三眼井井田控煤構(gòu)造特征及其對含煤地層的影響

靳寧 王軍

摘 要：對三眼井井田構(gòu)造特征及其形成機(jī)制的總結(jié)分析時，發(fā)現(xiàn)井田內(nèi)背斜、向斜、正斷層、逆斷層控制并影響著井田內(nèi)含煤地層的賦存狀況。通過了解構(gòu)造對含煤地層的影響，對井田生產(chǎn)開發(fā)及周邊勘查找礦提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：控煤構(gòu)造；構(gòu)造運(yùn)動簡史；賦存關(guān)系

Characteristics of Ida structure and its influence on the San YanJin coal bearing strata

Jing Ning Wang Jun

（Ningxia Mining Development Exploration Institute，Ningxia Yinchuan 750021，China）

Abstract：When summing up the analysis of structural features and mechanism of formation of the San Yan Jing well mine，it is found that the occurrence of coal-bearing strata in the minefield is controlled and influenced by anticline，syncline，normal fault and reverse fault in the minefield.By understanding the influence of structure on coal-bearing strata，It provides reference for Idas production development and surrounding prospecting.

Keywords：Coal controlling structure，Brief history of tectonic movement，Occurrence relationship

三眼井井田位于寧夏平羅縣紅崖子鄉(xiāng)東部，經(jīng)過多年勘查工作，已完成勘探階段工作，詳細(xì)查明了井田的地層、構(gòu)造、煤層、煤質(zhì)、開采技術(shù)條件等地質(zhì)情況。通過研究剖析本區(qū)的控煤構(gòu)造、含煤地層及煤炭資源賦存特點(diǎn)，總結(jié)發(fā)現(xiàn)控煤構(gòu)造特征及其對含煤地層的影響，希望對井田下一步開發(fā)及周邊勘查找礦提供參考依據(jù)。

1 地層及含煤特征

1.1 地層

三眼井井田屬晉冀魯豫地層區(qū)（V4）、華北西緣地層分區(qū)（V41）、桌子山-青龍山地層小區(qū)（V41-2）。地層由老到新依次為：上石炭統(tǒng)土坡組（C2t）、石炭-二疊系太原組（C2P1t）、下二疊統(tǒng)山西組（P1s）、中-下二疊統(tǒng)石盒子組（P1-2sh）、下白堊統(tǒng)宜君組（K1y）、古近系固原群清水營組（E3q）、第四系全新統(tǒng)沖、洪積（Qhal+pl）及風(fēng)成沙（Qheol）。

1.2 含煤特征

井田含煤地層為石炭-二疊系太原組（C2P1t）及二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）。太原組（C2P1t）分布整個勘查區(qū)，巖性為深灰、黑灰色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、細(xì)粒石英砂巖、薄層灰?guī)r及煤層，平均厚102.27m，含煤6層，厚2.07-15.02m，平均總厚6.83m，含煤系數(shù)6.68%；可采煤層4層，厚3.19-11.89m，平均總厚6.65m，可采含煤系數(shù)6.50%；山西組（P1s）分布整個勘查區(qū)，巖性為灰、淺灰色粗-細(xì)粒石英砂巖、粉砂巖、泥巖夾煤層，平均厚92.66m，含煤10層，厚4.56-17.09 m，平均總厚9.53 m，含煤系數(shù)10.28%；可采煤層3層，厚3.45 m-11.25m，平均總厚6.62m，可采含煤系數(shù)7.14%。

井田可采煤層7層。全區(qū)可采煤層3層，為穩(wěn)定煤層；大部分可采煤層2層，為較穩(wěn)定煤層；局部可采煤層2層，為不穩(wěn)定煤層。

2 構(gòu)造特征

2.1 區(qū)域構(gòu)造

井田所處大地構(gòu)造位置屬華北地臺、鄂爾多斯西緣坳陷帶，位于車道-阿色浪深斷裂與黃河大斷裂間的卓子山褶斷東中部（見圖1）。

車道-阿色浪深斷裂：長約500km。沿此斷裂重力梯度密集，推測斷面東傾，屬高角度正斷層，落差8000m左右。萌城以南斷面西傾，為一向東仰沖的逆斷層，傾角一般40°～50°，部分地段達(dá)75°，據(jù)地震剖面T9反射層計(jì)算，斷距200～3000m不等，自北向南斷距漸減乃至消失。該斷裂明顯控制了寧夏東部中—新元古代、寒武紀(jì)、早—中奧陶世地層的沉積與分布，除在加里東期—印支期有過較強(qiáng)活動外，它也明顯地控制了中新生界的分布與發(fā)育。

黃河大斷裂（黃河—靈武斷裂）：斷裂的物探及線性遙感影象特征明顯，總體呈北北東向延伸，長度160km，斷面西傾，傾角70°。該斷裂錯斷基底巖系和新生代地層，并控制黃河河床的展布，斷距近2800m，向北減至1300m。黃河斷裂在淺部由4條分支斷裂組成，向深部以面狀正斷層形式延伸，切穿下地殼并錯斷Moho界面，為一超殼深大斷裂；銀川地塹為以黃河斷裂為主、其它斷裂為輔組合而成的負(fù)花狀構(gòu)造在臨河堡以南，黃河斷裂向南轉(zhuǎn)折，形成南北向的靈武斷裂，展布于靈武東山西麓一帶的山地與第四紀(jì)洪積扇之間，為北北東向或近南北向的斷面西傾的正斷層。斷層?xùn)|盤為早白堊世廟山湖組，西盤為古近紀(jì)—新近紀(jì)地層，該斷裂后期為東西向斷裂左行錯移。

2.2 井田構(gòu)造

勘查區(qū)構(gòu)造簡單，占勘查區(qū)大部分面積的中西部受3條南北、北東向的斷層控制，總體為東傾的單斜構(gòu)造，傾角緩；東部為一組向、背斜組合，結(jié)構(gòu)簡單、規(guī)律明顯（圖2）。

2.2.1 褶皺

通過鉆探及二維、三維地震勘探，在中東部發(fā)現(xiàn)一寬緩的向斜、背斜，軸向北東。向斜軸部位于SZK1305、SZK1204、SZK1101一線，向斜幅高100 m左右，幅寬2000m；背斜位于向斜東側(cè)，軸部在SZK1309、SZK901一線，背斜幅高200 m左右，幅寬約3000m，延伸大于9km。向斜、背斜兩翼為單斜構(gòu)造，傾角5°-12°。

2.2.2 斷層

斷層不發(fā)育，經(jīng)二維、三維地震及鉆探工作，勘查區(qū)內(nèi)有3條斷層，即SF1、SF2及DF3。

SF1正斷層：位于井田北西，呈近南北分布，長度大于3.1km，傾向西，傾角50°-60°，區(qū)內(nèi)落差0-25m。

SF2逆斷層：SF1平行，呈近南北向分布，延伸長度大于3.5km，向南被DF3斷層所切，傾向東，傾角35°-50°，落差20-30m。

DF3逆斷層：斷層走向北東，延伸大于4.2Km，傾向南東，傾角30°-60°，區(qū)內(nèi)落差10-80m。

3 區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動簡史

從表1中，晚古生代至中生代區(qū)內(nèi)大幅度沉降，古生代南段沉降較深，沉積較厚；中生代北段沉降較深，沉積較厚。

加里東運(yùn)動（中奧陶紀(jì)末）除固原縣的石節(jié)子溝仍為海水浸漫外，全區(qū)大部分上升成為陸地，缺失晚奧陶世、志留紀(jì)、泥盆紀(jì)及早石炭世地層的沉積。

早華力西旋回在井田沒有明顯的構(gòu)造運(yùn)動，繼加里東旋回，區(qū)內(nèi)繼續(xù)隆起上升。中華力西旋回井田表現(xiàn)為沉降運(yùn)動，石炭系上統(tǒng)土坡組、太原組，不整合于奧陶下統(tǒng)之上。晚華力西旋回，海水退出井田，致使早二疊世早期山西組及其以后的沉積全為純陸相碎屑巖建造。

印支亞旋回的早期，在井田表現(xiàn)為升降運(yùn)動，缺失早三疊世沉積，但原有的構(gòu)造格局沒有顯著的改變，沉積了三疊系中、上統(tǒng)。

印支亞旋回的晚期，在井田表現(xiàn)為大規(guī)模上升隆起。上田組地層受到不同程度的剝蝕，瓦窯堡組在礦區(qū)內(nèi)剝蝕殆盡，早侏羅世富縣組在區(qū)內(nèi)的缺失，延安組與下伏上田組間的假整合等都是其重要標(biāo)志。

燕山運(yùn)動為井田主要構(gòu)造運(yùn)動。早燕山亞旋回井田表現(xiàn)為升降運(yùn)動，期間沉積了侏羅系中統(tǒng)延安組、直羅組和侏羅系上統(tǒng)安定組；中燕山亞旋回期（中侏羅世末至早白堊世初）構(gòu)造運(yùn)動在井田表現(xiàn)劇烈，使侏羅系及其以前的地層褶皺成山，形成一系列近南北走向的褶曲及斷裂，致使該褶曲構(gòu)造已具雛形，表現(xiàn)在早白堊世邊緣相礫巖以角度不整合沉積于前期地層之上；晚燕山亞旋回期，發(fā)生在早白堊世后，使褶皺帶再度褶皺隆起，該構(gòu)造層之方向繼承了前構(gòu)造層之方向，所生成的各構(gòu)造在前期構(gòu)造之上，致使該褶帶之構(gòu)造趨于成熟。

喜馬拉雅山旋回在銀川地塹表現(xiàn)強(qiáng)烈，據(jù)鉆探資料證實(shí)該區(qū)沉降較深，沉積厚度達(dá)3000m以上。

4 構(gòu)造對含煤地層的影響分析

4.1 區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動對含煤地層的影響

由區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動簡史可知，晚侏羅世安定組-早中三疊世二馬營組及兩者之間的地層經(jīng)構(gòu)造運(yùn)動褶皺成山后在沉積過程中被剝蝕，早白堊世邊緣相礫巖以角度不整合沉積于早二疊世石盒子組地層之上，同時形成了井田總體表現(xiàn)為東傾的單斜構(gòu)造，傾角緩，煤層埋深呈現(xiàn)出西淺東深的趨勢。

4.2 褶皺對含煤地層的影響

由圖2和圖3，井田褶皺發(fā)育為一組向、背斜組合，其中向斜受DF3斷層的破壞，對井田含煤地層的影響削弱；背斜軸部的隆起使含煤地層被抬升了200m，煤層埋深變淺。

向、背斜均為寬緩褶皺，對巖煤層的擠壓塑性影響小，井田內(nèi)煤層未發(fā)現(xiàn)向斜軸部煤層變厚兩翼變薄、背斜軸部煤層變薄兩翼變厚的情況。

4.3 斷層對含煤地層的影響

井田內(nèi)正、逆斷層發(fā)育于巖煤層沉積后，其上、下盤的運(yùn)動直接對應(yīng)著煤層的升降；正斷層造成煤系地層缺失、逆斷層造成煤系地層重復(fù)煤層，對煤層沉積的連續(xù)性產(chǎn)生了一定影響。

白堊系宜君組巨厚礫巖層為井田的含水層，而SF1正斷層貫穿宜君組、DF3逆斷層宜君組相連接（見圖3），有可能將礫巖層水導(dǎo)入煤系地層中，造成礦井突水危害，不利于生產(chǎn)開發(fā)。

5 結(jié)論

區(qū)域構(gòu)造活動對于巖煤層的沉積和破壞作用明顯，其影響了巖煤層的傾向、傾角；井田內(nèi)的褶皺及斷層等構(gòu)造對含煤地層破壞小，主要對煤層的升降、沉積連續(xù)性和礦井開發(fā)生產(chǎn)產(chǎn)生了影響。

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