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(Q1w)
0-18
黄红、灰绿等杂色粉质粘土、粘土,夹卵石、砾石层,呈尖灭状,含钙质结核,山区及丘陵地带一般厚0-18m。
新近系N
上新统(N2)
静乐组
(N2j)
0-20
由紫红色、深红色粘土夹钙质结核组成,局部地段夹棕黄色、棕红色粘土或亚粘土条带,含Fe、Mn结核或薄膜。
山区及丘陵地带一般厚0-20m。
含Hipparionsp.ProsiphneusLctitheriumspHipparionrichthfeniLynxshansius
保德组
(N2b)
下部主要由多种颜色的粘土、亚粘土、亚砂土、砂层、砂砾层及砾石层组成;
上部由棕黄、棕红色粘土、亚粘土及少量亚砂土组成。
山区及丘陵地带一般厚0-30m。
与下伏基岩呈不整合接触。
中生界Mz
三叠系T
中统(T2)
二马营组(T2er)
520
灰白、浅灰绿色及肉红色长石砂岩为主,夹紫红色泥岩,厚520m左右。
含PurakannemoyeriayoungiSinokannemeyoriapearsoni
下统(T1)
和尚沟组(T1h)
200
以紫红色砂质泥岩为主,夹紫红色细砂岩,厚200m左右。
含PleuromeiastornbergiiNeoalamitessp.
刘家沟组(T1l)
390
以砖红色薄板状砂岩为主,夹红色砂质泥岩,厚390m左右。
上古生界Pz2
二叠系P
上统(P1)
石千峰组(P2sh)
150-190
岩性为黑紫色、棕红、鲜红色泥岩夹长石石英砂岩,顶部含薄层石膏泥岩,厚150-190左右m。
上石盒子组(P2s)
350-450
以紫、褐、黄褐及杏黄等杂色泥岩、砂质泥岩为主,夹黄绿、灰绿、灰白色长石石英砂岩,厚350-450m。
含ChiropterisreniformisLobatannulariaensifotiaGigantonodeahallei等。
下统(P2)
下石盒子组(P1x)
85-136
灰白色中-粗粒砂岩、灰色砂质泥岩、泥岩夹煤线组成,顶部出现紫斑泥岩,厚85-136m。
含EmglcctopteristrangularisCathaysioptorisuhitei等。
山西组(P1s)
45-76
重要含煤地层之一,以深灰色泥岩、砂质泥岩及灰白色中-粗粒砂岩,中下部含主要可采煤层,厚45-76m。
含taehiopterismccltineris.CrinusspLingulasp.
石炭系C
上统(C3)
太原组(C3t)
71-142
海陆交互相沉积,为灰色、灰黑色砂岩、泥岩、石灰岩及煤层组成,中下部含主要可采煤层,厚71-142m。
含PseudoschllagerinatexanaNeuropterisovata等。
中统(C2)
本溪组(C2b)
5-33
平行不整合于奥陶系中统之上,底部为铁铝岩,其上为薄层砂、泥岩,夹1-3层薄层石灰岩及不稳定薄煤层,厚5-33m。
与下伏奥陶系平行不整合接触。
含NeuropterisgiganteanDzazoaneuaVozhgalica等。
下古生界Pz1
奥陶系O
中统(O2)
峰峰组(O2f)
64-126
上部深灰色薄——巨厚层灰岩。
中部灰色中厚层角砾状灰岩与泥质白云质灰岩互层。
下部浅灰、灰黄色薄——中厚层含泥质白云质灰岩。
厚度64-126m。
上马家沟组(O2s)
154-250
上部灰色、浅灰色灰岩夹灰质白云岩、含泥质白云岩和石膏。
中部灰色浅灰色薄——中厚层豹皮状灰质白云岩、白云质灰岩互层。
下部浅灰、灰黄色角砾状薄板状含泥质灰岩、灰质白云岩、白云质灰岩。
厚度154-250m。
含Armenoarassp.Ecculiomphalussp.
下马家沟组(O2x)
92-146
上部灰色、浅灰色薄——中厚层灰岩、灰质白云岩、白云质灰岩和石膏互层。
下部黄灰色泥灰岩、页岩。
底部为含底砾的石英砂岩。
厚度92-146m。
下统(O1)
冶里组、亮甲山组
103-137
灰黄色、灰色、浅灰色含燧石结核白云岩夹燧石层底部为黄绿色泥质白云岩。
厚度103-137m。
二、区域含煤特征
矿区及周边出露的地层有二叠系中统茅口组、上统峨眉山玄武岩组、龙潭组、长兴组、大隆组、三叠系下统飞仙关组及第四系。
地层走向总体为南西~北东向,倾向东南,倾角6~28°
,一般10~16°
左右,由浅到深地层倾角逐渐变小。
井田及相邻区域出露地层特征见下表(表2-2):
表2-2矿区地层简表
段
主要岩性
一般厚度(m)
第四系
(Q)
冲积、残积、坡积物等。
0-10
三叠系(T)
飞仙关组
(T1f)
三段
(T1f3)
灰、灰绿色、灰紫色,薄~中厚层状钙质泥岩夹灰岩、泥质灰岩。
90
二段
(T1f2)
灰、浅灰色,薄~中厚层状、块状灰岩、泥质灰岩,夹钙质粉砂岩。
140
一段
(T1f1)
灰黄色、黄灰色、灰绿色粉砂岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩。
二叠系(P)
上统(P3)
长兴大隆组(P3c+d)
黄灰、紫灰色粉砂岩、泥质粉砂岩夹泥质灰岩、燧石灰岩及蒙脱石泥岩。
45
龙潭组
(P3l)
灰~深灰色,薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、灰岩及煤层等。
263
峨眉山玄武岩组(P3β)
浅灰、灰绿色,厚层状玄武岩,上部夹凝灰岩。
不详
中统(P2)
茅口组
(P2m)
灰色,薄~中厚层状灰岩。
现由老至新分述如下:
1.茅口组(P2m):
出露于井田北部边界外。
为灰色、浅灰色,中~厚层状,隐晶~细晶结构灰岩,具溶蚀现象和缝合线构造,裂隙发育,充填方解石,产珊瑚及瓣鳃类动物化石,局部见燧石团块,厚度不详。
2.峨眉山玄武岩组(P3β):
为浅灰色~灰绿色,块状玄武岩,具气孔及杏仁状构造,含大量杂色斑纹及黄铁矿结核,厚度不详。
其上一般有2~20m紫色、灰绿色凝灰岩与玄武岩过渡。
3.龙潭组(P3l):
出露于井田北西部边界附近。
主要由浅灰色、灰色及深灰色,薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、灰岩、煤层组成。
含煤20~35层,一般28层左右,含可采煤层10层,其中全区可采4层。
含腕足类及瓣鳃类动物化石,产大量植物化石,见栉羊齿PecopterisBrongninartSP.化石等,厚度在263m左右,与下伏地层呈假整合接触。
龙潭组是典型的海陆交互相沉积,海相动物化石及植物化石十分丰富。
常见腕足类、瓣鳃类、海百合、螺等动物化石,代表浅海或滨海沉积;
常见大羽羊齿、栉羊齿等植物化石,代表一种温暖潮湿的气候环境。
4.长兴大隆组(P3c+d):
出露于井田北西部。
主要由黄灰色、深灰色、紫灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成,中夹数层灰岩及黄绿色蒙脱石泥岩,产腕足类及瓣鳃类动物化石,见中华准全形贝EnteletinaSinensis(Huong)等,厚度一般在45m左右。
5.飞仙关组(T1f)
根据区域资料,飞仙关组地层按岩性组合及颜色变化情况自下而上分为五段,井田内出露一、二、三段,分别简述如下:
(1)飞仙关一段(T1f1)
主要由黄灰~灰绿色粉砂岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩等岩层组成,薄~中厚层状,微波状水平层理,上部夹1~2层灰岩,底部夹1~4层黄绿色蒙脱石泥岩。
与下伏二叠系上统长兴大隆组呈整合接触,含克氏蛤ClaraiaClarai及瓣鳃类等动物化石,厚度一般在140m左右。
(2)飞仙关二段(T1f2)
浅灰色、灰色,薄~厚层状、块状灰岩、泥质灰岩,下部含鲕粒灰岩,夹灰紫色及浅灰绿色泥质粉砂岩,隐晶~显晶结构,中厚~厚层状,具锯齿状缝合线构造及水溶蚀现象,产腕足、瓣鳃类动物化石。
厚度一般在140m左右。
(3)飞仙关三段(T1f3)
灰、灰绿色、灰紫色,薄~中厚层状钙质泥岩夹泥灰岩,具水平层理,中下部夹泥质灰岩及灰岩3~4层,底部为泥灰岩及钙质泥岩,产瓣鳃类动物化石。
一般厚度在90m左右,地貌上多呈缓坡。
6.第四系(Q):
主要为坡积、崩积、残积亚粘土、粘土、冲积砂、砾石等松散沉积物。
厚度一般小于10m。
二、构造
矿区位于三塘向斜北西翼中段,总体为一单斜构造,地层走向呈北东~南西向,倾向南东,倾角5~32°
,从浅部到深部,地层倾角逐渐变缓。
区内次一级褶曲不发育,矿区内及边界附近发现断层2条,简述如下:
F21:
位于矿区北西部界外,走向为北东~南西向,走向长度约1450m,倾向南东,倾角43°
,为正断层,落差约15m。
SF8:
位于矿区西部,走向为南~东向,走向长度约9000m,倾向西,倾角70°
,为正断层,落差约100m。
总的说来,矿区构造复杂程度类型应属简单。
第二节矿井地质
一、地层
井田位于霍西煤田克城矿区乔家湾详查区中东部。
区内地层出露较好,自东向西由老而新依次出露:
石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、二叠系上统上石盒子组,第四系零星分布于山梁、山坡和沟底。
(一)奥陶系中统
1、上马家沟组(O2s)
1)二段(O2s2)
为一套海相碳酸盐岩沉积,本区未出露。
本次ZK201孔揭露41.57m,未见底。
为厚层状白云质灰岩,具豹皮状结构,节理裂隙和溶蚀现象较发育。
2)三段(O2s2)
本次ZK201孔揭露厚度77.82m。
上部以角砾状灰岩为主,夹石膏条带,裂隙及小溶洞发育。
下部为中厚层状白云质灰岩,节理裂隙发育,有方解石脉充填。
2、峰峰组(O2f)
本组为含煤地层的沉积基底,为一套海相碳酸盐沉积,本区未出露。
下段(O2f1)岩性以泥质灰岩、白云质灰岩为主夹灰岩,夹有薄层状、似层状的石膏层,厚53.51-67.28m。
上段(O2f2)岩性为灰褐及深灰色致密厚层块状灰岩为主,厚14.24-19.37m,顶部含较多的星散状,结核状黄铁矿。
(二)石炭系(C)
⒈中统本溪组(C2b)
平行不整合覆盖于峰峰组之上,本区未出露。
厚13.90~22.77m,平均厚18.31m,为一套海陆交互相沉积。
由灰色、浅灰色铝土质泥岩、深灰色泥岩、炭质泥岩及较稳定的石灰岩、煤线及“山西式铁矿”组成。
⒉上统太原组(C3t)
该组是区内主要含煤地层之一,为海陆交互相沉积,主要由砂岩,含燧石生物碎屑灰岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。
K1砂岩底为本组底界,K7砂岩底为本组顶界,主要岩性和岩石组合特征基本稳定,并具有4个灰岩标志层(K2、K3、K4、K6)和2个砂岩标志层(K1、K5),可划分为三个岩性段。
本组厚78.80-91.00m,平均88.07m。
。
⑴下段(C3t1)
本段自K1砂岩底至K2灰岩底,厚29.56-33.84m左右,平均厚31.70m。
主要由灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩、灰白色砂岩及煤层、煤线等组成,上部含9号、10号、11号主煤层,9号、10号在井田西部合并为一层,称10号煤层。
⑵中段(C3t2)
本段以K2灰岩底为底界,K5砂岩底为顶界,厚28.38-47.74m左右,平均厚38.06m。
为灰岩间夹泥岩、砂质泥岩和6号、7号、7下号、8号不可采煤层或煤线等组成。
⑶上段(C3t3)
本段以K5砂岩底为底界,K7砂岩底为顶界,厚23.14-36.85m左右,平均厚29.99m。
主要为含菱铁矿结核的灰色粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、含丰富海相贝类等动物化石的K6泥灰岩及K5灰白色细砂岩等组成,含4、5号不可采煤层。
(三)二叠系(P)
⒈下统山西组(P1s)
本组主要由灰色、灰白色细细-中粗粒煤屑石英杂砂岩、铝土质泥岩、灰黑色泥岩及煤线、煤层组成,属内陆湖沼相沉积。
煤层自上而下编号为1号、2号、3号煤层。
K7砂岩底为本组底界,顶界到K8砂岩底。
厚54.50-75.16m左右,平均厚64.83m。
本组是区内主要含煤地层之一。
⒉下统下石盒子组(P1x)
由黄绿色长石杂砂岩,长石石英杂砂岩、黄绿色砂质泥岩、灰色泥岩、紫红色砂质泥岩等各种岩石交互出现组成。
下部夹煤线,上部夹杂色(紫红、粉红、葡萄紫、黄绿)铝土质泥岩,具鲕状结构,俗称“桃花页岩”,中部有一层较厚的长石石英杂砂岩(K9)把本组分为上下两段,本组以K8底为底界,上至K10底,下段厚53.93~68.38m,平均60.14m,上段厚80.2m(304孔揭露)。
3.二叠系上统上石盒子组(P2s)
分布于井田西北山梁地带,底部以K10砂岩底与下石盒子组分界。
由于上部地层被风化剥蚀,下部残留地层厚度约64.12m(304孔揭露)左右,均为上石盒子组一段(P2s1),岩性为黄绿色、灰绿色的岩屑石英杂砂岩与紫红色泥岩-粉砂岩互层,K10砂岩为灰白色中粗粒岩屑石英杂砂岩,底部有石英质砾石和泥砾,与下伏地层冲刷接触。
(四)第四系(Q2+3)
主要分布于井田东部,其次零星分布于井田西部、中部山梁及山坡地带,主要为中上更新统黄土,岩性一般为黄色,棕黄色粉土和亚粘土,黄土层中多含钙质结核。
厚度0-50左右m。
井田构造受克城—南湾里复式向斜的控制,总体构造线走向呈北东-南西向,主体为一轴向北东,向北东倾伏的不对称宽缓背斜,背斜轴位于孟家庄村一带,井田大部为背斜东翼,地层倾角3~10°
,靠近轴部倾角稍大,西翼地层倾角6~12°
井田西北边界一带为一北东向向斜轴部。
通过本次工作,发现断裂构造两条,分述如下:
F1正断层:
位于井田西部马峪沟东蒿坡-后红土梁西北山梁一带,坑下亦有揭露,走向北北西-北西,纵穿井田,倾向南西西-南西,倾角71°
,断距15-18m,断裂带宽45m左右,断裂带内岩快大小混杂,棱角明显,呈明显张性正断裂特征。
F2正断层:
位于井田东部木洼岭西-水凹泉一带,走向北北西,纵穿井田,倾向北东东,倾角62°
,断距17-19m左右,断裂带宽30m左右,断裂特征与F1正断层类似,属张性正断裂。
井田主要构造见表2-3。
表2-3井田主要构造一览表
名称
性质
走向
倾向
倾角
断距
(m)
延伸长度
破碎带宽度(m)
控制程度
孟家庄背斜
宽缓背斜
北东
>2000
初步控制
F1
正断层
3250
2350
710
15-18
>3000
F2
550
620
17-19
30
此外,井田内10号煤层揭露陷落柱6个,单个规模70-165×
40-80m左右,其特征详见表2-4。
表2-4井田揭露的陷落柱一览表
陷落柱编号
位置
长(m)
宽(m)
揭露工程
XL-1
10-3号采空区
150
80
2000-2004年采掘图记录
XL-2
120
50
XL-3
西采区回风大巷西
60
西采区回风大巷揭露
XL-4
165
XL-5
东采区运输大巷中部
160
东采区运输大巷揭露
XL-6
行人巷南
40
行人巷揭露
综上所述,依据DZ/T0215-2002《煤、泥炭地质勘查规范》附录D构造类型划分原则,井田范围内地质构造类型属简单类型。
三、岩浆岩
井田未发现岩浆岩。
第二章煤层、煤质及有益矿产
第一节煤层
一、含煤性
井田内含煤地层平均总厚164.58m,含煤16层,平均煤层总厚11.1m,含煤系数6.74%;
可采煤层4层,平均总厚6.72m,可采系数4.08%。
其中山西组平均厚63.83m,含煤6层,煤层平均总厚2.74m,含煤系数4.29%,可采煤层1层,平均总厚0.72m,可采系数1.13%。
太原组平均厚100.75m,含煤10层,煤层平均总厚8.36m,含煤系数8.30%;
可采煤层3层,平均总厚6.00m,可采系数5.96%。
二、可采煤层
井田内主要可采煤层有2、9、10、11号4个煤层,其中9、10号煤层在井田西部边界附近合并为一层厚煤层,大部为独立煤层,2、11号煤层为全区发育的薄煤层。
分述如下:
2号煤层:
位于山西组下部,下距K7砂岩底26m左右。
据钻孔揭露2号煤层厚度为0.58-0.92m,平均0.72m。
不含夹矸。
顶板为粉砂岩、砂岩、泥岩,局部有炭质泥岩伪顶,底板为泥岩、粉砂岩。
2号煤层局部有砂岩冲刷现象,在井田东部和南部沿沟谷有较大面积的出露和剥蚀。
该煤层在井田内厚度变化不大,结构简单,属稳定可采薄煤层。
原八亩条煤矿对其有开采,采空面积约0.45km2,沿煤层露头古采破坏面积较大,剩余可采面积集中于井田西北部,约占井田面积的1/4。
9号煤层:
位于太原组K2灰岩之下,K2灰岩为其直接顶板,K2灰岩底面凹凸不平,与2号煤层间距约为80m左右。
9号煤层厚度为1.01-1.98m,平均1.47m,结构简单,不含或含1层夹矸。
底板为泥岩,局部有底鼓造成煤层变薄现象,在井田西部边界附近与10号煤层合并为一层,归入10号煤层,在井田大部分叉为独立煤层。
煤层稳定,为全区发育的稳定可采薄煤层。
该煤层基本无开采,开采10号煤层的巷道对其局部有揭露。
10号煤层:
位于太原组下段顶部,西部边界附近为9+10号煤层的合并层,统称10号煤层,在井田大部分叉为独立煤层。
根据揭露资料,厚度为1.88~5.43m,平均3.23m。
含0-4层夹矸,矸石最大厚度为0~0.0.58m,岩性以泥岩、炭质泥岩为主。
顶板为K2石灰岩,分叉后顶板为泥岩、炭质泥岩,底板为铝土质泥岩,为全区稳定可采的中厚-厚煤层。
该煤层为以往后沟、马峪沟煤矿及地方小煤矿开采的主体煤层,采空面积统计约为4.26km2未开拓区域主要集中在井田西北部。
东部村庄压覆面积较大,埋藏浅,控制程度较低。
11号煤层:
位于太原组下段,上距10号煤层1.10-6.14m左右,厚度为0.80-2.88m,平均为1.33m,顶板为泥岩,底板为泥岩、粉砂岩、灰岩,含0-1层夹矸,为全区稳定可采的薄煤层。
该煤层基本未开采,开采10号煤层的巷道对其局部有揭露。
此外,1号、3号、7下号煤层有零星可采范围和可采点,由于其分布零星,可采面积小于评价面积的1/3,厚度小或含较厚夹石,属不可采煤层,未圈算资源储量,其可采范围详见插图3-1、3-2、3-3
井田内可采煤层特征见表3-1。
表3-1可采煤层特征表
时
代
煤层
编号
煤层厚度(m)
煤层间距(m)
夹石
层数
结构
顶板岩性
底版岩性
可采性
稳定性
最小-最大
平均
山
西
2
0.59-0.92
0.72
72.51-86.72
80.93
0.00-2.95
1.52
1.43-7.80
4.45
简单
粉砂岩
泥岩
大部可采
稳定
太
原
9
0.90-1.98
1.47
0-1
石灰岩
全区可采
10
1.88-5.43
3.23
0-4
简单-较复杂
11
0.80-2.88
1.33
三、煤层对比
(一)对比方法及依据
该区含煤地层沉积类型和特征与区域上大致相同,煤层对比采用标志层法、地层组合特征法,层间距法、煤层自身特征法等,本区各段地层组合及煤层自身特征明显,标志层发育良好,层间距相对稳定,便于对比。
(二)标志层对比
作为煤层对比标志主要有太原组K2、K3、K4灰岩,K6泥灰岩,K1、K5砂岩,含菱铁矿结核泥岩及山西组K7砂岩,下石盒子组K8砂岩,煤层,地层组合关系等。
K8砂岩
K8砂岩是划分盖层与煤系的关键性标志层,位于下石盒子组底部。
其岩性为细—粗粒砂岩,以石英为主,含煤屑及白云母片,岩层等杂质,一般是灰白色,具正粒序,发育大型板状斜层理,与下伏岩层多为冲刷接触,层面上可见大量煤屑及白云母片。
再其上下不远可见含鲕粒的铝土质泥岩层,其下发育1号煤组和2号、3号煤层。
K7砂岩
位于山西组底部,是山西组与太原组的分界砂岩,岩性为灰白色细—粗粒煤屑石英杂砂岩,具板状和槽状斜层理,其下发育4号煤层(线)或炭质泥岩、黑色泥岩。
再下为较厚的含菱铁矿结核泥岩层。
K6泥灰岩
位于太原组上部,区域上岩性为灰褐色泥灰岩,具水平层理含丰富贝类等海相动物化石,其上常发育棕褐、褐黑色硅质泥岩,成分以玉燧为主,岩性独特,其下与K5砂岩之间赋存5号煤层。
K5砂岩标志层
位于太原组上部,岩性为棕褐、灰白色细—粗粒石英杂砂岩,分选好,磨圆度高,钙泥质胶结,含煤屑,具反粒序,显波状、缓波状层理。
是太原组三段与二段的分界砂岩,本标志层特征明显,易于辩认。
K4灰岩
位于太原组二段上部,局部相变为砂岩,含丰富的蜓类瓣腮类生物碎屑化石,深灰色,其下发育7号、7下号不可采薄煤层。
K3灰岩
位于太原组二段中部,深灰色含丰富的生物碎屑化石,含燧石条带及团块,其下发育8号不可采薄煤层或煤线。
K2灰岩
位于太原组二段底部,深灰色,含丰富的蜓类生物化石,层位稳定,多与9+10号煤层直接接触。
是良好的标志层。
K1砂岩
位于太原组底部,是太原组与本溪组的分界砂岩,为灰白色石英砂岩,细—粗粒结构,硅质胶结,分选性
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