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1、煤田地质特征研究1地质特征1.1煤系地层由于区内构造极其复杂、沉积类型多样，深部煤炭资源分布不均匀龙岩煤田隐伏区或深部找煤，本质上就是剥离各类盖层后，寻找童子岩组煤系地层。童子岩组根据岩性、岩相和古生物化石特征，自下而上可分为三个段。童子岩组第一段：主要岩性为灰黑色砂质泥岩、泥质砂岩、细砂岩及煤组成，含煤14层。产动物化石舌形贝、寿昌菊石、钩盖贝、黄氏新轮皱贝等，主要植物化石为单网羊齿和栉羊齿。厚度255m。童子岩组第二段：为一套浅海相碎屑沉积，岩性由灰黑色砂质泥岩、泥岩、泥质砂岩和薄层细砂岩组成，不含煤。产丰富的双圆海百合茎、阿尔图菊石等动物化石。厚度113m。童子岩组第三段：主要岩性由灰黑
2、色砂质泥岩、泥质砂岩、细砂岩和煤组成，含煤30层。含丰富的单网羊齿、栉羊齿、楔叶、鳞木等植物化石和舌形贝、海百合茎、长身贝等动物化石。厚度474m。1.2“红层盖层白垩系沙县组为陆相红色碎屑岩建造，由于岩性呈红色，也称“红层，红层常覆盖于含煤地层之上。沙县组在龙岩煤田出露于龙岩市白沙至红林坪一带，最大厚度可达1692.6m，属于内陆断陷湖泊盆地沉积。岩性下段为紫红、砖红色粉砂岩夹少量砾岩及玻屑凝灰岩；上段为紫红色粉砂岩和砂砾岩，产植物：Manicasp.袖套杉。红色盆地沿北东向伸展入漳平市的基泰一带，产鱼类：Yungkangichthyssp.永康鱼。1.3“火山岩盖层区内侏罗系火山活动强烈，
3、主要为陆相中酸性熔岩，夹火山碎屑岩和沉积岩；主要有晚侏罗世长林组、南园组。长林组：以酸性熔岩、凝灰熔岩和火山碎屑岩为主。主要为火山角砾岩、集块岩、凝灰岩、凝灰质砾岩、砂岩、粉砂岩、凝灰熔岩。南园组：以中酸性酸性火山岩为主夹沉积岩夹层，主要以灰绿色流纹岩、凝灰熔岩、安山岩、英安质晶屑凝灰岩、凝灰质砂泥岩。该区“火山岩盖层与下伏煤系地层常呈不整合或假整合接触。1.4“滑覆体盖层龙岩晚古生代为克拉通聚煤盆地，为陆表海碎屑岩沉积。溪口组、大隆组、翠屏山组常构成连续沉积盖层，盖层巨厚，与下伏含煤地层常呈整合接触。由于后期构造滑动构造，溪口组、大隆组、翠屏山组部分地层断失，构成“滑覆体。溪口组：岩性下段为
4、钙质泥岩、厚层鲕状灰岩及角岩化硅质岩；上段为杂色薄层粉砂岩、泥岩，夹少量细砂岩。最大厚1483.0m。大隆组：岩性主要以黄-灰黑色薄层粉砂岩、泥岩为主，底部夹数层透镜状灰岩，产丰富的海相动物化石。厚157.0m。翠屏山组：翠屏山组的分布范围大致与童子岩组一样。底部以砂砾岩、粗砂岩为主，岩性主要为石英细砂岩、粉砂岩、泥岩为主，夹有煤线。最大厚度947m。2影响童子岩组煤系的因素分析2.1沉积环境对童子岩组煤系的控制龙岩煤田童子岩组属茅口期，古气侯、古植物和古构造条件基本类似，控制聚煤作用的主要因素是沉积环境。茅口阶晚期，龙岩煤田童子岩组含煤地层的沉积环境，属于碎屑滨岸沉积体系，并进一步划分为3种
5、沉积体系，即：障壁岛潟湖沉积体系，潮坪潮道沉积体系，滨岸湖泊沉积体系。童子岩组煤系厚度大，具有煤层层数多、厚度薄、煤层密集、硫分低等特点，反映成煤期滨岸带沉积区广阔而平缓，碎屑物质供给比拟充分，岩性岩相较稳定。童子岩组煤系地层中的韵律层序构造，主要是受周期性海水海侵、海退影响大，脉动性海平面变化控制。随着海水的不断侵入，构成浅海、泥质陆棚沉积；海水退却，构成泥炭沼泽。周期性海退到上升的转变时期是聚煤作用的最有利时期。较大的层序厚度，除反映海平面变化幅度较大外，也反映泥炭的堆积时期也相应较长。从龙岩煤田多年地质研究资料能够看出，凡层序厚度较大、相序较全时，煤层的稳定性即较好。例如在远滨临滨前滨小
6、层序之上沉积的煤层，其上又被远滨相沉积物覆盖，此类煤层即比拟稳定，龙岩煤田北部的39、28煤层及煤田南部的38、29煤层均属此类。相反，当小层序厚度小于10m或相序不全时，煤层多不稳定且不可采。2.2同沉积构造对童子岩组煤系的控制泥炭聚积期的同沉积构造包括同沉积断裂和同沉积褶皱。在不同的矿区，其影响程度有较大的差异。龙岩煤田内煤矿诸多,开采不同层段的煤层。根据地质资料，常发如今较短距离内煤系地层、含煤性差异较大。如有些矿区发育童子岩组三段，在相邻的矿区内则发育童子岩组一段。区内不同程度发现有同沉积断裂的存在，大的同沉积断裂影响到含煤地层的岩相分带，并控制煤层的厚煤带展布，影响到煤层的分叉和尖灭
7、。如龙岩煤田西部的坑柄、江山等勘探区，童子岩组一段中浅海相成份增加，各小层序中浅海相、远滨相含海相化石泥岩增加。各矿区基底、含煤地层、含煤性在不同程度上受同沉积构造控制。2.3后期构造对童子岩组煤系和煤层的改造童子岩组煤系构成后，在地质构造发育经过中，受多期次构造运动，构造的形式极为复杂，不同时代地层发生异位、倒置以及重复或缺失，煤系地层分布扑朔迷离。2.3.1滑动构造对煤系和煤层的控制勘查经过中，发现很多滑动构造，遍及整个龙岩煤田。滑动构造多发生在地层中柔性岩层与刚性岩层的界面上，主要有3个系统，一为发生在童子岩组与栖霞组或更老的地层之间，这类滑覆断裂称F0，对煤系的毁坏性很大；二是发生在煤
8、系之内，或煤系与文笔山组间，一般称F1，对煤系有一定的毁坏性；三是发生在翠屏山组与煤系之间，对煤系具有毁坏与保护两重性，其特征基本如下。地层沿张性断裂面发生重力滑动时，从整个滑动系统看，其后缘部位往往拉薄缺失，煤系遭到较大毁坏,中带煤系保存较好，前缘常出现叠瓦式复杂褶皱。断裂面倾角总体较缓，但在不同部位有一定变化。一般在后缘部位,断裂面倾角较大，可达50左右；中带变缓至3010；前缘部位断裂而又仰起，倾角可达3040。断裂走向一般与地层走向一致，断裂面往往随地层一致褶皱图2。2.3.2逆冲推覆构造对煤系和煤层的控制逆冲推覆构造对煤系的改造，有二种形式：一是前寒武系、寒武系、奥陶系变质岩地层或泥
9、盆系、石炭系浅变质岩或碎屑岩层常构成“推覆体异地系统，逆冲于煤系地层之上；二是煤系作为推覆体异地系统，推覆于新地层之上，使原地的煤系埋深更大。逆冲推覆断裂的特点：断裂面倾角平缓，有时呈缓波状；破碎带宽度小，通过地层比照确定断点；上盘系异地地质体，与下盘地层无对应关系，不能计算断距。2.3.3褶皱作用对煤层的影响煤层在褶皱作用下一般会发生流变，其强烈程度视褶皱的强弱及严密程度而定。在煤层处于同斜倒转褶曲或更为复杂的褶皱构造中，流变的结果往往使褶皱轴部煤层增厚，两翼相对变薄；向斜轴部煤层的流变厚度比背斜轴部厚，倒转褶皱的正常翼煤层常因被挤压而厚度变化较大，而倒转翼的煤层流变厚度常厚于正常翼。3“四
10、下深部找煤典型实例3.1“推覆体下找煤龙岩煤田王庄煤矿区详查和钢厂发现有一组叠瓦式推覆断裂构造，如图3所示，F2断裂之下隐伏着童子岩组第一段煤系地层，38、39、43均为可采煤层，王庄即勘探F2下盘南部的煤层，探明储量1187万t。煤系一直向北延至麒麟岩以西，F2与F0间距由南向北逐步变小，故北部煤系亦显著变薄。3.2“滑覆体下找煤龙岩煤田局部地区为连续沉积的三叠系溪口组、二叠系大隆组、翠屏山组所覆盖，煤系埋深大，若正常层序厚度将达2000m以上，被福建地质工作者视为找煤禁区。近几年，由于发现溪口组溪口组、大隆组、翠屏山组盖层与下伏煤系之间普遍存在滑动构造，盖层厚度被滑动缺失、或变薄，地质勘探
11、在广布的溪口组下发现丰富的煤炭资源。如永定东门地矿区，矿区面积约8.63km2。矿区总体构造为一向东倾伏的向斜构造，轴向近东西向，本矿区处于向斜的北翼。区内发育着F1、F2、F3、F5、F6、F7、F8、F10等断层图4。矿区内主要可采煤层为下二叠统童子岩组第三段的3、7、9、24、28煤层，估算煤炭资源量6850万t。3.3“红层下找煤仁盘矿区地处龙岩市新罗区雁石镇仁盘自然村境内。区内大部分被上白垩统沙县组K2S(俗称“红层)所覆盖，综合分析周边矿区构造控煤规律，运用序地层学及滑脱构造理论，采用综合物探新法CSAMT法结合深部钻探、数字测井手段，该矿区在红层下发现隐伏的主要含煤地层童子岩组第
12、三段,含主要可采煤层六层，单层厚度0.722.0m。估算煤炭资源量2746万，是龙岩煤田资源丰度最大的矿区图5。3.4“火山岩下找煤吕凤矿区位于龙岩市新罗区自沙镇吕凤村，通过分析周边矿区综合成果，应用滑脱构造理论，采用CSAMT法物探新技术及绳索取心金刚石钻探工艺揭示，吕凤矿区煤矿区大面积的上侏罗统南园组J3n直接以角度整合覆盖在上二叠统翠屏山组P3cp和下二叠统童子岩组P2t之上。因火山岩的影响，使下二叠统童子岩组第三段上亚段P2t3-3大部分缺失。同时下二叠统童子岩组P2t含煤地层沿倾向方向的沿伸被剥蚀，煤层遭受毁坏；该矿区资源量3500万图6。4龙岩煤田“四下找煤前景龙岩煤田童子岩组含煤
13、岩系分布广，赋煤最多。以往勘探实践表明：一般只要找到煤系地层，就可能找到可采煤层。笔者在以往地质工作成果基础上，结合“四下找煤理论，以为深部找煤前景特别广阔。4.1推覆体下找煤前景4.1.1老矿区推覆体下找煤龙岩老煤矿区以往勘查施工时，钻孔一般揭示煤系地层基底栖霞组灰岩，就终孔了。通过地质资料二次开发分析，修正了控煤构造认识，以为区内发育叠瓦式推覆断裂构造，经钻探证明煤系可向推覆断裂下伸延，矿区含煤面积将大幅扩展。如瓦窑坪、富岭、培丰中、培丰西煤矿上山煤已基本采完，矿产服务年限将近，据地质资料分析，这一带含煤性比拟好，且存在推覆构造，矿区含煤向东扩展，将进一步扩大深部煤炭资源远景图7。4.1.
14、2老地层推覆体下找煤在龙岩煤田中部、西部，童子岩组煤系与其下伏泥盆系、石炭系甚至前泥盆系之间，常发育有逆冲推覆构造。如永定隔溪龙岩白沙推覆构造带，沿北北东向，断续延伸达70km。据近期地质勘查资料，以为可能是一条大型逆冲断裂或逆掩断裂，在虎坑山矿区有钻孔揭示开孔层位为下石炭统林地组C1l的变质石英岩老地层，经逆冲断层进入上二叠统翠屏山组、童子岩组含煤地层之上，结合地表地质调查，该区地表覆盖着石炭统林地组和上泥盆统桃子坑组老地层，推覆体下深处存在童子岩组含煤地层，深部有一定煤炭资源前景。4.2“滑覆体下煤炭资源前景龙岩煤田内煤矿集中开采区，浅部诸多已开采且接近闭坑的煤矿之下深部，存在新地层上二叠
15、统翠屏山组、上二叠统大隆组、下三叠统溪口组等，原以为煤系埋藏较深，以目前的勘查能力无法揭穿其下童子岩组煤系地层，但是，如今认识到由于滑动构造带的存在，一部分盖层可能缺失或变薄，使深部找煤变不可能为可能。如在适中至新祠一带溪口组广泛出露，过去以为在溪口组广泛发育地区，煤系埋深大，找煤希望不大。如今，重新研究了区内局部出露的零星的含煤块段，传统以为是正断层造成的，通过运用新的理论以为是滑动构造造成剥蚀而在地表出露童子岩组，这样，该区深部找煤有了远景。4.3“红层下深部找煤前景在正常地层层序下，由于沙县组的厚度大，据目前的设备条件根本无法勘探。但在龙岩煤田北部，根据电法和重力勘测资料，发现“红层厚度
16、不太大，且与其下含煤地层呈不整合接触。如在雁石-红林坪一带，其地表大面积为上白垩统的沙县组红层，在红林坪西部的津头和凤山岐勘探时，曾有11个钻孔穿过上白垩统的沙县组见到童子岩组的中下部地层，因此，该区内的四集区、雁石东区、白沙东南一带、老岭区等到块段可能保存有因受盖层保护免遭毁坏的煤炭资源赋存较好的前景区。4.4火山岩下深部找煤前景龙岩煤田火山岩分布区属二叠纪聚煤盆地重要成煤区域。在龙岩煤田东北部、南部均有上侏罗统南园组火山岩超覆在晚古生代地层之上，或直接与其下童子岩组煤系呈不整合接触。通过分析上侏罗统兜岭群火山岩的岩性特征和物性特征，火山岩覆盖层与其下伏煤系地层之间存在地层缺失，而使煤系的盖层变薄。十分是在吕凤松洋赖源一线南园组火山岩覆盖层下，其深部可能保存较丰富的煤炭资源。5结语通过对龙岩煤田地质特征、深部煤炭赋存规律研究，分析了一些典型矿区的构造分析和找煤成功案例，指出该区隐伏带和深部煤炭资源潜力，提出了龙岩煤田隐伏区找煤方向，即“四下推覆体下、滑覆体下、火山岩下、红层下找煤，为龙岩煤田深部找煤提供了地质根据和工作思路。