宣化—下花园煤田施家营区地质构造研究与找煤方向

杨建军　李振

【摘 要】本文通过对宣化-下花园煤田施家营区地质构造特征研究与下花园煤系地层分析对比认为，本区有广阔赋煤前景，在向斜两翼适当部位，煤层埋藏深度适中，是开展找煤工作最为有利地段。

【关键词】施家营；下花园组；含煤地层；控煤构造；找煤

0 引言

河北省张家口市宣化-下花园煤田为侏罗纪煤田，总面积大于1000km2。包括宣东矿区（宣东一号井、二号井和深部外围区）、下花园煤矿区、涿鹿煤矿区和八宝山、前山、西黄庄一带煤矿区。分布各种规模的生产矿井十余座。查明和预测煤炭资源量近7亿吨，其中查明煤炭资源量约5亿吨。是张家口地区重要煤炭生产基地，也是河北省主要煤田之一。由于长期开采，后备资源及可供建井的基地严重匮乏，寻找新的煤炭资源后备接替基地已成当务之急。笔者根据所获得的最新工作成果，经过分析研究，对该区找煤方向问题提出自已新的看法。

1 地质概况

宣化—下花园煤田大地构造位置处于中朝准地台（Ⅰ），燕山沉陷带（Ⅱ），冀西陷褶断束（Ⅲ）宣龙复向斜（Ⅳ），宣后向斜（Ⅴ）的中央部位。宣后向斜以其宽缓的褶皱和四周新太古界及中、新元古界地层大片出露为特征，并被其外围的大河南—大海坨断裂、水泉—洗马林断裂、黄羊山—鸡鸣山逆掩断层带（推覆构造）和怀安—宣化断裂所围割。这四条断裂对煤田的成生和发展起到举足轻重的控制和改造作用。此外，区内发育的主要构造尚有：玉带山——烧坡里向斜，古城梁穹窿（短轴倾伏背斜）、桦林沟向斜、定方水断层、F1断层等。宣东矿区整体构造形态呈一走向SWW—NEE，倾向SSE的单斜构造，地层产状平缓，倾角一般3°～10°，局部倾角15°左右。在单斜构造背景上发育有宽缓褶皱和若干断层，并以断层为主，褶曲构造相对不发育。

含煤地层是侏罗系中统下花园组，煤系盖层是侏罗系中统九龙山组、髫髻山组和后城组等，基底为下侏罗统南大岭组或青白口系下马岭组。下花园组沉积环境为内陆山间断陷盆地之冲积扇——湖泊体系。自上而下含Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ共5个煤组，最多20余层煤层，可采煤层3层，即Ⅲ3、Ⅳ2和Ⅴ2煤层，总厚度5～10m。主要可采煤层为较稳定型，构造复杂程度属中等。煤类主要为中灰、特低硫、低磷、中等挥发分、中—高热值的不粘煤、弱粘煤和贫煤，局部为焦煤或气煤。

2 下花园组煤系地层沉积特征

宣东矿区的下花园组厚度约600m，主要岩性为灰白色砂岩、灰色泥质粉砂岩、砂质泥岩及少量砾岩，底部一般为菱铁质泥岩、鲕状泥岩。含煤5组50余层，煤组编号自上而下为Ⅰ、Ⅱ...Ⅴ，其中，Ⅲ 3、Ⅳ 1、Ⅳ 2和Ⅴ 2煤层为可采煤层。基本岩性特征是：砂岩的成分成熟度及结构成熟度均较低。长石含量高，一般为25%～45%。岩屑含量10%～25%，且成分复杂，有燧石、花岗岩、安山岩、泥岩和碳酸盐岩等。碎屑磨圆不好，多呈次棱角状，分选中等—差，多为含砾中粗、细中、粉细粒级的过渡型岩石。岩石类型以岩屑长石砂岩、长石砂岩和长石岩屑砂岩为主。细屑岩多为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，而较纯的粉砂岩与泥岩较少见。砂岩中常见块状层理、交错层理、粒序层理及平行层理，泥质岩层理一般不明显。保存完好的植物化石较少见。总体显示为近源快速堆积的特征，为一套形成于陆相山间断陷盆地的冲积扇（远端）—河流三角洲—湖泊体系的含煤建造。本组产Coniopteris—Phoenicopsis植物群化石。

3 构造特征

研究区主要控制煤层赋存的构造是桦林沟向斜和南部的F1断层。由于褶皱和断层对煤系的后期改造作用，使该区局部地段抬升或下降，控制了煤系地层及煤层的保存。

3.1 F1断层

位于研究区南部，以此为界与西黄庄井田相邻。性质为高角度逆断层，走向80°，倾向170°，落差大于800m。南侧的西黄庄井田位于断层上升盘，提交煤炭资源量1811万吨，构造复杂，煤层倾角变化较大，局部直立倒转。煤层厚度（真厚）0.80-6.00m。研究区位于断层北侧的下降盘，后城组砾岩直接与断层南侧的煤系地层及煤层接触。

3.2 桦林沟向斜

位于研究区中部，为本区主体构造形态。向斜轴走向近东西向，向东延伸经桦林沟村至八宝山煤矿以北。为八宝山煤矿地区的主要构造之一。向斜内地层自上而下为侏罗系后城组、髫髻山组、九龙山组、下花园组、南大岭组及元古界老地层。向斜南翼以F1断层为界与西黄庄井田及八宝山煤矿相邻，北翼至北部的元古界老地层出露。

4 勘查成果分析及问题讨论

研究区以往做过大量地面地质调查及填图工作，先后施工4个钻孔。1985年河北煤田四队在本区施家营村北及村南施工的施8、施23两孔，两孔位于桦林沟向斜南翼F1断层北侧，孔深分别883.6m、897.67m，两孔均未见煤系，终孔层位为煤系上覆地层髫髻山组。2011年申请张家口市地勘基金施工两孔ZK1、ZK2，均见到煤系地层未见煤层。ZK1位于桦林沟向斜轴部，孔深1529.03m，在下花园组煤系地层中终孔，经对比所揭露煤系为下花园组上部地层。ZK2位于桦林沟向斜北冀地层抬升部位，孔深1015.16m，终孔层位为南大岭组。揭露煤系地层100余米（真厚），地层倾角60-80°。经对比所揭露煤系为下花园组底部，其Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ号主要可采煤层赋存层位被抬升剥蚀。所以，在ZK1、ZK2两孔之间煤层埋藏深度适中，是开展找煤工作最为有利地段（图1）。

5 找煤方向

综上所述，本区以往虽然施工4个钻孔均未见煤层，但不能就此否定本区赋煤的可能性。研究区与西黄庄井田紧临，以F1断层相隔，西黄庄井田有良好的可采煤层赋存，本区位于断层下降盘。通过施工钻孔对比分析推断：在桦林沟向斜轴部（ZK1孔位置）煤层埋藏较深，预计1800m。两翼煤层埋藏较浅，位于向斜北翼的ZK2孔部位由于地层抬起，煤系地层被剥蚀殆尽，只残留煤系下部地层。据此推断，在两孔之间应有煤层保存，且埋藏深度适中，预计1400m。向斜南翼以往施工两个钻孔施8和施23号孔，终孔层位均为煤系上覆地层髫髻山组，终孔深度均小于900m，对其下伏的煤系地层及煤层应作进一步查明，推断煤层埋藏深度小于1500m。所以，根据地质资料综合分析研究对比，本区有广阔的赋煤前景。

【参考文献】

[1]朱志澄.逆冲推覆构造[M].中国地质大学出版社，1989.

[2]河北省张家口地区中生代含煤盆地沉积环境研究报告[R].河北省煤田地质局第四地质队，1992.

[责任编辑：曹明明]