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永定昌福山中井田F2断层特征及控煤作用分析

2020-09-02

能源与环境 2020年4期
关键词:岩组井田福山

(福建省华厦能源设计研究院有限公司 福建福州 350003)

1 井田概述

昌福山矿区位于龙永煤田抚市复向斜的西翼,西侧外围发育了大面积的岩浆岩体,著名的政和—大埔断裂在矿区东南约20 km处通过[1-2]。矿区包括昌福山中井田和昌福山东井田,含煤地层为童子岩组第三段和童子岩组第一段地层。F2断层发育于昌福山中井田童子岩组第三段地层之内,导致童子岩组第三段部分煤系地层缺失。笔者通过对昌福山中井田构造进行分析研究,结合前人的资料,通过对昌福山中井田F2断层形成机制及断层特征的总结,分析该断层的控煤作用。

1.1 昌福山中井田位置

昌福山中井田地处永定县抚市镇的溪联村和龙潭镇的昌福山村之间,行政隶属永定县抚市镇的溪联村和龙潭镇的上寨村管辖[1]。

1.2 昌福山中井田总体构造特征

昌福山中井田内总体为一向北北西倾伏的背斜构造,井田的大部位于背斜的北东翼[2]。在井田深部发育了缓倾角断层F2,该断层对井田煤层赋存的影响较大,导致童子岩组第三段部分煤系地层缺失。

2 昌福山中井田F2断层特征及形成机制

2.1 F2断层特征

F2缓倾角断层地表出露于中井田南部,在井田东部被后期形成的断层F9切割。F2断层线呈“S”型,在井田9线至7线之间近南北走向,7线至1线之间则近东西走向,总的延伸长度大于 6 000 m,倾向总体西或北,倾角 10°~40°[2]。 该断层发育于童子岩组第三段煤系地层中,会造成部分煤系地层的缺失。

2.2 F2断层形成机制分析

印支早期,福建许多地域由于不均匀升降作用,而形成了一种特别的重力滑动构造。在童子岩组第三段煤系地层中顺层发育了缓倾角的F2断层。断层形成后,在随后的数次构造运动改造中与其上下地层发生近似同步的弯曲变形。燕山早期,福建所处的亚欧板块受到太平洋板块俯冲的影响,受到了强烈挤压[1]。

燕山晚期,随着太平洋板块对亚欧板块的继续碰撞,在井田西侧出现了较大规模的岩浆岩侵入活动,也对区内地层变形产生影响。一方面,加剧了井田内构造变动复杂性,另一方面,该岩浆侵入除直接大面积吞蚀、破坏含煤地层和煤层外,部分岩浆也顺着早期形成的构造带(如F2断层带)、岩层裂隙或煤层等软弱岩层侵到含煤地层中。昌福山中井田继续受到挤压作用,产生了次一级褶曲构造[1]。

3 煤系地层赋存情况及F2断层控煤作用分析

3.1 昌福山矿区煤系地层赋存情况

根据昌福山矿区综合柱状图,该区主要含煤地层为童子岩组第三段(P1t3),厚度456.00 m,分为三个亚段。其中童子岩组第三段下亚段(P1t3-1)厚度149.00 m,含有煤层11层以上,编号25~30号,其中28上号煤层为局部可采煤层,28号煤层为大部分可采煤层;童子岩组第三段中亚段(P1t3-2)厚度104.50 m,含煤 13层,编号 13~24下号,其中24号煤层为局部可采煤层,23号煤层为大部分可采煤层;童子岩组第三段上亚段(P1t3-3)厚度202.50 m,含煤27层左右,编号1~12号,其中 7号煤层为局部可采煤层,3、5、9号煤层为大部分可采煤层。

3.2 昌福山中井田煤系地层赋存情况

昌福山中井田由于断层F2的存在,导致童子岩组第三段(P1t3)部分煤系地层缺失。一般10~20号煤层被断失,但在井田1线北部施工的1-10、1-12号钻孔,3线北部施工的3-10、3-12号钻孔,5线北部施工的 5-8、5-10、5-12号钻孔中 9号煤层被断失(见图1),在井田1线北部施工的1-12号钻孔,3线北部施工的3-12号钻孔中7号煤层被断失。

根据以往施工钻孔分析,大部分钻孔在7号或9号煤层过后,就直接出现23号煤层,7号、9号煤层也在井田北部施工的钻孔中缺失。因此在井田内F2断层对煤系地层的赋存有较大影响。

3.3 昌福山中井田F2断层控煤作用分析

F2断层发育于昌福山中井田煤系地层之内,为层间断层,切断了煤系地层的延伸,造成了煤系地层不连续,破坏了煤系地层的完整性。

根据昌福山中井田3线地质剖面图分析 (见图2),在ZK3-8中F2断层上、下盘揭露的可采煤层层位是9号煤层和23号煤层,缺失9下~22号煤层,根据本区综合柱状图分析,缺失煤系地层厚度约85 m;在ZK3-10中F2断层上、下盘揭露的可采煤层层位是7号煤层和23号煤层,缺失8~22号煤层,根据本区综合柱状图分析,缺失煤系地层厚度约100 m;在ZK3-12中受断层F2及F11影响,仅控制到童子岩组第三段下亚段(P1t3-1)煤系地层,缺失1~24号煤层,根据本区综合柱状图分析,缺失煤系地层厚度约240 m。由此可见,随着F2断层不断向下延伸,对煤系地层的破坏也越严重。另外分布于F2断层下盘的F24等小型断层,也对煤系地层有一定的破坏,使该区的地质构造变的更加复杂,也加剧了断层对该区煤系地层的破坏。

由于F2断层把部分煤系地层断失,下部的煤系地层也相应的抬升,使本区的23、24号可采煤层赋存层位变浅,有利于该区的煤炭资源开发利用。

根据井田钻孔资料分析,F2断层发育于7~22号煤层之间,对本井田煤系地层的赋存造成了破坏,并且随着断层不断向下延伸,对煤系地层的破坏作用越大。因此,该断层对本井田的煤系地层延伸起着决定性作用,是井田控煤的关键断裂构造之一,对煤系地层的赋存影响较大。

4 结论

通过对昌福山中井田缓倾角断层F2形成机制及断层特征的总结,分析该断层的控煤作用如下:

(1)F2断层发育在童子岩组第三段(P1t3)煤系地层中,往往造成煤系地层的缺失,使得童子岩组第三段的煤系地层变薄,对煤系地层的赋存影响较大。

(2)F2断层使下部煤系地层抬高,井田23号、24号主采煤层埋藏变浅,有利于该区的煤炭资源开发利用。

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