河南省滑縣煤田區域地質特征★

宋克金 李萬忠 李 佼

(1.河南省地質調查院，河南鄭州 450001; 2.河南省地礦局第二地質礦產調查院，河南鄭州 450001;3.河南省煤田地質局三隊，河南 新鄉 453000)

1 概述

礦區位于河南省滑縣一帶，豫北平原東部，地勢低平開闊，西南高東北低，地面平均海拔約55 m，區內地表全部為新生界第四系覆蓋。

本區地質工作程度較低，河南省地調院在該區進行了煤炭資源預查工作，基本控制了煤層的厚度、產狀及埋藏深度，提供了本區煤礦比較詳細的資料。

2 區域地質特征

工作區位于華北陸塊南緣，分屬華北坳陷之內黃凸起;地層分區屬華北區華北平原分區豫北小區(見圖1)［1］。

內黃凸起北部浚縣以北地區，為北北東向平緩正磁異場和重力高區，向南東重力、航磁值逐漸降低，至滑縣以南地區，變為平緩負磁場及重力低區。據浚縣附近零星出露的寒武系及物探和鉆孔資料分析，內黃凸起基底為太古界、古生界。晚石炭世及二疊紀本區炎熱而潮濕的古氣候有利于植物生長，泥炭沼澤逐漸形成，多次海侵又為泥炭物質的保存創造了條件，聚集了八個含煤組。由于新近系至第四系的沉陷作用，區內均為黃土覆蓋的平原地區，沒有基巖出露，第四系和新近系的沉積厚度在900 m ～1 200 m，西北薄，東南厚。新生界為向南東傾斜，厚度由北向南東逐漸增大。

區域地層其下自下而上分布有:中奧陶統、上石炭統本溪組、太原組、下二疊統山西組、下石盒子組、上二疊統上石盒子組、石千峰群及新近系、第四系等地層［1，2］。

圖1 大地構造分區圖

3 區域構造特征

區域構造位于華北陸塊南部華北坳陷之內黃凸起、滑縣臺穹。區內斷裂不發育，但邊緣則為斷裂為限，西側為太行山東麓深大斷裂，東側為長垣大斷裂，南端為焦作—商丘深大斷裂。因此，內黃凸起為中生代—新生代早期斷塊隆起，早第三紀以后又普遍下沉，形成的北北東向斷隆式隱伏凸起。

在滑縣一帶存在一個北仰起、南西傾伏穹隆狀背斜。東部在長垣斷裂一線形成了地塹式含油構造，沉積了中新生代地層。

根據1∶50萬基巖地質圖說明書和地震成果資料，本區構造較為簡單，地層為向東傾斜的單斜地層，地層傾角較緩，一般在6°～8°之間。斷裂主要有北東向的八公橋斷層，但已出勘查區范圍以外，對勘查區無大的影響。

4 區域重力場特征

區域上位于規模較大的井店—馬莊橋重力高異常和慶祖—柳集北東向梯度帶的過渡帶上，異常總體走向為北東向。北部高值異常呈近東西向展布，向西異常值逐漸增高、范圍逐漸增大，它與南部的慶祖—柳集北東向梯度帶交匯處，形成一個寬緩的、走向近東西的異常區。工作區就位于這個寬緩的異常區中，場值北高南低，場值變化為4個～6個毫伽。

根據地質資料，北部規模較大的井店—馬莊橋重力高異常是內黃凸起的東延部分;南部慶祖—柳集北東向重力異常梯度帶是聊—蘭大斷裂帶的西緣的表現，它與內黃凸起的匯合部位形成一個寬緩的過渡區，該區地形相對平緩、構造相對簡單，而且推測煤系地層保存基本完好，埋深在1 340 m左右，是尋找煤的有利地區。

5 二維地震地質特征

本區新生界地層主要巖性為砂、粘土等松散沉積物，與下伏地層有較大的波阻抗差異;與下伏地層的界面可形成較強的反射波(T0波)，基本控制了新生界的厚度;煤層與其頂、底板具有較大的波阻抗差異，二1煤厚度較大，且比較連續，具有形成強反射波(T2波)的條件，反射波的穩定性較好。

本區主測線時間剖面上反射波組的特征是:從上至下大致可分為2個波系:剖面上部1 200 ms以上為Ⅰ波系，由一套近水平的密集反射波組組成，根據地層結構分析，將其底部定為基巖面反射波T0波;1 200 ms～1 450 ms為Ⅱ波系，由一套明顯傾斜與Ⅰ波系的底部均呈角度不整合接觸，在剖面上呈漏斗狀存在，反射波強度突出，信噪比高，連續性和穩定性好，根據地層結構分析，將該波定名為T2波，因為本區二1煤層厚達5 m以上，最具有形成強振幅特征波組的條件［1，2］。經普查階段鉆探驗證，新生界地層與下伏地層的界面(T0波)、煤層底板界面(T2波)和二維地震反應的地震波基本一致，扣合較好，見圖2。

6 煤田地質

主要含煤巖系為二疊系山西組，根據鉆孔揭露，含煤地層總厚68.74 m ～127.08 m。二1煤層厚度1.80 m ～ 8.50 m，基本呈西厚東薄的趨勢。

二1煤層賦存于山西組下部，煤層穩定，為全區可采煤層。地層自下而上主要有“二煤段”(俗稱黃煤段):由深灰色粉砂質泥巖、炭質泥巖組成，含羊齒類鱗木類植物化石。“大占砂巖”段(俗稱黃煤砂巖):為灰白色、中～厚層狀、細～中粒砂巖夾粉砂巖，中部粒度較粗，鈣質膠結，具交錯層理、層面具大量炭質及白云母碎片、是二1煤層的特殊標志層位。香炭砂巖段(俗稱香炭砂巖):為青灰色砂巖、灰綠色粉砂巖，夾泥質條帶，具水平層理，頂部為小紫斑泥巖。

圖2 dz16線地震地質剖面圖

本區主要標志層有:位于上部的大占砂巖(Sd)，距二1煤2 m～6 m，也可為煤層的直接頂板;香炭砂巖(Sx)距二1煤約31 m;砂鍋窯砂巖(Ss)距二1煤約70 m。位于下部的為老君堂砂巖(Sl)，距二1煤3 m～8 m，下距L9灰巖約15 m。本礦區標志層特征明顯，易于識別，是煤巖層對比的重要依據。

7 煤田的成因

晚石炭世，華北地塊北部開始下降，接受了沉積。海侵方向由東向西逐步推進(陳世悅，1998)，本區處于溫暖潮濕的氣候帶，適宜植物的繁衍、植物殘體泥炭化。古地理環境為沼澤發育、植物繁殖和泥炭聚集，為煤的聚集提供了物質來源，在伏牛古陸以北地區凸凹不平的古風化殼上接受了一套濱岸、瀉湖相、潮坪相和碳酸鹽巖局限臺地相沉積［2］。

本區早二疊世時期，發育山西組和下石盒子組一套海陸交互相沉積建造。其中山西組煤層的地理環境主要為三角洲平原、瀉湖和三角洲前緣濱岸地帶形成的泥炭沼澤環境，該時期地殼較為穩定，溫暖潮濕的氣候條件更適宜原始陸生植物以及種類繁多的高等植物繁衍生長，為成煤提供了豐富的物質基礎，聚集了較厚的煤層。

下石盒子組主要為一套厚的三角洲體系沉積，該期地殼抬升，過渡為陸地，氣候逐漸干燥，缺少成煤物質來源，僅在三角洲平原分流河道之間的洼地、湖盆地區形成泥炭沼澤，由于分流河道的頻繁改道或遷移，造成聚煤作用中斷或沖刷而形成煤層變化大，多呈透鏡狀的局部可采煤層。

晚二疊世氣候更為干燥，植物貧乏，失去成煤物質來源，至平頂山砂巖沉積時期結束了成煤期。

后期受印支、燕山構造運動的作用，形成了本區整體的區域構造格局。不僅控制了巖層的展布方向和賦存狀態，也控制了含煤地層分布。致使古生界地層發生褶皺和斷裂，形成不均勻的隆起和坳陷，滑縣穹隆及東明臺凹即為此次活動的產物。隆起區煤系地層遭受風化剝失，而在坳陷區較好的保存了煤系地層［3-10］。

8 結語

本區晚石炭世及二疊紀地層保存較為完整。本區炎熱而潮濕的古氣候有利于植物生長，泥炭沼澤逐漸形成，多次海侵又為泥炭物質的保存創造了條件;重力場表現為寬緩的異常區;二維地震T2波(煤層)具有形成強振幅特征波組的條件，反射波強度突出，信噪比高，連續性和穩定性好。經鉆探工程驗證，全區普遍存在二1煤層。資源量達10億t以上，可成為一大型優質煤資源基地。

［1］河南省地質礦產局.河南省區域地質志［M］.北京:地質出版社，1989:627-660.

［2］陳守民，張 璐，胡 斌，等.河南省上石炭統一下二疊統本溪組沉積時期古地理特征［J］.古地理學報，2011，13(2):127-138.

［3］尚冠雄.華北地臺晚古生代煤地質學研究［M］.太原:山西科學技術出版社，1997.

［4］崔寶洲.山西省晚古生代聚讎規律［M］.太原:山西科學技術出版社，1992.

［5］河南煤田地質公司.河南省晚古生代聚堞規律［M］.武漢:中國地質大學出版杜，1991:141-194.

［6］胡 斌，周 方，宋慧波，等.河南焦作地區下二疊統太原組遺跡化石及其沉積環境［J］.古地理學報，2010，12(5):577-588.

［7］曹代功.滎鞏煤田二煤層煤層氣賦存規律及影響因素研究［J］.中國煤炭地質，2009，29(6):34-39.

［8］王振芬，馬黎明.安鶴煤田二1煤層煤變質規律探討［J］.中國煤田地質，2001，13(1):17-18，24.

［9］郭熙年，唐仲林，李萬程，等.河南省晚古生代聚煤規律［M］.武漢:中國地質大學出版社，1991:72-74.

［10］魏懷習.華北晚古生代煤系古地理演化［J］.中國煤田地質，2001，13(4):14-15.

［11］呂文德，宋克金，李萬忠，等.河南省地質調查院2006年度省級探礦權采礦權使用費及價款地質礦產勘查項目河南省滑縣王三寨煤預查地質報告06ZB-03［R］.2010.

［12］劉國印，宋克金，李萬忠，等.河南省地質調查院2006年度省級探礦權采礦權使用費及價款地質礦產勘查項目 河南省濮陽縣城西部煤預查地質報告06ZB-02［R］.2010.