胡家庄第三系褐煤含煤特征分析

霍献武 赵福生

（1.河北邯郸峰峰矿区国土资源局 河北 邯郸 056200；2.河北省煤田地质水文地质队 河北 邯郸 056201）

1 地质概况

胡家庄第三系褐煤煤田，位于河北省保定地区涞源县境内，勘查区范围北起南屯～西龙虎一线，南至上武家沟～金家庄一线，西起寨子村一线，东至小炉沟一线，面积约22.78km2，该 区早在1958年至1960年，进行过精查地质勘探，其施工钻孔22个，预期获得资源储量6229万吨，并提交了精查地质报告。

图1

胡家庄煤田处于太行山北段之侵蚀盆地中，呈一北东东走向的西部开阔，东部收敛的槽型盆地。据钻探资料，本区揭露的地层有太古界震旦系、古生界寒武系、新生界第三系和第四系。其中主要含煤组为第三系斗军组为本区主要含煤地层。

2 斗军湾组岩性特征

斗军湾组地层，岩性主要由细粒砂岩、灰白色粉砂岩、紫红色粘土、铝土页岩、炭质页岩等组成，其中含有较丰富的淡水腹足类、瓣腮类动物化石碎片，另外还有松的球果化石和杨柳科的植物化石碎片。含煤层3～4层，下部为砾石层，不整合在各不同时期之古老岩层上。据钻探资料证实，其砾石层在区内普遍存在，岩性成分主要为震旦系石英岩和矽质灰岩，成分比较单纯，一般较松散，局部成半胶结状态。砾石层厚度变化往往是受古地形的形态所控制，一般在山麓附近厚度较大，20～50m，如16号、6号钻孔揭露，由于底部砾石厚度加大，使得煤系变薄，以至尖灭，底部砾石层往上逐渐过渡为灰色细粒砂岩、粉砂岩以至泥岩。这种沉积规律正符合山麓堆积的特点。详见本区综合柱状图（图1）。

3 斗军湾组含煤性

本区斗军湾组煤系地层厚度变化较大，一般变化在43.06～95.67m之间，平均厚度72.70m，共含煤层4层，本组所含煤层总厚度一般为3.07～15.29m，平均厚度为8.80m。由上往下的顺序编号为3、2、1、0，其中可采者三层，局部可采者一层，可采煤层在厚度、间距、顶底板岩性的变化上不大，但是煤层结构比较复杂，煤层变薄、加厚、分叉、尖灭、冲刷等现象也时而出现。煤层顶底板岩性均为铝土质页岩，泥质岩及粘土，偶尔因相变关系出现细粒砂岩，煤层在井田内的空间位置一般呈北东～南西方向。延展方向爱古地形坡度的控制。在倾斜方向上，是由北向南延伸，煤层赋存形态成一平缓的单斜构造。

4 煤层特征

根据以往施工的钻探资料，各煤层从上到下依次进行描述。

3号煤层：位于斗军湾组含煤组顶部，距上部砾石层3～4m，煤层在区内普遍存在，厚度一般为0.65～2.10m，平均厚度为1.57m，煤层结构简单，其变化规律在区内中心部分厚度大，如3、9、10、12号钻孔揭露厚度在1.10～2.08m之间，而井田边缘部分煤层变薄至尖灭。煤层顶板为灰白色铝土页岩或粉砂岩，内含较多的植物化石碎片。

2号煤层：位于斗军湾组的中部，分布较广，为本区的主要可采煤层，上距3号煤层为4.77～17.74m，平均8m，煤层厚度1.10～5.52m，平均3.41m，煤层结构较复杂，含夹矸一层，厚约0.60～1.30m，煤层顶板为铝土页岩，含有丰富的杨柳科、松柏科植物化石碎片及腹足类、瓣腮类动物化石碎片。

1号煤层：位于2号煤层下部，与2号煤层间距为2～4m，煤层厚度为0.65～6.37m，平均3.06m，煤层顶板比较稳定，主要为铝土页岩和泥质岩，内含丰富的动物化石，底板稳定性较差，由于受古地形的控制，煤层往往与很薄的泥岩接触，或直接与底部的砾石接触。

0号煤层：本区除上述三层主要可采煤层外，在斗军湾组含煤系的底部含有0号煤层，但分布极不稳定，煤层可采厚度变化较大，仅有12号、9号钻孔达到了可采标准，厚度为1.75～1.55m，呈透镜体，顶底板均为紫色页岩及粘土组成。

5 煤质

胡家庄含煤区属于第三系煤田，煤层由于沉积时代较新，表现其变质程度较低，根据钻孔取样化验分析（详见表1）。

表1

从表中可以看出，各层煤的灰份较高，其原因无颖是由煤的原始物、泥质沼的转化环境及其后生因素影响而决定，此外，煤的焦油含量较高是，发热量也较大。各煤层煤质特点的差异性不大，其分带性较差，这种情况均反映了低碳化程度煤质的特点。

6 沉积环境及含煤建造

胡家庄煤田位于中朝陆台，山西地台与燕山准地槽之间，太行山陆背斜西翼之构造盆地中，寒武纪未期，由于地壳上升运动，使该区露出水面，长期处于侵蚀状态，在此运动过程中所表现的地史特征，除长期的风化剥蚀作用外，还伴随了岩浆岩的活动，到中生代未期，由于燕山运动的影响，经过历次造山运动所硬化的地台区又开始重新活动，因而形成了很多山间盆地和构造盆地，为煤田的形成创造了自然地理条件。后来由于阿尔卑斯期之喜马拉雅运动的影响，使得盆地四周不断上升，加强了侵蚀作用，因而在盆地中沉积了厚达300～500m的第三系沉积，在沉积的同时，地壳曾一度出现安定时期，形成大型的闭式湖沼盆地，当时由于气候条件比较温暖而潮湿，适合植物的生长，其中以松柏和杨柳科的植物最为繁盛。由于地壳下沉速度加快，湖沼中堆积泥炭层被泥砂等沉积物所复盖，以后的复盖层不断加厚，生物化学作用逐渐减弱至消失，以物理化学作用为主，泥炭在上复岩层所产生的静压力为主影响下，逐渐被压紧，固结、失水，逐渐趋于致密，与此同时泥炭中的腐植酸侧链发生分裂和闭合作用，其结果使侧链上的炭原子转入到芳香核中，同时放出CO2、CH4、H2O等气体、液体物质，使官能团数目减少，腐植酸含量降低。经过一系列的变化，形成今昔的第三系褐煤沉积。之后，由于古地理条件的变化，气候由潮湿转为干燥，形成了河流沉积相的砾石沉积，到喜马拉雅运动未期，由于龙山运动的影响，使得煤田整体上升，因而第三系地层又重新遭到侵蚀，由于侵蚀基准面的下降，以及向源侵蚀的结果，使煤田割成此起彼伏的现代地貌特征，从目前来看，区内的冲沟、阶地、砾岩的发育，都说明了该区仍处于上升状态。

综合上述，胡家庄斗军湾组含煤组属于淡水湖沼相沉积，内陆型含煤建造。这就决定了该区构造简单，形成的地层分布面积小，稳定性差，结构较复杂，煤层夹矸主要以粘土岩、炭质泥岩。煤层顶部含泥质岩或冲积相，煤层之下往往有薄层底粘土，含煤性差别很大，以中厚煤层为主，有时出现巨厚煤层，一般厚度变化大、分叉现象极为普遍，并常见有河流冲蚀煤层。

7 结论

胡家庄第三系褐煤为内陆淡水湖沼相沉积，煤层埋藏较浅，构造简单，储量较大，且该区褐煤可用来低温干馏、气化、化工等原料，也可以用作制取褐煤蜡工业的基本原料。合理开发该区煤炭资源，必将缓解河北煤炭基地紧缺矛盾，给地方带来可观的经济效益。

［1］河北省煤炭地质勘探公司编.河北省煤炭资源图集[M].1986,12.

［2］毛志强,邹常玺.煤田地质学[M].1981,11.

［3］孙云锗.古生物地史学[M].1960.

［4］煤炭工业部138队编.河北省涞源煤田胡家庄井田精查地质报告[R].1960.