论霍西煤田矿区火成岩对煤质影响范文

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摘要：文章通过对矿区内火成岩特征，入侵层位及入侵后对煤层厚度的影响、煤质变化对比等，对火成岩入侵对煤层、煤质的影响进行初步分析。

关键词：火成岩；煤质；霍西煤田

1矿区地层

本区为黄土全掩盖区，没有基岩出露。本区地层由老到新为奥陶系中统上马家沟组、峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组、二叠系上统上石盒子组，新生界地层不整合覆于各时代基岩地层之上。具体含煤地层描述如下：

1.1上统太原组

（Ct）3本组为主要含煤地层之一，区内无出露，为一套泥岩、粉砂岩、煤层及石灰岩交替沉积的海陆交互相含煤建造。依据本次勘查钻孔地质资料，本组总厚度38.2-49.8m，平均厚度45.27m，与下伏地层整合接触。下段从K砂岩至K灰岩底，以砂岩为主，本层含9+10号12煤层，为主要可采煤层。本区钻孔揭露厚度：4.75-10.25m，平均厚度7.80m。K砂岩为太原组与本溪组的分界，为一层灰色-灰黑色1中-细粒砂岩，局部相变成粉砂岩，本区发育稳定，节理发育，含有少量的黑色泥质条纹，本区钻孔揭露厚度：1.3-2m,平均厚度1.65m。1-1、2-1、1-2、2-2中均有火成岩侵入，其中1-2火成岩厚24.13m，ZK2-2火成岩厚30.49m，1-1和2-1因火成岩侵入过厚分别在施工了68.95m和49.20m后结束施工，未见K界面。火成岩岩性为闪长斑岩，灰白、浅1灰色石英为主，含斜长石斑晶，岩石致密、坚硬。中段从K灰岩底至K灰岩顶，中间夹有一层不稳定不可24采的7、7、8号煤层，以三层深灰色含动物碎片的石灰岩下（K、K、K）为主，K局部缺失，或K灰岩分叉为两层。夹23442黑色、浅褐色灰色薄层中厚层状炭质泥岩、泥岩、细粒砂岩。在1-2、2-2、2-3和112钻孔中（勘查区西部）均有发现火成岩侵入，主要岩性为闪长斑岩，灰白色或浅绿灰色，含灰色长石斑晶及黄铁矿细晶。本区钻孔揭露厚度：15.05-30.86m，平均厚度24.68m。K灰岩深灰色生物碎屑灰岩，厚2.15-8.20m，平均25.43m，在ZK2-2钻孔发生分叉现象，含有少量的动物化石，裂隙较发育，方解石以脉状充填其中。K灰岩深灰色生物碎屑灰岩，厚0.87-4.18m，平均32.2m，裂隙较发育，方解石以脉状充填其中。K灰岩深灰色生物碎屑灰岩，厚0.47-3.14m，平均41.64m，在ZK1-2钻孔缺失该灰岩，含有少量的动物化石，裂隙较发育，方解石以脉状充填其中。上段从K灰岩顶至K砂岩底，以灰黑色泥岩及灰白色砂岩47（一般3-4层，厚度不均）为主，6号煤层位于此层内，均为不可采煤层，本区钻孔揭露厚度：4.70-24.5m，厚度12.78m。

1.2下统山西组

（Ps）1自K砂岩底至K砂岩底，为井田主要含煤地层之一。厚度78为22-36.83m，平均厚度30.78m，与下伏地层整合接触。区内无出露，依据钻孔资料：本组植物化石丰富，岩性主要以灰白色、灰色砂岩，深灰色粉砂岩，灰黑色泥岩为主。含煤3-4层(1号、1号、、2号、3号)，其中2号煤层全区稳定可采，上1、3号煤层大部可采，1号煤层为不稳定不可采煤层。上在勘查区西部的ZK1-1、ZK1-2、ZK2-1、ZK2-2均有火成岩侵入，厚度30.5-34.88m，主要岩性为闪长斑岩，灰白色、浅灰绿色，含有长石斑晶。底界分界砂岩K区内较为发育，其岩性特征为灰色厚层7状中-细粒砂岩，以长石、石英为主，为长石石英砂岩，有较丰富的黑色泥质条纹，少量的炭屑和白云母片，厚0.92-3.0m，平均1.98m。

2矿区构造

本区位于山西省中南都，霍西煤田西南部。其构造形态受新华夏系控制，呈现出总体走向NNE向的两堑一垒的构造格局。受新生界新构造运动影响，襄汾普查区形成一个近东西向隆起带，其北侧和南侧分别为临汾、侯马挽近断陷盆地，矿区位于襄汾隆起带西南部。

3火成岩岩性及特征

在2-3号钻孔656.50-656.55m及775.60-775.67m处采取两个火成岩样品做薄片试验，样品镜下特征为：斑状结构、基质呈霏细结构、微粒结构、块状构造。岩石主要由斑晶和基质两部分组成，斑晶主要为蚀变暗色矿物、斜长石、正长石、石英等，斑晶具世代结构，一世代呈半自形-较自形晶，较粗大，大小1-5mm，多1.5-3mm；二世代斑晶较细小，大小0.1-1mm，基质呈霏细结构，成分以长石为主，具绢云母化、碳酸盐化。鉴定结果为二长斑岩。

4火成岩的侵入范围及对煤层的影响

根据本次勘查及引用以往资料，本区火成岩从勘查区西北偏北方向侵入勘查区（见图1），除2-3号钻孔在下石盒子组见一层火成岩外，其余钻孔所见火成岩的主要入侵层位为山西组和太原组，顺松软岩层侵入，山西组主要在2号煤层底板上下，太原组主要在K灰岩上下，火成岩侵入2区主要在勘查区西部、中部即1、2勘探线，3勘探线未受到火成岩侵入影响。从单孔岩性结合化验资料来分析，ZK2-3孔火成岩侵入上部在下石盒子组，下部在太原组，山西组未受到火成岩侵扰。从煤质化验结果来看，山西组煤层仍为焦煤，下组煤为无烟煤。1号勘探线山西组火成岩入侵主要集中在1号煤顶板，使得1号煤层厚度变薄；太原组火成岩入侵主要集中在K灰岩底板2下，使得1-1号钻孔K灰岩以下为69m的火成岩，未见9+10号煤2层，1-2钻孔9+10号煤层分为上下两层，下层失去开采价值。2号勘探线山西组火成岩入侵2-3、2-2两个钻孔主要集中在2号煤顶板，使得1号煤层消失，2号煤层未受影响，2-1钻孔山西组火成岩在2号煤层底板位置，1号煤层完整且可采，2号煤层分为上下两层；根据火成岩入侵方向，2-1号钻孔太原组火成岩入侵位于K灰岩以下，为50m的火成岩，2未见9+10号煤层，2-2号钻孔太原组火成岩入侵位于K灰岩2以下，9+10号煤层顶板上，使得9+10号煤层变薄，2-3号钻孔太原组火成岩入侵位于K灰岩顶板的8号煤层以上。

5岩浆活动对煤质的影响

5.1物理性质

随着煤层距离火成岩岩体距离的不同，煤层物理性质变化也不同，区内各煤层煤岩均呈灰黑色，条痕呈褐黑色，光泽为似金属光泽，参差状、阶梯状断口，煤岩结构主要为条带状、粒状、透镜状，次之煤岩构造类型有层状、块状构造，内生裂隙发育，煤芯易破碎，一般呈粉末状或碎屑状。宏观煤岩组分以亮煤为主，暗煤次之，有少量镜煤。煤岩类型以光亮型或半亮型煤为主。1-1、1-2、2-1、2-2、2-3部分煤层受火成岩侵入体的烘烤影响，局部呈明显焦化特征。

5.2显微煤岩特征

随着煤层距离火成岩岩体距离的不同，显微煤层特征变化也不同，显微煤岩组分镜质组以基质镜质体居多，其次为均质镜质体和结构镜质体，有少量团块镜质体和碎屑镜质体。惰质组中以氧化半丝质体居多，其次为粗粒体和少量惰屑体和微粒体。矿物中粘土以浸染居多，其次为充填状和分散状，有少量团块状岩，有少量方解石和黄铁矿。其中1-2和2-2中2号煤因火成岩烘烤造成有机质主要为天然焦，有少量热变煤。

5.3化学工艺及工业性能

由于火成岩的入侵作用，使煤的化学性质和工艺性能发生了一系列变化。从煤的工业分析、元素分析、显微煤岩特征等各项化学工艺指标来看，接触变质煤与正常煤相比，水分、灰分、挥发分、发热量、粘结性指数及浮煤回收率较少。根据煤质化验资料分析，受火成岩侵入影响的1、2号勘探线主要煤层煤质为无烟煤，可作民用；未受火成岩入侵影响的3号勘探线主要煤质为焦煤，可作为化工及炼焦配煤。

6结论

通过以上初步分析，可知本区火成岩入侵为顺软弱层侵入，侵入在煤层位置时会对煤层的厚度产生影响，并且随之火成岩岩体与煤层距离的远近，对煤质也产生了不同程度的影响，煤的工业用途也发生了变化。图1火成岩侵入范围示意图

参考文献：

[1]煤、泥炭地质勘查规范DZ/TD215-2002[S].

[2]显微煤岩类型分类GB/T15589-1995[S].

[3]煤炭质量分级GB/T15224.1-2010[S].

作者：秦随明 单位：山西省煤炭地质水文勘查研究院