甘肅省崇信縣周寨南部地區(qū)煤層賦存特征及控煤因素分析

楊承文

摘 要：安口—新窯礦區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南緣，含煤地層為中侏羅統(tǒng)延安組，含煤3～7層，自上而下編號(hào)為煤1層—煤7層。其中，煤1層、煤3層、煤4層、煤5層為區(qū)內(nèi)主要可采煤層。該區(qū)位于西緣斷褶帶南端，煤層受構(gòu)造影響明顯;煤類為低硫、低灰、中高發(fā)熱量不黏煤?？孛旱刭|(zhì)因素主要有基底古形態(tài)和同沉積構(gòu)造的控制作用、沖刷剝蝕的破壞作用和斷層對(duì)煤層的控制作用，共同造就了該區(qū)煤層厚度、埋藏深度等變化大的賦存特征。

關(guān)鍵詞：安口—新窯礦區(qū);煤層賦存特征;控煤因素

1?研究區(qū)煤層賦存特征

根據(jù)勘查工作成果，確定研究區(qū)含煤地層為中侏羅統(tǒng)延安組。經(jīng)過對(duì)含煤地層、鉆孔見煤情況，所含煤層的巖性、巖相、沉積及其組合規(guī)律的綜合分析研究，基本確定研究區(qū)含煤層3～7層，編號(hào)煤1層—煤7層，部分煤層存在多個(gè)煤分層[1]。其中，煤1層和煤3-2層為大部分可采煤層，煤3-1層、煤4層、煤5-1層及煤5-2層為局部可采煤層，煤2層為不可采煤層。煤層總厚度在3.48～37.55 m，平均18.64 m。研究區(qū)延安組平均厚度為128.79 m，含煤系數(shù)平均為17.78%;可采總厚度在1.13～37.55 m，平均17.14 m?？刹擅簩雍合禂?shù)為16.35%。煤類為低硫、低灰、中高發(fā)熱量不黏煤。

研究區(qū)內(nèi)主要可采煤層基本全區(qū)分布，整體煤層分布特征為：研究區(qū)東北部煤層厚度大，向西南部煤層呈條帶狀變薄，煤層厚度變化規(guī)律明顯（見圖1）。區(qū)內(nèi)煤層賦存較好的部位在研究區(qū)東北部的F6和F7斷層之間，與研究區(qū)北部周寨煤礦的煤層為一連續(xù)的賦煤帶。該賦煤帶呈南北方向條帶狀展布，賦煤帶內(nèi)煤層厚度較大且分布連續(xù)，總厚度大于20.00 m，向斜核部存在厚度大于30.00 m的條帶[2]。研究區(qū)南部受后期構(gòu)造的影響，煤層逐漸變薄，埋藏深度逐漸加大。研究區(qū)西南部接近該區(qū)的沉積邊緣，煤層總厚度小于? ? ? ?5.00 m，可采煤層少，賦煤條件一般。

鄂爾多斯盆地延安組地層通常劃分為三段五旋回，因?yàn)榈谖逍靥幱谘影步M沉積晚期，之后又遭受直羅組砂體的沖刷及燕山運(yùn)動(dòng)早期地殼抬升后的大規(guī)模剝蝕等，延安組地層只保存了4個(gè)沉積旋回[3]。通過對(duì)延安組含煤地層巖性、巖相、沉積層序、煤層賦存狀況及煤層組合特征的綜合分析，從下至上形成了4個(gè)結(jié)構(gòu)明顯的沉積旋回，各煤層有規(guī)律地賦存在這些旋回結(jié)構(gòu)中。其中，煤1層位于延安組上部第三段（J2y3）第四旋回上部，煤2層位于延安組中部第二段（J2y2）第三旋回上部，煤3-1層、煤3-2層位于延安組中部第二段（J2y2）第二旋回上部，煤4層、煤5層位于延安組下部第一段（J2y1）第一旋回上部。各煤層特征如表1所示。

2? ?控煤因素分析

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地西緣斷褶帶南端，延安組是在下侏羅統(tǒng)富縣組“填平補(bǔ)齊”沉積之后或直接在延長(zhǎng)群剝蝕面上形成的陸相含煤沉積，區(qū)內(nèi)延安組厚度和煤層厚度變化較大，可能有以下3個(gè)主要原因。

2.1? 基底古形態(tài)和同沉積構(gòu)造的控制作用

印支運(yùn)動(dòng)最后一幕，地表開始緩慢抬升并遭受剝蝕，隨后不均衡沉降，形成高低起伏的凹陷盆地，經(jīng)短暫的富縣組“填平補(bǔ)齊”沉積，延安組沉積基底形態(tài)呈現(xiàn)寬闊的波狀隆起與凹陷相間的古地貌景觀，其后盆地開始廣泛凹陷且接受含煤巖系沉積。煤系及煤層沉積與分布受基底凸凹不平和同沉積構(gòu)造活動(dòng)共同控制，相應(yīng)的煤層分布和煤層厚度顯示出分帶性，總體表現(xiàn)為古隆起區(qū)含煤性差、古凹陷區(qū)含煤性好。區(qū)內(nèi)煤5層表現(xiàn)最為明顯，研究區(qū)南部應(yīng)為古隆起區(qū)、北部為古凹陷區(qū)，在起初沉積煤5層時(shí)，研究區(qū)北部沉積較厚，大部分區(qū)域厚度大于3.50 m，而往南則逐漸變薄甚至尖滅。區(qū)內(nèi)東西方向上煤5層厚度變化也很大，這都說明高低起伏的基底古形態(tài)和同沉積構(gòu)造對(duì)煤系地層及煤層，特別是最初沉積的煤系地層和煤層，有較強(qiáng)的控制作用。

2.2? 沖刷剝蝕的破壞作用

研究區(qū)內(nèi)延安組的沉積表現(xiàn)為進(jìn)積-退積的沉積序列，一是在煤3組沉積后水平面開始降低，后期河流對(duì)下伏煤系及煤層有一定的沖刷剝蝕;二是延安組沉積結(jié)束后，即成煤后盆地仍有不均衡抬升，形成以南北向?yàn)橹鞯膶捑忨薨?，并遭到風(fēng)化剝蝕（即燕山運(yùn)動(dòng)第二幕），造成局部地段煤系及煤層厚度變薄或突然尖滅。如在研究區(qū)西部黨莊背斜上的109號(hào)鉆孔和研究區(qū)東部周家寨背斜上的1304號(hào)鉆孔中煤1層缺失，白堊系志丹群的礫巖不整合接觸于延安組地層之上，缺失中侏羅統(tǒng)安定組和直羅組地層。由此可見，在研究區(qū)西部和東部的隆起區(qū)內(nèi)，存在沖刷剝蝕，造成局部煤層缺失。

2.3? 斷層對(duì)煤層的控制作用

研究區(qū)二維地震成果顯示，區(qū)內(nèi)存在多條近南北向逆斷層，其中F6和F7為兩條區(qū)域性的大斷層，縱觀研究區(qū)南北，這兩條斷層對(duì)研究區(qū)內(nèi)煤層有明顯的控制作用。具體表現(xiàn)為：F7斷層以東的煤層普遍發(fā)育較好，為研究區(qū)內(nèi)相對(duì)富煤帶，煤層埋藏深度也比斷層以西的煤層淺300.00～400.00 m。F7斷層以西煤層逐漸變薄，埋藏深度較大，研究區(qū)西南部逐漸變薄尖滅。根據(jù)該特征分析，研究區(qū)東部在煤層沉積時(shí)為一低洼地區(qū)，泥炭沼澤發(fā)育，有利于泥炭聚積，有較好的成煤條件;研究區(qū)西南部為一相對(duì)抬升地區(qū)，煤層沉積環(huán)境較差，形成了研究區(qū)煤層由東向西逐漸變薄的基本特征。F7斷層及部分南北向的褶皺應(yīng)為侏羅系后期在東西向的擠壓力下形成的，最終呈現(xiàn)出F7斷層?xùn)|部抬升地段及背斜部位煤層厚度大，而F7斷層西部向斜部位煤層變薄的現(xiàn)象。

3 結(jié)語

安口—新窯礦區(qū)周寨南部地區(qū)煤層厚度、埋藏深度均較周邊區(qū)域有較大變化，通過對(duì)控煤因素的分析得出：在沉積基底古形態(tài)和同沉積構(gòu)造作用下，煤層初始沉積不均勻，分帶性明顯，造成最早沉積的煤層厚度變化較大;后期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起地層抬升、斷層等，導(dǎo)致煤層埋藏深度變化大。因此，本區(qū)今后進(jìn)行開發(fā)時(shí)要特別重視對(duì)該區(qū)構(gòu)造的精細(xì)控制，以便更好地指導(dǎo)生產(chǎn)、開發(fā)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]沈樹龍.華亭礦區(qū)聚煤規(guī)律及控煤因素分析[J].中國(guó)煤炭地質(zhì)，2005（1）：11-13.

[2]張革勝，師國(guó)輝，閆偉，等.隴東煤田羅川勘查區(qū)煤層分布特征及成煤模式[J].中國(guó)煤炭地質(zhì)，2019，31（9）：29-33.

[3]曹學(xué)明，周志強(qiáng)，楊亞龍，等.甘肅省靈臺(tái)縣南部地區(qū)控煤因素淺析[J].陜西煤炭，2016，35（4）：9-11.