宣化—下花園煤田施家營區地質構造研究與找煤方向

楊建軍　李振

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

【關鍵詞】施家營；下花園組；含煤地層；控煤構造；找煤

0 引言

河北省張家口市宣化-下花園煤田為侏羅紀煤田，總面積大于1000km2。包括宣東礦區（宣東一號井、二號井和深部外圍區）、下花園煤礦區、涿鹿煤礦區和八寶山、前山、西黃莊一帶煤礦區。分布各種規模的生產礦井十余座。查明和預測煤炭資源量近7億噸，其中查明煤炭資源量約5億噸。是張家口地區重要煤炭生產基地，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重匱乏，尋找新的煤炭資源后備接替基地已成當務之急。筆者根據所獲得的最新工作成果，經過分析研究，對該區找煤方向問題提出自已新的看法。

1 地質概況

宣化—下花園煤田大地構造位置處于中朝準地臺（Ⅰ），燕山沉陷帶（Ⅱ），冀西陷褶斷束（Ⅲ）宣龍復向斜（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—洗馬林斷裂、黃羊山—雞鳴山逆掩斷層帶（推覆構造）和懷安—宣化斷裂所圍割。這四條斷裂對煤田的成生和發展起到舉足輕重的控制和改造作用。此外，區內發育的主要構造尚有：玉帶山——燒坡里向斜，古城梁穹窿（短軸傾伏背斜）、樺林溝向斜、定方水斷層、F1斷層等。宣東礦區整體構造形態呈一走向SWW—NEE，傾向SSE的單斜構造，地層產狀平緩，傾角一般3°～10°，局部傾角15°左右。在單斜構造背景上發育有寬緩褶皺和若干斷層，并以斷層為主，褶曲構造相對不發育。

含煤地層是侏羅系中統下花園組，煤系蓋層是侏羅系中統九龍山組、髫髻山組和后城組等，基底為下侏羅統南大嶺組或青白口系下馬嶺組。下花園組沉積環境為內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定型，構造復雜程度屬中等。煤類主要為中灰、特低硫、低磷、中等揮發分、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

宣東礦區的下花園組厚度約600m，主要巖性為灰白色砂巖、灰色泥質粉砂巖、砂質泥巖及少量礫巖，底部一般為菱鐵質泥巖、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構成熟度均較低。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、細中、粉細粒級的過渡型巖石。巖石類型以巖屑長石砂巖、長石砂巖和長石巖屑砂巖為主。細屑巖多為泥質粉砂巖、粉砂質泥巖，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、粒序層理及平行層理，泥質巖層理一般不明顯。保存完好的植物化石較少見。總體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（遠端）—河流三角洲—湖泊體系的含煤建造。本組產Coniopteris—Phoenicopsis植物群化石。

3 構造特征

研究區主要控制煤層賦存的構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

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

3.2 樺林溝向斜

位于研究區中部，為本區主體構造形態。向斜軸走向近東西向，向東延伸經樺林溝村至八寶山煤礦以北。為八寶山煤礦地區的主要構造之一。向斜內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

研究區以往做過大量地面地質調查及填圖工作，先后施工4個鉆孔。1985年河北煤田四隊在本區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，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，本區以往雖然施工4個鉆孔均未見煤層，但不能就此否定本區賦煤的可能性。研究區與西黃莊井田緊臨，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，預計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。據此推斷，在兩孔之間應有煤層保存，且埋藏深度適中，預計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作進一步查明，推斷煤層埋藏深度小于1500m。所以，根據地質資料綜合分析研究對比，本區有廣闊的賦煤前景。

【參考文獻】

[1]朱志澄.逆沖推覆構造[M].中國地質大學出版社，1989.

[2]河北省張家口地區中生代含煤盆地沉積環境研究報告[R].河北省煤田地質局第四地質隊，1992.

[責任編輯：曹明明]