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总769期第三十五期2021年12月河南科技Henan Science and Technology煤炭勘查区沉积环境及构造分析陈扣强（江苏长江地质勘查院，江苏南京210046）摘要：区域地层情况、构造情况以及沉积环境对于矿井工程的实施具有决定性作用。
为研究沉积环境及构造情况对煤层开采的影响，以西南某勘察区为研究对象，分析了区域内地层、构造、沉积环境以及古地质情况对煤层的影响，得到以下结论：①区域内含煤地层分为4层，主要构造为2个大型构造；②煤系为海陆交互相沉积，沉积物堆积区是靠海的湖沼与盆地地带；③勘查区在地质作用下，煤呈灰黑-黑色，煤层水分北低南高，煤层厚度呈现中部高、南北两边逐渐变薄的现象。
关键字：地层；构造；沉积环境；含煤地层中图分类号：P548文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）35-0123-03 Sedimentary Environment and Tectonic Analysis of Coal Exploration AreaCHEN Kouqiang（Jiangsu Changjiang Geological Survey Institute,Nanjing Jiangsu210046）Abstract:Regional stratigraphic conditions,structural conditions and depositional environment play a decisive role in the implementation of mine engineering.In order to study the influence of sedimentary environment and structure on coal seam mining,a survey area in southwest China was taken as the research object,and the influence of strata, structure,sedimentary environment and paleo geological conditions on coal seam in the area was analyzed,and the following conclusions were obtained:①The coal-bearing strata in the area are:There are4bottom layers,and the main structure is2large-scale structures;②The coal measure is the sedimentary of sea-land interaction facies.Sedi⁃ment accumulation areas are lakes and basins near the sea；③Under the geological action of the exploration area,the coal is gray-black to black,and the coal seam moisture is lower in the north and higher in the south;the thickness of the coal seam is higher in the middle,and gradually becomes thinner on the north and south sidesKeywords:stratigraphy；structure；depositional environment；coal-bearing strata矿井地质情况研究对于矿井开拓开采、巷道布置具有决定性作用。
深部矿产地质勘查理论及对策分析摘要：中国经济社会发展与资源环境约束的矛盾日益突出，走向深部，向深部要资源，是矿产勘查的必然趋势。
在论述深部找矿的重要性、必要性基础上，阐述了深部找矿的基本概念，总结了深部找矿的现状，梳理了深部找矿的难点，提出了“从成矿作用本质研究深部找矿问题，研究成矿地质体确定找矿方向，研究成矿构造和成矿结构面预测矿体位置，研究成矿作用特征标志提供预测依据，综合地质的、物探的、化探的、钻探的技术手段探测深部矿体，以间接找矿为主，直接找矿为辅”的深部找矿思路及方法，并对加强深部找矿工作提出了充分发挥理论指导找矿作用，创新、研发、推广适合中国特色的深部找矿技术，充分利用大数据等现代信息技术等建议。
关键词：矿产地质勘查理论；技术方法；理论引言随着我国国民经济的快速发展以及社会现代化进程的不断深入，人们对矿产资源的需求量不断扩大，而金属矿资源短缺问题越发突出。
根据我国地质部门提供的信息，当前我国大部分矿山中，有近一半面临着矿产资源枯竭的问题。
因此，如何加强现有矿山深部找矿工作，延长矿山寿命周期，是缓解我国矿产资源短缺问题关键，这对促进我国矿山企业的健康可持续发展，保证我国矿产资源供应，维护社会和谐稳定有着不可忽视的作用，这也是当前经济社会发展形态下对我国地球科学工作者提出的新要求。
从我国地质部门公布的信息来看，当前我国开采的金属矿产资源主要来自于0m~500m深即第一深度空间开采的金属资源。
考虑到当前我国经济社会发展对资源的需求情况以及地球物理勘查技术发展状况，对地壳深部金属矿产勘查深度，被确定为500m-2000m之间，这对我国可持续发展战略的实施有着极大意义。
1深部矿产地质勘查理论深部矿产资源勘查理论概述随着我国危机矿山接替资源找矿和老矿山接替资源找矿等项目的开展，深部矿产资源勘查已成为今后矿产勘查的发展趋势，目前，我国深部找矿勘查工作已取得了不错的成绩。
获取客观地质信息，查明矿产资源储量是矿产勘查的根本目的，针对深部矿产勘查研究，我国已经有了一系列的理论成果，如地质学基础、经济学基础和技术基础等。
深部开采沉陷规律研究与分析开采沉陷是深部矿产资源开采过程中最为重要的领域之一，开采后沉陷规律的研究与分析是科学决策开采比较充分及有效的前提之一。
本文就深部矿产资源开采沉陷的规律研究与分析进行深入的论述，并给出了具体的研究方法和分析案例。
一、深部矿产资源开采沉陷规律研究1、概念浅析施工开采的沉陷是长期的应力释放、地层改变以及外因影响所引起的矿山构造变化，它是影响矿山发展和安全生产的重要参数之一。
深部矿产资源开采沉陷规律是以深部矿产资源开采为主导，以其所带来的构造改变和地面沉陷运动为基本特征的地质现象。
对深部矿产资源开采沉陷规律研究可以更加深入、准确的了解深部开采所引起的构造改变及地面沉陷的规律及特征，为深部开采的质量控制、生产安全和地表沉陷的综合控制提供重要的理论依据和参考数据。
2、研究流程深部开采沉陷规律研究要求有全面、系统、深入的研究方法。
通常研究流程分为以下几个步骤：（1）突出研究对象的特性和规律：即定位和调查研究对象的特征并归纳汇总；（2）综合统计分析归纳：利用诸如数据处理、描述统计分析、图表绘制等方法，对归纳汇总的资料进行统计分析；（3）研究规律及其影响机理：深入探讨开采沉陷的规律及其影响机理，以及开采方式、技术措施等对矿山构造变化、地面沉陷及安全隐患及生态影响等的影响；（4）制定有效的预测与解决方案：根据研究得出的规律，运用预测与预报技术，结合实际情况，制定出有效的预测与解决方案，为矿山安全开采提供技术指导。
二、深部矿产资源开采沉陷规律分析1、测量技术测量技术是深部矿产资源开采沉陷规律分析的基础，我们可以通过垂直测量、水平测量以及数字测量等技术手段，来科学测量矿山构造特征及沉陷变化情况，从而对沉陷运动规律及外部因素的影响等深入分析。
2、数值模拟利用一定的数值模拟技术可以探索不同的长期沉陷规律，预测深部开采可能造成的地表沉陷情况。
数值模拟可以模拟矿山构造变化过程，从而更加精准的研究和预测深部开采沉陷规律。
区域深部成矿找矿主流规律（岩矿树）新概念模型探讨河南省政府参事、河南省有色地矿局科技顾问姚公一 2011年1月一、研究新概念模型的必要性在河南省国土资源厅及河南省有色地矿局领导的大力支持下，笔者在2009年七月以《研究规律创新思路进行中深部找矿重大突破》为题，参与地质找矿改革发展大讨论，《中国矿业报》于2009年七月十六日头版头条刊载此文，引起了全球资源战略研究室开放实验室学术委员会主任方克定及河南省副省长张大卫与国际著名独立勘查地质学家刘益康的重视。
张副省长对该文批示：“请国土资源厅参阅，对地质找矿改革发展大讨论的有关情况，特别是重要观点，请注意归纳汇总。
有关新技术、新理论的情况也请注意收集整理，以便工作中参考。
”刘益康先生评价该文：“深刻，击中要害！”在该文中，笔者首次提出“四高”（高风险、高科技、高投入、高产出）很可能是中深部找矿攻深找盲型新的技术经济规律。
笔者在该文中还首次提出成矿隐伏岩体的上部或顶面，易形成“物元、热元、水元”聚集循环的成矿中心，此三元同心之处易行成大矿好矿，其相关隐伏成矿构造，是中深部找矿重大突破的首选目标。
笔者在该文中还进一步提出了对金属重点成矿区带预测矿集区攻深找盲型中深部找矿突破新思路为“心、向、位”概念模型（将成矿中心、流体流向、找矿靶位有机结合研究的区域成矿找矿规律）。
为了进一步说明“三元同心”及“心、向、位”相结合的新思路，即区域成矿规律，以便从理论上更直接指导中深部找矿，旨在将找到大矿好矿的命中率由现在的1%提高到3%，在腾吉文（中科院院士）及罗铭玖（著名勘查地质学家）的支持下，笔者根据自身数十年找矿勘查实践及全球找矿勘查新进展与前人研究成果的基础上，将中深部找金属矿之复杂问题简单化，抓住其本质与主流，创新编制了区域成矿找矿主流规律（岩矿树）新概念模型（以下简称新概念模型）。
2二、新概念模型内容（一）本质该概念模型内容的本质是将成矿隐伏侵入岩矿基体（以下简称隐伏岩体）有关的深源热液流体特征与金属矿床类型组合分布，作为一个成矿系统来进行整体研究。
马田矿区（深部勘探区）沉积环境与聚煤规律浅析马田矿区含煤地层为湘南晚二叠统龙潭组，通过对马田矿区深部煤层特征岩相组合和富煤规律的分析、研究，其聚煤环境为海陆交互相沉积，富煤带总体呈南北向，与海岸线平行，并向海和陆方向煤层变薄。
标签：煤层沉积环境聚煤规律1沉积环境马田矿区含煤地层为湘南晚二叠统龙潭组，在早、晚二叠世之间，由于东吴运动影响，地壳上升，海水向东大幅退缩，在早二叠纪当冲组沉积了一套滨海相的硅质岩。
在晚二叠纪龙潭组下段沉积了一套海陆交互相的地层（见图1），龙潭组下段分别由泻湖海湾—潮下泥坪—潮上泥砂坪—潮道砂组成，岩性为粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩、中粒砂岩；砂岩层中见断续波状层理，平行层理，含星点状黄铁矿结核；粉砂岩、砂质泥岩为水平层理，含“龟背”状菱铁质结核，产介形虫等微体动物化石，显现为近海相的泻湖、潮坪环境。
龙潭组下段下部（泻湖海湾—潮下泥坪）为不含煤段，龙潭组下段上部（潮上泥砂坪—潮道砂）因陆源补偿不足，含不可采的2～3层薄煤层及煤线。
马田矿区龙潭组上段为三角洲相，6煤基底为上三角洲相分流河道及分流间湾，期间形成的泥炭沼泽陆源补偿充足是成煤、聚煤的良好环境。
在6煤底的粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩中产大羽羊齿、焦羊齿等植物根、茎、叶化石，砂岩层中见波状层理及平行层理；粉砂岩、砂质泥岩为缓波状水平层理。
龙潭组上段5煤层～1煤层的地层为前三角洲相即三角洲前缘的砂洲、砂坝，期间的泥炭沼泽均是在震荡旋回的海进过程中形成的。
5煤基底为前三角洲相后缘，期间形成的泥炭沼泽陆源补偿较为充足，是成煤、聚煤的较好环境。
5煤底板有多层2～3cm 菱铁质结核，产腕足类（舌形贝）化石；砂岩层中见波状层理及水平层理，粉砂岩、砂质泥岩为缓波状水平层理。
1～3煤基底为前三角洲相前缘的砂洲、砂坝，为震荡旋回的海进过程形成的泥炭沼泽，而陆源补偿不充足，成煤、聚煤环境不稳定。
1～3煤底板粉砂岩、砂质泥岩中含有多层透镜状、似层状菱铁质结核；中粒砂岩、细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩均为缓波状水平层理，产舌形贝（Lingula sp）未种，及科达类（Cordaites sp）植物根茎化石。
马田矿区二叠系上统大隆组为海侵过程，沉积了一套滨海相的硅质岩。
2聚煤规律聚煤作用的形成和发展于古植物、古气候、古地理及地质构造四个条件具有密切的关系。
其古植物、古气候、古地理具备适宜的条件和有利的配合，聚煤作用就能顺利进行。
反之聚煤的作用则逐渐衰退，上述影响聚煤作用外在诸因素又受到地质构造的控制。
2.1地质构造含煤建造的沉积及含煤性受沉积前的古构造，沉积中的同沉积褶皱以及构造分异长期性的控制。
地壳运动对成煤古地理环境的形成和演变具有控制作用。
不同古地理环境下形成的含煤建造具有不同的特点，其含煤性也有很大的差别。
本区含煤建造的沉积受武夷古陆及九嶷古陆的控制，古地形为南北狭长的槽地，使煤系地层的沉积及含煤性总体呈南北向（见图2）。
当南北向的负向构造与东西向构造迭加部位，煤系厚度大，含煤性好。
形成富煤带，马田矿区位于此叠加部位由此其含煤性好。
2.2古地理马田矿区晚二叠纪龙潭组含煤地层的聚煤沉积，6煤层以下为海退阶段，以后为震荡旋回的海进过程。
表现出海侵成煤的特征，沉积区海侵，由南东向北西推进，煤层层位及其沉积范围，受海侵前进方向控制，即马田矿区含煤地层由南东向北西迁移，层位逐渐抬高，从沉积旋迴看，聚煤地层由海退的三角洲分流河道及分流间湾泥炭沼泽相的砂质泥岩、炭质泥岩及聚煤沉积至震荡旋回海进的前三角洲相前缘的砂洲、砂坝泥炭沼泽相的砂质泥岩、炭质泥岩及聚煤沉积。
6煤沉积的基底为上三角洲相的分流河道及分流间湾砂体，砂体形状呈指状鸟足形，基底不平，砂体厚度1.2m～40.0m变化较大。
因而确定了6煤层厚度沿走向、倾向上变化较大，从6煤层与砂体变化的规律看，砂体厚度大于30m的往往煤层变薄。
马田矿区形成的几个厚煤包均为指状长条带状呈东南向伸展，6煤层均是在河道之间的分流间湾处（砂体厚度一般在5～20m）形成厚煤包，马田矿区6煤为可采煤层详见6煤层等厚线图（图3）。
5煤沉积的基底为前三角洲相的砂洲砂体，砂体形状呈椭饼状扇形，砂体沉积厚度大，最厚达80多米，5煤底部砂体大于40m处均为薄煤带马田矿区内形成了2个小面积不可采区；马田矿区5煤为可采煤层，详见5煤层等厚线图（图4）。
2～3煤底板为前三角洲相的砂洲、砂坝砂体，为震荡旋回的海进过程形成的泥炭沼泽，而陆源补偿不充足，成煤、聚煤环境不稳定，造成煤层厚度均不稳定，砂体呈舌状、枕状、扇形状，砂洲面积较大，砂体沉积厚度小于5m或大于20m的大部区域之上的煤层较差；为不可采区，局部几个砂体沉积厚度在5～20m 之间的范围有几个煤包（图5、图6）。
马田矿区3煤为不稳定的局部可采煤层，2煤极不稳定的偶尔可采煤层。
由于沼泽赋水过深，不利植物生长，均没有很好的成煤环境，一般含煤性差。
2.3含煤性与地层岩相、旋迴结构的关系2.3.1滨海三角洲对含煤性的控制滨海三角洲由于陆源供应充分，沉积速率快，水下部分易于形成斜坡地带，其上发育形成三角洲平原及泥炭沼泽环境，是成煤的良好场所。
三角洲平原外缘有利于煤层的沉积。
以全区主采的6煤层为例，煤层发育最好是位于马田矿区永耒三角洲平原外缘的水下斜坡地带。
从垂直方向看，三角洲底积层及前积层都没有很好的成煤环境，煤层多发育于三角洲多旋迴顶积层的海退旋迴。
3煤层之后海进的振荡旋廻破坏了原三角洲的沉积，主要为泻湖海湾及砂坝砂滩的沉积，泥炭沼泽陆源补偿不足，因而其含煤性亦较差。
滨海三角洲平原带沉积环境复杂，沉积物种多样，至使含煤性建造岩性、岩相变化很大。
本区除主采5、6煤层可采含煤率分别达81%、97%，多呈似层状，豆荚状产出外，其余煤层可采含煤率均在50%以下，并多呈藕节状、透镜状及串球状产出，为不可采或零星、局部可采煤层。
本区煤岩层振荡旋廻岩相变化大，从海至陆含煤层数增多，靠陆的地段沉积环境复杂，陆源物资不断供应，补偿充足，形成多煤层的沉积，马田矿区煤层多达7层。
2.3.2煤系地层厚度与含煤性的关系沉积中心与聚煤中心基本一致。
一般煤系厚度大，所含煤层多，煤层总厚度大。
反之亦然。
从湘南耒阳～常宁东西向剖面可看出，马田矿区煤系上段厚250米，含煤7层，煤厚总平均9米。
2.3.3含煤性与岩性的关系煤层的发育与含煤建造岩性特征有依存关系。
据马田矿区岩比图，砂泥岩比大于1或在1附近，中细砂岩与粉砂岩比大于1/2时，含煤性好。
含煤段中砂岩含量与可采煤层发育程度关系密切。
过渡相砂岩的发育，代表海退后三角洲滨海平原沉积环境的出现。
有利于泥炭沼泽的广泛发育，含煤建造砂岩带的出现，含煤性变好。
据统计砂岩含量为25～50%时，含煤性最好，可采煤层煤厚2米以上的占80%以上。
0.6～2米占15%，小于0～6米的仅占3%。
含煤段中砂岩含量为50～75%时，含煤性次之，可采煤层总厚度2～4米占67%。
而砂岩含量小于25%时，基本不含可采煤层。
煤层的发育与顶底板岩性，尤其是底板砂岩发育情况有密切关系。
一般煤层底板砂岩较粗，厚度较大时，含煤性较好。
当煤层底部砂岩岩性变细，厚度变薄，或为厚层粗粒砂岩时，则含煤性较差，如6煤层底板岩性为较厚细砂岩时，平均煤厚达6～8米。
向东向西细砂岩厚度变薄或相变为粉砂岩时，含煤性明显变差，一般煤厚度仅为1～2米。
同理其他煤层亦具有同样情况。
2.3.4沉积环境与煤层结构的关系本区煤层结构一般比较简单，尤其接近海相环境所形成的1、2、7煤层其结构更为简单。
5煤层结构较为复杂，一般含夹石1～3层，夹石多为炭质泥岩，泥岩及泥质粉砂岩。
煤层中夹石层数及厚度随煤层厚度增大而增多，煤分层不易对比。
5煤层结构的特点，与其所处的靠陆沉积古地理环境有密切关系。
2.3.5煤层位于旋迴的不同部位，其含煤性不同龙潭组各煤层处不同沉积微环境有以下特点：（1）龙潭组含煤建造总体属于一个大的沉积旋迴。
主要可采的5、6煤层赋存于含煤建造剖面的中部，向上向下含煤性变差，具有明显对称性。
（2）旋迴结构明显时能形成煤层，而旋迴结构不明显时则不形成或难以形成煤层。
如龙潭组下部泥岩、粉砂岩三角洲底积层、前积层的沉积，岩性大同小异，逐渐过渡，旋迴结构不明显，一般难以形成煤层。
而上部顶积层旋迴结构明显，旋迴中均含煤，为可采煤层。
（3）煤层形成前沉积环境不同，其含煤性不同、如5、6煤层，煤层底板一般具有泥岩或碳质泥岩，含大量植物叶部及根部化石。
为闭流沼泽环境，有利于植物繁殖和泥炭堆积，煤层发育较好。
3、4煤层底板为黑色砂质泥岩或粉砂岩，含舌形贝，为流动沼泽环境，植物堆积物易于散失，煤层发育次之。
1、2、7煤层，煤层底板多为滨海细砂或为含瓣鳃、螺类动物化石泥岩，为湖滨浅水环境，潜水面不稳定，对植物生长和堆积不利，煤层发育差。
（4）旋廻的相组合不同，其含煤性不同。
5、6煤层所在旋迴由三角洲平原砂岩相～湖泊相～泥炭沼泽相～湖泽相组成。
在三角洲砂体之上，湖滨浅水地带有利于泥炭沼泽发育，有较好的成煤环境，能形成较好的煤层。
7煤层所在旋迴由三角洲砂岩相-泥炭沼泽相-泻湖相组成。
1、2、3、4煤层所在的旋迴由滨海砂坝砂滩相-泥炭沼泽相-泻湖相组成。
（5）聚煤中心的分布和迁移及垂直方向上的互补。
晚二迭世早期滨海三角洲含煤建造的沉积，为一海退序列。
海水的进退使海岸线和岩相带随之迁移。
引起聚煤作用在时间和空间上的迁移。
从马田矿区各煤层等厚线图可以看出，富煤带主要发育于滨海三角洲平原沉积的相带，以三角洲前缘为好。
富煤带总体呈南北向，与海岸线平行，并向海和陆方向煤层变薄。
由于东西负向构造的迭加，次级富煤带亦呈东西展布。
由6煤层到5煤层，富煤带由东向西迁移，6煤层向上富煤带有从西向东，从南向北迁移的规律。
3结语以上是对马田地区聚煤规律的相关探讨，马田地区聚煤环境为海陆交互相（三角洲相）沉积，富煤带总体呈南北向与海岸线平行，并向海和陆方向煤层变薄。
通过分析总结本地区聚煤规律，并在实践过程中加以利用，更要充分认识到煤田聚煤规律应用的重要性，从而更好的促进煤炭事业的发展和进步，进而促进我国国民经济的快速发展，对我国现代化建设有着重要意义。
参考文献[1]黎光明，肖金成.湖南省煤炭资源潜力评价报告2010年1月.[2]邵龙义.湖南省含煤地层沉积环境及聚煤规律研究2009年9月.[3]湖南省煤田地质局第一勘探队.湖南省永兴县桐子山-新星井田深部煤炭详查2014年.。
