福建省天湖山煤矿区及外围找煤研究

福建省天湖山煤矿区及外围找煤研究 苏瑞其 福建泉州福建省 地质大队 ,197 362000, 摘 要 通 过 对 童子岩组一段沉积 特 征分析 并结合天湖 山矿区在闽西南凹 陷 区的空间位置 进一 步了解天湖山矿 区 童子 ，， 岩组一段的沉 积 环境和聚煤规律 划 分了童子岩组一 段 有 个 成 煤 期 这 个成煤 期的聚煤作用随 着 海水进退而改变 煤 层 的，3 ，3 ， 好坏并不随着底板 砂 岩厚 薄 而 变 化 、。 关 键 词 童 子 岩 组 沉 积 特 征 环 境 分 析 聚 煤 规 律 中 图 分 类 号 文 献 标 识 码 文 章 编 号 ,P618.110.2 ,A ,1672-9064(2012)03)039)03 闽西南凹陷是 华 南加里东褶皱带 海 西期凹 陷 从 早 古 生 本区主要有以下几 种 石英 ，50,:70%，, 代 开 始 凹 陷 的 中 部 被 古 田 姑 田 政 和 永福两个水下隆 ，—、—普 通 石 英 等 轴 粒 状 及 其 它 形 状 边 界常呈直线及平 ?,，起 带及其伴随的断裂 构 造所隔 分 别 形 成 西 中 东 等 个 具 ，、、3 滑 曲 线 不 具 波 状 消 光 有的 含少量粘土类 包 裹体 没 有 见 到，，， 有华夏 构造特征的沉积条带 天湖山煤矿区位 于 闽西南凹陷 。 东 部 条 带 含煤岩系为 二叠系下统童子 岩 组 它 与 全 省 童 子 ，，自 生 加 大 现 象 这 类 石 英 来自古老的沉积岩 是 二 次 沉 积 的。 ，岩 组 一 样 可 分 为 个 段 可 采 煤 层 主 要 分 布 在 一 段 地 层 二 3 ， ，石 英 约 占 本 区 石 英 ，10,:20%。 段 为 不 含 煤 的 海 相 段 三 段 为 含 煤 段 但 含 煤 性 差 煤 层 局 部 ，，，波 状 消 光 石 英 具 波 状 消 光 颗 粒 表 面 干 净 常 为 拉 长 ?,，，可 采 由于 剧烈而多期次的构 造 运动 使 煤 矿 区 构 造 十 分 复 。 ，状 不 含 气 液 包 体 主 要 来 源 于 浅 变 质 岩 这 类 石 英 约 占 本 区，，。 杂 给 地 层 构 造 沉 积 环 境 聚 煤 规 律 的 研 究 带 来 较 大 的 困 ，、、、 难 由 于 原 始 地 质 体 屡 遭 破 坏 叠 厚 削 薄 无法恢复真实面 。 、、、石 英 的 以 上 说明本区 物源区主要为浅 变 质岩 ，。60%貌 古 水 流 的 测 量 沉积 体的三维几何形 态 等的研 究 无 法 得 ，，复 晶 石 英 这 类 石 英 极 少 见 它 通 常 由 个 以 上 的 石 ?,，5 到 满 意 的 结 果 较有效的 方法是详细研究 垂 向 层 序 结 合 本 。 ，英 晶 体 组 成 彼 此 呈 缝 合 状 接 合 具 强 波石 英 颗 粒 为 拉 长 状 ，。 ， 矿区在闽西南凹陷 区 的空间位置 进 行 环 境 分 析 ，。 状 消 光 无 气 液 包 体 它 们来源于深变质 石 英片岩和片麻岩 ，，。 燧 石 岩 屑 燧 石岩屑大部分为微 粒 石英集合体组成 ?, ， 少 量 为 玉 髓 组 成 据 其 所含 杂质不同有含 白 云母燧石岩屑 。 ， 含 绿泥 石绢云母燧石岩屑 约占石英含量的 它 们 ，5,:10%， 可能来源于早 石 炭世林地组的变质 石 英岩 。 童子岩组一段沉积特征 1 岩 性 特 征 微 晶 石 英 它 们主 要 是 粘土杂基被 硅质交代重结晶生 ?,1.1 天湖山煤矿区 位 于华夏系古陆西侧 距 陆 源 区 较 近 据，。 成 的 常在石英颗粒 边 缘出现微晶 石 英 组 成 的 小 边 大 约 占，， 左 右 。10%钻 孔 统 计 童子岩组一段 地层细粉砂岩占 粗 粉 砂 岩 细，48%，、 白 云 母 白 云 母 片 因 抗 风 能 力 强 在 自 然 界 化 学 性 1.1.2.2 ,，砂 岩 占 泥 质 岩 占 该 经过 对该区岩矿鉴定 分 析 30%，22%。 ， 能 比 较 稳 定 加上白云母呈漂 浮 搬 运 迁 移 的 路 程 比 较 远 所，，， 区 主 要 岩 石 矿 物具体特征分述如下 、。 以 在 粉 砂 岩 中 含 量 比 较 高 有 的 高 达 以 上 形 成 白 云 母 ，20%，细 砂 岩 特 征 1.1.1 粉 砂 岩 在 砂 岩 中 也 常 见 但含量一般不高 一 般但 在 。 ，，,5%，大部分为含岩 屑 较多的细粒杂砂 质 石英砂 岩 细 粒 杂 砂 、 本 区 标砂 岩 中 较 为 富 集 含 量 达 这 可 能 与 当 ?，10,:20%。 1 岩 较少细粒石英砂岩 碎屑形态均呈 现出 搬运距离短的棱 ，。 时 标的 沉 积 环 境 有 关 系 笔 者 认 为 当 时 标砂 岩 是 属 于?。 ? 1 1 角 状 表 面 干 净 且 均 有 同 向 性 排 列 硅 质 绿 胶 结 物 为 泥 质 ，，。 、、 障 壁 岛 砂 给 当 时 白 云母的搬运起了障 碍 作用而沉积下来 ， 泥 石 质 少 量 碳 酸 盐 接 触 充 填 胶 结形式以充填接 触 式为主 、。 ， 的 。式 次 之 少 量 接 触 式 尤 以 童细 砂岩中普遍可见 泥 质岩砾石 ，。 ， 不 稳 定 的 岩 屑 包 括 泥 岩 石 英 粗 细 粉 砂 岩 绢 云 1.1.2.3 ,，、，子 岩 组 底 部 标细 砂 岩 较 为 富 集 砾 径 形 状 不 一 分 布 极 ?，、，1 母 板 岩 绢 云 母 干 枚 岩 绢云母绿泥 石千枚岩等岩屑 这 些 岩 ，，。 不 均 一 多数为搬运距离 短 或未经搬运的 同 生 砾 石 从 细 砂屑在自然界都是抗 风 化能 力 弱 随搬运距 离加大而被分解 ，。 ， 。 但 在本区仍然保存较多 约 占 这 些 岩 屑 的 存 在，10%—20%。 岩的岩 性特征可以看出 天湖 山矿区距离物源 供 应区很近 ，。 矿 物 特 征 1.1.2 含 量 一 般 为 石 英 , 石 英 碎 屑 主 要 分 布 在 砂 岩 中 ，1.1.2.1 作 者 简 介 苏 瑞 其 男 工 程 师 福建省龙岩学院毕业 现 任 福 建 省 地质大队项目 负 责人 主要从事固体矿产地质勘查工作 ,,1968~,，，，，197 ，。 能 源 开 发 ISSN1672-9064 CN35-1272//TK 给我们提供了母岩 的 岩石成分 可 见 当 时陆源岩石为浅变质 运 ，。 岩含煤特征。1.5 童子岩组一段 煤 层数 多 煤 层 间 距 小 共 含 煤 层 以， ， 42 重 矿 物 根 据 岩 矿 鉴 定 成 果 本 区 常 见 的 重 矿 物 主 ,，1.1.2.4 上 煤 层 间 距 一 般 在 左 右 煤 层 厚 度 薄 多 数 煤 层 厚 度要 有 锆 石 独 居 石 电 气 石 磷 灰 石 木 屑 石 锐 钛 矿 磷 钇 石 ，10m ，， 、、、、、、 等 但 含 量 很 少 在岩煤 层对比上很难起 到 一定的作用 为 有 些 达 可 采 局 部 可 采 煤 层 层 多 ，，。0.1:0.8m，0.6:1.2m。 、13 。 度 较薄的根土岩 少 数煤层直接赋存于细 层 理 特 征 ， 数煤层底板均为厚1.2 童子岩组一段 层 理较为发育 从 文 笔山组顶部条带状细 ， 砂 岩 之 上 多 数 煤 层 为 高 灰 份 特 低 硫 。,15%:25,,，,0.1%: 0.6,,。 粉砂岩至童子岩组 一 段顶部粗粉砂岩 以波 浪成因的交错层 理 为 主 水 平 层 理 块 状 层 理 透 镜 状 层 理 脉 状 层 理 较 少 旋回及层序特征 1.6 ，、、、。 小 童子岩组一段旋 各层理类型与 岩 性及其空间位置 有 密切关系 细 砂 岩 以 。 相当发育尤以顶部地 ，回浪成砂纹交错层理 为 主 其次为直线型 交 错层 理 低 角 度 板，、 基本上每一层煤 均 可 ，层 大 多 数， 组成一个小旋回状 交 错 层 理 少 量 水 平 层 理 冲 洗 层 理 变 形 层 理 等 其 中 各 ，、、。 型在空间分布上 较 厚 的 细 砂 岩 下 部 为 直 线 型 交 错 层 ，层理类 一 般 旋 回 厚 度 较 小 中部 浪成砂纹交错层理 上 部 为 水 平 层 理 较 薄 的 细 砂 岩 5: ，，，。 理 基本上为浪成砂纹 交 错层理 粗 细 粉 砂 岩为浪成砂纹交错 少 数 厚 度 可 达 ，、10m， 30m 层 理 其次是条带状水 平 层理 线 状 水 平 层 理 透 镜 状 层 理 左 右 旋 回 完 整 程 度 较 ，，、、 ， 差大部分为不对称沉积小 型 槽 状 交 错 层 理 等 泥 岩 砂 质泥岩为水平层理 条 带 状 水 ，。 、、 旋 回 。 层 理 块 状 层 理 、。 平各 煤 层 成 煤 前 的 沉 结核特征1.3 层 序 多 数 情 况 下 为 逆 ，积 结核的形状多种多样有似层状椭球状长柱状豆状，、、、、 序 粒度从下往上 由 细 ，粒 粗 即 泥 质 岩 细 粉 砂 树 枝 状 等 但 以 似 层 状 椭 球 状 较 为 常 见 并 多 数 分 布 于 煤 层 ，—变，、， 粗 粉 砂 岩 细 砂—— 岩顶 底 板 及 海 相 的 泥 岩 砂 质 泥 岩 细 粉 砂 岩 中 结 核 成 分 复 、、、。 岩根土岩煤其中泥 ——。 以 菱 铁 矿 质 结 核 黄 铁 矿 质 结 核 黄 铁 矿 胶 磷 矿 质 结 核 ，，，、， 杂 岩 粗 细 粉 砂 岩 一 般 ， 、 质泥 质 粉 砂 质 结 核 为 主 其次是胶磷矿 质 结核 菱 铁 矿 胶 磷 渐 变 接 触 部 分 为 互 层 、，，、 ，为 渡细砂岩多数情况。 ， 过 矿质结核泥质结核等黄铁矿菱铁矿或胶磷矿结核为尘埃 ，。 、 下部为厚层状中上部 ， 、 微片状结构呈环带状花苞状星点状脉状等不同形式 、，、、、状 中 厚 层 状薄 层 状 —— ， 为 集 结 核 的 形 状 成分与沉 积环境有密切关系 沼 泽 相 的 结与下覆岩层为突变 接 触 。、。 。 聚 当 然 也 有 部 分 煤 层 夹 于 核为椭球状小结核 直 径 为 泥 质 粉 砂 质 滨 海 湖 泊 ，1:3cm，、。 细砂岩或泥质岩 细粉砂 、 结 核 一 般 为 似 层 状 少 量 椭 球 状 成 分 较 杂 浅 海 相 的 结 核，，。 相 中 没有明显的旋 回 结 ，岩 成分单一为黄铁矿结核少量胶磷矿质结核形状多样但。 构，，，，以 直 径 的 椭 球 状 大 结 核 为 主 其 次 是 饼 状 长 柱 状 5:15cm ，、、 树 枝 状 等 。 古 生 物 特 征 1.4 童子岩组一段中古生物以植物化石为特色多数植物化。 石 保 存 较 差 成 叶 片 碎 片 赋 存 网 脉 往 往 不 清 绝 大 多 数 较 ，、，，童 子 岩 组 一 段 沉 2 难 定 种 其 中 仅 号 号 号煤层 顶板的植物化石 保 存 ，54 、42 、37 积环境分析 佳 目 前 植 物 化 石 发 现 有 属 种 并 以 单 网 羊 齿 植 物 。 15 24 ，较根 据 煤 矿 区 处 于 闽 为 丰 富 大 羽 羊 齿 科 达 类 植 物 少 见 时 代 较 老 的 延 蕉 羊 齿 ，、，最 位 置 并 结 ，西南凹陷东部 楔羊齿 属植物于本段地 层 中也有发现 化 石 的 垂 向 分 布 、。 , 属 煤 矿 区 自 身 的 沉 积 特 合华 夏 齿 叶 中 朝 楔 叶 座 延 羊 齿 属 以 及 较 为 特 征 的 号 煤 层 、、42 层 理 类 型 垂 向 层 序 ，，， 征 的天湖山楔羊齿 新 种 ,, 。顶板砂 体 的 形 态 因 后 期 构 造 , 动物化石虽然亦发现一些早二叠世的常见分子但煤矿 ， 破 坏 难 以 恢 复 砂 体 原 ，的 的 真 实 面 貌 但 根 据 几 ，来 的 东缘 动 物 化 石 种 类 单 调 含 量 少 个 体，，， 区位于闽西南凹陷层较厚的细砂岩分布 稳 ，小 分 布 局 限 除 化石广泛 分布于童子岩组 一 段中 ，，Lingula 、 性 较 好 推 测 原 来 的 砂 ，定上 部 外 其 他 动 物 化 石 较 少 仅 号 煤 层 顶 板 泥 岩 中 含 ，，67 Cy- 较 好 ， 体形态应为连续性 并 沿 北 北 东 方 向 分 布 的 及小 个体瓣鳃类化石 号 煤 层 顶 板 含 小 个 体 瓣 clocyclicus ，64 状 砂 体 岩 石 特 征 结,，， 席 类 化 石 及 号煤层 间接顶板含丰富 等 38 Pygmchonelessp 。 鳃 动物化石个体小 纹 饰 清 晰 保 存 程 度 较 好 多数化石未经搬 ，，， 2012,NO3,, 之 间 碎屑沉积物粒 度 从下到上由粗变 细 交替出现 见 水 平 绝 大 部分煤层为局部可采 如 变 化 较 大 。 。 ，，,61、59、56、54、51、 层 理 透 镜 状 层 理 波 状 层 理 小 型 槽 状 交 错 层 理 ，、、。号 煤 层 等 该期总 的聚煤特点随着时 间 推移聚煤作用 50、49 。 障 壁 岛 泻 湖 沉 积 环 境 受 波 浪 作 用 和 潮 汐 作 用 共 ,2,—,由 北 往 南 增 强 。 同 影 响 主 要 由 障 壁 岛 泻 湖 泥 炭 沼 泽 等 沉 积 组 合 组 成 碎 ，、、。 晚 成 煤 期 以滨岸 湖泊环境成煤为主 这时期是童子岩 ,，屑沉积物 粒度从下到上由细 变 粗交替出现 即 泥 质 岩 细 粉 ，— 砂 岩 粗 粉 砂 岩 细 砂 岩 根 土 岩 煤 泥 岩 中 有 较 多 透 镜 ————。 组 由陆退却为海的初期 地壳较中期不稳定 海 水 进 退 频 繁 ，，， 状 薄层状菱铁质结构 含小个体瓣鳃类 化 石 分 布 在 号 、。 。 62 垂向 上小旋回多而小 旋 回 完 整 程 度 差 不 利 于 煤 层 的 形 成 ，，。 煤 层 至 号 煤 层 之 间 49 。 这 时 沉 积 了 号 煤 层 绝 大 部 分 煤 层 厚 度 小 煤 层 稳 定 48:31 ，，滨 岸 湖 泊 环 境 由 一套深灰色细 砂 岩 粉 砂 岩 砂 质 ,3,,、、 泥 岩 组 成 具 有 条 带 状 线 状 水 平 含较多透镜状黄 铁 矿结核 。 ，、性 差 可 采 煤 层 少 由北往南煤层变 但从整个煤矿区来看 ，。 , 层 理 所 含 腕 足 类 瓣 鳃 类 动 物 化 石 含 量 少 个 体 小 纹 饰 清。 、，， 好 南 部 断 层 上 盘 可 采 局部可采煤层层数 较 北 部 ，,F,、,F31 31 晰 半 咸水的舌形贝含量 丰 富 分 布 在 号 煤 层 到 号 煤 ，。 48 31 断 层 下 盘 多 据 小煤开采及钻孔 资 料 南 部 断 层 上 盘 ,，，,F, 31 层 之 间 见 图 ,, 。除 煤 层 可 采 外 还 有 号 煤 层 为 局 部 37、41 ， 47、45、43、42、33 可 采 煤 层 北 部 断 层 下 盘 仅 号 煤 层 可 采 号 煤，,F,37 ，34、36 31 层 为 局 部 可 采 。 聚煤规律 结语 3 4 早二叠世晚期 在 闽西南凹陷有早 晚 二 次 聚 煤 期 本 区 天湖山煤矿区 童 子岩组一段地层 沉积 环境总体上为一 、， 童 子岩组一段煤层属 早 聚煤期 本 区 为 中 从 沉 积 环 境 分 析 套碎屑滨岸带环境 其 聚 煤 规 律 垂 向 上 海 退 早 期 及 海 进。 ，、 ，,,, 晚 期 的 初 期 地 壳 相 对 不 稳 定 海 水 进 出 频 繁 不 利 于 煤 层低能量的碎屑滨岸 带 环境 同 时 根 据 横 向 上 粒 度 变 化 确 定,,，，，。 ， 的 形 成 海 进 初 中 期 地 壳 相 对 稳 定 是 聚 煤 最 好 的 海 退 后 区 内古地貌为北东高 南 西 低 推 测 当 时 海 浸方向应是由南 。 、,,，，， 地 质 时 期 多数主要可 采煤层皆集中 于 这 时 期 横 向 上 随 着 西 往 北 东 推 进 各 地 聚 煤 作 用 强 弱 的 差 异 一 般 为 北 东 较 南 ，。 。 ， 西 部 聚 煤 条 件 好 垂 向 上 煤 层 的 形 成 主 要 受 海 水 进 退 次 数 时 间的推移主要聚煤 场 所早期始于西部 中 部 中 期 由 西 延 。 ，、， 向 东 北 部 晚期又回到西 南 部 这都说明聚煤 作 用 随 着 海 水 及 地 壳 相 对 高 度 的 制 约 根据海 水进退规律及成 煤 作用的强 ，，。 弱 将早聚煤期分成早 中 晚 个 成 煤 期 分 述 如 下 进 退 而 改 变 煤层的好坏并 不 随着底板砂岩厚 薄 而 变 化 一 ，、、，。，、。 3 早 成 煤 期 以滨海 碎屑沉积环境成 煤 为主 本 期 是 童 子 般情况底板砂岩夹 层 少的煤层相对较好 这说明煤层的好坏 ,，，岩 组一段沉积初期 是由 广阔浅海退却为 海 滩的 初 期 海 水 和地壳稳定程度密 切 相关 ，，。 进 退 较 为 频 繁 地 壳 相 对 不 稳 定 海 滩 的 面 积 狭 小 是 煤 层 形参 考 文 献，，， 黄 玉 宁 黄 联 盟 等 福 建 省 永春县天湖山煤矿区地质勘探工作总 1 ，，. 成 的 初 期 阶 段 成 煤 环 境 较 差 从 各 井 田 所 赋 存 的 煤 层 而 言 ，，，结 报 告福 建 省 煤田地质勘探队 .197 ，1989，10 沉 积 了 号 煤 层 从下往上煤层 变 好 除 了 上 部 67:63 ，，63、64 陈 钟 惠含煤岩系沉积环境分析武汉地质学院煤田教研室 2 ..，1984 号 煤 层 局 部 可 采 外 大部分 煤层均为不可采薄 煤 层 ，。 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 年中国为全球最大煤炭进口国 2011 日 前 华 尔 街 日 报 报 道 年 中 国 超 越 日 本 成 为 全达 亿 吨 而 日 本 财 务 省 月 日公布的数据显 《》，2011 11%，1824 ，1 25 球最大的煤炭进口国 示 去年日本进口 煤 炭 亿 吨 减 少 中 国 等 曾 经 的 。，1752 ，5.1%。 中国海关总署公布 的 数据显示 去 年 中 国 煤 炭 进 口 增 长，煤炭出口大国纷纷 转 变为净进口国 。 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 去年节能减排指标任务三成三败 由 于 各 种 因 素 的 影 响 节 能 减排 目标任务完成不 左 右 但去年实际只 下 降 单 位 去 年 受 此 影 响 “，，3.5%，2.01%。 ，GDP 够 好 具体涉及到几 个 指标 完 成 了 三 个 没 有完成的也是三 ，，，二氧化碳排放强度 也 未能完成 第三个没 有完成的指标就是 。 个 月 日 如 此 坦 陈 国家发改委主任 张 平 没 有 完 成 的 。 ”3 5 。 氮氧化物的排放 目 标 为 下 降 左 右 但 实 际 不 仅 没 有 下，1.5%， 三 个 指 标 一 是 能 源 消 耗 的 强 度 单 位 能 耗 目 标 是 下 ， ， GDP 降 降 还 增 长 ，。5.73%