七五井田許樓井上組煤巖漿巖侵入情況研究

郭春鋼 裴海倫 鄧海賓

（棗莊礦業(yè)集團七五煤礦設(shè)計室，山東 棗莊 277000）

1 井田概況

滕縣煤田地處華北板塊（Ⅰ）魯西隆起區(qū)（Ⅱ）魯西南潛隆起（Ⅱb）菏澤－兗州潛斷隆（Ⅱb1）的滕州潛凹陷（Ⅱb113）內(nèi)。七五井田位于滕縣煤田南部，北與田陳煤礦、歡城煤礦為臨，南至微山縣城保護煤柱線，東為李橋斷層、南門斷層，西為紙坊斷層、歡城斷層，井田總面積約為46.2 km2。

七五井田由山東能源棗礦集團七五煤礦負責開采，根據(jù)實際生產(chǎn)情況，根據(jù)紙坊斷層將七五井田劃分為七五井（西北部）和許樓井，當前的主要生產(chǎn)活動均集中在許樓井內(nèi)。許樓井上組煤（3上、3下）主要受巖漿巖侵入影響，本文結(jié)合礦井實際揭露情況，重點分析巖漿巖對許樓井上組煤的影響情況。

2 區(qū)域巖漿巖侵入

2.1 區(qū)域巖漿活動

滕縣煤田（南部）位于嶧山斷裂西側(cè)約5 km，微山勘探區(qū)巖漿活動比較強烈，其次是七五井田，巖漿侵入面積較大，呈巖床產(chǎn)出。付村和田陳井田巖漿侵入比較輕微，多以巖脈為主，僅局部地段有巖床或巖盤產(chǎn)出。距七五井田東約13 km 處的薛城，有巖性主要為石英閃長斑巖和二長巖類的巖漿巖出露，七五井田東側(cè)約10 km，官橋煤田井亭、八一、魏莊等三個煤礦井下揭露呈巖床產(chǎn)出的煌斑巖侵入。嶧山斷裂東側(cè)的江蘇省徐州市利國鐵礦巖漿體出露地表直徑達2 km，向北在地表斷續(xù)出露，一直到嶧山斷裂。根據(jù)巖漿巖侵入規(guī)律，利國鐵礦的巖體基本屬中心相，官橋煤田和滕縣煤田（南部）為邊緣相。

2.2 巖漿巖的種類及侵入時代

（1）巖漿巖的種類

經(jīng)山東省地質(zhì)局化驗鑒定，七五井田巖漿巖可分為輝綠巖、煌斑巖及閃長玢巖。其中，輝綠巖包括橄欖輝綠玢巖和蝕變輝綠玢巖；煌斑巖包括橄輝云煌巖、云輝斜煌巖、含橄欖閃斜煌巖、云斜煌斑巖和閃斜煌斑巖；閃長玢巖包括角閃閃長巖、黑云閃長玢巖、蝕變閃長玢巖和蝕變石英閃長玢巖。

（2）巖漿巖侵入時代

北京第三研究所同位素地質(zhì)研究室采用鉀-氬法對七五井田巖漿巖樣品進行了同位素地質(zhì)年齡測定，其結(jié)果見表1。

表1 鉀－氬法同位素地質(zhì)年齡測定結(jié)果表

由表1 分析可知，煌斑巖井田內(nèi)分布較廣，4個煌斑巖樣同位素年齡為1.28、1.27、1.22 和1.07億年。根據(jù)《地史學教程》中白堊世的同位素年齡劃定，1.37～1.00 億年為早白堊世，1.00～0.65 億年為晚白堊世，且1.20 億年屬于早白堊世的中期。因此，在同位素年齡測定結(jié)果中，3 個煌斑巖樣品屬于早白堊世中期，一個屬于早白堊世晚期產(chǎn)物。閃長玢巖同位素年齡測定1.14 億年，屬于早白堊世中期產(chǎn)物。輝綠巖井田內(nèi)分布較少，樣品同位素年齡測定為0.75 億年，屬于晚白堊世。

2.3 巖漿活動通道分析

區(qū)域巖漿巖主要沿近南北向和東西向的斷裂以巖株或巖墻形式上升侵入到各煤層。巖漿活動的主要通道，應(yīng)為落差大、切割深度達地幔的深大斷裂。據(jù)區(qū)域構(gòu)造資料分析，位于井田東側(cè)約5 km 外的嶧山斷裂是巖漿侵入的主要通道，其依據(jù)是：（1）近南北向的嶧山斷裂平面走向長度大于130 km，斷距大于2000 m，構(gòu)成了巖漿源的通道。（2）嶧山斷裂東側(cè)的薛城以東的匡山、王開及桑村出露的寒武系巖漿巖體其方向性與嶧山斷裂走向一致，因此推測巖漿的近源通道主要是嶧山斷裂。

通過以上分析可知，該井田內(nèi)的巖漿通道主要是巖漿沿嶧山斷裂上升過程中向西侵入到深部的地層中，然后沿巖層的節(jié)理、裂隙、斷層等為通道，以巖株或巖墻的形式上升進入到煤系地層。通過本本井田的3 個鉆孔（X0-9、X1-4、X5-17 號孔）取芯資料證實，侵入最高層位可達上侏羅統(tǒng)礫巖層。

3 井田局部巖漿巖侵入分析

根據(jù)礦井實際揭露及鉆探資料顯示，井田內(nèi)南部和北部所受巖漿巖的侵入來自不同方向，為更好地指導礦井生產(chǎn)，需要分區(qū)域進行巖漿巖侵入分析。

圖1 3上煤層巖漿侵入范圍圖

3.1 井田西南部巖漿巖侵入分析

根據(jù)鉆孔資料及物探資料分析，井田西南部的3上煤層大面積被巖漿巖侵入焦化，3下煤層則賦存完整（圖1、圖2），且未受到巖漿巖侵蝕影響。根據(jù)鉆孔資料顯示，3上煤層與3下煤層層間距平均28 m，如果按照巖漿巖從底部侵蝕的情況進行分析，則應(yīng)該3上、3下煤層均受影響。

根據(jù)對礦井南部鉆孔的分析，巖漿巖厚度由南向北逐漸變薄，且井田范圍內(nèi)鉆孔巖漿巖厚度均不超過5 m，可推斷出南部巖不是由底部侵入，而是由南部向西北侵入。同時在礦井3上211 工作面切眼處揭露了巖漿巖侵入末期，與煤層互相交錯的情形如圖3。

根據(jù)對井田南部地質(zhì)構(gòu)造的分析，在南部存在一條貫穿井田邊界的大斷層—郭莊斷層（圖4）。該斷層為正斷層，走向190°，傾向280°，落差20～100 m，并由北向南逐漸增大。通過對斷層兩層鉆孔巖層的整合關(guān)系分析，郭莊斷層形成在二疊紀時期。通過對巖漿巖進行同位素測定，判斷其侵入時間在白堊紀，因此郭莊斷層形成的時間早于巖漿巖侵入時間。

圖4 七五井田構(gòu)造綱要圖

由于郭莊斷層形成時間早，巖漿巖由礦井南部沿郭莊斷層下盤3上煤侵入，在到達郭莊斷層時，因下盤抬升，導致煤層及頂?shù)装逑蛳吕鞆澢?，形成向下的通道。巖漿巖沿3上煤層侵入到斷層時，便沿通道向下侵入，在經(jīng)過下盤3下煤層時，由于3下頂板同樣向下彎曲，同時由于巖漿巖的沖擊，使頂板相當于一個保護罩，封閉了巖漿進入3下煤的通道。之后巖漿巖繼續(xù)向下侵入，上盤3上煤層及其頂?shù)装逵捎谏媳P下降，受牽引力作用向上彎曲，形成“勺子”狀，將巖漿巖“接入”3上煤層中，同時3上煤層底板也起到了隔絕巖漿巖繼續(xù)向下侵入的作用。因此在礦井南部形成了僅3上煤層被巖漿巖侵蝕，3下煤層賦存完整的情況，如圖5。

3.2 井田北部巖漿巖侵入分析

井田北部區(qū)域3上、3下煤層均受巖漿巖侵入影響，根據(jù)對物探資料的綜合分析，在井田東部有自下而上的巖漿巖侵蝕區(qū)，如圖5。

依據(jù)對巖漿巖侵蝕區(qū)域內(nèi)鉆孔的分析，可判斷巖漿巖由3下煤層底板向上侵蝕，通過擠破3上底板后進入煤層。由于巖漿巖由下而上侵入，因此在3下煤層中巖漿巖具有的能量較多，導致3下煤層受侵蝕影響范圍要大于3上煤層。

同時根據(jù)礦井3上705、3上703、3上313 工作面的實際揭露情況，也證明了巖漿巖由東北向西南方向逐漸減弱，因此也證明了礦井北部巖漿巖是以東部的巖漿巖侵蝕區(qū)向四周發(fā)展。

圖5 巖漿巖侵入示意圖

4 結(jié)論

七五煤礦許樓井上組煤應(yīng)受來自兩方向的巖漿巖侵入。礦井西南部的巖漿巖從礦井南部沿3上煤層向西北方向侵蝕，在侵蝕至郭莊斷層后沿斷層面向下侵蝕，由于受斷層影響，郭莊斷層以西3上煤層形成“勺子”狀，既形成了巖漿巖侵入3上煤層的通道，又隔絕了巖漿巖繼續(xù)向3下侵蝕的道路，因此導致礦井西南部僅3上煤層受到巖漿巖侵蝕，而3下區(qū)域未受影響。礦井北部巖漿巖則是由3下煤層底板處開始向上侵蝕，通過擠破巖層后進入3上煤層。因此在北部區(qū)域，3下煤層受巖漿巖侵蝕的影響要大于3上煤層。