宣化—下花園煤田施家營區(qū)地質(zhì)構(gòu)造研究與找煤方向

楊建軍　李振

【摘 要】本文通過對宣化-下花園煤田施家營區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征研究與下花園煤系地層分析對比認(rèn)為，本區(qū)有廣闊賦煤前景，在向斜兩翼適當(dāng)部位，煤層埋藏深度適中，是開展找煤工作最為有利地段。

【關(guān)鍵詞】施家營；下花園組；含煤地層；控煤構(gòu)造；找煤

0 引言

河北省張家口市宣化-下花園煤田為侏羅紀(jì)煤田，總面積大于1000km2。包括宣東礦區(qū)（宣東一號井、二號井和深部外圍區(qū)）、下花園煤礦區(qū)、涿鹿煤礦區(qū)和八寶山、前山、西黃莊一帶煤礦區(qū)。分布各種規(guī)模的生產(chǎn)礦井十余座。查明和預(yù)測煤炭資源量近7億噸，其中查明煤炭資源量約5億噸。是張家口地區(qū)重要煤炭生產(chǎn)基地，也是河北省主要煤田之一。由于長期開采，后備資源及可供建井的基地嚴(yán)重匱乏，尋找新的煤炭資源后備接替基地已成當(dāng)務(wù)之急。筆者根據(jù)所獲得的最新工作成果，經(jīng)過分析研究，對該區(qū)找煤方向問題提出自已新的看法。

1 地質(zhì)概況

宣化—下花園煤田大地構(gòu)造位置處于中朝準(zhǔn)地臺（Ⅰ），燕山沉陷帶（Ⅱ），冀西陷褶斷束（Ⅲ）宣龍復(fù)向斜（Ⅳ），宣后向斜（Ⅴ）的中央部位。宣后向斜以其寬緩的褶皺和四周新太古界及中、新元古界地層大片出露為特征，并被其外圍的大河南—大海坨斷裂、水泉—洗馬林?jǐn)嗔?、黃羊山—雞鳴山逆掩斷層帶（推覆構(gòu)造）和懷安—宣化斷裂所圍割。這四條斷裂對煤田的成生和發(fā)展起到舉足輕重的控制和改造作用。此外，區(qū)內(nèi)發(fā)育的主要構(gòu)造尚有：玉帶山——燒坡里向斜，古城梁穹窿（短軸傾伏背斜）、樺林溝向斜、定方水?dāng)鄬?、F1斷層等。宣東礦區(qū)整體構(gòu)造形態(tài)呈一走向SWW—NEE，傾向SSE的單斜構(gòu)造，地層產(chǎn)狀平緩，傾角一般3°～10°，局部傾角15°左右。在單斜構(gòu)造背景上發(fā)育有寬緩褶皺和若干斷層，并以斷層為主，褶曲構(gòu)造相對不發(fā)育。

含煤地層是侏羅系中統(tǒng)下花園組，煤系蓋層是侏羅系中統(tǒng)九龍山組、髫髻山組和后城組等，基底為下侏羅統(tǒng)南大嶺組或青白口系下馬嶺組。下花園組沉積環(huán)境為內(nèi)陸山間斷陷盆地之沖積扇——湖泊體系。自上而下含Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ共5個煤組，最多20余層煤層，可采煤層3層，即Ⅲ3、Ⅳ2和Ⅴ2煤層，總厚度5～10m。主要可采煤層為較穩(wěn)定型，構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等。煤類主要為中灰、特低硫、低磷、中等揮發(fā)分、中—高熱值的不粘煤、弱粘煤和貧煤，局部為焦煤或氣煤。

2 下花園組煤系地層沉積特征

宣東礦區(qū)的下花園組厚度約600m，主要巖性為灰白色砂巖、灰色泥質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及少量礫巖，底部一般為菱鐵質(zhì)泥巖、鮞狀泥巖。含煤5組50余層，煤組編號自上而下為Ⅰ、Ⅱ...Ⅴ，其中，Ⅲ 3、Ⅳ 1、Ⅳ 2和Ⅴ 2煤層為可采煤層。基本巖性特征是：砂巖的成分成熟度及結(jié)構(gòu)成熟度均較低。長石含量高，一般為25%～45%。巖屑含量10%～25%，且成分復(fù)雜，有燧石、花崗巖、安山巖、泥巖和碳酸鹽巖等。碎屑磨圓不好，多呈次棱角狀，分選中等—差，多為含礫中粗、細(xì)中、粉細(xì)粒級的過渡型巖石。巖石類型以巖屑長石砂巖、長石砂巖和長石巖屑砂巖為主。細(xì)屑巖多為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，而較純的粉砂巖與泥巖較少見。砂巖中常見塊狀層理、交錯層理、粒序?qū)永砑捌叫袑永?，泥質(zhì)巖層理一般不明顯。保存完好的植物化石較少見?？傮w顯示為近源快速堆積的特征，為一套形成于陸相山間斷陷盆地的沖積扇（遠(yuǎn)端）—河流三角洲—湖泊體系的含煤建造。本組產(chǎn)Coniopteris—Phoenicopsis植物群化石。

3 構(gòu)造特征

研究區(qū)主要控制煤層賦存的構(gòu)造是樺林溝向斜和南部的F1斷層。由于褶皺和斷層對煤系的后期改造作用，使該區(qū)局部地段抬升或下降，控制了煤系地層及煤層的保存。

3.1 F1斷層

位于研究區(qū)南部，以此為界與西黃莊井田相鄰。性質(zhì)為高角度逆斷層，走向80°，傾向170°，落差大于800m。南側(cè)的西黃莊井田位于斷層上升盤，提交煤炭資源量1811萬噸，構(gòu)造復(fù)雜，煤層傾角變化較大，局部直立倒轉(zhuǎn)。煤層厚度（真厚）0.80-6.00m。研究區(qū)位于斷層北側(cè)的下降盤，后城組礫巖直接與斷層南側(cè)的煤系地層及煤層接觸。

3.2 樺林溝向斜

位于研究區(qū)中部，為本區(qū)主體構(gòu)造形態(tài)。向斜軸走向近東西向，向東延伸經(jīng)樺林溝村至八寶山煤礦以北。為八寶山煤礦地區(qū)的主要構(gòu)造之一。向斜內(nèi)地層自上而下為侏羅系后城組、髫髻山組、九龍山組、下花園組、南大嶺組及元古界老地層。向斜南翼以F1斷層為界與西黃莊井田及八寶山煤礦相鄰，北翼至北部的元古界老地層出露。

4 勘查成果分析及問題討論

研究區(qū)以往做過大量地面地質(zhì)調(diào)查及填圖工作，先后施工4個鉆孔。1985年河北煤田四隊(duì)在本區(qū)施家營村北及村南施工的施8、施23兩孔，兩孔位于樺林溝向斜南翼F1斷層北側(cè)，孔深分別883.6m、897.67m，兩孔均未見煤系，終孔層位為煤系上覆地層髫髻山組。2011年申請張家口市地勘基金施工兩孔ZK1、ZK2，均見到煤系地層未見煤層。ZK1位于樺林溝向斜軸部，孔深1529.03m，在下花園組煤系地層中終孔，經(jīng)對比所揭露煤系為下花園組上部地層。ZK2位于樺林溝向斜北冀地層抬升部位，孔深1015.16m，終孔層位為南大嶺組。揭露煤系地層100余米（真厚），地層傾角60-80°。經(jīng)對比所揭露煤系為下花園組底部，其Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ號主要可采煤層賦存層位被抬升剝蝕。所以，在ZK1、ZK2兩孔之間煤層埋藏深度適中，是開展找煤工作最為有利地段（圖1）。

5 找煤方向

綜上所述，本區(qū)以往雖然施工4個鉆孔均未見煤層，但不能就此否定本區(qū)賦煤的可能性。研究區(qū)與西黃莊井田緊臨，以F1斷層相隔，西黃莊井田有良好的可采煤層賦存，本區(qū)位于斷層下降盤。通過施工鉆孔對比分析推斷：在樺林溝向斜軸部（ZK1孔位置）煤層埋藏較深，預(yù)計(jì)1800m。兩翼煤層埋藏較淺，位于向斜北翼的ZK2孔部位由于地層抬起，煤系地層被剝蝕殆盡，只殘留煤系下部地層。據(jù)此推斷，在兩孔之間應(yīng)有煤層保存，且埋藏深度適中，預(yù)計(jì)1400m。向斜南翼以往施工兩個鉆孔施8和施23號孔，終孔層位均為煤系上覆地層髫髻山組，終孔深度均小于900m，對其下伏的煤系地層及煤層應(yīng)作進(jìn)一步查明，推斷煤層埋藏深度小于1500m。所以，根據(jù)地質(zhì)資料綜合分析研究對比，本區(qū)有廣闊的賦煤前景。

【參考文獻(xiàn)】

[1]朱志澄.逆沖推覆構(gòu)造[M].中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1989.

[2]河北省張家口地區(qū)中生代含煤盆地沉積環(huán)境研究報告[R].河北省煤田地質(zhì)局第四地質(zhì)隊(duì)，1992.

[責(zé)任編輯：曹明明]