第二章 矿井地质简况
第一节 地层、构造及岩浆岩
一、地层
井田地层系统自上而下分别为:第四系(Q)、侏罗系(J)、石炭系(C)和奥陶系(O)(图2-1)。现由新到老分述如下:
1、第四系(Q)
厚度为42.48(17-1)~82.33m(17),平均厚度63.69m,由粘土、砂质粘土、粘土质砂和砂层组成。中上部砂层较发育,以中细砂岩为主,粘土含量较低,砂层连续性较好,中下部以粘土、砂质粘土为主,局部发育粉砂、细砂透镜体;底部多为粘土和砂质粘土,井田东南部则相变为细砂层。井田内第四系由东而西逐渐增厚,与下伏侏罗系呈角度不整合接触。
2、侏罗系(J)
侏罗系上统(J3)蒙阴组,最小残留厚度68.09m,最大残留厚度193.86m,平均残留厚度129.31m,井田内残留地层由东南部向西北部逐渐增厚。由紫红色粉砂岩、细砂岩、砾岩和砂质泥岩等组成,砾岩分为上、下二层。第一层砾岩位于本组底部,砾岩成分以石英岩、石灰岩为主,含有大量砂及粉砂,园化度低,一般钙质胶结,砾径一般在2~5cm;第二层砾岩位于第一层砾岩之上,两者间隔一层平均厚度在10m左右的紫红色细砂岩,砾石成分以石英岩、石灰岩为主,夹有紫红色粉、细砂岩,泥质胶结,砾径一般在5~8cm,分选性差,磨圆度低;第二层砾岩之上为紫红色、红色粉砂岩;在井田西 北部残留厚度较大的钻孔中,可见其顶部灰色、灰绿色粉砂岩及中、细粒砂岩互层。蒙阴组与上覆第四系、下伏二叠系均呈角度不整合接触。
3、二叠系(P)
二叠系下统山西组(P1)仅在井田西北部的4个钻孔(91、23-13、25、25-3)内尚有残留,最大残留厚度15.54m(25-3),由厚层状砂岩、粉砂岩组成。砂岩中常含有大量粉砂质泥岩包体,具混蚀状、波状层理及斜层理。
4、石炭统(C)
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包括中石统(C2)本溪组和上石炭统(C3)太原组。 (1)太原组(C3)
受后期剥蚀影响,井田内的本组地层仅在个别钻孔内保留齐全,厚度163.73(25-3)~179.56(23-13),平均厚度169.44m。上侏罗统剥蚀面一般距三灰顶面尚
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图2-1 赵坡煤矿煤系地层综合柱状图
有十余米,剥蚀面距三灰顶面的最小值区出现在17-1号孔至19-4号孔一带。
太原组共含薄层石灰岩12层,多位于泥岩之下,常构成煤层顶板。其中第三、五、八、九、十上和十下层石灰岩最为稳定,为本井田的主要标志层;第七上、十一层石灰岩较为稳定;第四、六、七下层石灰岩则不稳定。共含煤18层,其中可采或局部可采者6层(煤9、煤12下、煤14、煤15上、煤16、煤17)。
太原组的主要沉积特点是:薄煤层、薄层石灰岩与深灰色泥质岩交替出现,沉积旋回结构较为明显,韵律清楚,标志层显著,各煤层层位较为稳定,易于对比。在垂向上具有较好的四段性。
第一段:第十二层石灰岩顶界面至第十上层石灰岩顶面,平均厚度在34m左右,为主要含煤段,共含煤4层(煤16、煤17、煤18上、、煤18下),主要可采或局部可采者为煤16及煤17。
第二段:第十上层石灰岩顶面至煤12下顶面,平均厚度在45.0m左右。其中砂岩占有较高比例,以浅灰色、灰绿色砂岩为特征,其含煤4层(12下、煤14、煤15上、煤15
下
),主要可采或局部可采者为煤12下、煤14、煤15上。
第三段:煤12下顶面至三灰顶面为第三段,平均厚度在63m左右,是典型的海陆交
替沉积层段,多层不可采薄煤层(煤7、煤9、煤10、煤11、煤12上’、煤12上)、薄层灰岩(三、四、五、六、七上、七下)和潮坪砂泥质沉积交互发育,小旋回结构清晰、易于划分对比。
第四段:第三层石灰岩顶面至太原组顶界面,平均厚度在31m左右,所含煤层大多不稳定、不可采,是石灰岩、碎屑岩和极薄煤层互层段,本段地层在井田内已普遍遭到剥蚀,地层残缺不全,仅在井田西北部的4个钻孔(91、23-13、25、25-3)内保留齐全,由灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩组成,间夹不可采薄煤层2~3层(煤4、煤5、煤6)。本段地层为泻湖海湾相沉积。在滕北煤田的其它地区内可以见到短暂的海侵现象,即发育有一灰、二灰,而在本井田则未见上述两层灰岩。本段地层的总特征是:颜色较深,以深灰色、灰黑色为主,结构致密均匀,含星散状黄铁矿及菱铁矿结核,有腕足类、海百合茎等生物化石。太原组与下伏本溪组为整合接触。
(2)本溪组(C2B)
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井田内仅有2个钻孔(21-14、25-1)穿透揭露本溪组地层,厚度37.60~45.87m,平均厚度41.74m。由灰色、浅灰色石灰岩两层(十二灰、十四灰)及紫色、杂色、灰绿色铁铝质泥岩组成。顶部之第十二层灰岩常具云朵状、砾状扰动构造,层位稳定但厚度变化较大,厚度1.90(检2)~7.60m(23-8),平均厚度5.36m。中部之第十四层石灰岩呈灰白色,质较纯常夹有灰绿色粘土岩薄层,层位稳定但厚度变化也较大,厚度5.30(27-1)~12.35m(25-1),平均厚度9.73m。底部为暗紫红色,局部紫红色铁质泥岩和灰绿色铝质泥岩。与下伏奥陶系呈假整合接触。
5、奥陶系(O)
井田内仅有4个钻孔(21-14、25-1、27-1、27-2)揭露奥陶系中奥陶统石灰岩,钻孔最大揭露深度116.73m(27-1)。上部为棕色、灰色、深灰色厚层状微晶灰岩夹豹皮状灰岩,下部为灰色、浅灰色白云质石灰岩夹泥灰岩。
二、构造
(一)区域地质构造特征
据槽台构造学说,山东地区为华北地台的组成部分,有两个次级构造单元,郯庐断裂以西为鲁西台背斜,以东为胶辽地盾的一部分。滕县煤田位于鲁西台背斜之鲁西南坳陷的东缘,鲁中凸起的西侧。
滕县煤田的周边均为断裂构造,其北界为凫山断裂,东界为峄山断裂,西界为孙氏店断裂和微山湖断裂。区内以滕县复背斜被断层切割为其总体特征,煤田总体的平面形态为一个不规则的三角形(图2-2)。
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图2-2 滕县煤田区域构造纲要图
煤田内部构造比较复杂,以中生代断裂为主,并伴有较多的次一级褶皱,断裂构造的方向性明显,主要有NEE、NW、EW、SN向四组断裂,绝大部分是正断层。其中NEE和SN向两组断层分布最广,表现最强,常构成地堑、地垒和阶梯状的组合形式,使整个煤田内部在纵横两个方向上构成地堑和地垒相间排列的基本格局。煤田内褶皱虽然比较发育,但多属次一级小型宽缓褶皱,常分布在断层的一侧、两条断层之间或交汇结合部。位于煤田中北部的滕县背斜,轴向NE,核部位于级索~庄里一带,由中奥陶统石灰岩组成,其南北两翼分别发育滕南和北羊庄次级向斜,其中石炭~二迭纪煤系被保存,分别构成现在的滕县煤田(南部)和滕县煤田(北部)勘探区(俗称滕南煤田、滕北煤田),但上述两向斜已分别被程楼断层和张坡断层纵向切割破坏。
(二)井田地质构造特征
赵坡井田位于滕北煤田大刘庄断层与张坡断层组合形成的宽约8km的地堑构造之东南部(图2-2)。井田的南、东边界分别是张坡正断层和武所屯逆断层。井田内部断层不发育,通过钻探控制的断层仅有17-1正断层,生产巷道揭露证实,井田内的小断层数量少,落差小(一般小于5m)。主要褶曲分别是赵坡背斜、黄坡向斜、武所屯背斜。井田构造的另一个突出特点是煤层倾角小(5~12°),波状起伏多,这些次级褶曲虽然没有破坏煤层的连续完整性,严重影响了工作面的合理布置,大大提高了矿井的掘进率、吨煤成本和劳动强度,降低了回采率。井田地质构造复杂程度属中等偏简单类型即“含煤地层产状平缓,沿走向和倾向均发育宽缓褶皱,或伴有一定数量的断层” (图2-3) (表2-1)。
1、张坡正断层
构成本井田的南部自然边界,走向NEE,倾向NNW,倾角在70°左右,落差200~310m,井田位于该断层的下降盘。断层向西延伸至27勘探线附近时,以分叉成二条断层的形式,进入留庄井田;向东经过21勘探线后,其走向急剧变为SEE向;至19勘探线后走向又恢复成NEE向,经武所屯井田一直延伸至峄山断层。断层全长约在13.5km左右,在武所屯井田内有110号钻孔穿过断层面,断点深度59.52m,区域性标志层十二灰被断缺、太原组被断薄。本井田对此断层的控制情况详见表2-1。综上所述,该断层在井田内的控制程度较高,平面位置的摆动范围不大,可定为基本查明,归属滕北煤田
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