蘆河煤業礦井區域地質分析

張劍鴻

山西蘭花集團蘆河煤業有限公司，山西晉城 048114

區域大地構造位置處于我國東部新華夏構造體系第三隆起帶的中段，即太行山隆起褶皺帶。太行山隆起褶皺帶為一西緩東陡的大型復背斜隆起，總體延伸方向為NE20°～30°。與其它隆起帶、沉降帶彼此平行，呈雁行排列。其二、三、四級的隆起與坳陷、褶皺與斷裂也往往形成這種雁行式的多字排列。

1 區域地質

井田位于沁水盆地東南緣，地貌劃屬侵蝕山地，以低山為主，山梁溝谷發育。根據《山西省區域地質志》按斷塊構造學的劃分方案，晉城礦區位于華北斷塊區呂梁—太行斷塊沁水塊坳南緣。沁水塊坳是山西省最大的三級構造單元，總體呈北北東向展布，沁水煤田的范圍大致與沁水塊坳范圍相當，塊坳主體部分出露二疊系和三疊系，周邊翹起，出露下古生界地層。沁水塊坳形成于中生代，是受水平擠壓形成的凹陷。塊坳主體部分發育開闊的北北東向短軸褶曲，兩翼巖層傾角一般小于20°，邊緣斷層多為逆沖性質，尤其是東西兩側均向外側逆沖，顯示了水平擠壓的特征。沁水塊坳東側以晉（城）—獲（鹿）褶斷帶與太行山塊隆相接，該褶斷帶是一條區域性的大斷裂，山西省境內延伸超過320km，總體走向為NE20°～25°。有跡象表明，晉獲褶斷帶形成于中生代燕山期，喜山期又有活動，形成了現在的格局。由于變形強度的差異，尤其是后期隆起剝蝕和改造的差異，晉獲褶斷帶表現為分段特征。

2 區域含煤特征

本井田位于沁水煤田的東南部，區域內主要含煤地層為石炭系上統太原組和二疊系下統山西組。

2.1 太原組含煤地層

其主要巖性為石灰巖、砂巖、粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖、煤層等。據其巖石組合特征，本溪組和太原組分界劃在鋁土質泥巖之上的K1 砂巖之底。太原組與山西組分界劃分在太原組最上一層灰巖（K6 灰巖）之上的第一層較穩定的砂巖（K7 砂巖）之底。

該套地層為典型的海陸交互相沉積，全面反映了海侵初期、高潮期及海退期的沉積特征，其地層井田內沉積穩定，橫向上變化不大，歸結其地層沉積規律可劃分為兩種基本層序：即由粗粒到細粒型和由細到粗粒再到細粒型。K2 灰巖往下以第一種為特征，由1～3 個基本層序組成，下部為中粗粒砂巖，往上漸變為細砂巖、粉砂巖、泥巖，頂部常有煤層賦存。

K2 灰巖往上以第二種層序為特征，海相石灰巖常位于層序底部，往上為泥巖、粉砂巖或中細粒砂巖，再往上則又變細為粉砂巖、泥巖，煤層多賦存于層序頂部，該層序體現出海侵作用頻繁的特征，該段共含灰巖4～6 層，較穩定煤層5～6 層，其中15 號煤層為區域內穩定可采煤層。本組灰巖中普遍含有生物化石碎屑，其含量10～20%，主要為腕足類、腹足類、珊瑚類及蜓類等。泥巖中含大量的植物化石，其中包括有：尖蘆木、楔葉、卵脈羊齒、脈羊齒、櫛羊齒等。

2.2 山西組含煤地層

其巖石組合為砂巖、泥巖及煤層，本組巖石以顏色深、含煤系數高為特征，其頂界劃在最上一層煤（1 號煤）往上的第一層段穩定砂巖（K8 砂巖）之底。

該套地層是由2～4 個由粗到細的基本層序組合而成，煤層常賦存于層序的頂部。根據鉆探工程資料分析，其第一個沉積旋回極不穩定，相應該區沉積的4 號煤層極不穩定，而往上的2～3 個旋回沉積穩定。橫向上變化不大，其下部沉積了穩定可采的3 號煤層。再往上其聚煤作用減弱，逐漸向石盒子組干旱環境過度。本組泥巖多為深灰色，含豐富的植物化石，其中包括：二疊系枝脈蕨、尖頭帶羊齒、多脈帶羊齒、寬節羊齒、華北蕉葉、三角織羊齒星輪葉等，山西組沉積環境為三角洲平原—三角洲前緣。

總體上來說，該套含煤地層沉積穩定，巖石組合特征明顯，研究程度較高。

3 地層與構造

3.1 地層

井田位于山西省沁水煤田晉城國家煤炭規劃礦區陽城礦區的中部，上黃崖精查勘探區東南部，井田內二疊系上統上石盒子組（P2s）、下統下石盒子組（P1x）地層大面積出露，東南部，南部有二疊系下統山西組（P1s）地層小范圍出露，石炭系太原組（C3 t）局部岀露，南部蘆葦河河谷內出露第四系全新統（Q4）地層。根據礦井井筒實際揭露及施工鉆孔資料，井田內賦存地層由老到新依次有：奧陶系中統下馬家溝組（02x）, 奧陶系中統上馬家溝組（02s），奧陶系中統峰峰組（02f），石炭系中統本溪組（C2b），石炭系上統太原組（C3t），二疊系下統山西組（P1s），二疊系下統下石盒子組（P1x），二疊系上統上石盒子組（P2s），第四系中、上更新統（Q2+3），全新統（Q4）。

奧陶系中統下馬家溝組（02x）：深灰色灰巖，厚層狀，巖溶不發育，局部裂隙發育，巖體較完整，鉆孔揭露厚度28.0m，未揭穿。石炭系中統本溪組（C2b）：平行不整合于下伏奧陶中統峰峰組地層之上，巖性、巖相及厚度變化較大，一般有灰色鮞狀鋁土巖、鋁土質泥巖、灰黑色泥巖組成，偶有灰黑色粉砂巖、夾菱鐵礦及硫鐵礦等組成，底部有團塊狀、結核狀硫鐵礦，其層位通稱“山西式鐵礦”。二疊系上統上石盒子組（P2s）主要巖性為黃色、紫色泥巖與中粗粒砂巖互層，底部為灰白色含礫粗砂巖，保留最大厚度約100m。第四系全新統（Q4）分布于蘆葦河河谷及井田內大的沖溝內，巖性為砂、礫、粘土等混合沖洪積物，厚度變化較大，一般厚0m～5.0m，平均厚2.0m。

3.2 構造

井田位于沁水復式向斜構造的南緣弧形轉折部，晉獲褶斷帶西側，總體表現為一組軸向近南北、向北傾伏的寬緩背向斜構造，地層傾角較緩，為3°～15°，井田內未發現斷層、陷落柱構造，總體構造屬簡單類型。

1）S1 向斜：向斜軸位于井田西部，呈近南北向展布，向北傾伏，兩翼基本對稱，地層傾角一般為3°～5°；2）S2 背斜：背斜軸位于井田中東部，為井田的控制性主體構造，沿五龍溝村東—張溝村西一線近南北向展布，與S1 向斜軸平行，向北傾伏。兩翼不對稱，西翼較緩，地層傾角一般為3°～5°，東翼較陡，地層傾角一般為5°～15°。井田內外無巖漿巖侵入，對本區地層、煤層無影響。