张 浩

（中国矿业大学，北京 100083）

晋东南的沁水盆地蕴含丰富的矿产资源[1]，是我国非常重要的含矿盆地之一，前人对该盆地各个区块做了大量的学术研究，从属于阳泉集团的七元矿区坐落于沁水盆地东北缘，同样有着丰富的可开采能源，具有宽广的开发前景，本文准备将七元矿区各个主要矿层的特性进行对比总结，并对未来矿井的建设规模进行简要的分析，为后续能源开采提供相关的参考意义。

1 区域地质背景

沁水盆地的大地构造属于华北板块的中部，从整体的形状上看类似一个椭圆[2]，自经过吕梁运动形成克拉通古陆以来，沁水盆地又经历了中生代燕山运动和新生代喜马拉雅运动阶段的改造，经过多次的构造演化形成现在的格局[3]，使得本区地层产状均呈现走向近东西、倾向向南的单斜构造[4]。区内岩浆岩不甚发育，研究区位置如图1。

图1 研究区七元矿区位置示意图

2 矿层性质和特征

2.1 含矿特性

研究区主要含矿地层依次为太原组、山西组。其他各组的矿层为无经济价值的不可采矿层。山西组矿层总厚度平均1.70m，含矿系数为3.31%，可采含矿系数为2.35%；太原组矿层总厚度9.52m，含矿系数7.80%，可采含矿系数为6.23%。其中15号矿层全区发育可采，81、82矿层在区内大部分地段发育可采，3、6、15下矿层在区内部分地段发育可采。

2.2 矿层物理性质和主要特征

（1）矿层的物理性质。研究区各矿层颜色为黑～灰黑色，金刚光泽，条痕黑～灰黑色。均一状及条带状结构，层状构造，参差状及阶梯状断口。太原组矿层可见黄铁矿结核及薄膜。各矿层视密度在1.28t/m3～1.57t/m3之间，自上而下有逐渐增大的趋势。

（2）岩性特征。①宏观岩性特征。3、6、81、82、15矿层半亮型矿物为主，其他为半暗型及暗淡型矿物。15矿层富含黄铁矿结核，内生裂隙较发育，常被方解石脉充填。②显微矿石特征。各矿层有机组分以镜质组为主，镜质组在47.87%～89.9%之间，惰质组占7.44%～18.47%，几乎不含壳质组。各矿层无机组分以粘土类矿物为主，多呈浸染状、斑点状及分散状，次为充填胞腔状；硫化物类以黄铁矿为主，多呈草莓状、微粒状；碳酸盐类主要为方解石，一般为充填腔孔状或片状、放射状。

2.3 矿层的化学性质

（1）3号矿层。矿物空气干燥基水分平均1.07%；矿物干燥基灰分平均26.12%，干燥基固定碳含量平均64.87%，矿物全硫含量平均0.57%，低硫及特低硫矿物为主；矿物干燥基高位发热量17.858MJ/kg～32.64MJ/kg，以中高热值矿物为主，属中灰、低硫、中高发热量的矿层。

（2）81号矿层。矿物空气干燥基水分平均1.20%；矿物干燥基灰分平均20.67%，干燥基固定碳含量平均71.83%；矿物全硫含量平均0.81%，干燥基高位发热量16.377MJ/kg～34.038MJ/kg，该矿层属中灰、低硫、高发热量矿层。

（3）82号矿层。矿物空气干燥基水分平均1.28%，矿物干燥基灰分平均21.43%，干燥基固定碳含量平均71.27%；矿物全硫含量为平均0.67%，矿物干燥基高位发热量15.420MJ/kg～34.314MJ/kg，属中灰、低硫、高发热量矿层。

（4）15号矿层。矿物空气干燥基水分平均1.33%，矿物干燥基灰分平均18.89%，干燥基固定碳含量平均72.06%；矿物全硫含量平均为2.20%，矿物干燥基高位发热量17.554MJ/kg～32.808MJ/kg，属低灰、中高硫、高发热量矿层。

3 矿井建设规模分析

（1）资源量。研究区资源量丰富，矿井开采技术条件较好，矿物燃烧性质较好，有可靠的用户，外部协作条件优越，企业信誉好，市场可靠，有条件建设成为现代化的特大型矿井。有利于促进地方经济的发展。

（2）市场供需。沁水盆地东北部为无烟矿物产量基地，该矿物类型非常畅销，近年来用户需求量猛增，有迫切要求加大矿井的井型及开发力度的市场需求。

（3）地质构造条件。本井田地层倾角平缓，走向较稳定，且基本无断裂构造，利于机械化规模开采，适宜建大型矿井。

（4）矿层埋藏深度。本井田矿层埋藏较深，达500m以上，矿井建设费用相对较高，只有建大型矿井，实现高产高效才可取得较好的经济效益。

（5）外运条件。研究区周围公路和铁路线路发达，交通便利，矿井所产出的能源可经公路或铁路外运到全国各地，适宜建大型矿井。

4 结论

（1）研究区山西组和太原组是主要的含矿地层，山西组含矿系数为3.31%，太原组含矿系数7.80%。其中15号矿层全区发育，为全区可采层。81、82矿层在区内大部分地段发育，为大部可采层，3、6、15下矿层在区内部分地段发育，为局部可采层。

（2）研究区矿层颜色为黑～灰黑色，金刚光泽～似金属光泽，条痕黑～灰黑色。各层视密度自上而下有逐渐增大的趋势。

（3）各矿层宏观矿物成分半亮型，半暗型及暗淡型矿物为辅。各矿层有机组分以镜质组为主，几乎不含壳质组。各矿层无机组分以粘土类矿物为主，硫化物类以黄铁矿为主，碳酸盐类主要为方解石。

（4）通过对资源量、市场供需、地质构造条件、矿层埋藏深度和外运条件的综合分析，得出为了实现高产高效，取得较好的经济效益，应该建设现代化的特大型矿井。