1、七元煤矿地质特征及沉积环境分析摘 要通过对七元煤矿地层、构造特征及煤层、煤质等特征进行了分析对比，结合区域地质背景及相邻矿区含煤情况，推断该矿区具有较大的煤炭资源储量，并对其进行了初步的沉积环境分析。 关键词七元煤矿 地质特征 沉积环境 中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0037-01 1 引言 七元井田位于太行山脉北段西侧，行政区划大部分范围属山西省晋中市寿阳县管辖，东部局部范围属山西省阳泉市管辖 。井田呈不规则多边形，南北长约 18.047km，东西宽最大约 19.061km，井田面积约226.955km2。2009 年至 2010 年，实
2、施了煤矿普查工作，经过一系列的地质工作，大致了解了矿区的构造形态、 含煤地层的分布范围、 可采煤层层数、 主要煤质指标等基本情况，并进行了煤矿的综合评价，认为该矿区具有较大的煤炭资源潜力，为山西省煤炭资源接替提供坚强的保障。对现有的资料进行分析对比得知该矿区主要的含煤层为二叠系山西组和晚石炭系太原组， 太原组属海陆交互相沉积的，太原组由海滨平原、三角洲及间三角洲沉积组成。山西组属陆相沉积，山西组是在太原组顶部前三角州，三角洲前缘沉积基础上发育的三角洲体系的沉积，经历了建设-废弃-建设的发展阶段。 2 七元矿区地质特征分析 2.1 区域地质背景 七元煤矿勘查区位于沁水煤田北缘，沁水煤田发育地层主
3、要有太古界、元古界震旦系以及寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系，第三系、第四系地层在煤田内有不同程度分布。 2.2 矿区构造特征 本矿区地处华北地台、吕梁太行山断块、沁水块坳（四级构造单元）之东北边缘。属沾尚武乡阳城北北东向褶带的最北部。受东部娘子关坪头坳缘翘起带及北部盂县坳缘翘起带的影响，本区地层呈一走向近东西、倾向南的单斜构造。在此基础上发育了次一级波状起伏和少量的断层，褶曲轴向、断层走向与区域北北东向褶带展布方向基本一致。根据已有钻探工程揭露，矿区总体构造形态为一单斜构造，即齐家梁窑垴向斜。齐家梁窑垴向斜沿走向起伏较大，两端扬起呈 “船”形，其走向为北东向，倾向为北西向，向斜近轴部被
4、 F18 断层切割错位，它的原始形态影响了山西组含煤岩系的赋存及太原组含煤岩系的沉积分布。本区主要发育有 F27、F29、F31、F32 断裂构造。 3 矿区煤层、 煤质分析 七元煤矿主要含煤地层为石炭系中统本溪组及上统太原组、二叠系下统山西组及下盒子组。本溪组及下石盒子组虽都含 23 层煤线，但均达不到可采厚度，无经济价值，固此未进行深入的研究。具有经济价值之煤层主要发育在太原组及山西组。煤层自上而下编号为1、2、3、4、5、6、6 下、81、82、9、9 下、11、12、12 下、13、15、15 下、16 共 18 层煤。其中 16 号煤为山西组煤层，山西组平均厚 51.29m，含煤 6
5、 层，总厚度 1.70m，含煤系数为 3.31%，可采含煤系数为 2.35%；816 号煤为太原组煤层，太原组平均厚 122m，含煤 11 层，总厚度 9.52m，含煤系数 7.80%，可采含煤系数为 6.23%。15 号煤全区发育，为全区可采煤层，81、82 煤层在区内大部分地段发育，为大部可采煤层，3、6、15 下煤层在区内部分地段发育，为局部可采煤层。 其中 16 号煤为山西组煤层，主要可采煤层为 3 号与 6 号，以半亮型煤为主，煤中有害成分硫含量较低，灰分较低。3 号煤位于山西组中上部其顶板为砂岩，野外特征明显，常呈灰白色，底部具冲刷面。3 号煤距下石盒子组顶部的桃 130140 米
6、。桃花泥岩可以做 3 号煤对比的辅助标志层。3 号煤可采性指数为 0.29，可采区内厚度 0.802.43 米，平均1.42 米。可采面积约 43.8km2。在可采区内 3 煤层厚度变异系数为30%。3 号煤顶板多为泥岩、砂质泥岩、细砂岩或粉砂岩，底板多为泥岩或砂质泥岩。3 号煤层结构简单，有时含一层夹矸，3 号煤层为不稳定局部可采煤层。6 号煤位于山西组底部，距 3 号煤 13.5631.40 米，平均22.18 米，下距 K7 砂岩底 1.9314.81 米，平均 6.75 米。6 号煤顶板为中粗粒砂岩，说明该煤沉积后水动力条件较强，对 6 号煤具有冲刷作用，6 号煤被冲刷，其顶板与下部的
7、 K7 砂岩直接接触。可采性指数为0.34。可采区内厚度 0.802.55 米，平均厚度 1.33 米，煤层厚度变异系数为 28%。可采范围分布在勘查区西北、东北及 5-5 至 Q802 孔条带，其他均为零星可采块段。为不稳定局部可采煤层。816 号煤为太原组煤层。81、82 号煤层位于太原组顶部，81 号煤层距太原组顶 1.6719.38米，平均 6.79 米。81 号煤可采性指数为 0.99。顶板多为海相泥岩，中部有砂质泥岩或粉砂岩顶板，81 号煤层顶板海相泥岩为主，距 81 号煤层011.14 米，平均 6.33 米为 82 号煤层，82 号煤层在井田东部煤层较厚，为可采煤层。81 与
8、82 号煤层属中灰、低硫、高发热量无烟煤、贫煤。81号煤层和 82 号煤层结构简单，为全区大部可采的稳定煤层。 15、15 下煤位于太原组底部，15 煤层厚度变异系数为 24%，可采性指数为 1。15 号煤属低灰、中高硫、高发热量无烟煤、贫煤。15 号煤层顶板为 K2 石灰岩，底板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩。15 号煤层是全区稳定可采煤层。 4 矿区含煤岩系沉积环境分析 太原组的沉积特征及沉积环境 从区域古地理位置砍，本区位于华北聚煤期北带和中带的过渡位置。自中奥陶世起长期遭受风化剥蚀，到中石炭世晚期，华北地台开始缓慢沉降，海水自东北方向侵入。随着地形的渐趋夷平，海滩环境逐渐变化，依次沉积了潮坪
9、粉砂岩、泥岩以及覆水沼泽和泥沼泽沉积。由于该时期构造活动微弱，聚美场所长期稳定发育，聚集了厚度大，分部稳定的 15 号煤。山西组是在太原组顶部前三角洲，三角洲前缘沉积基础上发育的三角洲体系的沉积，经历了建设-废弃-建设发展阶段。3 号煤层聚集之前，由于河流的改道，形成了废弃的三角洲，由于沉积物供应减少，加之沉积物的差异压实作用，造成假海侵，在原分流间地区形成分流间海湾，其沉积物以细粒为主，发育水平层理、波状层理及生物扰动构造。分流间湾的充填、淤平，在废弃的三角洲朵叶上将成煤沼泽连成一片，为 3 号煤的聚集提供了良好场所。 结语 （1） 本区构造复杂程度属简单类，但东部构造相对复杂，背斜、向斜较
10、多，对未来矿井开拓布置有一定影响，另外，勘探对小构造的发育程度难以准确评价，但是小构造对开采生产确有较大的影响。建议在矿井建设投产前对先期开采地段分期进行三维地震，进一步查明构造的复杂程度及小构造对开采的影响。 （2）综合对比得知该矿区含煤层中太原组属海陆交替相沉积，以过渡相及近海陆相为主，海相沉积次之的近海成煤环境， 山西组属陆相沉积，山西组是在太原组顶部前三角州，三角洲前缘沉积基础上发育的三角洲体系的沉积，经历了建设-废弃-建设的发展阶段。 参考文献 1 刘宝?B 主编，沉积岩石学，地质出版社，1980. 2 同济大学，海陆相地层辨认标志，科学出版社，1980. 3 陈庸勋，岩石古地理研究方法，地质出版社，1981.
