兗州煤田煤炭地質(zhì)特征分析

摘 要：兗州煤田屬全隱蔽型煤田，沉積基底為奧陶系，整體構(gòu)造為一向斜構(gòu)造區(qū)內(nèi)褶曲較發(fā)育并伴有一定數(shù)量的斷層，巖漿巖及陷落柱均不發(fā)育，對煤層影響不大，總體構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等。區(qū)域內(nèi)地勢較平坦，地表水系發(fā)育，盆地內(nèi)除第四系上組和奧陶系灰?guī)r外，其他含水層補(bǔ)給、徑流、排泄條件均不好，兗州煤田含煤地層為太原組和山西組，可采與局部可采煤層有8層，煤質(zhì)優(yōu)良，具廣泛的工業(yè)價值及開發(fā)利用前景。

關(guān)鍵詞：兗州煤田；煤層；地質(zhì)構(gòu)造特征；水文地質(zhì)

前言

兗州煤田位于山東省西南部，行政區(qū)劃屬濟(jì)寧市管轄，地跨濟(jì)寧、兗州、曲阜、鄒城等縣市，主體部分在兗州市、曲阜市、鄒城市境內(nèi)。北、西、南以含煤地層露頭為自然邊界，東部及東北部分別以嶧山斷層、時莊斷層為自然邊界。兗州煤田總面積為3400多平方公里，探明煤炭儲量91億噸。品種屬優(yōu)良的煉焦配煤和動力煤，含硫分、磷分和灰分很低，發(fā)熱量高[1]。深入研究兗州礦區(qū)的煤炭地質(zhì)特征不但具有理論意義，而且對于隱伏區(qū)、空白區(qū)和缺煤地區(qū)的勘探靶區(qū)選擇、資源枯竭礦山的外圍勘探具有現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

兗州煤田所處大地構(gòu)造位置屬華北板快（Ⅰ）魯西地塊（Ⅱ）魯西南潛隆起區(qū)（Ⅲ），它處于荷澤-兗州隆起東北邊緣的兗州凸起。

本區(qū)區(qū)域構(gòu)造基本特征明顯表現(xiàn)為斷塊型。含煤地層為石炭-二迭紀(jì)月門溝群太原組和山西組[2]。

1.1 太原組（C-PyT）

為兗州煤田主要含煤地層之一，全區(qū)分布。太原組屬海陸交互相沉積，厚度145.92～223.00m，平均174.89m，以煤田中東部較厚，但整個煤田太原組總的厚度變化趨勢不大，且旋回明顯，韻律清晰。含石灰?guī)r10～14層；含煤16～24層（包括分叉煤層），其中16上、17煤層為全區(qū)主要可采煤層。

1.2 山西組（PyS）

山西組厚度0～152.91m，平均108.68m，煤田中部較厚，向南、北兩側(cè)有變薄趨勢。以泥巖、粉砂巖為主，夾中砂巖、細(xì)砂巖，含煤2～3層。

2 煤層

2.1 含煤性

兗州煤田含煤地層為太原組和山西組，平均地層總厚283.57m。共含煤23層，其中山西組含煤3層：1、2（2上）、3（3上、3下），太原組含煤20層：4、5、6、7、8（8上、8下）、9、10（10上、10中、10下）、11、12上、12（12中、12下）、13、14、15上、15下、16上、16下、17、18上、18中、18下。煤層總厚14.59～19.79m，平均17.31m，平均含煤系數(shù)6.1%。

2.2 可采煤層

兗州煤田可采、大部及局部可采煤層共8層：2（2上）、3（3上、3下）、6、10（10下）、15上、16上、17、18上，平均總厚13.88m。山西組3（3上、3下）煤層為全區(qū)主要可采煤層，平均厚度8.22m，占可采煤層總厚度的59.22%。

3 區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造特征

3.1 區(qū)內(nèi)地層及褶曲

兗州煤田總體表現(xiàn)為一寬緩不對稱、軸向北東東、向東傾伏的向斜構(gòu)造（即兗州向斜）。兗州煤田其構(gòu)造格局和展布規(guī)律受區(qū)域構(gòu)造控制，以兗州向斜為主，煤田內(nèi)還發(fā)育次一級寬緩褶曲，并伴有一定數(shù)量的斷層，斷層產(chǎn)狀以近南北向、北西向、北東向為主。煤田北部局部地段含煤地層中有巖漿巖侵入。

3.2 斷層發(fā)育

區(qū)內(nèi)斷層按走向分為近東西向、近北東向、北西向及近南北向四組，其中以北西向最為發(fā)育，次為近北東向、近南北向，近東西向斷層不發(fā)育；按斷層性質(zhì)分為正斷層及逆斷層，區(qū)內(nèi)斷層絕大部分為高角度正斷層，發(fā)育少量逆斷層；主要斷層統(tǒng)計見表1。

4 區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件

4.1 區(qū)域水文地質(zhì)概況

區(qū)域水文地質(zhì)單元東起嶧山斷層，西至聊考斷裂，北至汶泗斷層，南至鳧山斷層[3]。區(qū)域內(nèi)地勢較平坦，地表水系發(fā)育。南部鳧山有寒武系及奧陶系灰?guī)r零星出露，北部滋陽山有奧陶系灰?guī)r零星出露，其他區(qū)域均被第四系覆蓋。

4.2 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

州礦區(qū)為一全隱蔽式煤田，上為第四系所覆蓋，下以奧陶系灰?guī)r為基底。構(gòu)造形態(tài)為一不完整的向斜盆地，東部為嶧山斷裂。西、北、南部為奧灰隱伏露頭[4]。盆地內(nèi)除第四系上組和奧陶系灰?guī)r外，其他含水層補(bǔ)給、徑流、排泄條件均不好。

4.3 充水因素分析

礦床充水條件好壞的根本因素取決于其充水水源的規(guī)模和充水途徑的導(dǎo)水性能。本區(qū)開采上組煤時的主要充水水源為3煤層頂、底板砂巖裂隙水和太原組三灰水，它們接受補(bǔ)給的能力均較差；開采下組煤的主要充水水源為太原組十下灰和奧灰水，其中尤以奧灰水對下組煤的開采威脅最大。主要的充水途徑有斷裂帶、接觸帶、采空區(qū)冒落裂隙帶、底板裂隙帶。

5 結(jié)束語

該礦區(qū)為全隱蔽型石炭-二疊系含煤區(qū)，總體表現(xiàn)為一寬緩不對稱、向東傾伏的向斜構(gòu)造（即兗州向斜）。煤田東部邊界即區(qū)域性嶧山斷層。兗州礦區(qū)其構(gòu)造格局和展布規(guī)律受區(qū)域構(gòu)造控制，以兗州向斜為主，礦區(qū)內(nèi)還發(fā)育次一級寬緩褶曲，并伴有一定數(shù)量的斷層，斷層產(chǎn)狀以近南北向、北西向、北東向為主。礦區(qū)北部局部地段含煤地層中有巖漿巖侵入。

兗州礦區(qū)地層產(chǎn)狀總體上有一定規(guī)律，礦區(qū)南部（兗州向斜南翼）地層走向總體為近東西向；西部（兗州向斜轉(zhuǎn)折端向北）橫河煤礦至古城煤礦一帶，地層走向總體變?yōu)榻媳毕颉⒕植拷蔽飨颍坏V區(qū)北部則總體轉(zhuǎn)為北北東向。

礦區(qū)內(nèi)褶曲較發(fā)育并伴有一定數(shù)量的斷層，總體上應(yīng)屬中等構(gòu)造復(fù)雜程度。

參考文獻(xiàn)

[1]王永瑋.中國煤炭資源分布現(xiàn)狀和遠(yuǎn)景預(yù)測[J].問題探討，2007，6（5）：44-45.

[2]羅斐.煤炭資源的現(xiàn)狀及結(jié)構(gòu)分析[J].中國煤炭，2008，34（3）.

[3]馬蓓蓓，魯春霞，張雷.中國煤炭資源開發(fā)的潛力評價與開發(fā)戰(zhàn)略[J].資源科學(xué)，2009，31（2）：224-230.

[4]杜貴成，王永玲.我國煤炭資源中長期需求預(yù)測[J].東北財經(jīng)大學(xué)學(xué)報，2007，2：67-69.

作者簡介：顧云莎（1990-），男，山東青島人，山東科技大學(xué)碩士研究生，研究方向為水工環(huán)。