福建省大田縣大田礦區(qū)華溪井田煤礦地質(zhì)特征

王青華

（福建省核工業(yè)二九五大隊，福建 龍巖 364200）

1 概述

研究區(qū)大田縣地處福建省中部，是礦產(chǎn)資源大縣，礦山點多面廣，是三明鋼鐵廠主要原料供給地，素有“閩中寶庫”之稱，已勘查發(fā)現(xiàn)擁有45 種礦種，其中，煤炭、鐵礦、石灰石、鉛鋅礦為大田縣的優(yōu)勢礦產(chǎn)。

2 區(qū)域地質(zhì)背景

大田縣大田礦區(qū)華溪井田位于閩西南拗陷帶的大田-龍巖拗陷北段，大地構(gòu)造位置歐亞大陸東南緣的華南大陸東部，華—長塔復(fù)式背斜北段的西翼，瀕臨西太平洋，地質(zhì)歷史早期是華夏古陸的重要組成部分[1]。如圖1 所示。

2.1 區(qū)域地層

井田出露及鉆孔揭露的地層由老至新有石炭系下統(tǒng)林地組（C1l），一套灰色千枚巖和石英礫巖互層；二疊系下統(tǒng)棲霞組（P1q）一套巖性主要為灰?guī)r，上部見有硅質(zhì)灰?guī)r，灰?guī)r中含較多不規(guī)則狀燧石結(jié)核[2]；文筆山組（P1w）巖性以泥質(zhì)巖為主，次為粉砂巖和細砂巖，水平層理發(fā)育，泥質(zhì)巖見有雙園海百合莖、戟貝化石以及菱鐵礦質(zhì)結(jié)核；童子巖組（P1t）為一套泥巖和砂巖互層，以泥巖為主；上統(tǒng)翠屏山組（P2cp）巖性呈淺灰—灰白色，中厚—厚層狀，硅、泥質(zhì)膠結(jié)，堅硬，地貌常呈陡壁；泥質(zhì)巖水平層理發(fā)育，含有大羽羊齒、櫛羊齒等植物化石；泥質(zhì)巖、細粉砂巖風化后常呈灰白、淺紅及紫紅等雜色，并含較多星散狀或團塊狀菱鐵質(zhì)鮞粒[3]。各地層層序、厚度、接觸關(guān)系見華溪井田地層表（見表1）。

圖1 井田礦區(qū)礦區(qū)區(qū)域位置圖

2.2 區(qū)域構(gòu)造

區(qū)內(nèi)褶皺較發(fā)育。主要褶皺為太華－長塔復(fù)式背斜，其兩翼次級褶曲發(fā)育，常見倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，個別轉(zhuǎn)折端呈尖棱狀延伸數(shù)十米。如大田煤礦區(qū)上京井田表現(xiàn)更為特征等。

區(qū)內(nèi)斷裂也較發(fā)育，斷面走向主要為北西、和北東，半隱伏和隱伏緩斷層為區(qū)域斷裂之特點，對煤系影響較大，如童子巖組之上和翠屏山組常發(fā)生，區(qū)域常稱F2或F1，斷面傾角一般在15°～25°左右，且有波狀起伏現(xiàn)象；深部童子巖組與文筆山組也較常見，區(qū)域常稱F3或F0。同時與褶皺相伴生，近于平行的高角度斷層，亦可破壞含煤地層的連續(xù)性，常作為劃分井田的邊界。

表1 華溪井田地層表

2.3 區(qū)域巖漿巖

區(qū)域內(nèi)主要為中酸性-酸性侵入巖，主要巖性為黑云母花崗巖和斑巖類，大多呈巖基、巖株、巖脈產(chǎn)出，對煤系地層保存有一定的破壞作用。

2.4 區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)

本區(qū)位于浦城—龍巖鐵硫多金屬礦成礦帶南部東側(cè)，成礦地質(zhì)條件較好，區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源較豐富。區(qū)內(nèi)有多處鐵、硫多金屬礦、高嶺土、石灰石礦床（點）和10 多個無煙煤礦產(chǎn)地。

3 煤巖地質(zhì)特征

3.1 煤巖特征和煤的物理性質(zhì)

本區(qū)三層可采煤層為鋼灰-灰黑色，半亮型-光亮型，似金屬光澤的無煙煤，參差狀和貝殼狀斷口[4]；以條帶狀塊煤和粉粒狀塊煤為主，局部因擠壓，呈鱗片狀、粉狀。煤層結(jié)構(gòu)以簡單為主，局部較復(fù)雜[5-7]。小體重1.69g/cm3-2.12g/cm3，平均1.87g/cm3。各煤層煤巖特征如下：

16 號煤層：鋼灰-灰黑色，以條帶狀塊煤和粉粒狀塊煤為主，夾極少量的條帶狀結(jié)構(gòu)煤，節(jié)理裂隙發(fā)育，似金屬光澤，參差狀斷口，屬半亮-光亮型無煙煤。

19 煤層：鋼灰-灰黑色，以條帶狀塊煤和粉粒狀塊煤為主，局部塊狀構(gòu)造，似金屬光澤，貝殼狀斷口，屬半亮-光亮型無煙煤。

33 煤層：鋼灰-灰黑色，以條帶狀塊煤和粉粒狀塊煤為主，似金屬光澤，貝殼狀斷口，屬半亮-光亮型無煙煤。

3.2 煤質(zhì)特征及工業(yè)用途

煤的化學性質(zhì)和工藝性能通過煤心煤樣的工業(yè)分析、元素分析和發(fā)熱量測定項目加以綜合了解。根據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》要求，對研究區(qū)井田煤層取樣分析。其中16 號煤樣有3 件，19 號煤樣有2 件，33 號煤樣有5 件，各煤層工業(yè)分析一覽表見表2：煤質(zhì)煤質(zhì)特征綜合成果表。

依據(jù) 《GB-T 15224.1 2004 煤炭質(zhì)量分級 第1部分灰份》《GB/T 15224.22004 煤炭質(zhì)量分級第2部分硫份》《GB/T 15224.3 2004 煤炭質(zhì)量分級第3部分發(fā)熱量》《GB/T 20475.1 2006 煤中有害元素含量分級第1 部分磷》，由表2 可以得出區(qū)內(nèi)三層可采煤層屬富灰分-高灰分、低硫-特低硫、低磷-高磷、中等發(fā)熱量、低熔灰分-高熔灰分的無煙煤。

3.3 煤的工業(yè)用途

根據(jù)本區(qū)的煤質(zhì)特征，適用做動力用煤和民用燃料，對火力發(fā)電、工業(yè)鍋爐、民用燃料等亦適用，在使用中應(yīng)注意排渣方式的選擇。

4 礦床地質(zhì)評價

整體為一傾向南西西的單斜構(gòu)造。礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主。經(jīng)過普終工作，含煤地層主要為童子巖組第一段（P1t）和童子巖組第三段（P1t3）。童子巖組第一段（P1t1）總厚度約265m，含可采煤層1 層，編號33 號，為較穩(wěn)定大部可采煤層，童子巖組第三段（P1t3），總厚度大于172m，含可采煤層2 層，編號16、19 號，19 號煤層為較穩(wěn)定大部可采煤層，16 號煤層為不穩(wěn)定局部可采煤層。煤質(zhì)屬富灰分-高灰分、低硫-特低硫、低磷-高磷、中等發(fā)熱量、低熔-高熔灰分的無煙煤。

表2 煤質(zhì)特征測試綜合成果表

5 結(jié)論

1）井田含煤地層的構(gòu)造形態(tài)為一傾向南西西的單斜構(gòu)造，地層走向總體為北北西—南南東，傾向南西西，沿走向和傾向上發(fā)育一對寬緩的背向斜構(gòu)造。

2）本區(qū)含煤地層為二疊系下統(tǒng)童子巖組第一、三段，為海陸交互相含煤沉積。

3）童子巖組第一段、第二段和第三段，井田可采煤層為三層。16、19、33 號煤層均為較穩(wěn)定（第二型）大部可采煤層，16 號煤層為不穩(wěn)定（第三型）局部可采煤層。

4）井田16、19、33 號煤層屬富灰分—高灰分、低硫-特低硫、低磷-高磷、中等發(fā)熱量的無煙煤。灰熔點（ST）多數(shù)接近或大于1200℃，屬低熔—高熔灰分，可作為動力用煤。