摘 要:本文在前人已有的區域地質、礦區地質、地球物探等資料的基礎上,通過綜合分析、研究,探索性地從地層、構造,尤其是褶皺構造的角度,重建并預測經樓地區紅盆之下有隱伏煤田存在的可能性,同時對隱伏煤田的前景作出簡要的、概略性的找礦預測。
關鍵詞:樂平煤系;構造;重力異常;隱伏煤田;找礦預測
煤是重要的能源礦產,在江西的能源消費結構中,煤炭資源量占能源消費總量的76%(江西省統計局2013年)。許多礦井面臨資源枯竭、進入危機礦山行列的局面,主要礦區的接替和礦井延深陷入了困境。江西省成了煤炭資源缺乏省份之一。萍樂拗陷帶樂平煤系(南型)為我省主要的含煤地層,也是我省地質工作者找煤的首選層位。我省地表及淺層煤炭資源基本枯竭,向深部要煤是新時期地質工作者的奮斗目標。
基于此,本次選擇樟樹經樓地區及其周邊近二百平方公里區域,在前人已有的區域地質、礦區地質、地球物探等資料的基礎上,進行綜合分析,探索性地預測并指出經樓地區紅盆之下有隱伏煤田存在的可能性,同時對隱伏煤田的前景作出簡要的、概略性的分析,以期激發廣大煤田地質工作者的共同關注和思考。
文中拙見或有欠妥、或有謬誤,敬請同仁批評、指正。
一、預測區范圍
預查區位于江西省樟樹市北西約15 km處。北側為中林煤礦、新華煤礦,東北側有八景煤礦,呈北東東向分布。預測區面積約190平方千米(圖1)。
二、區域地質背景
預測區位于欽杭中部結合帶之萍樂拗陷帶西部的袁水復向斜的中部偏東。處于袁水復向斜的南翼。主體構造以褶皺為主,構造線方向呈北東東-北東。沿褶皺兩翼普遍發育北東-北東東向具一定規模且高角度的逆(掩)斷層、正斷層和斜切巖層的橫向斷層。預測區基本上被中新生代紅盆覆蓋,僅在后窯、禮港等地局部零星出露二迭系茅口組。
區域內出露地層主要為:二疊系中統棲霞組、小江邊組、茅口組,上統樂平組、長興組;三疊系下統殷坑組、青龍組,中統楊家組;侏羅系下統水北組,白堊系中統河口組、塘邊組。古近系新余組、臨江組和第四系。其中二疊系上統樂平組為區內主要的含煤地層。
區域構造以北東向線型褶皺為主,斷裂構造不發育,多以走向斷層為主,處于袁水復向斜的南翼。袁水復向斜南翼褶皺自北向南依次為付家圩復向斜、禮港復背斜(圖1)。往南為中、新生代地層組成的清江坳陷。
(一)付家圩復式向斜
軸向北東。東起獨城,被華山嶺-禮港斷層切割,向西延伸至英崗嶺。整個向斜形態東段簡單,西段復雜,具次一級褶皺。三疊系和侏羅系組成向斜的軸部,樂平組和茅口組組成向斜的兩翼。北翼地層傾角較緩,一般30°~40°,南翼較陡,一般在60°以上,局部甚至直立或倒轉,為一不對稱的箱形褶皺。向斜核部地層為下三疊系,兩翼地層分別為樂平組、長興組。向斜東段寬約4.00~6.00km,西段寬約6.00~8.00km。
(二)禮港復式背斜
東起官帽山、峨嵋山,往西延伸至樟樹中林。禮港復式背斜呈北東-北東東向展布,往東仰起,往西傾伏,至經樓附近被古近紀地層所覆蓋。在禮港、后窯、銅鼓嶺等大片區域零星出露茅口組,呈隆起狀態。
背斜的北翼受徐府嶺斷層的破壞切割,形態較為簡單,基本呈單斜產出;而南翼較為復雜,由多個次級褶皺組成。
三、預測區控礦地質條件
(一)地層條件
預測區基本上被中新生代紅盆覆蓋,僅在后窯、禮港等地局部零星出露二迭系茅口組。據區域資料,紅盆主要由白堊系中統河口組、塘邊組。古近系新余組、臨江組和第四系組成。
在預測區北、東部外圍,主要出露茅口組、樂平組。其中樂平組(南型)為區內主要的含煤地層。
樂平組(南型)含煤地層,其四分性十分清楚,沉積環境類同,早期(相當于官山時期)為河床~河漫灘相和湖泊沼澤相為主的陸相沉積;中期(相當于老山下亞段)為濱海沼澤相沉積;晚期(中老山段~王潘里段)為淺?!珵I海湖泊相沉積。在中期,地質構造活動相對穩定,泥炭沼澤相持續時間較長,成煤條件好。在宜春~樂平形成了穩定的B煤組沉積。區域內查明的煤礦產地均賦存于樂平組地層中。呈北東向分布于高安鈞山背斜、付家圩向斜、禮港背斜兩翼和樟樹中林一帶。地層厚度290.00~350.00m。其中B4煤層穩定,兩極厚度0~4.64m,一般厚度0.80~1.76m。其它煤層不穩定,僅局部可采。
B4煤層之頂板灰巖或鈣質砂巖為全區煤層的標志層,易于對比。
另據1964年江西省地質局物探大隊在經樓地區開展的電測深剖面測量成果認為:
1)在經樓西部神嶺村(礦區西部)重力高異常區存在煤系地層,其產出狀態為向南傾伏延伸,且愈向南其覆蓋層愈厚。
2)在楊家園~長崗村異常區覆蓋層之下,煤系地層賦存的可能性較大,而且東淺西深。
3)經樓以東,禮港復背斜南翼地區在覆蓋層之下,尚有含煤地層(P3L)存在,但蓋層較厚。
(二)構造條件
1.常規地質工作解析的構造
預測區位于禮港復式背斜南翼西南的延伸部位。據已有的區域地質和礦區地質資料:禮港復式背斜的北翼構造較為簡單,為一單斜構造(徐府嶺礦區)。而其南翼則大致由三個次級褶皺組成。即:由北向南由杉林村-槐樹村背斜、八景煤礦向斜、胡家坊-樟坑背斜再次一級褶皺構造組成(見圖1)。
禮港復式背斜褶皺構造形態主要表現為平行長軸狀、箱狀、梳狀以及它們之間的過渡型褶皺。構造線方向為北東-北東東向,形態緊密。背、向斜一般表現為長軸狀相間分布,背斜成脊狀,向斜成箱狀。向斜寬,背斜窄為禮港復式背斜在區域內褶皺構造之特點。
樂平組及其上覆地層組成復式向斜的翼部及核部,二疊系組成背斜的核部。沿褶皺兩翼發育有北東向走向斷層及近南北向的橫斷層。向斜軸線總體呈北東東向。
2.布格重力異常解析的構造
根據《江西中部1:5萬(臨江鎮幅)(樟樹市幅)布格重力報告》(1989年江西省地礦局第二物探大隊),發現在預測區紅盆之下有隱伏構造的存在。其重力異常變化有以下規律:重力高反映為背斜構造形態,重力低反映為向斜構造形態。同時顯示煤系地層有重力低異常特征。
布格重力異常格局面貌基本反映了預測區構造形跡:預測區以褶皺為主,異常軸向反映了褶皺構造的軸部位置與構造走向。經樓背斜北鄰前保向斜,南接曲江向斜(清江盆地北緣),屬禮港復式背斜的次級褶皺,與本區地質構造相吻合。(見圖1)。
1)禮港-前保背斜:位于預測區北部邊界,北東自禮港鎮,往南西經前保,至中林??傮w呈北東東向展布,延伸長度大于5km。核部地層為石炭系下統梓山組、二疊系中統茅口組,兩翼地層為二疊系上統樂平組、長興組。地層產狀:北西翼315∠40°-60°,南東翼傾145∠35°-55°,軸面150∠85°。背斜北東端樞紐傾向北東,傾伏角10°-15°,南西端則傾伏于樟樹中林礦區的新居村附近。
2)前保向斜:位于預測區北部,北東自后窯,往南西至中林。本區重力異常變化規律與背、向斜構造基本一致(即重力高、低異常區分別反映為背、向斜構造形態)及煤系地層有重力低異常特征。前保向斜隱伏于紅盆之下,在1/5萬重力異常圖上反映為G29、G30重力低異常區,延伸長度大于10km,最寬處1.8km,面積約16km2。軸向北東東向,向斜軸向呈舒緩波狀起伏,其中北東端、南西端翹起,中部隱伏于紅層之下。核部地層為二疊系上統樂平組,兩翼地層為二疊系中統茅口組。
3)經樓背斜:位于預測區的中部,東起高安八景,西至樟樹中林以南,呈北東東向展布。往東仰起,向西傾伏,在經樓附近被古近紀地層所覆蓋。經樓背斜基本上隱伏于紅盆之下,在1:5萬重力異常圖上反映為G23、G24重力高異常區。位于預查區中北部,北東自銅鼓嶺、至經樓往南西延伸至云溪。延伸長度約17.00km,最寬處2.20km。軸向北東東,背斜軸向呈舒緩波狀。軸部地層為二疊系茅口組。兩翼傾角一般為25°~50°。
4)曲江向斜:隱伏于紅盆之下,位于預測區的南部,東起馬村,經張家山至陳簡家,南西至翁家。在1:5萬重力異常圖上反映為G23南側、伴生的一串珠狀重力低異常,幅值不高,呈北東東向分布。向斜核部地層為下三疊系,兩翼地層分別為樂平組、長興組,北翼地層產狀傾向南東,傾角10°~30°,寬約8.00km。
另據1970~1981年清江盆地石油地震勘查資料,在預測區之南的蛟湖~樟樹北為一狹長隆起區,原915隊稱之為“蛟湖背斜”,按常理在經樓背斜與蛟湖背斜兩個隆起之間應該為坳陷(向斜)。由此,可將經樓以南區域確立為曲江向斜的西延部分。
四、預測區構造分析與反演
根據區域地層展布、區域構造格局,同時將以上地層及構造分析資料進行融合整理(圖1),不難看出:
預測區處于禮港復背斜的西南延伸部位,通過重力異常解譯的褶皺構造與禮港復背斜的次級褶皺構造一一對應。即:禮港-前保背斜為杉林村-槐樹村背斜的西南延伸,并組成禮港復背斜的核部;前保向斜為八景向斜的西南延伸;經樓背斜為胡家坊-樟坑背斜的西南延伸。只是在禮港、后窯一帶有一隆起。
基于此,我們根據已有的區域地質、礦山地質資料,首先建立20線地質剖面的基本形態,然后以20線為基準,再根據以上分析的預測區的構造格局,往西南方向反演。從反演的結果看,在預測區范圍內還是有樂平煤系存在。
為方便起見,我們將預測區反演的地質構造形態用樂平煤系的底板等高線形式表現出來(圖2)。從圖2可以看出,無任是區域地質、礦山地質解譯的構造,還是物探電測深和布格重力異常解譯的構造,這些構造貌似分離,實則相互相成,有機融合,它們共同形成了禮港復式背斜南翼統一的構造體系。也就是說,預測區的構造仍處于禮港復式背斜的南翼,屬于禮港復式背斜構造往西南方向的整體延伸,呈北東東向展布,往東仰起,向西傾伏。
根據圖2反演結果,經估算,在約190平方千米的范圍內,-1000米標高以上的樂平組煤系約有83平方千米。
五、結論
預測區外圍的中林煤礦、徐府嶺煤礦、八景煤礦等為我省重要的產煤區段。通過對預測區及其區域內地層、構造及控礦條件的研究、分析,尤其是將布格重力異常和電測深異常資料與常規地質工作成果加以整合,并通過綜合分析、研究、反演表明:預測區處于禮港復背斜的西南延伸部位,預測區的構造與禮港復背斜構造形成了統一的構造體系,在預測區的深部有較大的找礦空間。
本文在完成過程中,得到了覃兆松老先生的悉心指導,在此表示誠摯謝意!
參考文獻:
[1] 1:20萬《高安幅》區域地質調查.江西省地質局,1964年.
[2] 1:5萬《清江幅》、《新街幅》、《尚莊幅》區域地質調查.江西省地礦局.
[3] 《江西中部1:5萬(臨江鎮幅)(樟樹市幅)布格重力報告》.江西省地礦局第二物探大,1989年.
[4] 江西省清江縣經樓地區電法工作報告.江西省地礦局物探大隊,1964年.
[5] 1970-1981年清江盆地石油地震勘查資料.
作者簡介:諶仲孫(1964-),男,地質礦產工程師,長期從事地質礦產勘查工作。