论涟邵煤田渣渡矿区深部构造及找煤意义

莫佳峰

（湖南省煤炭地质勘查院，湖南 长沙 410014）

渣渡矿区位于涟邵煤田北西部，涟源市的北西部。渣渡矿区浅部已经做了大量详实的工作，区域地质工作有2次，1971～1973年1∶20万涟源幅区域地质、矿产调查时，曾对该区测水组的含煤性及矿区构造特征予以了调查。1987～1992年杨家山区段及外围开展了1∶5 万鸡叫岩幅、田坪幅、新化县幅、涟源幅区域地质及区域矿产调查工作。主要矿产地质勘查工作17 次，比较深入的有10 次，成果为：1966年《湖南省涟源县渣渡矿区南段精查地质报告》（该报告包含在《湖南省涟源县渣渡矿区利民井田深部精查补充勘探资料》中）；1968年11月《湖南涟源市渣渡煤矿浆江勘探区精查地质报告》，因勘探程度不够降为详查；1969年5月《湖南涟源渣渡（北段）沙坪区最终地质报告》；1971年8月《湖南省涟源市渣渡矿区清塘铺区段精查地质报告》；1980年11月《湖南省新化县冷水江矿区杨家山区段煤矿地质勘探报告》；1982年6月《湖南省涟源市渣渡矿区利民井田深部精查补充勘探资料》；1984年11月《湖南省涟源市渣渡矿区利民北段煤矿精查地质报告》；1985年12月《湖南省涟源市渣渡矿区东段详查地质报告》；1986年11月《湖南省涟邵煤田北段测水煤系滑脱构造的研究与找煤预测》国家二类科研报告；1987年10月《湖南涟源渣渡矿区良相桥井田精查地质报告》。通过目前正在进行的“湖南省涟邵煤田晏家铺向斜煤炭整装勘查”工作，又对渣渡矿区深部及其煤系赋存特点有了新的认识。

1 矿区地层特征

区内出露的主要地层从老至新有：泥盆系中统跳马涧组（D2t）、棋梓桥组（D2q）），泥盆系上统佘田桥组（D3s）、锡矿山组（D3x）、孟公坳组（D3m）；石炭系下统石磴子组（C1s）、测水组（C1c）、梓门桥组（C1z），石炭系中上统壶天群（C2+3）；二叠系下统栖霞组（P1q）、当冲组（P1d），二叠系上统龙潭组（P2l）、大隆组（P2d）；三叠系下统大冶组（T1d）；侏罗系（J）；白垩系（K）；古近系（E）；第四系（Q）。其中龙潭组上段、测水组下段为主要含煤地层。龙潭组地层在区内主要位于晏家铺向斜的中部（见图1），虽然煤质较好，构造简单，但是面积较小，从地表至向斜底部只有约400 m 垂深，因此煤炭远景不大，本文仅讨论测水煤系。

图1 渣渡矿区地质示意

石炭系下统测水组主要由细～中粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤组成，根据岩性特征、化石组合及含煤性，以中部灰白色中厚层状石英砂岩（其底部常含砾石）为界，将测水组分为上、下两段。下段为含煤段，共含煤7层，自上而下命名为1～7煤层，其中3煤层局部可采、5煤层全区可采。3煤层由西南向北东有逐渐变薄趋势，白杨井田一般厚1.96m；以北由于受金盘仑断层的影响，煤层变薄甚至断失。5 煤层在浆江勘探区和渣东勘探区最发育，一般煤厚1.95～2.38m。全组厚106.51～195.67m，一般160.0m，与下伏石磴子组呈整合接触。

2 煤系地层与煤层

2.1 煤系地层

（1）泥岩、粉砂岩：灰绿色或紫红色，夹细粒砂岩或石英砂岩及泥灰岩透镜体，为与梓门桥组分界标志层，厚度1.64～25.24m，一般9.0m。

（2）细砂岩、石英砂岩：浅灰～灰白色，成分以石英为主，硅质胶结，中厚层状，中夹粉砂岩及砂质泥岩，局部相变为粉砂岩，厚度4.23～37.88m，一般18.0m。

（3）粉砂岩、砂质泥岩：浅灰色，中厚层状，致密，具水平层理，局部具铁质细鲕粒。厚度0.44～14.78 m，一般2.0m。

（4）泥质灰岩：浅灰～深灰色，中厚层状，隐晶质结构，中部夹钙质砂岩，产海相动物化石，厚度0.40～13.21m，一般厚3.5m。

（5）砂质泥岩、粉砂岩：浅灰色，薄～中厚层状，致密，富含铁质细鲕粒。厚度0.92～19.82m，一般3.0m。

（6）石英砂岩：浅灰～灰色，细～中粒，局部见砾石，硅质胶结，中厚层状，具水平层理，含黄铁矿细晶，夹粉砂岩。厚度2.35～79.11m，一般18.5m。

（7）粉砂岩、砂质泥岩：浅灰～深灰色，中厚层状，细腻，断口平坦，水平层理，含铁质细～粗鲕粒及菱铁矿结核。厚度0.92～37.87m，一般5.0m。

（8）泥岩、炭质泥岩：灰黑色，致密，细腻，含小菱铁矿结核，局部炭化程度较高。厚度0.28～9.69 m，一般2.0 m。

（9）上煤层：黑色，半暗型，粉末状煤为主，含硫较高，局部含黄铁矿小结核。俗称“反龙炭”，煤厚0～1.70m，一般0.5m。

（10）砂质泥岩、粉砂岩：浅灰～深灰色，薄～中厚层状，断续波状水平层理，含铁质细鲕粒，黄铁矿及菱铁矿结核。厚度0.51～20.78m，一般3.0m。

（11）石英砂砾岩：灰～灰白色，厚层状，细～中粒结构，硅质胶结，节理较发育，含星点状黄铁矿。底部含砾石，砾径2～5mm，分选及滚圆度中等，本层为上、下段分界的标志层。厚度7.92～26.95m，一般16.5m。

（12）粉砂岩：浅灰黑色，中厚层状，泥质胶结，较致密，水平层理，清晰，为砂质泥岩与细砂岩互层显示。厚度0～7.1m，一般2.0m。

（13）细砂岩：黑灰色，细粒质纯，成分以石英为主，硅质胶结，中厚层状，底部常混夹灰黑色泥岩，含植物化石。厚度0～2.52m，一般1.0m。

（14）砂质泥岩、泥岩：灰黑色，鳞片状，含炭质。厚度0～13.65m，一般2.0m。

（15）3煤层：黑色，粉末状煤为主，局部为粒状煤及中条带状块煤，半亮～半暗型煤，结构复杂。为局部可采煤层（在白杨井田可采），煤层具分叉现象，厚度0～19.65m，平均3.50m。夹矸为炭质泥岩、泥岩及细砂岩。细粒砂岩为深灰色，薄层状，具楔形层理，俗称“板状砂岩”。

（16）泥岩、砂质泥岩：灰～灰黑色，薄层状，时夹粉砂岩及细砂岩含菱铁矿结核。厚度0.29～18.74 m，一般3.0m。

（17）细砂岩：灰～灰白色，中厚层状，成分以石英为主，硅质胶结，有时因泥质及炭质成分掺杂呈“豹皮状”砂岩，有时相变为粉砂岩。厚度0.39～10.04 m，一般4.0 m。

（18）粉砂岩、砂质泥岩：深灰～黑灰色，薄～中厚层状，缓波状水平层理，含小菱铁矿结核，偶含铁质细鲕粒。厚度0.19～15.55m，一般2.0m。

（19）泥岩、砂质泥岩：灰黑～黑色，鳞片状，质软，局部炭化程度较高，偶夹煤包。厚度0.17～10.70m，一般2.0 m。

（20）5煤层：黑～灰黑色，粒状粉末煤为主，偶见细条带，半暗～半亮型煤，结构复杂。为全区可采煤层，煤层具分叉现象，部分地段可分为5 上和5 下煤层，厚度0～10.91m，平均2.15m。

（21）泥岩、砂质泥岩：灰黑色，薄～中厚层状，缓波状水平层理，夹细砂岩，含菱铁矿结核。顶部见炭质泥岩。厚度0.02～19.31m，一般6.85m。

（22）粉砂岩：灰～灰黑色，中厚层状，泥质胶结，具皱纹层理，蠕虫状结构及管状结构，含个大菱铁矿结核。厚度0.16～28.63m，一般4.0m。

（23）细砂岩：灰～灰黑色，中厚层状，成分以石英为主，硅质胶结，具皱纹层理，含菱铁矿结核。厚度0.18～22.57m，一般6.0m。

（24）粉砂岩：灰～灰黑色，中厚层状，泥质胶结，具皱纹层理，蠕虫状结构及管状结构，含菱铁矿结核。厚度0.53～31.51m，一般4.0m。

（25）砂质泥岩、泥岩：灰黑色，薄～中厚层状，缓波状水平层理，致密，含白云母碎片及菱铁矿结核。厚度0.14～22.76m，一般3.0m。

（26）6煤层：黑色，宽条带状块煤，光亮～半亮型煤，夹一层细砂岩。厚度0～7.91m，平均0.30m，一般不可采。

（27）泥岩、砂质泥岩：深灰黑色，鳞片状～薄层状，致密，细腻，含菱铁矿结核。厚度0.19～15.66 m，一般3.0 m。

（28）粉砂岩：深灰～黑灰色，中厚层状，泥质胶结，具皱纹层理，含菱铁矿结核，偶含细鲕粒。厚度0.20～27.22 m，一般4.0m。

（29）细砂岩：深灰色，薄～中厚层状，成分以石英为主，硅质、铁质胶结，具皱纹层理，节理面被白色碳酸盐薄膜充填。厚度0.78～25.08m，一般6.0m。

（30）砂质泥岩：灰黑色，薄层状，皱纹层理，含菱铁矿结核，并见铁质细鲕粒。厚度0.19～17.38 m，一般3.0 m。

（31）细砂岩、石英砂岩：浅灰～灰白色，中厚层状，缓波状层理，成分以石英为主，硅质、铁质胶结，偶见砾石，含白云母碎片及菱铁矿结核。厚度2.15～45.75 m，一般12.0m。

（32）粉砂岩：深灰色，薄层状，泥质胶结，缓波状层理，含菱铁矿结核及白云母碎片。厚度0.27～13.30m，一般3.0m。

（33）砂质泥岩：深灰色，薄层状，致密，细腻，水平层理，含白云母碎片。厚度0.47～13.24m，一般2.2m。

2.2 可采煤层

区段内含煤7层（1、2、3、4、5、6、7煤层），其中5煤层全区可采，1958年～1987年，湖南省煤田地质局第二勘探队在渣渡矿区东段浅部先后提交6件地质勘查报告，共施工钻孔315个，穿过主采煤层5煤层层位点数308个，可采271个，点可采率88%，5 煤层厚度为0～11.60 m，平均2.15m，变异系数为71%；穿过3煤层层位点数30个（仅南东部白杨井田可采），可采25个，点可采率83%，3煤层厚度为0.5～7.67m，平均2.18m，变异系数为69%。

渣渡矿区浅部生产井见煤情况好。共有52个生产井开采，根据浅部生产矿井资料统计：3煤层生产井见煤0.0～3.80m，平均1.60m，可采部分分布于南东部白杨-浆江井田和北东部清塘区段-良相桥井田，南部利民、利北井田，面积可采率为82%；5 煤层生产井见煤0.0～7.67 m，平均1.80m，南部利民、利北井田局部可采，全区面积可采率为90%。

3、5煤层均为不稳定煤层的第一种情况，其它煤层不发育。

2.3 煤岩对比

因受金盘仑断层的破坏，测水组含煤地层保存不全，部分标志层被断失，但3、5煤层顶板或底板标志层保存完好，3煤层底板（5煤层顶板）细粒石英砂岩，矿物成分以石英为主，硅质胶结，小型交错层理，典型特征是因含泥包裹体而呈豹皮状（见图2），俗称“豹皮状砂岩”。5煤层底板细粒砂岩（粉砂岩），深灰岩，中厚—薄层状，缓波状—波状层理，典型特征之一是含丰富的蠕虫状、管状虫迹（见图3）。俗称“虫管结构”，又因为具波状层理和管状结构，而显示皱纹状的层理，而俗称“皱纹层理”，另外，5煤层底板砂岩泥岩或粉砂岩中含个体较大的菱铁矿结核，根据上述特点，3、5煤层对比可靠。

图2 ZK3408孔豹皮状砂岩

图3 ZK3408孔孔深905m，虫管

3 构造及构造控煤作用

渣渡矿区大致呈一纺锤形复式向斜，向斜轴向北东35°左右。渣渡矿区区域性断层主要有两条，向斜东翼为金盘仑断层，西翼为集云断层。在原地质勘探报告中，认为金盘仑断层未进入本区，煤层呈S型或M 型延伸至深部。根据1988年湖南省煤田地质局第二勘探队和中国矿业大学合作完成的“湘中测水组滑脱构造研究”课题及1985年提交的《湖南省涟源市渣渡矿区东段详查地质报告》，认为金盘仑断层在本区存在。在本区浅部及外围有证合法开采矿井共计18个，已开采金盘仑断层下盘煤层的有8个（见表1）。因此，本次对预查区内的构造进行了重新解释，认为金盘仑断层进入本区，且其下盘保存有较好的煤层。本次预查主要针对金盘仑断层下盘保留的煤系地层。

表1 开采金盘仑断层下盘煤层生产井情况一览

金盘仑断层：是纵贯全区的主干断层，全长约30km。为一条顺层断层，走向约北东25°，倾向北西，倾角约10°～25°，略小于地层倾角，一般浅部比深部陡。根据钻孔揭露资料分析，地层水平断距最大约2500m，垂直断距由50～10m 不等，一般20m，由南往北逐渐变小。

图4 渣渡矿区东段60线剖面示意

有学者认为〔1〕金盘仑断层界于5煤组（或3煤层）与其顶板之间，基本顺层（见图4）。该断层造成测水组地层不同程度的缺失，缺失厚度10～40m，一般约25m。同时，断层带特征明显，表现为断层角砾岩、断层泥和砂岩包体以及具构造镜面的粉状构造煤等。种种迹象表明，本断层为一条经过多期次改造的层间滑动断层，对煤层破坏较严重，造成5上、5下煤层部分断失，同时使局部煤层引起轻微的动力变质和瓦斯释放现象，直接或间接地影响了对矿床的评价。该断层对上盘煤层破坏较大，但对下盘煤层影响不大，甚至起到了相对保护作用，未再受后期构造影响。

目前的勘查钻探结果显示，金盘仑断层并不是一条简单的顺层滑脱断层，而是呈一锯齿状，具有穿层现象，渣渡矿区东段布置了4个孔，2孔断层均位于3煤层位之上（见图5），2孔将3煤层断失（见图6）。对中上部地层具有较大的破坏作用。同时可以看到，该断层EW 向浅部未穿层，则深部也不穿层，而SN 向则略有起伏。晏家铺向斜东翼金盘仑断层形态为浅部陡，南部有的地层形态甚至呈“S”形。深部缓，深部有利于煤层的保存；由南往北，总体形态大致相同。

图5 渣渡矿区东段34线剖面示意

图6 渣渡矿区东段42线剖面示意

集云逆断层（F2）：位于勘查区北西，走向长大于7km。勘查区内出露长度2.4km，走向60°，倾向南东，倾角一般15°～35°左右，地表TC3控制该断层，其主要表现为煤系地层逆复于壶天群之上，断距约1000m，对煤层破坏较大。据勘查结果星星区段断层倾角约35°（见图7）、板桥区段断层倾角约45°（见图8）、漆树坪区段断层倾角约75°（见图9），从南往北，断层及地层产状均变陡。集云断层上盘深部有利于煤层的保存。

图7 星星区段37线剖面示意

图8 板桥区段11线剖面示意

图9 漆树坪区段21线剖面示意

4 结语与建议

1）滑脱构造在向斜两翼、同翼的不同位置均有不同表现，并非只是以单一角度在单地层中滑动，而是时常发生变化，并具有一定的趋势。

2）渣渡矿区东翼金盘仑断层对南段深部的煤层破坏主要在3煤顶板之上；往北有逐渐移到5煤顶板之上的趋势。而北部清塘区段前部生产井主采3、5煤层，建议在北部布置稀疏钻孔，探查北段深部3煤层是否断失，或是金盘仑断层又往深部穿插，保存了3煤层。

3）西翼集云逆断层在南段很可能沿测水组与石磴子组的软弱面滑脱，往北地层均有逐渐变陡的趋势。断层上盘有利于煤层的保存，而下盘条件更复杂，有待进一步论证。

研究区域构造特征，应用滑脱构造等理论观点和综合勘查手段，重新认识矿区地质规律，在“三下”探寻更多的隐伏含煤区，是湖南今后找煤的主要方向之一。尤其是在广泛发现元古界、古生界老地层推覆于二叠系、三叠系或更新地层之上的湘东、湘西地区。为了达到良好的找矿效果，宜多种勘查方法综合运用，避免单一方法的局限性和解释成果的多样性，在选用高精度的物探方法探测煤层的埋深及构造形态的基础上，然后加以钻探验证。