燕山運動對華北石炭-二疊紀煤層的影響分析

■　郭宇　李波　徐冬冬　祁凌

（成都理工大學地球科學學院四川成都610000）

燕山運動對華北石炭-二疊紀煤層的影響分析

■郭宇李波徐冬冬祁凌

（成都理工大學地球科學學院四川成都610000）

從燕山運動產生的斷裂構造、巖漿活動等方面出發，探討燕山運動對華北石炭-二疊紀煤層的形態、厚度及開采難度所帶來的影響；華北聚煤區內煤炭資源儲量豐富，約占全國總儲量的1/2，故對此區域的研究可以為華北礦區的開采布局提供參考價值。

燕山運動石炭-二疊紀煤層厚度

1　華北石炭-二疊紀煤層特征

華北晚古生代煤層分布：晚古生代時期是華北煤層形成的最主要時代，據巖石地層單位的巖性、含煤性等均一性原則,將華北晚古生代含煤盆地的地層劃分為三個分區：北部邊緣區、中部主體區、南部豫院區，各區規律及特征如下表所示[1]。

表1　華北晚古生代煤層分布規律

2　燕山運動地質表現

目前對燕山運動的分期、構造活動等方面仍存在爭議，本文采用的分類方案將燕山運動分為早、中、晚三個時期，其特征如表2所示[2]。燕山期巖漿活動以中酸性為主、以鈣堿系列為主要特征的，早侏羅世的火山巖分布范圍較小，都沿NEE向斷裂噴發；中侏羅世，分布范圍較廣，沿NE向斷裂展布；晚侏羅世的火山巖分布在太行山北段，沿NNE向斷裂分布，巖相特征如表2所示。

表2　燕山運動構造運動特征表

3　燕山運動對煤層的影響

3.1構造運動產生的基底斷裂控制煤層分帶

由于橫向基底斷裂的分隔，使各段煤層沿走向也顯示不均勻變化，一方面煤層沿走向可能發生分叉，另一方面不同區段的煤層沿傾向也表現出分叉強度和樣式的不同。燕山期基底斷塊的不均衡沉降控制了沉積環境的演變，相應地煤層形態和煤層厚度顯示出分帶性。以燕山運動對遼寧阜新煤盆的影響為例；該區各媒組大致分為三個帶：①無煤帶：煤層分叉尖滅，被沖積扇礫巖代替。②分叉煤層帶：煤層向盆緣斷裂方向多次分叉，煤層層數增多，間距增大，單層逐漸變薄。③聚結煤層帶：煤層密集，單層厚度達到最大值。

3.2褶皺構造對煤層形態和厚度的影響

由于煤層本身比較松軟,在燕山運動影響下,容易產生塑形變形，致使煤層發生局部加厚、變薄及尖滅的變化（圖1），在水平擠壓力作用下，造成背、向斜軸部煤層增厚，兩翼煤層變薄(圖1a)。若垂直壓力作用下，此時背斜軸部煤層厚度變薄，而兩翼煤層增厚(圖1b)[3]

a水平側壓下軸部增厚，兩翼變薄

b 垂直壓力下兩翼煤層增厚，軸部變薄

3.3巖漿侵入對煤層的綜合影響

巖漿侵入具體可以分為①順層侵入：沿煤層層位侵入時，煤層被部分吞蝕，煤層產生分層現象；只有對于較厚的煤層時，才可能分層，若煤層較薄便直接被吞蝕變成天然焦；②頂底浸入：沿著煤層頂、底侵入直接形成煤層新的頂底板，煤層部分被吞蝕。接觸巖漿的煤層變為天然焦，遠端依次為焦化煤、無煙煤、正常煤等。③烘烤作用：巖漿通過煤層圍巖的烘烤而使煤變質程度增加，從而煤層變為焦化煤。④斜穿破壞：即斜著侵入煤層，致使煤層分段，周圍煤層會出現大規模的變質，使煤層的結構更加復雜化。⑤吞蝕作用：直接吞蝕較薄的煤層，導致局部地段成為無煤區。總之，巖漿侵入的方式多樣，但主要造成煤層分叉、變薄、局部不可采或直接替換成巖漿巖等現象[4]。

4　結束語

煤層受構造運動的影響是多方面因素所控制的，應在實際環境中具體分析哪一種或幾種影響方式占據主導地位。從大方向而言，在斷裂構造較為發育的地區，煤層變化受構造運動影響大，煤層增厚、變薄、分叉、尖滅等現象多，致使煤層的開采難度加大。對同一礦區而言，可以分析已開采的煤層厚度和形態等的變化關系來預測深部煤層的變化規律，從而對煤礦合理的開采布局提供良好的基礎，相應的可以提高采掘的效率。綜合各方面看來，雖然對煤層的影響方式多種多樣，但巖漿侵入確是對煤層各方面影響最大的因素。

[1]韓美蓮,王真奉,劉海燕,等.華北地區晚石炭世巖相古地理特征及聚煤規律研究[J].中國煤炭地質,2013,12期:12-15.

[2]董樹文,張岳橋,龍長興,等.中國侏羅紀構造變革與燕山運動新詮釋 [J].地質學報,2008,81(11):1449-1461.

[3]劉程,李向東,楊守國.地質構造對煤層厚度的影響研究 [J].煤礦安全,2008,39 (5):14-16.

[4]黃維清,周俊杰,鄭榮華.濟寧煤田金鄉礦區巖漿活動及對煤層煤質的影響 [J].中國煤炭地質,2007,第5期 (5):16-17.

F416.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-98-1