满仓煤矿煤田地质及煤岩特征的探讨

一、地质概况

原满仓煤矿位于黑岱沟露天矿区之内，与该区地层相近，黑岱沟露天矿为第四系黄土广泛复盖，地层出露不佳，矿区内地层由老至新。阐述如下：

1.下奥陶统亮甲山组（O1L）。为海相灰岩沉积，岩性为浅黄色、黄色薄层状结晶白云岩夹薄层泥质白云岩、钙质白云岩，顶部偶有薄层石英砂岩，中部夹竹叶状白云岩。细晶白云岩呈中厚～薄层状，自形～半自形细晶结构，白云岩含量90%以上，常见氧化之褐铁矿小斑点，白云岩中普遍含黑色、棕黑色燧石结核及条带，燧石条带一般宽数厘米。出露于黄河岸边焦稍沟、黑岱沟等较大沟谷口一带，由于产状平缓下界未露。

2.中石炭统太原组下部地层（C2t1）。为一套浅海～过渡相细碎屑岩沉积，平行不正合于奥陶系灰岩之上。下部为浅灰色、暗紫色铝土岩、铝土质粘土岩，块状构造及胶状构造，成分主要由高岭石、水铝石、水云母等矿物组成，三氧化二铝含量30%～50%，品位不高，构成铝土矿或高铝钒土矿层，相当于华北G层铝土矿，层厚0～6米，不稳定，常相变为砂泥岩，泥岩。底部富含铁质结核，局部地段形成鸡窝状铁矿层。中部以灰白色石英砂岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩为主，砂岩富含铁质坚硬致密。上部为深灰色、灰黑色泥岩粘土岩为主，夹透镜状灰岩、泥灰岩1～2层，泥灰岩黄褐色，隐晶质结核含泥质较高，富含生物碎屑及黄铁矿结核，有时相变为钙质泥岩。本组地层厚度、岩性在垂直及水平上变化均较大，厚7.78～31.71米，平均厚18.70米，出露于黄河沿岸及较大沟谷中。

3.上石炭统太原组上部地层（c2t2）。为过渡相～陆相沉积，是本区主要含煤地层，含煤6层，为6上、6、8、9上、9、10号煤。根据岩性组合自下而上可分为三个岩组。第一岩组：起于本组底部深灰色、灰白色细～粗粒石英砂岩（K1）底部含砾石、孔隙式胶结，交错层理发育，富含铁质坚硬致密，较稳定作为标志层与太原组下部分界与山西晋祠砂岩相当。其上为灰黑色砂泥岩、泥岩极不稳定煤层10号煤无工业价值。第二岩组：起于9号煤底板砂岩，止于8号煤顶板泥岩，9号煤底板砂岩为灰白色、深灰色细～粗粒石英砂岩含铁质，该层砂岩多不稳定，在本区中部常相变为泥岩、粘土岩，其上为灰黑色泥岩、砂泥岩及煤层夹透镜状砂岩，含煤3层为9、9上、8号煤。9号煤层结构复杂是本区主要可采煤层之一，为不稳定煤层有尖灭现象，常因上部夹干增大形成独立上分层9上号煤层，与9号煤层分叉合并频繁。8号煤不稳定在本区局部可采。第三岩组：起于6号煤底板砂岩，止于6上号煤层顶板粘土岩，6号煤底板砂岩为灰白色细～粗粒砂岩，不稳定，常相变为粉砂岩、砂泥岩。6号煤巨厚且较稳定，是本区主要可采煤层。结构十分复杂，在浅部风化现象较严重。煤层顶部夹干较厚，形成独立上分层6上号煤与6号煤分叉合并。6号煤顶板一般为灰白色粘土岩（N3），块状质硬，有时为软质粘土岩，不稳定，常常相变为泥岩砂泥岩。

4.下二叠统山西组（p1s）。为陆相碎屑岩沉积，亦为本区主要含煤地层，含1、3、5号煤层，据岩性组合自下而上可分为四个岩组。第一岩组：起于底部灰白色中粗粒长石质石英砂岩（K2），含砾局部为砂砾岩，具大型斜层理。泥质、粘土质胶结，较坚硬局部地段风化后疏松状。其上为深灰色、灰黑色砂泥岩、泥岩、细砂岩夹5号煤层，局部可采。第二岩组：起于5号煤顶板粗砂岩，止于3号煤顶板粘土岩、砂泥岩。粗砂岩为灰白色、浅黄褐色长石质石英砂岩，分选磨园中等，局部含砾。其上为薄层灰黑色、深灰色砂泥岩、粘土岩及3号煤层，含菱铁矿结核。3号煤结构复杂，经常以上下二个分层的形式出现，不稳定局部可采。第三岩组：为深灰色、灰白色细～中粒砂岩夹薄层灰黑色泥岩、砂泥岩，上部含1号煤层极不稳定，一般为薄煤线无工业价值。砂岩致密较硬，含小砾石云母片及菱铁矿结核，风化后常见铁质晕圈。第四岩组：为灰褐色、深灰色泥岩、粉砂岩、粘土岩为主，夹薄层砂岩。顶部粘土岩深灰色杂色具鲕状结构，不稳定常相变为砂质粘土岩、砂质泥岩。

5.下二叠统下石盒子组（p1x）。为陆相碎屑岩沉积，井田内上部地层多已剥蚀，可大致分为上中下三个组：下部以黄褐色砂岩与紫色、杂色粘土岩、深灰色泥岩互层，粘土岩具鲕状结构，含磷质结核，品位不高，底部含砾粗砂岩（K3）厚层状，斜层理发育，胶结中等较稳定与山西骆驼脖子砂岩相当。中部以黄绿色含砾粗砂岩为主，夹紫色、暗绿色泥岩粘土岩。上部以紫色黄绿色泥岩、砂泥岩为主，夹浅黄绿色长石质石英砂岩，局部含砾。

6.上二叠统上石盒子组（p2s）。陆相碎屑岩沉积，井田内地层大部剥蚀，出露于西部，全层厚约300米，最大厚度50米。底部为黄绿色含砾粗砂岩具大型斜层理，其上为绛紫色，紫色泥岩砂泥岩、粘土岩与砂岩互层。

7.第三系红土层（N）。红色棕红色钙质红土层，含砂质及钙质结核，层理明显，厚度变化较大0～21.87米，平均厚约4米，另星出露于沟谷两侧。

8.第四系（Q）。上更新统马兰组（Q3m）：淡黄色、黄褐色粉砂质黄土，夹粘土层，粒度均匀，垂直节理发育，含钙质结核，厚0～102.56米，全区广泛分布。全新统（Q4）：为冲洪积、残坡积之松散砂砾泥砂及见积砂等另星分布于沟谷之中或山梁上。各处厚度不等，一般0～5米左右。

二、构造

准格尔煤田大地构造位置属华北地台鄂尔多斯台向斜的东北缘。本次火区勘察范围总的构造轮廓为―东部隆起、西部凹陷，走向近S～N，向W倾斜的单斜构造。南端地层走向转为SW至EW，倾向NW或N。倾角一般小于10°，构造形态简单。本区附近构造主要产生于地壳升降运动，构造形式以褶曲为主。区内南部发育有轴向呈NNE的短轴背向斜井渠沟向斜、矿区北部发育有NWW石圪咀向斜。（1）褶曲。西黄家梁背斜：位于本区西北部，轴向N50°E～N30°E总的构造线方向仍为N50°E，是贯穿本区西部的主要构造形态，由于轴部比较宽缓，受次一级的波状起伏的干扰，故在平面图上显示出扭转现象，北斜呈不对称状，西陡东缓，东翼倾角一般小于10°，西翼倾角局部可达35°以上，一般25°左右。从地质剖面及煤层底板等高线图上来看，西翼变陡部分水平距公为250～350米，再往西延伸不远，倾角即变为10°以内。轴部隆起幅度一般在100～150米，局部可达250米，至本区西南端已呈封闭状，据初步分析延伸至区个即行消失，至北东方向轴部变得宽缓和抬起，使6号煤层接近地表，给露天首采区的开发创造了有利条件。井渠沟向斜：位于本区东南端，西黄家梁背斜以东约九公里，轴向N45°E，是本区南部的主要构造形态，两翼地层倾角一般在5°左右，为一轴部平缓而宽阔的，波幅不大的向斜构造。下因如此，在地质图上及剖面图上均反映不明显，仅在煤层底板等高线图上有反映。（2）断层。哈马尔峁正断层（即焦稍沟断层）：位于本区北部，断层走向N35°E，倾向南东，倾角70°，断距80米，由北东向南西逐渐减小，最末端的断距小于20米直至消失，延伸约2公里。石疙咀正断层：位于黑岱沟内的本区西部，断层走向N25°E，倾向南东，倾角60°，断距15米，延展约2公里，断层迹象明显。

三、煤层及煤岩特征

（1）煤层。黑岱沟矿区以山西组和太原组为主要含煤地层，自上而下含煤9层。分别分：1、3、5、6上、6、8、9上、10号，煤层平均总厚度33.65m，含煤地层平均厚度116.50m，含煤系数29%。（2）煤岩特征。一是宏观煤岩特征。煤的煤岩组分以暗煤和亮煤为主，丝炭分布于层面，局部含镜煤条带，属半暗型～半亮型煤。二是显微煤岩特征。显微组分定量鉴定结果表明，区内可采煤层有机显微煤岩组分以丝质组和镜质组为主，丝质组含量52.8%～60.2%，平均56.5%，镜质组含量28.7%～35.6%，平均为32.15%，二者之和占有机显微煤岩组分的88.65%。煤中矿物质以粘土类含量最高，在13.8%～18.9%之间；其次为硫化物和碳酸盐类，前者含量0.06%～5.6%，后者含量1.0%～1.3%之间。矿物杂质在煤中多以侵染状、链条状态赋存，难以洗选。