宋克金 李萬忠 李 佼

(1.河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南鄭州 450001; 2.河南省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南鄭州 450001;3.河南省煤田地質(zhì)局三隊，河南 新鄉(xiāng) 453000)

1 概述

礦區(qū)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(qū)內(nèi)地表全部為新生界第四系覆蓋。

本區(qū)地質(zhì)工作程度較低，河南省地調(diào)院在該區(qū)進行了煤炭資源預(yù)查工作，基本控制了煤層的厚度、產(chǎn)狀及埋藏深度，提供了本區(qū)煤礦比較詳細的資料。

2 區(qū)域地質(zhì)特征

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

內(nèi)黃凸起北部?？h以北地區(qū)，為北北東向平緩正磁異場和重力高區(qū)，向南東重力、航磁值逐漸降低，至滑縣以南地區(qū)，變?yōu)槠骄徹摯艌黾爸亓Φ蛥^(qū)。據(jù)?？h附近零星出露的寒武系及物探和鉆孔資料分析，內(nèi)黃凸起基底為太古界、古生界。晚石炭世及二疊紀本區(qū)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(zhì)的保存創(chuàng)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(qū)內(nèi)均為黃土覆蓋的平原地區(qū)，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(qū)域地層其下自下而上分布有:中奧陶統(tǒng)、上石炭統(tǒng)本溪組、太原組、下二疊統(tǒng)山西組、下石盒子組、上二疊統(tǒng)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(gòu)造分區(qū)圖

3 區(qū)域構(gòu)造特征

區(qū)域構(gòu)造位于華北陸塊南部華北坳陷之內(nèi)黃凸起、滑縣臺穹。區(qū)內(nèi)斷裂不發(fā)育，但邊緣則為斷裂為限，西側(cè)為太行山東麓深大斷裂，東側(cè)為長垣大斷裂，南端為焦作—商丘深大斷裂。因此，內(nèi)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(gòu)造，沉積了中新生代地層。

根據(jù)1∶50萬基巖地質(zhì)圖說明書和地震成果資料，本區(qū)構(gòu)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(qū)范圍以外，對勘查區(qū)無大的影響。

4 區(qū)域重力場特征

區(qū)域上位于規(guī)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?？傮w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(qū)。工作區(qū)就位于這個寬緩的異常區(qū)中，場值北高南低，場值變化為4個～6個毫伽。

根據(jù)地質(zhì)資料，北部規(guī)模較大的井店—馬莊橋重力高異常是內(nèi)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(xiàn)，它與內(nèi)黃凸起的匯合部位形成一個寬緩的過渡區(qū)，該區(qū)地形相對平緩、構(gòu)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(qū)。

5 二維地震地質(zhì)特征

本區(qū)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(xù)，具有形成強反射波(T2波)的條件，反射波的穩(wěn)定性較好。

本區(qū)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(jù)地層結(jié)構(gòu)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(xù)性和穩(wěn)定性好，根據(jù)地層結(jié)構(gòu)分析，將該波定名為T2波，因為本區(qū)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(jīng)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(yīng)的地震波基本一致，扣合較好，見圖2。

6 煤田地質(zhì)

主要含煤巖系為二疊系山西組，根據(jù)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(wěn)定，為全區(qū)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(zhì)泥巖、炭質(zhì)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(zhì)膠結(jié)，具交錯層理、層面具大量炭質(zhì)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(zhì)條帶，具水平層理，頂部為小紫斑泥巖。

圖2 dz16線地震地質(zhì)剖面圖

本區(qū)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?guī)r約15 m。本礦區(qū)標志層特征明顯，易于識別，是煤巖層對比的重要依據(jù)。

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(qū)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(huán)境為沼澤發(fā)育、植物繁殖和泥炭聚集，為煤的聚集提供了物質(zhì)來源，在伏牛古陸以北地區(qū)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(qū)早二疊世時期，發(fā)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(huán)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(huán)境，該時期地殼較為穩(wěn)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(zhì)基礎(chǔ)，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(zhì)來源，僅在三角洲平原分流河道之間的洼地、湖盆地區(qū)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(zhì)來源，至平頂山砂巖沉積時期結(jié)束了成煤期。

后期受印支、燕山構(gòu)造運動的作用，形成了本區(qū)整體的區(qū)域構(gòu)造格局。不僅控制了巖層的展布方向和賦存狀態(tài)，也控制了含煤地層分布。致使古生界地層發(fā)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(chǎn)物。隆起區(qū)煤系地層遭受風化剝失，而在坳陷區(qū)較好的保存了煤系地層［3-10］。

8 結(jié)語

本區(qū)晚石炭世及二疊紀地層保存較為完整。本區(qū)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(zhì)的保存創(chuàng)造了條件;重力場表現(xiàn)為寬緩的異常區(qū);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(xù)性和穩(wěn)定性好。經(jīng)鉆探工程驗證，全區(qū)普遍存在二1煤層。資源量達10億t以上，可成為一大型優(yōu)質(zhì)煤資源基地。

［1］河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局.河南省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京:地質(zhì)出版社，1989:627-660.

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

［3］尚冠雄.華北地臺晚古生代煤地質(zhì)學(xué)研究［M］.太原:山西科學(xué)技術(shù)出版社，1997.

［4］崔寶洲.山西省晚古生代聚讎規(guī)律［M］.太原:山西科學(xué)技術(shù)出版社，1992.

［5］河南煤田地質(zhì)公司.河南省晚古生代聚堞規(guī)律［M］.武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版杜，1991:141-194.

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

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

［8］王振芬，馬黎明.安鶴煤田二1煤層煤變質(zhì)規(guī)律探討［J］.中國煤田地質(zhì)，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(guī)律［M］.武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1991:72-74.

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

［11］呂文德，宋克金，李萬忠，等.河南省地質(zhì)調(diào)查院2006年度省級探礦權(quán)采礦權(quán)使用費及價款地質(zhì)礦產(chǎn)勘查項目河南省滑縣王三寨煤預(yù)查地質(zhì)報告06ZB-03［R］.2010.

［12］劉國印，宋克金，李萬忠，等.河南省地質(zhì)調(diào)查院2006年度省級探礦權(quán)采礦權(quán)使用費及價款地質(zhì)礦產(chǎn)勘查項目 河南省濮陽縣城西部煤預(yù)查地質(zhì)報告06ZB-02［R］.2010.