祝 強,饒玉彬
(1.江西省煤田地質(zhì)局,江西 南昌 330001;2.江西省煤田地質(zhì)勘察研究院,江西 南昌 330001)
天河煤礦始建于1952年,是一座生產(chǎn)多年的老礦山,核定生產(chǎn)能力為0.45 Mt/a。該礦先后經(jīng)歷了多次普查找煤及勘探工作[1-4],在20世紀(jì)80年代,前人在本區(qū)多次開展了綜合研究工作。1982年,王濤指出天河煤盆地為中生代壓性斷陷煤盆地,并分析了含煤盆地的沉積特征及構(gòu)造-沉積模式[5]。1992年,江西省煤田地質(zhì)局227地質(zhì)隊,通過對天河煤礦區(qū)沉積環(huán)境和聚煤規(guī)律研究,指出區(qū)內(nèi)沉積環(huán)境為內(nèi)陸山間盆地型,含煤地層為陸相沉積的晚三疊世安源煤系[6]。2005年,陳文華、彭和清、康道具等通過對含煤地層與賦煤特征的分析,指出A、B煤層在傾向上呈串珠狀分布的特征,且斷層對煤層的破壞情況控制不足,應(yīng)進一步擴大勘探范圍,加密控制,查清本區(qū)煤層的賦存狀況,以期增加區(qū)內(nèi)煤炭資源儲量[7]。2013~2016年,天河煤礦聯(lián)合江西省煤田地質(zhì)勘察研究院開展了天河煤礦深部及外圍普查找礦工作,勘查區(qū)面積5.9 km2、深度-140~-700 m,初步估算深部及外圍新增資源量530余萬噸,取得了較好的找礦效果,并指出7線~12線深部尚有一定遠景資源量[8]。
該礦區(qū)位于陳山背斜之東南,曲江-水源復(fù)背斜的西北翼,區(qū)域位于蓮花-撫州褶陷帶之天河煤田之中。出露地層有寒武系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系及第四系,斷層構(gòu)造發(fā)育,見圖1。
圖1 研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡圖
含煤地層為三疊系上統(tǒng)安源組,安源組發(fā)育不全,僅發(fā)育三丘田段。地層呈北東—南西向條帶狀展布,北東端在東坑為F1斷層切割,南西端1線以西即燈盞窩以西全為林山組地層覆蓋并剝蝕,與下伏泥盆系地層呈不整合接觸,厚度約150 m。自下而上大致可劃分為三個沉積旋回,每個旋回均含可采煤層一層,即A、B、C煤層。
上部旋回段:本旋回段含C煤層,含煤系數(shù)為6%以上。巖性以灰、深灰色砂巖夾菱鐵質(zhì)粉砂巖、礫巖為主,本段地層厚0~37 m,上部受F2斷層控制而缺失。
中部旋回段:本旋回段含B煤層,在該區(qū)安源組中含煤性最好,含煤系數(shù)高達12%以上。巖性以灰、深灰色菱鐵質(zhì)粉砂巖、細礫巖為主,夾薄層砂巖,產(chǎn)較多植物化石,地層厚70.09 m,全區(qū)出露。
下部旋回段:本旋回段含A煤層,含煤系數(shù)為5%。巖性以灰、灰黑色砂巖夾粉砂巖為主,底部常為灰、深灰色礫巖,產(chǎn)較多植物化石,地層厚51.69 m。
礦區(qū)基本呈一單斜構(gòu)造,走向北東60°~70°,傾向南東,傾角40°~70°。一般淺部陡,深部緩。東段陡,西段緩,僅在3線以西發(fā)育有次級褶曲。林山組地層在西江呈一倒轉(zhuǎn)向斜構(gòu)造,在倒轉(zhuǎn)之南東翼被F2逆斷層切割。大體形態(tài)為一勺狀。
主要斷層有二條F1~F2,均系走向逆斷層,傾向南東。F2斷層將泥盆紀(jì)地層推覆在安源組及林山組之上;F1斷層又將寒武系推覆在泥盆系之上。F1斷層傾角一般約60°,F(xiàn)2斷層產(chǎn)狀變化大,但總的略緩于F1。從切割關(guān)系看,F(xiàn)2逆斷層先于F1斷層形成。
C煤層:厚0~2.37 m。黑色半亮型中變質(zhì)煙煤,結(jié)構(gòu)較簡單,深部被斷層構(gòu)造破壞嚴(yán)重,煤層不穩(wěn)定。
B煤層:似層狀、厚度變化大,厚0~27.93 m,平均厚度7.66 m,煤層不穩(wěn)定。煤質(zhì)屬中灰、中高揮發(fā)分、中高硫、低中磷、結(jié)渣度中等、結(jié)污指數(shù)低等、高熔灰份、中高熱值氣肥煤-肥煤二號。受后期構(gòu)造破壞程度嚴(yán)重,煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,除大井區(qū)淺部煤層夾矸較少外,一般3~6層,15~16線最復(fù)雜,含夾矸8~13層。
A煤層:厚度變化大,厚0~4.45 m,平均厚2.43 m,煤層較穩(wěn)定。煤質(zhì)屬中-高灰、中高揮發(fā)分、中高硫、中磷、中高熱值氣肥煤-肥煤二號。7線以西煤層結(jié)構(gòu)簡單,12線以東結(jié)構(gòu)復(fù)雜,13線最復(fù)雜,有夾矸2~15層,夾矸厚0.42~1.45 m。
深部范圍大致與2013年勘查區(qū)一致,平面面積約5.9 km2,標(biāo)高為-140~-700 m。
深部揭露煤層主要為A煤層,其次為B煤層。A煤層位于F2斷層下部,總體為一單斜構(gòu)造,東南部被F1斷層斷失,構(gòu)造中等復(fù)雜,煤層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,穩(wěn)定性差。F2斷層總體走向與含煤地層一致,走向NE60°~70°,傾向SE,傾角25°~65°;F1斷層總體走向與含煤地層夾角10~15°,走向NE45°~60°,傾向SE,傾角30°~75°。經(jīng)深部勘查鉆孔揭露,證實F1、F2傾角在7線至12線深部變緩,3線至12線間-140 m以深A(yù)煤層仍賦存有煤炭資源,見圖2。
圖2 深部12線地質(zhì)剖面簡圖
礦區(qū)深部前后共施工勘查鉆孔12個,見A煤層鉆孔10個、見B煤層鉆孔3個,見表1。A煤層層位穩(wěn)定,煤層真厚度0.67~7.80 m,平均2.67 m,屬全區(qū)可采的中厚煤層,煤層較穩(wěn)定;煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,含夾矸2~9層,多為灰色粉砂巖及黑色的炭質(zhì)泥巖。B煤層層位不穩(wěn)定,煤層真厚度0.52~1.73 m,平均1.18 m,屬局部可采的薄煤層,煤層不穩(wěn)定;煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,含夾矸8~13層,多為灰色粉砂巖及黑色的含炭泥巖。
表1 深部鉆孔見煤情況
通過礦區(qū)深部找煤,揭露礦區(qū)構(gòu)造特征和煤層情況,結(jié)合以往對該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的研究成果,經(jīng)綜合分析,取得以下進展:
1)深部計量煤層主要為A煤層,位于F2斷層下部,且受F1斷層破壞。
2)F2、F1斷層深部邊界尚未得到充分控制,且深部A煤層資源儲量估算邊界尚未確定。
3)深部A煤層全區(qū)可采,中厚煤層,煤層較穩(wěn)定。煤質(zhì)屬中-高灰、中高揮發(fā)分、中高硫、中磷、中高熱值氣肥煤-肥煤二號。
4)經(jīng)深部及外圍普查找礦工作,-140~-500 m,僅A煤層新增煤炭資源儲量4.1259 Mt。據(jù)此粗略估算,天河煤礦深部-500~-800 m仍賦存有6.00 Mt以上的煤炭資源量。
區(qū)內(nèi)部分煤系地層因斷層構(gòu)造斷失,含煤地層及煤層賦存形態(tài)雖復(fù)雜,但深部及外圍仍具備良好的找礦前景,應(yīng)進一步加強深部及外圍含煤地層及構(gòu)造演化的分析探討,探索深部及外圍煤層的賦存狀況,以期擴大找礦效果,發(fā)現(xiàn)煤炭資源儲備基地。