黄陇煤田的构造控煤作用

Engineering and Technology [工程技术]2013.7下总第431期黄陇煤田的构造控煤作用张珩(内蒙古煤田地质局472队，内蒙古通辽028000 )摘要:黄陇煤田位于陕甘宁盆地的南缘。陕甘宁盆地为一中生代大型内陆拗陷盆地，呈南北向的长方形轮廊,四周常有断裂分布。笔者比较系统地总结了陕甘宁盆地黄陇煤田地层发育和构造特征、区域构造发展概况，阐明了构造控煤的作用机理。关键词:黄陇煤田;地层;构造控煤中图分类号: TU746文献标志码: A文章编号: 1000-8772 (2013) 19-0228-02黄陇煤田中晚三叠世和中侏罗世为盆地发展阶段。中晚了其他构造的发生和发展，也控制了沉积建造。次级东西向三叠世呈现北高南低的古构造面貌，构成--隆、-坡、--降、构造在煤田中部明显。-拗极不对称的西南翼陡、东北翼缓、北西向延展的大型箕2.祁、吕、贺兰弧形褶带状拗陷的构造格架。纵向上由早中侏罗世及中侏罗世二个旋由一系列平行斜列走向北北东一北东向的褶皱和少量断回组成，旋回的相序大致相同，均由低弯度河一高弯度河一裂组成，略呈向南东凸出的弧形特征。褶皱由南往北，随地湖泊(或小型高弯度河)沉积。三叠纪末印支运动使盆地西层由老到新，表现出规模由大到小、由紧密到宽缓，由密到南部急剧上升,致使延长组地层遭受强烈剥蚀，又造成早侏疏的特征。南缘均由延长组组成较紧密的不对称褶皱，长度罗世、早中侏罗世早期古河流自西向东的主流向，湖盆中心达数十公里，两翼倾角在10度以上，盆内由侏罗系组成的次在东部的特征。早期富县组的沉积，起了填平补齐作用。致级隐伏构造，多为宽缓状。断裂较小，主要分布在东南缘延使延安组沉积时地形变缓,广泛发育河流、沼泽、湖泊沉积物,长组中，为规模较大的北东向逆冲断裂。盆地内数量稀少、并沉积了广泛分布、蕴藏量丰富的煤炭资源。规模很小，由早中侏罗世中期开始，受早期燕山运动序幕的影响,3. 陇西系帚状构造致使盆地内部沉降幅度不一-,西缘南北--带为沉降中心，沉在煤田西部陇县和千阳- -带展布 该体系的第二二旋回层，由降幅度大，沉积厚度亦大，东部延安地区为沉积中心，湖相四条斜列帚状弧形断裂带组成，多为压扭性，呈N60-70W，发育，沉积厚度相对较小。早中侏罗世末盆地又---度升起,长度达30- -50公里，在断裂带之间分布着同向的中、新生代凹造成短暂剥蚀。中侏罗世早期沉积范围扩大，出现直罗组超陷，凹陷内发育次- -级宽缓状褶铍和断裂。甘肃华亭- -- 安口覆现象,中侏罗世后期,盆地收缩。中侏罗世末燕山运动强烈，一带受毗邻的山字型的脊 柱影响，使该旋褶带不能呈简单园滑盆地整体上升，造成与上复白垩系地层的不整合或平行不整弧形， 而呈反"S' 形的弯曲。有二条主千断裂从东西二侧控制合关系，盆地南缘安定组被剥蚀至尽或隆起未接受沉积。晚华亭矿区，断裂均由西南向东北逆复，长度达18-- -42 公里,侏罗世仅在西部千阳芬芳河、草碧河沿断裂带- -侧发育一套断距达200-2so米。其间发育三条次-级反“S" 形断裂和同向巨厚的冲积扇沉积。早白坚世在西缘仍存在较大幅度的沉降，的背、向斜，背斜二翼东陡西缓，向斜则西陡东缓。晚期盆地大部份隆起。至晚白垩世晚期，燕山运动使盆地全4.新华夏构造面隆起。总之，燕山运动控制着盆地发展，演变和衰亡。又煤田处在新华夏第三沉降带范围内，由於该体系发生时由于盆地内差异升降,引起沉积厚度、岩相和沉积环境的不一代较新，以横跨，利用，改造等形式复合，迭加在其他构造体系上，不易观察。煤田东北端店头矿区隐伏褶皱多呈反"S"一、构造概况，弧形特点。同时褶皱轴部均有起伏，相邻轴上高低点相连，得出N20。~25。E展布的特点。此外该区直罗组底界等高陕甘宁盆地位于祁、吕、贺兰山字型构造体系的东部盾地,线呈明显北北东走向的单斜展布，这些特点均系受新华夏构盾地内部尚有新华夏第三沉降带叠加。南北与秦岭、阴山巨造影响所致。型纬向构造体系相接。盆地处在--个构造稳定单元上，内部地层极为平缓，仅四周断裂发育。黄陇煤田位于该构造弧形二、地层褶带的东翼内侧，陕甘宁盆地的东南缘，西与陇西系帚状构造反接，东北端有新华夏构造横跨与迭加。内部有东西向构黄陇煤田出露地层有三叠系上统延长群,侏罗系、自垩系，造贯穿，与山字型弧呈斜接关系。东西向构造生成早、延续长、第三系和第四系。西南边沿有元、古生界地层。分布广，影响深，成为煤田的基础构造。以三叠系.上统延长群( T3yc)为例，该组广泛分布于1.东西向构造煤田南沿和西北部。为黄陇煤田的基底，- - 般厚1119-1692主要由东西向褶皱组成，伴以逆冲断裂。褶皱表现出背米，西北缘华亭-带可达3240米。从下往上分为铜川组(斜显著，呈箱状、梳状和宽缓状,向斜不明显，多呈宽缓状。T3t，),胡家村纽(T3h),永坪组( T3y )和瓦江窑堡组(T。褶皱形态随时代递新而依次变缓。三迭系以箱状为主，侏罗、W)。延长群出露层位由东往西逐渐变老。永坪和瓦窑堡组白垩系呈梳状和宽缓状，并具有北陡南缓的特点。区内主要只分布在耀县庙湾以东以西缺失:胡家村组分布在旬邑以东，有彬县南部的太峪背斜和店头、焦坪矿区间瓦窑坪一夜虎彬县及其西部只保中国煤化工延长群不同层庄背斜，均由延长地层组成，为煤田主要的基础构造，控制位接触。安口、华HCNMHG转第230页)收稿日期: 2013 -07-13作者简介:张珩( 1986-)，男，辽宁鞍山人，本科，地质科长，助理工程师。研究方向:煤田地质。CHINESE 8 FOREIGN ENTREPRENEURS 228Engineering and Technology [工程技术]2013.7 下总第431期公式为Q=2KL(2H - M)]M六、水文地质勘探类型及其复杂程度28式中: Q:预测的矿坑涌水量(m2/d); K:渗透系数( m/d),区内可采煤层3、4. 上、4、5上、5、6、9上、9号煤层利用本区2- -3号钻孔抽水资料; H:水柱高度，为2-3号钻的直接充水含水岩组分别为山西组砂岩裂隙含水岩组和太原孔地下水位标高与先期开采地段内12个钻孔含水岩组平均底组砂岩裂隙含水岩组。两含水岩组的含水层由不同粒度的砂板标高之差( 1006.54 - 932.36=74.18m); M:含水层厚度，岩组成，不同程度地发育有裂隙，充水空间发育(由简易水为先期开采地段内12钻孔含水层厚度的算术平均值; Ro:大文观测的泥浆消耗量增大可证实)，连通性好。山西组顶部井引用影响半径, Ro=R+ro0( m); R:矿坑排水量影响半径( m),普遍发育1~2层泥岩、粘土岩、砂质泥岩与上覆地层相隔，取经验数值; ro: 引用半径ro= 0.565√F ;下石盒子组的砂质泥岩、泥岩也为较好隔水层，对阻隔大气L:水平集水廊道进水边长。F:先期开采地段面积( mf )。降水的渗人补给起着良好的作用。各直接充水含水岩组的补选择水文地质参数详见表1。给来源为大气降水通过煤系地层露头或隐覆于黄土层之下的露头补给，补给面积小，降水量少，决定了补给量有限，富表1水文地质参数表水性差。参数K(m/d) TH(m)]M(m) R(m) r0(m) RO(m)[ F(nf) ]I(m)根据区内钻孔抽水试验资料证实,煤系地层地下水位埋数值0.006028474.18[ 29.94 L 200 830 1030 ]2160000 2500深在百米之下，直接充水含水岩组单位涌水量小于0.01L/s.m,含水层富水性微弱。4.计算结果及可靠性评价黄河虽然流经井田的南缘，但其仅与寒武、奥陶系地层有把选择的水文地质参数代人计算公式，得出预测的矿坑水力联系，而与煤系地层无水力联系;在寒武、奥陶系地层与涌水量如表2。煤系地层之间有层位稳定，厚度大于30m,隔水性能良好的本溪组地层作为隔水层，加之岩溶水水位低于煤系地层，因此表2矿坑涌水量计算结果表煤层开采时不会受到寒武、奧陶系岩溶裂隙承压水的威胁。计算方法大井法集水廊道法准格尔煤田黑岱沟露天煤矿以及周边众多的生产矿井(酸Q (m'd)311.29267.17刺沟煤矿、东宝煤矿等)在开采过程中，均无水或涌水量小于10m3/d,从未发生过底板突水现象。说明寒武、奥陶系岩本次矿坑涌水量预测，所确定矿床充水因素及其水文地溶裂隙承压水与煤系地层无水力联系。质边界正确，选择的计算方法及水文地质参数合理，并利用综上所述，区内主采煤层的直接充水含水岩组为砂岩裂两种计算方法相互验证，计算结果出入不大，推荐作为矿山隙充水的水文地质条件简单类型，即二类一型。开采设计的矿坑涌水量。但实际上调查邻近小煤矿时，井下干燥无水或出水量很小，因此使计算出的涌水量略偏大。(责任编辑: 辛美玉)(上接第228页)地层。造的特征。上述各构造中,除东西向构造生成较早外，其他1.铜川组(T3t)- - .般起源于三叠纪，在燕山期成熟或完成于第三纪，所以既下段以灰绿、浅红色、肉红色块状中、粗粒长石砂岩为主,有在煤系沉积前形成的构造，称之为前(沉积)期构造，又夹砂质泥岩,粉砂岩和炭质泥岩。上段由灰绿色粉、细砂岩、有在煤系沉积期间发生、发展的构造，称之为同(沉积)期黑色泥岩、油页岩、炭质泥岩组成。西都麟游至华亭- -带岩构造。这些构造不同程度地控制建造。性变粗，砂岩层数增多，厚度增大，而油页岩由灰黑、深灰煤田内二个主要东西向构造，两侧建造的沉积环境，煤色泥岩代替。厚度变化较大，锕川漆水河厚580米，旬邑山层赋存各有特色，以店头的瓦窑坪一夜虎庄背斜 为例说明。水河1114米，陇县娘娘庙600米，甘肃安口1231米，华亭.是背斜北侧的店头矿区属湖沼区。湖相、滨湖砂滩相2570米。化石丰富，有植物、瓣鳃类、叶肢介、昆虫等化石。发育，下部有沼泽相，河道和洪泛平原相。含煤1-4层，常与下伏地层呈假整合接触。见2层，煤厚稳定, 2米左右,煤系厚度亦稳定，一般在1202.胡家村组(T3h)米左右，向南递减。灰绿、灰黄、浅灰色块状中--细粒砂岩与深灰、灰色泥岩、二是背斜南侧的焦坪矿区属河沼区，发育河道、河漫滩、砂质泥岩互层、夹黑页岩、油页岩和泥灰岩。含植物、介形天然堤、洪泛平原和沼泽相。含煤1 ~ 4组，最多可达16分虫及鱼类化石。- -般厚度为250- 360米，铜川漆水河厚547米，层，常见四层，煤厚变化较大，主采煤层厚0~ 34米,一般甘肃安口厚587米。10米左右。煤系厚度变化亦较大，为0-190米， 常见70---3.永坪组(T3y)0米灰绿、黄绿色中-细粒砂岩夹灰黑色，兰灰色泥岩、粉从上例不难看出，这类构造很明显成为划分矿区的自然砂岩和炭质泥岩。含植物、辦鳃、介形虫叶肢介及鱼类等化石,力界。同样地在西部陇西系断裂及承南部北东向构造，亦控铜川厚约100米。制了建造和煤层。并共同组合成今日煤田分布格局。4. 瓦窑堡组( T3w)本煤田的含煤地层分布广、变化大，各区含煤性，煤层分布在黄陵、葫芦河- -带。本区缺上部地层和主要可采数、勘探程度不一，煤层对比存一-定困难。但各地区段主采煤层，油页岩，仅见下部地层，为黄绿、灰黄色中一细粒煤层与富县组花班泥岩间均有一层较厚又稳定的灰色根土岩，砂岩.粉砂岩、砂质泥岩互层夹煤线,炭质泥岩和泥灰岩薄层，加上主采煤层本身厚度大，结构简单、分布较稳定，皆可作含丰富的植物化石及瓣鳃类化石。对比标志，所以本中国煤化工含煤层标志层不明显，煤厚变化HCNMHG标志层、煤三、构造控煤作用层的物性、厚度结1工H云问此于综合分析来对比含煤段和煤层。对比结果基本可靠。本煤田明显表现出构造控制建造，建造又进--步反映构(责任编辑:时音菠)CHINESE 8 FOREIGN ENTREPRENEURS 230