阳谷茌平煤田杨营井田岩浆岩特征及其对煤层煤质的影响

摘要：阳谷—茌平煤田杨营井田内的岩浆岩顺煤层或煤层顶底板侵入，对煤层和煤质都有严重影响。该文分析研究了岩浆岩的侵入层位、层数、厚度、岩性及其矿物成分，初步探讨了岩浆岩的来源、地质时代及其对煤层、煤质的影响。

关键词：杨营井田 岩浆岩 煤层 煤质

阳谷—茌平煤田处于鲁西南断块拗陷的西北部，聊考大断裂的东侧，东以东阿断层为界，北隔刘集断层与黄河北煤田相邻，南到汶泗断层与巨野煤田相邻。杨营井田位于阳谷—茌平煤田的西南端，总体呈一轴向近南北、向北倾伏的向斜（杨营向斜）构造，地层倾角南部陡（多在20°左右），中部较缓（一般在10°左右），局部发育次一级褶曲，断层较发育，以南北向和北东向居多，断层落差变化大。

井田含煤地层为山西组和太原组，共含煤18层。其中山西组含煤3层（2、3上、3（3下））；太原组含煤16层（4、5、6、7、8上、8下、12、12上、14、15上、15下、16、17、18上、18下、19）。各煤层平均厚度累计13.28m，含煤地层总厚平均255.89，含煤系数5.2%。可采及局部可采煤层（3上、3（3下）、8下、16、18下）平均厚度累计6.37m。煤类为焦煤为主的天然焦、无烟煤、贫煤、贫瘦煤、瘦煤、弱粘煤、焦煤、1/3焦煤、气煤。

1 岩浆岩的基本特征

1.1 岩性特征

井田地层中有中性岩浆岩侵入体，岩浆岩对煤系地层、煤层均有较大破坏。井田范围内42个钻孔中揭露岩浆岩的钻孔有29个。

肉眼鉴定：灰白、浅灰绿、浅灰～绿灰色，微晶至斑晶结构，块状构造，含少量黑云母，基质为隐晶质，致密坚硬，裂隙较发育，充填有泥质和方解石脉。

据中国煤炭地质总局徐州检测中心实验室镜下鉴定属微晶闪长岩～闪长岩，矿物成分，斑晶主要为斜长石和正长石，基质中针状斜长石占绝大多数，少量正长石，偶见石英，含少量重矿物。微晶～斑状结构，斑晶为自形～半自形～细晶结构，基质为隐晶结构，为中性岩浆浅成侵入岩。

1.2 侵入时代

据邻区资料，绝对年龄为68.15百万年，大致相当于燕山晚期。

1.3 岩浆岩来源及分布特点

1.3.1 岩浆岩来源

揭露岩浆岩的钻孔以井田东部的17-1钻孔和井田西部的1-2钻孔岩浆岩对地层破坏最为严重。由此结合钻探和地震资料分析，侵入本井田的岩浆岩受井田东西边界断层东阿断层和F19、F20断层及其附生断层的控制，来源主要有两处：一是井田东部的东阿断层，二是井田西部F19、F20断层，岩浆由沿断层上侵并向井田内煤系及其它地层侵入，遇薄弱地层后顺层侵入逐渐发育为四组侵入范围较大层位较为稳定的岩浆岩体，且在侵入区带附近有分叉现象。

1.3.2 岩浆岩分布特点及侵入层位

井田岩浆岩分布平面上主要分为东西两块，西部块段基本上以第7勘查线为边界，勘查线以西3煤层被岩浆岩吞蚀；东部块段边界不规则，呈向东开口的反“凹”字形状。

除顺各煤层侵入的岩浆岩外，其它侵入井田内部的岩浆岩在垂向上根据主要煤层、标志层分布及岩浆岩侵入煤系地层情况，以3煤层顶板砂岩、八灰、十灰、十二灰为界，基本可将岩浆岩分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四组，四组岩浆岩在本矿井煤系地层中都是独立的。

第I组岩浆岩来源主要为井田东部的东阿断层，该组岩浆岩结晶程度最差，岩浆沿山西组3煤层顶板由东向西侵入，层位相当于2煤层层位，层数1～5层。本组岩浆岩总厚0～39.60m，平均12.17m，厚度最大的为井田东部的HJ16-7钻孔。根据钻孔揭露情况分析，该组岩浆岩垂向上可能有分叉现象，对3煤层煤质影响较大，其分支在井田中南部的局部地段甚至吞蚀了3煤层。

第Ⅱ组：来源为井田东部的东阿断层，该组岩浆岩结晶较第I组好。岩浆沿太原组中15煤层位由东向西侵入，层数1层，侵入层位较为稳定。在侵入过程中可能有穿层现象，个别地段对8下煤层有一定影响。揭露该组岩浆岩的钻孔5个，厚度2.55～8.76m，平均6.13m，平面上侵入规模较小。

第Ⅲ组：来源为井田东部的东阿断层，该组岩浆岩结晶较第I、Ⅱ组更好。岩浆沿太原组中煤层层位由东向西侵入，层数1～2层，揭露该组岩浆岩的钻孔3个，厚度11.15～35.10m，平均20.12m。该组岩浆岩有穿层现象，13～15线间，岩浆岩由沿16煤层侵入上穿至十（十下）灰顶板，向西侵入层位较为稳定。该组岩浆岩对16煤层影响较大，16煤层局部被吞蚀。

第Ⅳ组：来源为井田东部的东阿断层，该组岩浆岩结晶程度最好。岩浆沿本溪组中的薄弱地层由东向西侵入，层数1～4层，揭露该组岩浆岩的钻孔6个，厚度2.98～19.60m，平均12.43m。该组岩浆岩对本矿井可采、局部可采煤层影响不大。

2 岩浆侵入对煤层煤质的影响

2.1 对煤层的影响

井田范围内除8下煤层赋存范围内受岩浆岩影响较小外，其它各可采、局部可采煤层及其煤质均受岩浆岩侵入影响，井田东、西两部均被岩浆岩吞蚀，煤层可采范围严重缩小。

2.2 对煤质的影响

各可采煤层煤质平面分布规律为：3上煤层西南部被岩浆岩吞蚀，可采范围内多为贫煤、弱粘煤，HJ9-3孔为一独立焦煤点。3（3下） 煤层西部、东部大面积被岩浆岩吞蚀，西边吞蚀边界向井田内部大面积变质为贫煤、弱粘煤，HJ8-12孔变质为无烟煤，HJ7A-1孔变质为焦煤，HJ8-10、HJ8-2两孔受岩浆岩影响较小为气煤；东部HJ16-7孔、14-1孔HJ13-1孔均变为天然焦，东边吞蚀边界向井田内部煤层为一窄条带高变质的无烟煤、贫煤带，大面积为1/3焦煤和焦煤分布，HJ12-3孔受岩浆岩影响较小为气煤，综合分析全井田岩浆岩分布及煤类分布变化情况，预测北部大面积应为焦煤分布。8下煤层东南部大面积被岩浆岩吞蚀，仅HJ10-5孔采样化验属焦煤，因此，综合分析全井田受岩浆岩影响煤类变化规律，推断岩浆岩附近应有一窄条带贫煤区，其余大面积为焦煤分布。16煤层西北角被岩浆岩吞蚀，可采范围内西边HJ7A-1、9-1孔变质为天然焦，中部多为贫煤，东边为1/3焦煤带。18下煤层东南部被岩浆岩吞蚀，HJ14-3孔变质为无烟煤，可采范围内大面积为贫煤、弱粘煤，9-1孔小面积为1/3焦煤。

井田内煤层为深成变质的气煤。各煤层均在深成变质作用的基础上不同程度的迭加了岩浆热变质作用，使局部煤的变质程度有不同程度的增高，由低变质阶段的气煤变质为中、高变质阶段的1/3焦煤、焦煤、瘦煤、贫煤、无烟煤，甚至变为天然焦。同时各煤层的化学性质和工艺性能都不同程度地发生了一系列变化，从正常煤到天然焦，水分、灰分、视密度、反射率增高，挥发分、发热量、氢氧含量、粘结性等明显降低。

3 结语

①杨营井田由于岩浆侵入煤系地层，各煤层不同程度地受到了热变质作用，呈多煤类并存状况。

②岩浆岩对煤层煤质的影响主要控制因素为岩体到煤层的距离，其次要因素为岩浆岩侵入煤层的位置和煤层厚度、结构。

③岩浆直接侵入煤层使得煤层厚度显著变薄，煤层结构复杂化，可采性变差；煤的水分、灰分和视密度显著增大，挥发分、发热量、氢氧含量等明显降低，从而降低了煤的工业利用价值。

参考文献：

[1]山东省煤田地质局第三勘探队.山东省阳谷—茌平煤田杨营煤矿建井地质报告[R].山东泰安：山东省煤田地质局第三勘探队，2012.

[2]黄兴龙，李翠芳，周丽丽，等.岩浆岩侵入下煤变质程度的控制因素分析[J].中国煤炭地质，2011，8：70-72.

[3]刘松良，郭剑萍.山东黄河北煤田岩浆岩特征及其对煤层煤质的影响[J].中国煤田地质，2003，6：14-15.

作者简介：

任守康（1970-），男，山东莱芜人，毕业于徐州煤炭工业学校，地质工程师，现从事煤田地质勘查工作。