊,四周常有斷裂分布。筆者比較系統地總結了陜甘寧盆地黃隴煤田地層發(fā)育和構造特征、區域構造發(fā)展概況，闡明了構造控煤的作用機理。關(guān)鍵詞:黃隴煤田;地層;構造控煤中圖分類(lèi)號: TU746文獻標志碼: A文章編號: 1000-8772 (2013) 19-0228-02黃隴煤田中晚三疊世和中侏羅世為盆地發(fā)展階段。中晚了其他構造的發(fā)生和發(fā)展，也控制了沉積建造。次級東西向三疊世呈現北高南低的古構造面貌，構成--隆、-坡、--降、構造在煤田中部明顯。-拗極不對稱(chēng)的西南翼陡、東北翼緩、北西向延展的大型箕2.祁、呂、賀蘭弧形褶帶狀拗陷的構造格架?？v向上由早中侏羅世及中侏羅世二個(gè)旋由一系列平行斜列走向北北東一北東向的褶皺和少量斷回組成，旋回的相序大致相同，均由低彎度河一高彎度河一裂組成，略呈向南東凸出的弧形特征。褶皺由南往北，隨地湖泊(或小型高彎度河)沉積。三疊紀末印支運動(dòng)使盆地西層由老到新，表現出規模由大到小、由緊密到寬緩，由密到南部急劇上升,致使延長(cháng)組地層遭受強烈剝蝕，又造成早侏疏的特征。南緣均由延長(cháng)組組成較緊密的不對稱(chēng)褶皺，長(cháng)度羅世、早中侏羅世早期古河流自西向東的主流向，湖盆中心達數十公里，兩翼傾角在10度以上，盆內由侏羅系組成的次在東部的特征。早期富縣組的沉積，起了填平補齊作用。致級隱伏構造，多為寬緩狀。斷裂較小，主要分布在東南緣延使延安組沉積時(shí)地形變緩,廣泛發(fā)育河流、沼澤、湖泊沉積物,長(cháng)組中，為規模較大的北東向逆沖斷裂。盆地內數量稀少、并沉積了廣泛分布、蘊藏量豐富的煤炭資源。規模很小，由早中侏羅世中期開(kāi)始，受早期燕山運動(dòng)序幕的影響,3. 隴西系帚狀構造致使盆地內部沉降幅度不一-,西緣南北--帶為沉降中心，沉在煤田西部隴縣和千陽(yáng)- -帶展布 該體系的第二二旋回層，由降幅度大，沉積厚度亦大，東部延安地區為沉積中心，湖相四條斜列帚狀弧形斷裂帶組成，多為壓扭性，呈N60-70W，發(fā)育，沉積厚度相對較小。早中侏羅世末盆地又---度升起,長(cháng)度達30- -50公里，在斷裂帶之間分布著(zhù)同向的中、新生代凹造成短暫剝蝕。中侏羅世早期沉積范圍擴大，出現直羅組超陷，凹陷內發(fā)育次- -級寬緩狀褶鈹和斷裂。甘肅華亭- -- 安口覆現象,中侏羅世后期,盆地收縮。中侏羅世末燕山運動(dòng)強烈，一帶受毗鄰的山字型的脊 柱影響，使該旋褶帶不能呈簡(jiǎn)單園滑盆地整體上升，造成與上復白堊系地層的不整合或平行不整弧形， 而呈反"S' 形的彎曲。有二條主千斷裂從東西二側控制合關(guān)系，盆地南緣安定組被剝蝕至盡或隆起未接受沉積。晚華亭礦區，斷裂均由西南向東北逆復，長(cháng)度達18-- -42 公里,侏羅世僅在西部千陽(yáng)芬芳河、草碧河沿斷裂帶- -側發(fā)育一套斷距達200-2so米。其間發(fā)育三條次-級反“S" 形斷裂和同向巨厚的沖積扇沉積。早白堅世在西緣仍存在較大幅度的沉降，的背、向斜，背斜二翼東陡西緩，向斜則西陡東緩。晚期盆地大部份隆起。至晚白堊世晚期，燕山運動(dòng)使盆地全4.新華夏構造面隆起?？傊?，燕山運動(dòng)控制著(zhù)盆地發(fā)展，演變和衰亡。又煤田處在新華夏第三沉降帶范圍內，由於該體系發(fā)生時(shí)由于盆地內差異升降,引起沉積厚度、巖相和沉積環(huán)境的不一代較新，以橫跨，利用，改造等形式復合，迭加在其他構造體系上，不易觀(guān)察。煤田東北端店頭礦區隱伏褶皺多呈反"S"一、構造概況，弧形特點(diǎn)。同時(shí)褶皺軸部均有起伏，相鄰軸上高低點(diǎn)相連，得出N20。~25。E展布的特點(diǎn)。此外該區直羅組底界等高陜甘寧盆地位于祁、呂、賀蘭山字型構造體系的東部盾地,線(xiàn)呈明顯北北東走向的單斜展布，這些特點(diǎn)均系受新華夏構盾地內部尚有新華夏第三沉降帶疊加。南北與秦嶺、陰山巨造影響所致。型緯向構造體系相接。盆地處在--個(gè)構造穩定單元上，內部地層極為平緩，僅四周斷裂發(fā)育。黃隴煤田位于該構造弧形二、地層褶帶的東翼內側，陜甘寧盆地的東南緣，西與隴西系帚狀構造反接，東北端有新華夏構造橫跨與迭加。內部有東西向構黃隴煤田出露地層有三疊系上統延長(cháng)群,侏羅系、自堊系，造貫穿，與山字型弧呈斜接關(guān)系。東西向構造生成早、延續長(cháng)、第三系和第四系。西南邊沿有元、古生界地層。分布廣，影響深，成為煤田的基礎構造。以三疊系.上統延長(cháng)群( T3yc)為例，該組廣泛分布于1.東西向構造煤田南沿和西北部。為黃隴煤田的基底，- - 般厚1119-1692主要由東西向褶皺組成，伴以逆沖斷裂。褶皺表現出背米，西北緣華亭-帶可達3240米。從下往上分為銅川組(斜顯著(zhù)，呈箱狀、梳狀和寬緩狀,向斜不明顯，多呈寬緩狀。T3t，),胡家村紐(T3h),永坪組( T3y )和瓦江窯堡組(T。褶皺形態(tài)隨時(shí)代遞新而依次變緩。三迭系以箱狀為主，侏羅、W)。延長(cháng)群出露層位由東往西逐漸變老。永坪和瓦窯堡組白堊系呈梳狀和寬緩狀，并具有北陡南緩的特點(diǎn)。區內主要只分布在耀縣廟灣以東以西缺失:胡家村組分布在旬邑以東，有彬縣南部的太峪背斜和店頭、焦坪礦區間瓦窯坪一夜虎彬縣及其西部只保中國煤化工延長(cháng)群不同層莊背斜，均由延長(cháng)地層組成，為煤田主要的基礎構造，控制位接觸。安口、華HCNMHG轉第230頁(yè))收稿日期: 2013 -07-13作者簡(jiǎn)介:張珩( 1986-)，男，遼寧鞍山人，本科，地質(zhì)科長(cháng)，助理工程師。研究方向:煤田地質(zhì)。CHINESE 8 FOREIGN ENTREPRENEURS 228Engineering and Technology [工程技術(shù)]2013.7 下總第431期公式為Q=2KL(2H - M)]M六、水文地質(zhì)勘探類(lèi)型及其復雜程度28式中: Q:預測的礦坑涌水量(m2/d); K:滲透系數( m/d),區內可采煤層3、4. 上、4、5上、5、6、9上、9號煤層利用本區2- -3號鉆孔抽水資料; H:水柱高度，為2-3號鉆的直接充水含水巖組分別為山西組砂巖裂隙含水巖組和太原孔地下水位標高與先期開(kāi)采地段內12個(gè)鉆孔含水巖組平均底組砂巖裂隙含水巖組。兩含水巖組的含水層由不同粒度的砂板標高之差( 1006.54 - 932.36=74.18m); M:含水層厚度，巖組成，不同程度地發(fā)育有裂隙，充水空間發(fā)育(由簡(jiǎn)易水為先期開(kāi)采地段內12鉆孔含水層厚度的算術(shù)平均值; Ro:大文觀(guān)測的泥漿消耗量增大可證實(shí))，連通性好。山西組頂部井引用影響半徑, Ro=R+ro0( m); R:礦坑排水量影響半徑( m),普遍發(fā)育1~2層泥巖、粘土巖、砂質(zhì)泥巖與上覆地層相隔，取經(jīng)驗數值; ro: 引用半徑ro= 0.565√F ;下石盒子組的砂質(zhì)泥巖、泥巖也為較好隔水層，對阻隔大氣L:水平集水廊道進(jìn)水邊長(cháng)。F:先期開(kāi)采地段面積( mf )。降水的滲人補給起著(zhù)良好的作用。各直接充水含水巖組的補選擇水文地質(zhì)參數詳見(jiàn)表1。給來(lái)源為大氣降水通過(guò)煤系地層露頭或隱覆于黃土層之下的露頭補給，補給面積小，降水量少，決定了補給量有限，富表1水文地質(zhì)參數表水性差。參數K(m/d) TH(m)]M(m) R(m) r0(m) RO(m)[ F(nf) ]I(m)根據區內鉆孔抽水試驗資料證實(shí),煤系地層地下水位埋數值0.006028474.18[ 29.94 L 200 830 1030 ]2160000 2500深在百米之下，直接充水含水巖組單位涌水量小于0.01L/s.m,含水層富水性微弱。4.計算結果及可靠性評價(jià)黃河雖然流經(jīng)井田的南緣，但其僅與寒武、奧陶系地層有把選擇的水文地質(zhì)參數代人計算公式，得出預測的礦坑水力聯(lián)系，而與煤系地層無(wú)水力聯(lián)系;在寒武、奧陶系地層與涌水量如表2。煤系地層之間有層位穩定，厚度大于30m,隔水性能良好的本溪組地層作為隔水層，加之巖溶水水位低于煤系地層，因此表2礦坑涌水量計算結果表煤層開(kāi)采時(shí)不會(huì )受到寒武、奧陶系巖溶裂隙承壓水的威脅。計算方法大井法集水廊道法準格爾煤田黑岱溝露天煤礦以及周邊眾多的生產(chǎn)礦井(酸Q (m'd)311.29267.17刺溝煤礦、東寶煤礦等)在開(kāi)采過(guò)程中，均無(wú)水或涌水量小于10m3/d,從未發(fā)生過(guò)底板突水現象。說(shuō)明寒武、奧陶系巖本次礦坑涌水量預測，所確定礦床充水因素及其水文地溶裂隙承壓水與煤系地層無(wú)水力聯(lián)系。質(zhì)邊界正確，選擇的計算方法及水文地質(zhì)參數合理，并利用綜上所述，區內主采煤層的直接充水含水巖組為砂巖裂兩種計算方法相互驗證，計算結果出入不大，推薦作為礦山隙充水的水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單類(lèi)型，即二類(lèi)一型。開(kāi)采設計的礦坑涌水量。但實(shí)際上調查鄰近小煤礦時(shí)，井下干燥無(wú)水或出水量很小，因此使計算出的涌水量略偏大。(責任編輯: 辛美玉)(上接第228頁(yè))地層。造的特征。上述各構造中,除東西向構造生成較早外，其他1.銅川組(T3t)- - .般起源于三疊紀，在燕山期成熟或完成于第三紀，所以既下段以灰綠、淺紅色、肉紅色塊狀中、粗粒長(cháng)石砂巖為主,有在煤系沉積前形成的構造，稱(chēng)之為前(沉積)期構造，又夾砂質(zhì)泥巖,粉砂巖和炭質(zhì)泥巖。上段由灰綠色粉、細砂巖、有在煤系沉積期間發(fā)生、發(fā)展的構造，稱(chēng)之為同(沉積)期黑色泥巖、油頁(yè)巖、炭質(zhì)泥巖組成。西都麟游至華亭- -帶巖構造。這些構造不同程度地控制建造。性變粗，砂巖層數增多，厚度增大，而油頁(yè)巖由灰黑、深灰煤田內二個(gè)主要東西向構造，兩側建造的沉積環(huán)境，煤色泥巖代替。厚度變化較大，錒川漆水河厚580米，旬邑山層賦存各有特色，以店頭的瓦窯坪一夜虎莊背斜 為例說(shuō)明。水河1114米，隴縣娘娘廟600米，甘肅安口1231米，華亭.是背斜北側的店頭礦區屬湖沼區。湖相、濱湖砂灘相2570米?；S富，有植物、瓣鰓類(lèi)、葉肢介、昆蟲(chóng)等化石。發(fā)育，下部有沼澤相，河道和洪泛平原相。含煤1-4層，常與下伏地層呈假整合接觸。見(jiàn)2層，煤厚穩定, 2米左右,煤系厚度亦穩定，一般在1202.胡家村組(T3h)米左右，向南遞減?；揖G、灰黃、淺灰色塊狀中--細粒砂巖與深灰、灰色泥巖、二是背斜南側的焦坪礦區屬河沼區，發(fā)育河道、河漫灘、砂質(zhì)泥巖互層、夾黑頁(yè)巖、油頁(yè)巖和泥灰巖。含植物、介形天然堤、洪泛平原和沼澤相。含煤1 ~ 4組，最多可達16分蟲(chóng)及魚(yú)類(lèi)化石。- -般厚度為250- 360米，銅川漆水河厚547米，層，常見(jiàn)四層，煤厚變化較大，主采煤層厚0~ 34米,一般甘肅安口厚587米。10米左右。煤系厚度變化亦較大，為0-190米， 常見(jiàn)70---3.永坪組(T3y)0米灰綠、黃綠色中-細粒砂巖夾灰黑色，蘭灰色泥巖、粉從上例不難看出，這類(lèi)構造很明顯成為劃分礦區的自然砂巖和炭質(zhì)泥巖。含植物、辦鰓、介形蟲(chóng)葉肢介及魚(yú)類(lèi)等化石,力界。同樣地在西部隴西系斷裂及承南部北東向構造，亦控銅川厚約100米。制了建造和煤層。并共同組合成今日煤田分布格局。4. 瓦窯堡組( T3w)本煤田的含煤地層分布廣、變化大，各區含煤性，煤層分布在黃陵、葫蘆河- -帶。本區缺上部地層和主要可采數、勘探程度不一，煤層對比存一-定困難。但各地區段主采煤層，油頁(yè)巖，僅見(jiàn)下部地層，為黃綠、灰黃色中一細粒煤層與富縣組花班泥巖間均有一層較厚又穩定的灰色根土巖，砂巖.粉砂巖、砂質(zhì)泥巖互層夾煤線(xiàn),炭質(zhì)泥巖和泥灰巖薄層，加上主采煤層本身厚度大，結構簡(jiǎn)單、分布較穩定，皆可作含豐富的植物化石及瓣鰓類(lèi)化石。對比標志，所以本中國煤化工含煤層標志層不明顯，煤厚變化HCNMHG標志層、煤三、構造控煤作用層的物性、厚度結1工H云問(wèn)此于綜合分析來(lái)對比含煤段和煤層。對比結果基本可靠。本煤田明顯表現出構造控制建造，建造又進(jìn)--步反映構(責任編輯:時(shí)音菠)CHINESE 8 FOREIGN ENTREPRENEURS 230