科技信息O礦業(yè)論壇○SClENCE TECHNOLOGY INFORMATION2012年第23期撫順煤盆地含煤地層及聚煤分析趙育文中國煤炭地質總局煤炭信息中心河北涿州072750)【犢要】撫煤盆地為NNE向不對稱向斜斷醅盆地,含煤地層為古近系古斷統(tǒng)-始新統(tǒng)撫順群,含煤三層(),老虎臺組B組、栗子溝A煤層厚度變化較大,為不穩(wěn)定煤層;中部古城子組煤層結構復雜,最厚達130m,平均厚度50m。根沉積特征分析,含煤巖系形成時,盆地高羞小,湖泊體系廣泛發(fā)育,河流體系僅在火山噴發(fā)間歇期初期形成堆積物,在盆地邊緣可能發(fā)育沖積肩體系沉積。巨厚煤層可能形成于淺湖環(huán)境戚煤物質則來源于湖泊周壕的泥炭沼澤和入湖的河流特別是東西兩側的河流其異常豐富的成因除與河流有關外,還與風暴流及水下重力流等作用有關,是一種異地一撇異地-原地混合堆積形成的爆層?！娟P鍵詞】姝盆地;含煤地層;湖泊體系;河流體系;沖積扁體系;撫順撫順煤盆地為NNE向不對稱向斜構造盆地北翼被逆斷層截切,全盆廣泛發(fā)育泥潭沼澤形成了全區(qū)分布的煤層,是盆地的主要成煤產(chǎn)狀較陡。古新-始新統(tǒng)地層不整合于下白堊統(tǒng)碎屑巖巖系之上,斷陷期。巨厚的古城子組煤層就是在這種沉積背景下,經(jīng)歷了一個相當長盆地的基底為前真晨旦系花崗片麻巖。盆地古近系和新近系充填總厚構造穩(wěn)定期而形成的。該煤層在煤口西部最大厚度為130m,中部為88-1050m,日下而上可分為三個組玄武巖組(老虎臺組)雜色凝灰75-4m,東部為45-14m至東端則減薄至8m,總體變化趨勢為北部、若組(栗子溝組)和主煤層、油頁巖和綠色泥巖組(古城子組)。酉部厚而東部、南部薄這種厚度變化趨勢與古城子組的沉積厚度變↑含煤地層化趨勢基本一紋計軍屯組沉積期湖水進一步加深,以湖深相泥巖、油頁巖為主11老虎臺組。老虎臺組下部玄武巖段,主要為玄武巖夾灰黑色、灰僅局部具備聚蝶環(huán)境,形成05~0.8m的薄煤層。西露天組耿家街組綠色泥巖、砂巖和粉砂巖,含煤1-4層(B煤組),后07-2734m,與下沉積期,進一步加深并基本保持較深水這一性質沉積以湖泊泥巖為伏白要系龍風坎組地層成不整合接觸上部凝灰?guī)r-玄武巖段,主要為主。凝灰?guī)r、玄武巖加凝灰質砂巖等,后150-250m,不含煤撫頂盆地早期充填以火山巖為主,含煤沉積僅發(fā)生于火山噴發(fā)間粟子溝組;由灰綠色、灰白色凝灰?guī)r凝灰角礫巖、凝灰質砂巖、泥歇期的山問盆地煤層薄、變化大。在盆地演化中期火山活動漸趨微巖組成含卡富的孢粉組合,后765-250m,煤層厚026-1089m(A煤弱,火山碎屑供應減少,在熱沉降背景下泥炭沼澤持續(xù)發(fā)育形成巨厚煤層。盆地西部為剝蝕邊界東部已接近原始沉積邊界原始沉積盆地12粟子溝組。由灰綠色、灰白色凝灰?guī)r凝灰角鑠料凝灰質砂巖、范圍應比現(xiàn)存煤盆地范圍要大。主煤層沉積期沿盆地長軸方向形成兩泥巖及煤層組成厚度76-250m,煤層厚026-1089m個次級凹陷,以西部和中部沉積厚度最大;后期盆地擴展覆水加深,進3古城子組。古城子組是主要含煤地層,每層頂?shù)装寰鶠閺椫改阊莶窖葑優(yōu)樯钏葱纬删藓窈从晚搸r和泥巖技黑色泥巖,含豐富的孢粉組合及植物化石,組厚40-195m,平均后50m;煤層中產(chǎn)燭煤、琥珀煤層一殼厚50~60m,最厚可達130m,其中3超厚煤層的成因本煤層后07-97m,平均厚50m。撫順盆地古城子組主煤層最大厚度為97m,若按泥炭和煤層的壓計軍屯組:為一套褐色、暗褐色泥巖、油頁巖、泥灰?guī)r,厚48-縮比約6:1來計算,當時泥炭厚度約600m。如果按每年準積厚1mm加m,含動物及檔物化石含0.50.8m厚的煤層的泥炭推算,則需要約60萬年的時間。在該盆地中盡管尚未發(fā)現(xiàn)高能④西露天組。以一套灰綠色塊狀泥巖為主家暴層狀泥巖和沒綠量的沖擊扇體系沉積可熊被剝蝕),但在60萬年浸長的時間內能夠色泥巖,厚48190m保持穩(wěn)定的單一的泥炭沼澤環(huán)境而沒有受到其他碎屑巖體系的任何6耿家街組。為褐色泥巖加雜色泥巖、頁巖和海層綠色泥巖,厚影響這是不可想象的。1l38m,含葉肢介、介形類等動物化石及孢粉組合,與上覆第四系吳沖龍等(194,197)在撫順盆地巨厚的本層煤中發(fā)現(xiàn):①該煤成不整合接觸層的相主要有泥質重力流沉積砂質重力流沉積淺湖黑色泥巖、腐殖2沉積體系及其演化型碎屑泥炭沉積和腐殖-腐泥混合型泥炭沉積5種類型。②腐殖型碎眉泥炭沼澤沉積的特征之一是滑塌現(xiàn)象特別發(fā)育在整個煤層內滑塌撫順群由紐碎屑巖組成在含煤巖系形成時盆地高差小湖泊體強度在剖面上是示了由西向東、由端部向盆地中心逐漸減弱并消失的系廣泛發(fā)會河流體系僅在火山噴發(fā)間歇期初期形成堆積物,在盆地特征。在垂向上一般滑塌中部在走向土延伸長(3km),上下部延伸短邊緣可能發(fā)育沖積扇體系沉積。(1km).滑塌構造延仲距離由下中、有中而上的這種漸變的變化規(guī)河流體系主要發(fā)育于老虎臺組與果子溝組沉積期,具有如下特律顯示古城子組主煤層沉積期災變能量經(jīng)歷了由弱而強、又由強而征:有凝灰?guī)r凝灰質砂巖、砂巖組成分選型差;具有波狀層理、透鏡狀弱的變化發(fā)展過程。特征之二是在同一煤層內滑塌層理塊狀層理層理:顆粒略具定向排列;巖石顆粒往上略變細。琥珀體泵廣泛發(fā)育于遞變層理、水平層理四種碎屑泥炭沉積亞相無論在懺向上還是在垂計軍屯組、歌家街組中,以泥巖、油頁巖泥灰?guī)r為主,含少量粉砂巖細上,都構成了特征的相序列,與風暴作用所觸發(fā)的重力流沉積有許多砂巖,發(fā)育水平層理或不具層理,含有豐富完整的植物化石以及介形相似之處,同時在一些相序中也可見到與煤層層面之間呈斜交或近于蟲葉肢介化石。直交關系的粗大菱鐵礦化樹干殘塊。③腐殖-腐泥混合形泥炭沉積是老虎臺組沉積其大致相當于盆地初始裂陷期,該期裂陷作用明腐殖型泥炭細碎屑于藻類遺體的混合物。其中可見到體型大的魚化顯沉降速度和輻度均較大,火山活動強烈,以湖泊體系為主,推測在石可能代表了滑塌事件之后的原地較深水沉積。它與腐殖型碎屑混盆地邊緣應廣泛發(fā)育沖積扇體系及河流體系沉積。各種沉積不斷超覆炭沉積在垂向上既有過渡關系又有突變關系,其中過渡關系表現(xiàn)在層于白堊系龍風坎組之上,盆地沉積范圍逐漸擴大在火山噴發(fā)的間歇內,而突變關系表現(xiàn)在層間在水平方向上則呈過渡關系。④泥質重力期在河流體系充填盆地的基礎上局部有聚煤作用發(fā)生但強烈的構造流沉積、砂質重力流沉積淺湖黑色泥巖三種沉積呈夾矸形式存在于活動及持續(xù)時間的短暫導致煤層僅局部發(fā)育(如B煤層組)。果子溝組和古城子組沉積期大致相當于盆地擴張器,與初始裂陷常與煤凨中國煤化工交高時期的產(chǎn)物,他們泥炭沼澤沉積的是滑期相比盆地的裂陷作用要弱得多,但沉積范圍要大的多。初期以河塌強度變流湖泊體系為主可能在盆地邊緣還有沖積扇體系沖擊,碎屑巖體系滅、垂向CNMHG向東逐漸減薄并尖的不斷進積導致湖盆的局部激淺誘發(fā)聚煤作用而形成高灰分的A煤積期災變能量由西向東的逐漸減弱、垂向上由下而上能量由弱強-弱組。隨后碎屑巖體系的進一步進積導致湖盆大面積淤淺在此基礎上的變化過程淺湖黑色泥巖則代表了風暴平靜期的正(下轉第401頁)科信鳥O礦業(yè)論壇SCIENCE TECHNOLOGY INFORMATION2012年第23期第四系含水層的部分水,受地形影響隨坡向向南徑流地形較緩的井該灰?guī)r厚度相對小既便富水,構不成對礦井充水威脅因此將[田南部,為淺層地下水的富集區(qū)灰?guī)r與煤層底板砂質泥巖及本溪組鋁土質泥巖作為一煤層與寒武4突水危險性預測系灰?guī)r含水層向的相對隔水層二是按采動裂隙影響深度經(jīng)驗值12m計算,影響范圍一般在石(1)采用公式炭系太原組下段L灰?guī)r層中因此將石炭系本溪組鋁土質泥巖作依據(jù)目前常用的突水系數(shù)公式:為一(庚20)爆層與寒武系灰?guī)r含水層的有效隔水層厚度計算。Ts=P/(M-Cp)式中:Ts突水系數(shù)MPam);據(jù)鉆孔揭露煤層底板標高、水壓和隔水層厚度計算了突水系數(shù)P—一承壓水壓力MPa結果表明,突水危險區(qū)主要分布于-300m標高以下,水壓05MPa以實測隔水層厚度(m)上C礦壓破壞深度(m);(2)參數(shù)選擇①依據(jù)研究區(qū)含水層賦水性補給與徑流條件、導水斷裂構造等(1)該礦井水文地質單元特征。受鍋底山斷層阻水影響區(qū)域水文水文地質條件等特征,參考其它大水礦區(qū)突水系數(shù)臨界值經(jīng)驗參數(shù)及地質單元分為東西兩個水文地質單元。吳寨礦處于相對簡單的東部相鄰二礦礦井突水情況,見表1,突水威助區(qū)與危險區(qū)臨界值分別采水文地質單元。用0065與0.10(2)灰?guī)r地下水賦水規(guī)律。以-150m和-350m標高為界,依次劃要1其它礦區(qū)臨界突水系數(shù)采用值分為強、中等、朝富水區(qū)Tab 1 Adopted value of the critical water bursting(3)突水危險性預測。突水危險區(qū)主要分布于-300m標高以下,水coefficient of other mine壓05MPa以上(4)防治水措。研究區(qū)內動態(tài)水源補給有限,礦井排水以消耗靜臨界突水系數(shù)N||礦區(qū)|臨界突水系數(shù)Nn|儲量為主礦并水的防治應以或水降壓為主￠峰峰、邯幣0.066-0076博【參考文魅】0060-0.10井阱00-0150[1]王宏斌劉伯礦井水害防治技術M北京煤炭工業(yè)出版社,2007,9:92孫峰根羅紹河,等關于地下水排泄的若千理論問題焦作礦業(yè)學院學報,礦井水文地質規(guī)程00600.1503〕李忠建魏久傳,尹會永郭建斌官云章張彬媒層底板突水危險性預測系②,煤層開采時,底板采動裂隙發(fā)育深度采用礦區(qū)經(jīng)驗值取開發(fā)與應用媒礦安全,2010.03[4管恩太河南煤礦區(qū)奧灰寒武水上采煤水害控制救援技術煤礦安全,26)二(已15)煤層巷道1號水文觀測孔,測定寒武系灰?guī)r水位標(o:384高-255m:相鄰二礦東翼突水點標高-25m,因此采用25m作為突作者簡介:寧超196-),男,河南洛陽人,水系數(shù)計算的依據(jù)。④有效隔水層厚度,按兩種情況分別計算院煤田晉查與碧探專業(yè),現(xiàn)任教于河南理工大學,長期從事礦產(chǎn)普查與翻探煤礦瓦新及媒礦礦并水脅治方面的教學與研究。是依據(jù)一煤層底板至寒武系灰?guī)r頂面鉆孔統(tǒng)計厚度減去底板采動裂隙影響深度計算結果。其主要依據(jù)是:區(qū)內施工的兩水文鉆孔,在揭露石炭系太原組Ien灰?guī)r時均未見有溶劑和出水現(xiàn)象,同時[責任編輯:王靜上接第387頁)常的湖泊沉積物。發(fā)生于火山噴發(fā)間歇期的山間盆地煤層薄、變化大。在盆地演化中期由此可以得岀,撫煤田的巨厚煤層可能形成于淺湖環(huán)境,成煤火山活動漸趨微弱,火山碎屑供應減少在熱沉降背景下泥炭沼澤持物質則來源于湖泊周緣的泥炭沼澤和人湖的河流,特別是東西兩側的續(xù)發(fā)育形成巨厚煤層。后期盆地擴展覆水加深,進一步演變?yōu)樯钏鞫惓ＸS富的成因標志可能揭示了超厚煤層的形成除與河流有泊形成巨厚湖泊油頁巖和泥巖關外還與風暴流及水下重力流等作用有關是一種異地-微異地-原43巨厚煤層可能形成于淺湖環(huán)境,成煤物質則來源于湖泊周緣的地混合堆積形成的煤層。具體過程是腐殯型泥炭碎屑河流遠源搬運異泥炭沼澤和人湖的河流特別是東西兩側的河流,其異常豐富的成因地堆積+湖濱泥炭沼澤原地生成a殖型泥炭碎屑風暴及重力流再除與河流有關外,還與風暴流及水下重力流等作用有關,是一種異地運微異地堆積+湖生草本泥潭碎、藻類碎屑原地堆積風暴和重力流債異地原地混合堆積形成的煤層。主煤層沉積期沿盆地長軸方向形作用既能使湖濱泥炭沼澤和三角洲上的有機碎屑及無機碎屑進人湖成兩個次級凹陷以西部和中部沉積厚度最大c分離從而形成明顯異地搬運的低灰分腐殖碎屑煤【參考文獻4結論吳是沖龍,李紹虎黃風鳴等撫順盆地超厚煤層的沉積條件分析煤田地質與勘探,1997441撫順煤盆地為NNE向不對稱向斜斷陷盆地,含煤地層為古近系2張使東北地區(qū)新生代斷陷盆地油頁巖特征研究古體大舉20古新統(tǒng)-始新統(tǒng)撫順群,合煤三層(組),老虎臺組B組、栗子溝組A蛆3煤層厚度變化較大,為不穩(wěn)定煤層;中部古城子組媒層結構復雜,最厚5中國煤化工中地x達130m,平均厚度50m[4]黃振宇42根據(jù)沉積特征分析含煤巖系形成時,盆地高差小,湖泊體系廣報,1983,1CNMH一積環(huán)境的探討機地質泛發(fā)育河流體系僅在火山噴發(fā)間歇期初期形成積物,在盆地邊可能發(fā)育沖積扇體系沉積。盆地早期充填以火山巖為主,含煤沉積[責任編:曹明明