论文部分内容阅读
摘 要：安口—新窑矿区位于鄂尔多斯盆地西南缘，含煤地层为中侏罗统延安组，含煤3～7层，自上而下编号为煤1层—煤7层。其中，煤1层、煤3层、煤4层、煤5层为区内主要可采煤层。该区位于西缘断褶带南端，煤层受构造影响明显;煤类为低硫、低灰、中高发热量不黏煤。控煤地质因素主要有基底古形态和同沉积构造的控制作用、冲刷剥蚀的破坏作用和断层对煤层的控制作用，共同造就了该区煤层厚度、埋藏深度等变化大的赋存特征。
关键词：安口—新窑矿区;煤层赋存特征;控煤因素
1 研究区煤层赋存特征
根据勘查工作成果，确定研究区含煤地层为中侏罗统延安组。经过对含煤地层、钻孔见煤情况，所含煤层的岩性、岩相、沉积及其组合规律的综合分析研究，基本确定研究区含煤层3～7层，编号煤1层—煤7层，部分煤层存在多个煤分层[1]。其中，煤1层和煤3-2层为大部分可采煤层，煤3-1层、煤4层、煤5-1层及煤5-2层为局部可采煤层，煤2层为不可采煤层。煤层总厚度在3.48～37.55 m，平均18.64 m。研究区延安组平均厚度为128.79 m，含煤系数平均为17.78%;可采总厚度在1.13～37.55 m，平均17.14 m。可采煤层含煤系数为16.35%。煤类为低硫、低灰、中高发热量不黏煤。
研究区内主要可采煤层基本全区分布，整体煤层分布特征为：研究区东北部煤层厚度大，向西南部煤层呈条带状变薄，煤层厚度变化规律明显（见图1）。区内煤层赋存较好的部位在研究区东北部的F6和F7断层之间，与研究区北部周寨煤矿的煤层为一连续的赋煤带。该赋煤带呈南北方向条带状展布，赋煤带内煤层厚度较大且分布连续，总厚度大于20.00 m，向斜核部存在厚度大于30.00 m的条带[2]。研究区南部受后期构造的影响，煤层逐渐变薄，埋藏深度逐渐加大。研究区西南部接近该区的沉积边缘，煤层总厚度小于 5.00 m，可采煤层少，赋煤条件一般。
鄂尔多斯盆地延安组地层通常划分为三段五旋回，因为第五旋回处于延安组沉积晚期，之后又遭受直罗组砂体的冲刷及燕山运动早期地壳抬升后的大规模剥蚀等，延安组地层只保存了4个沉积旋回[3]。通过对延安组含煤地层岩性、岩相、沉积层序、煤层赋存状况及煤层组合特征的综合分析，从下至上形成了4个结构明显的沉积旋回，各煤层有规律地赋存在这些旋回结构中。其中，煤1层位于延安组上部第三段（J2y3）第四旋回上部，煤2层位于延安组中部第二段（J2y2）第三旋回上部，煤3-1层、煤3-2层位于延安组中部第二段（J2y2）第二旋回上部，煤4层、煤5层位于延安组下部第一段（J2y1）第一旋回上部。各煤层特征如表1所示。
2 控煤因素分析
研究区位于鄂尔多斯盆地西缘断褶带南端，延安组是在下侏罗统富县组“填平补齐”沉积之后或直接在延长群剥蚀面上形成的陆相含煤沉积，区内延安组厚度和煤层厚度变化较大，可能有以下3个主要原因。
2.1 基底古形态和同沉积构造的控制作用
印支运动最后一幕，地表开始缓慢抬升并遭受剥蚀，随后不均衡沉降，形成高低起伏的凹陷盆地，经短暂的富县组“填平补齐”沉积，延安组沉积基底形态呈现宽阔的波状隆起与凹陷相间的古地貌景观，其后盆地开始广泛凹陷且接受含煤岩系沉积。煤系及煤层沉积与分布受基底凸凹不平和同沉积构造活动共同控制，相应的煤层分布和煤层厚度显示出分带性，总体表现为古隆起区含煤性差、古凹陷区含煤性好。区内煤5层表现最为明显，研究区南部应为古隆起区、北部为古凹陷区，在起初沉积煤5层时，研究区北部沉积较厚，大部分区域厚度大于3.50 m，而往南则逐渐变薄甚至尖灭。区内东西方向上煤5层厚度变化也很大，这都说明高低起伏的基底古形态和同沉积构造对煤系地层及煤层，特别是最初沉积的煤系地层和煤层，有较强的控制作用。
2.2 冲刷剥蚀的破坏作用
研究区内延安组的沉积表现为进积-退积的沉积序列，一是在煤3组沉积后水平面开始降低，后期河流对下伏煤系及煤层有一定的冲刷剥蚀;二是延安组沉积结束后，即成煤后盆地仍有不均衡抬升，形成以南北向为主的宽缓褶皱，并遭到风化剥蚀（即燕山运动第二幕），造成局部地段煤系及煤层厚度变薄或突然尖灭。如在研究区西部党庄背斜上的109号钻孔和研究区东部周家寨背斜上的1304号钻孔中煤1层缺失，白垩系志丹群的砾岩不整合接触于延安组地层之上，缺失中侏罗统安定组和直罗组地层。由此可见，在研究区西部和东部的隆起区内，存在冲刷剥蚀，造成局部煤层缺失。
2.3 断层对煤层的控制作用
研究区二维地震成果显示，区内存在多条近南北向逆断层，其中F6和F7为两条区域性的大断层，纵观研究区南北，这两条断层对研究区内煤层有明显的控制作用。具体表现为：F7断层以东的煤层普遍发育较好，为研究区内相对富煤带，煤层埋藏深度也比断层以西的煤层浅300.00～400.00 m。F7断层以西煤层逐渐变薄，埋藏深度较大，研究区西南部逐渐变薄尖灭。根据该特征分析，研究区东部在煤层沉积时为一低洼地区，泥炭沼泽发育，有利于泥炭聚积，有較好的成煤条件;研究区西南部为一相对抬升地区，煤层沉积环境较差，形成了研究区煤层由东向西逐渐变薄的基本特征。F7断层及部分南北向的褶皱应为侏罗系后期在东西向的挤压力下形成的，最终呈现出F7断层东部抬升地段及背斜部位煤层厚度大，而F7断层西部向斜部位煤层变薄的现象。
3 结语
安口—新窑矿区周寨南部地区煤层厚度、埋藏深度均较周边区域有较大变化，通过对控煤因素的分析得出：在沉积基底古形态和同沉积构造作用下，煤层初始沉积不均匀，分带性明显，造成最早沉积的煤层厚度变化较大;后期的构造运动引起地层抬升、断层等，导致煤层埋藏深度变化大。因此，本区今后进行开发时要特别重视对该区构造的精细控制，以便更好地指导生产、开发。
[参考文献]
[1]沈树龙.华亭矿区聚煤规律及控煤因素分析[J].中国煤炭地质，2005（1）：11-13.
[2]张革胜，师国辉，闫伟，等.陇东煤田罗川勘查区煤层分布特征及成煤模式[J].中国煤炭地质，2019，31（9）：29-33.
[3]曹学明，周志强，杨亚龙，等.甘肃省灵台县南部地区控煤因素浅析[J].陕西煤炭，2016，35（4）：9-11.
关键词：安口—新窑矿区;煤层赋存特征;控煤因素
1 研究区煤层赋存特征
根据勘查工作成果，确定研究区含煤地层为中侏罗统延安组。经过对含煤地层、钻孔见煤情况，所含煤层的岩性、岩相、沉积及其组合规律的综合分析研究，基本确定研究区含煤层3～7层，编号煤1层—煤7层，部分煤层存在多个煤分层[1]。其中，煤1层和煤3-2层为大部分可采煤层，煤3-1层、煤4层、煤5-1层及煤5-2层为局部可采煤层，煤2层为不可采煤层。煤层总厚度在3.48～37.55 m，平均18.64 m。研究区延安组平均厚度为128.79 m，含煤系数平均为17.78%;可采总厚度在1.13～37.55 m，平均17.14 m。可采煤层含煤系数为16.35%。煤类为低硫、低灰、中高发热量不黏煤。
研究区内主要可采煤层基本全区分布，整体煤层分布特征为：研究区东北部煤层厚度大，向西南部煤层呈条带状变薄，煤层厚度变化规律明显（见图1）。区内煤层赋存较好的部位在研究区东北部的F6和F7断层之间，与研究区北部周寨煤矿的煤层为一连续的赋煤带。该赋煤带呈南北方向条带状展布，赋煤带内煤层厚度较大且分布连续，总厚度大于20.00 m，向斜核部存在厚度大于30.00 m的条带[2]。研究区南部受后期构造的影响，煤层逐渐变薄，埋藏深度逐渐加大。研究区西南部接近该区的沉积边缘，煤层总厚度小于 5.00 m，可采煤层少，赋煤条件一般。
鄂尔多斯盆地延安组地层通常划分为三段五旋回，因为第五旋回处于延安组沉积晚期，之后又遭受直罗组砂体的冲刷及燕山运动早期地壳抬升后的大规模剥蚀等，延安组地层只保存了4个沉积旋回[3]。通过对延安组含煤地层岩性、岩相、沉积层序、煤层赋存状况及煤层组合特征的综合分析，从下至上形成了4个结构明显的沉积旋回，各煤层有规律地赋存在这些旋回结构中。其中，煤1层位于延安组上部第三段（J2y3）第四旋回上部，煤2层位于延安组中部第二段（J2y2）第三旋回上部，煤3-1层、煤3-2层位于延安组中部第二段（J2y2）第二旋回上部，煤4层、煤5层位于延安组下部第一段（J2y1）第一旋回上部。各煤层特征如表1所示。
2 控煤因素分析
研究区位于鄂尔多斯盆地西缘断褶带南端，延安组是在下侏罗统富县组“填平补齐”沉积之后或直接在延长群剥蚀面上形成的陆相含煤沉积，区内延安组厚度和煤层厚度变化较大，可能有以下3个主要原因。
2.1 基底古形态和同沉积构造的控制作用
印支运动最后一幕，地表开始缓慢抬升并遭受剥蚀，随后不均衡沉降，形成高低起伏的凹陷盆地，经短暂的富县组“填平补齐”沉积，延安组沉积基底形态呈现宽阔的波状隆起与凹陷相间的古地貌景观，其后盆地开始广泛凹陷且接受含煤岩系沉积。煤系及煤层沉积与分布受基底凸凹不平和同沉积构造活动共同控制，相应的煤层分布和煤层厚度显示出分带性，总体表现为古隆起区含煤性差、古凹陷区含煤性好。区内煤5层表现最为明显，研究区南部应为古隆起区、北部为古凹陷区，在起初沉积煤5层时，研究区北部沉积较厚，大部分区域厚度大于3.50 m，而往南则逐渐变薄甚至尖灭。区内东西方向上煤5层厚度变化也很大，这都说明高低起伏的基底古形态和同沉积构造对煤系地层及煤层，特别是最初沉积的煤系地层和煤层，有较强的控制作用。
2.2 冲刷剥蚀的破坏作用
研究区内延安组的沉积表现为进积-退积的沉积序列，一是在煤3组沉积后水平面开始降低，后期河流对下伏煤系及煤层有一定的冲刷剥蚀;二是延安组沉积结束后，即成煤后盆地仍有不均衡抬升，形成以南北向为主的宽缓褶皱，并遭到风化剥蚀（即燕山运动第二幕），造成局部地段煤系及煤层厚度变薄或突然尖灭。如在研究区西部党庄背斜上的109号钻孔和研究区东部周家寨背斜上的1304号钻孔中煤1层缺失，白垩系志丹群的砾岩不整合接触于延安组地层之上，缺失中侏罗统安定组和直罗组地层。由此可见，在研究区西部和东部的隆起区内，存在冲刷剥蚀，造成局部煤层缺失。
2.3 断层对煤层的控制作用
研究区二维地震成果显示，区内存在多条近南北向逆断层，其中F6和F7为两条区域性的大断层，纵观研究区南北，这两条断层对研究区内煤层有明显的控制作用。具体表现为：F7断层以东的煤层普遍发育较好，为研究区内相对富煤带，煤层埋藏深度也比断层以西的煤层浅300.00～400.00 m。F7断层以西煤层逐渐变薄，埋藏深度较大，研究区西南部逐渐变薄尖灭。根据该特征分析，研究区东部在煤层沉积时为一低洼地区，泥炭沼泽发育，有利于泥炭聚积，有較好的成煤条件;研究区西南部为一相对抬升地区，煤层沉积环境较差，形成了研究区煤层由东向西逐渐变薄的基本特征。F7断层及部分南北向的褶皱应为侏罗系后期在东西向的挤压力下形成的，最终呈现出F7断层东部抬升地段及背斜部位煤层厚度大，而F7断层西部向斜部位煤层变薄的现象。
3 结语
安口—新窑矿区周寨南部地区煤层厚度、埋藏深度均较周边区域有较大变化，通过对控煤因素的分析得出：在沉积基底古形态和同沉积构造作用下，煤层初始沉积不均匀，分带性明显，造成最早沉积的煤层厚度变化较大;后期的构造运动引起地层抬升、断层等，导致煤层埋藏深度变化大。因此，本区今后进行开发时要特别重视对该区构造的精细控制，以便更好地指导生产、开发。
[参考文献]
[1]沈树龙.华亭矿区聚煤规律及控煤因素分析[J].中国煤炭地质，2005（1）：11-13.
[2]张革胜，师国辉，闫伟，等.陇东煤田罗川勘查区煤层分布特征及成煤模式[J].中国煤炭地质，2019，31（9）：29-33.
[3]曹学明，周志强，杨亚龙，等.甘肃省灵台县南部地区控煤因素浅析[J].陕西煤炭，2016，35（4）：9-11.