江西新余梅山煤礦(北區)地質特征及沉積環境分析①

盧國聲 胡立 周敏娟 張昊 曾超

摘要:通過對梅山煤礦(北區)的地層、構造特征及煤層、煤質等特征進行了分析對比,結合區域地質背景及相鄰礦區含煤情況,推斷該礦區具有較大的煤炭資源儲量,并對其進行了初步的沉積環境分析,認為梅山煤礦(北區)所含安源煤系屬于濱海山前平原型沉積,而樂平煤系屬于海陸交相型沉積。

關鍵詞:梅山煤礦(北區)地質特征沉積環境

中圖分類號:P642 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0139-02

梅山礦區(北區)位于江西省新余市城區北東方向,距新余市約20km,位于花鼓山煤礦區的深部和外圍,面積約58.29km2。2009年至2010年,江西地礦局贛西地質調查大隊對梅山煤礦(北區)實施了煤礦普查工作,經過一系列的地質工作,大致了解了礦區的構造形態、含煤地層的分布范圍、可采煤層層數、主要煤質指標等基本情況,并進行了煤礦的綜合評價,認為該礦區具有較大的煤炭資源潛力,為緩解我省煤炭資源緊缺狀況及煤礦資源接替提供堅強的保障。

對現有的資料進行分析對比得知該礦區主要的含煤層為二疊系樂平組和三疊系紫家沖組,其中樂平組屬海陸交替相沉積,以過渡相及近海陸相為主,海相沉積次之的近海成煤環境,而紫家沖組是在印支運動第二幕結束三疊紀末期漫長海相沉積史發生翻天覆地海陸交替后接受的一套以粗碎屑巖為主的山前(山間)平原型古地理環境形成的含煤巖系。

1梅山礦區(北區)地質特征分析

1.1 區域地質背景

梅山礦區(北區)屬于隱伏地區,大部分為第四系、白堊系和侏羅系掩蓋。根據區內已有鉆孔揭露,地層由老到新為:二疊系茅口組、樂平組、長興組,三疊系青龍組、紫家沖組、三家沖組、三丘田組,侏羅系水北組,白堊系蓮河組及第四系,其中含煤地層為二疊系樂平組及三疊系紫家沖組,樂平組主要為一套砂、泥巖,其下伏地層巖性為灰巖;而紫家沖組之上覆地層或為侏羅紀碎屑巖系或為白堊紀“紅層”,下伏地層主要是茅口組灰巖。

1.2 礦區構造特征

本礦區位于江西省主要含煤帶—萍樂凹陷帶之西段,袁水復向斜北翼,南為武功山窿起,北為蒙山復背斜,區內構造以褶皺為主,構造線方向主要為北東—南西向,礦區范圍內主要為袁村向斜和門口山向斜,二者分屬兩個構造層,呈錯位疊加,與之伴生的斷裂構造,延伸距離較長,落差較大,控制含煤地層分布及煤層連續性[1]。

根據已有鉆探工程揭露,礦區總體構造形態為一向斜構造,即袁村向斜。袁村向斜沿走向起伏較大,兩端揚起呈“船”形,其走向為北東向,傾向為北西向,向斜近軸部被F18斷層切割錯位,它的原始形態影響了樂平組含煤巖系的賦存及紫家沖組含煤巖系的沉積分布。勘探線38～28線間和F18斷層南東側含煤巖系樂平組埋深可達-1000m以下,10～12線間被剝蝕。紫家沖組26線以東北向逐漸變薄至沉積缺失。本區主要發育有F8、F17、F6、F18、F19斷裂。

1.3 成礦條件

萍樂坳陷帶起始加里東期,發育于印支期,萎縮于燕山期,是我省重要的沉積盆地,賦存了江西省內兩套最主要的含煤巖系樂平組和紫家沖組。樂平組屬樂平煤系屬海陸交替相沉積,巖相比較穩定,旋回清晰,以過渡相及近海陸相為主,海相沉積次之,下部以砂巖為主,中上部為粉砂巖、粉砂質泥巖,產大量植物化石,利于成煤。紫家沖組為濱海山前盆地沉積環境,沉積序列為內陸盆地充填型,其底部和下部以礫巖為主,中上部為砂巖、粉砂巖、泥巖,表現在垂向上旋回結構明顯,每一小旋回下部的巖石粒度較粗,向上變細的沉積韻律,煤層多在每一旋回的晚期形成。紫家沖組地層沉積的中后期,湖盆逐漸開闊,沉積速度降低,成煤條件比較有利[2]。

2礦區煤層、煤質分析

2.1 煤層分析

梅山煤礦北區內主要含安源煤系和樂平煤系兩套含煤巖系。自下而上分別為樂平組官山段的A煤組、老山下亞段的B煤組、王潘里的C煤組和紫家沖組的D煤組,呈北東向展布,產狀變化不大,在傾向上呈一較寬緩、伴隨有小規模褶曲的向斜,北陡南緩。其中A煤組發育不好,無工業價值。C煤組是本次勘查對象之一,B煤組的B4煤層、D煤組的D9煤層發育較好,是本次的主要勘查對象。

D煤組賦存于紫家沖組(T3z),含煤0～10層(D1～D10)。其中D9煤層全區穩定,為本次勘探主要對象之一,D10、D8煤層相對較穩定,見少量可采點,其它煤層均極不穩定,也少見可采點。C煤層賦存于王潘里段中段,含煤4～6層(C8～C13)。其中C13、C11、C9三層煤較穩定,尤其是C11煤層全區可采,屬穩定煤層,其它煤層均極不穩定,也少見可采點。

B煤層賦存于老山下亞段(P3l2-1),含煤1～2層(B3～B4)。B4煤層全區穩定可采,B3煤層極不穩定。

2.2 煤質分析

安源煤系紫家沖組(T3z)所含煤層稱之為D煤組,主要可采煤層為D9,屬濱海平原地帶沉積環境,以半亮型煤為主,煤種有害成分硫含量較低,灰分中等。樂平煤系是一套海陸交替相巖系的近海沉積環境,包括王潘里段(P3l4)C煤組和老山下亞段(P3l2-3)B煤組。C煤組主要可采煤層為C13、C11、C9,以半亮型煤半為主,有害成分硫含量高,富灰。B煤組主要可采煤層B4,賦存于老山下亞段中上部,煤層結構簡單至復雜,夾矸多為炭質泥巖,局部為泥巖,煤層厚度0.88m～12.15m,平均厚度4.65m,煤層頂底板均為泥巖,主要煤層成分為亮煤,次為鏡煤和暗煤,主要煤巖類型為半亮型煤,暗淡煤次之。

對梅山礦區(北區)所采取的煤芯煤樣的測試結果,由些可知梅山礦區(北區)的煤層應屬中灰分、中等揮發分、中硫分、高熱值煤,煤類應為氣煤-氣肥煤。

2.3 鄰區含煤情況分析[3]

(1)1979年8月至1983年4月,江西省煤田地質勘探公司224隊在梅山礦區西南部的山南井田實施地質勘查工作,并提交了《江西省新余縣花古山礦區山南井田詳終地質報告》,山南井田含煤地層為上三疊統安源組大禾山段,其含煤層多達24層,累計煤層厚度達7.80m,平均厚度為5.11m,大禾山段的含煤系數為2.70％,可采煤層為6層,累計純煤厚度為3.99m,可采煤層含煤系數為2.20％。地質報告提交的煤礦儲量為1306.79萬t,資源儲量豐度為256萬t/km2。

(2)1980年至1986年12月,江西省煤田地質勘探公司224隊在梅山礦區西南部的大禾山井田深部實施地質勘查工作,并提交了《江西省新余市花鼓山礦區大禾山井田深部詳終地質報告》,大禾山井田深部的三疊系上統安源組大禾山段含煤層多達33層,累計煤層厚度達25.81m,平均厚度為5.33m,大禾山段含煤系數為3.80％,其中可采煤層為3層,地質報告提交的煤礦儲量為976.30萬t,資源儲量豐度為284.63萬t/km2。

(3)2009年至2010年江西省煤炭地質勘察研究院在梅山礦區南部實施地質勘查工作,并提交了《江西省新余市梅山礦區(南區)普查地質報告》。

梅山礦區(南區)、梅山北礦區與花鼓山煤礦區同屬一個含煤沉積盆地,根據以往地質勘查資料,山南井田與本區又同屬門口山向斜,在大禾山深部和山南井田的可采煤層數為3層～6層,可采煤層的總厚度達6.02m。以往地質工作亦證實梅山礦區內的紫家沖組含煤多達10個煤層,含煤層數多達25余層,由此可見,本區含煤性較好,含多層可采煤層,賦存大量的煤炭資源量。

3礦區沉積環境分析

梅山礦區(北區)位于萍樂坳陷帶中段,而萍樂坳陷帶是江西省的重要沉積盆地,在江西省地史上兩大聚煤期形成了兩套含煤地層即樂平組和紫家沖組,此兩大聚煤期在梅山礦區均有存在。

紫家沖組沉積時期的古地理環境屬于濱海山前(山間)平原型。其特點是聚煤盆地距侵蝕區海岸較近。沉積區與剝蝕區高差顯著,地形復雜,巖性復雜。以中粗粒碎屑巖為主,煤層底部常有礫巖層,分選、磨圓差,自下而上粒度變細,泥巖比例增加。沉積相組合也較復雜,陸相、過渡相、海相均有。煤系下部以陸相(沖積相、山麓相和湖泊相)為主,而上部則以過渡相和海相為主;巖性、巖相橫向變化大,但旋回結構仍較清楚;煤層層數較多,局部出現較厚煤層,但厚度變化大,穩定性差。時代由老至新聚煤盆地常有逐漸擴大的趨勢,所以常有超覆現象。

樂平組主要含煤巖系為王潘里段(C煤組)和老山下亞段(B煤組),B煤層賦存于老山下亞段中上部,煤層結構簡單至復雜。二疊紀時江西省海陸格局發生變化,導致二疊紀煤田聚集區的重新定位,江南古陸、饒二古島以及贛南的古陸成為控制二疊系煤田聚集的首要條件,在靠近海洋的山間盆地或濱海盆地最有可能形成煤的聚集區。三疊紀的江西省發生大規模的海退,在古陸地貌占主導地位的情況下,由于當時的植物比泥盆紀、石炭紀和二疊紀的植物繁盛,可能在靠近古海的盆地與山間小盆地形成聚煤區。

4結語

(1)梅山北礦區本身為袁村向斜構造。袁村向斜沿走向起伏較大,兩端揚起呈“船”形,向斜近軸部被F18斷層切割錯位,它的原始形態影響了樂平組含煤巖系的賦存及紫家沖組含煤巖系的沉積分布。煤層向兩端逐漸升高,向核部煤層(D煤層)埋藏逐漸變深,但在今后煤炭資源緊缺的情況下,隨著煤炭開采技術的不斷提高,深部開采是可行的。礦區深部煤炭資源可作為目前的后備能源,具有巨大的開發利用潛力。(2)梅山礦區(北區)西鄰的山南井田,南依梅山礦區(南區)(已進行詳盡勘探),含煤地層被白堊系及侏羅系覆蓋,山南井田與本區同屬門口山向斜和袁水向斜,通過鉆探控制,初步確定本礦區賦存有巨大的煤炭資源量。(3)綜合對比得知該礦區含煤層中樂平組屬海陸交替相沉積,以過渡相及近海陸相為主,海相沉積次之的近海成煤環境,而紫家沖組是在印支運動第二幕結束三疊紀末期漫長海相沉積史發生翻天覆地海陸交替后接受的一套以粗碎屑巖為主的山前(山間)平原型古地理環境形成的含煤巖系。

參考文獻

[1] 江西省地礦局贛西地質大隊.江西省新余式梅山礦區(北區)煤礦普查報告[Z].南昌:江西省地礦局贛西地質大隊,2011.

[2] 李文恒.贛中煤田沉積及地質構造特征[J],江西省二二七煤田地質勘探隊.

[3] 王兵榮.江西新余梅山礦區(南區)地質特征及煤炭資源潛力評價[J],企業技術開發,2010.