七五井田许楼井上组煤岩浆岩侵入情况研究

郭春钢 裴海伦 邓海宾

（枣庄矿业集团七五煤矿设计室，山东 枣庄 277000）

1 井田概况

滕县煤田地处华北板块（Ⅰ）鲁西隆起区（Ⅱ）鲁西南潜隆起（Ⅱb）菏泽－兖州潜断隆（Ⅱb1）的滕州潜凹陷（Ⅱb113）内。七五井田位于滕县煤田南部，北与田陈煤矿、欢城煤矿为临，南至微山县城保护煤柱线，东为李桥断层、南门断层，西为纸坊断层、欢城断层，井田总面积约为46.2 km2。

七五井田由山东能源枣矿集团七五煤矿负责开采，根据实际生产情况，根据纸坊断层将七五井田划分为七五井（西北部）和许楼井，当前的主要生产活动均集中在许楼井内。许楼井上组煤（3上、3下）主要受岩浆岩侵入影响，本文结合矿井实际揭露情况，重点分析岩浆岩对许楼井上组煤的影响情况。

2 区域岩浆岩侵入

2.1 区域岩浆活动

滕县煤田（南部）位于峄山断裂西侧约5 km，微山勘探区岩浆活动比较强烈，其次是七五井田，岩浆侵入面积较大，呈岩床产出。付村和田陈井田岩浆侵入比较轻微，多以岩脉为主，仅局部地段有岩床或岩盘产出。距七五井田东约13 km 处的薛城，有岩性主要为石英闪长斑岩和二长岩类的岩浆岩出露，七五井田东侧约10 km，官桥煤田井亭、八一、魏庄等三个煤矿井下揭露呈岩床产出的煌斑岩侵入。峄山断裂东侧的江苏省徐州市利国铁矿岩浆体出露地表直径达2 km，向北在地表断续出露，一直到峄山断裂。根据岩浆岩侵入规律，利国铁矿的岩体基本属中心相，官桥煤田和滕县煤田（南部）为边缘相。

2.2 岩浆岩的种类及侵入时代

（1）岩浆岩的种类

经山东省地质局化验鉴定，七五井田岩浆岩可分为辉绿岩、煌斑岩及闪长玢岩。其中，辉绿岩包括橄榄辉绿玢岩和蚀变辉绿玢岩；煌斑岩包括橄辉云煌岩、云辉斜煌岩、含橄榄闪斜煌岩、云斜煌斑岩和闪斜煌斑岩；闪长玢岩包括角闪闪长岩、黑云闪长玢岩、蚀变闪长玢岩和蚀变石英闪长玢岩。

（2）岩浆岩侵入时代

北京第三研究所同位素地质研究室采用钾-氩法对七五井田岩浆岩样品进行了同位素地质年龄测定，其结果见表1。

表1 钾－氩法同位素地质年龄测定结果表

由表1 分析可知，煌斑岩井田内分布较广，4个煌斑岩样同位素年龄为1.28、1.27、1.22 和1.07亿年。根据《地史学教程》中白垩世的同位素年龄划定，1.37～1.00 亿年为早白垩世，1.00～0.65 亿年为晚白垩世，且1.20 亿年属于早白垩世的中期。因此，在同位素年龄测定结果中，3 个煌斑岩样品属于早白垩世中期，一个属于早白垩世晚期产物。闪长玢岩同位素年龄测定1.14 亿年，属于早白垩世中期产物。辉绿岩井田内分布较少，样品同位素年龄测定为0.75 亿年，属于晚白垩世。

2.3 岩浆活动通道分析

区域岩浆岩主要沿近南北向和东西向的断裂以岩株或岩墙形式上升侵入到各煤层。岩浆活动的主要通道，应为落差大、切割深度达地幔的深大断裂。据区域构造资料分析，位于井田东侧约5 km 外的峄山断裂是岩浆侵入的主要通道，其依据是：（1）近南北向的峄山断裂平面走向长度大于130 km，断距大于2000 m，构成了岩浆源的通道。（2）峄山断裂东侧的薛城以东的匡山、王开及桑村出露的寒武系岩浆岩体其方向性与峄山断裂走向一致，因此推测岩浆的近源通道主要是峄山断裂。

通过以上分析可知，该井田内的岩浆通道主要是岩浆沿峄山断裂上升过程中向西侵入到深部的地层中，然后沿岩层的节理、裂隙、断层等为通道，以岩株或岩墙的形式上升进入到煤系地层。通过本本井田的3 个钻孔（X0-9、X1-4、X5-17 号孔）取芯资料证实，侵入最高层位可达上侏罗统砾岩层。

3 井田局部岩浆岩侵入分析

根据矿井实际揭露及钻探资料显示，井田内南部和北部所受岩浆岩的侵入来自不同方向，为更好地指导矿井生产，需要分区域进行岩浆岩侵入分析。

图1 3上煤层岩浆侵入范围图

3.1 井田西南部岩浆岩侵入分析

根据钻孔资料及物探资料分析，井田西南部的3上煤层大面积被岩浆岩侵入焦化，3下煤层则赋存完整（图1、图2），且未受到岩浆岩侵蚀影响。根据钻孔资料显示，3上煤层与3下煤层层间距平均28 m，如果按照岩浆岩从底部侵蚀的情况进行分析，则应该3上、3下煤层均受影响。

根据对矿井南部钻孔的分析，岩浆岩厚度由南向北逐渐变薄，且井田范围内钻孔岩浆岩厚度均不超过5 m，可推断出南部岩不是由底部侵入，而是由南部向西北侵入。同时在矿井3上211 工作面切眼处揭露了岩浆岩侵入末期，与煤层互相交错的情形如图3。

根据对井田南部地质构造的分析，在南部存在一条贯穿井田边界的大断层—郭庄断层（图4）。该断层为正断层，走向190°，倾向280°，落差20～100 m，并由北向南逐渐增大。通过对断层两层钻孔岩层的整合关系分析，郭庄断层形成在二叠纪时期。通过对岩浆岩进行同位素测定，判断其侵入时间在白垩纪，因此郭庄断层形成的时间早于岩浆岩侵入时间。

图4 七五井田构造纲要图

由于郭庄断层形成时间早，岩浆岩由矿井南部沿郭庄断层下盘3上煤侵入，在到达郭庄断层时，因下盘抬升，导致煤层及顶底板向下拉伸弯曲，形成向下的通道。岩浆岩沿3上煤层侵入到断层时，便沿通道向下侵入，在经过下盘3下煤层时，由于3下顶板同样向下弯曲，同时由于岩浆岩的冲击，使顶板相当于一个保护罩，封闭了岩浆进入3下煤的通道。之后岩浆岩继续向下侵入，上盘3上煤层及其顶底板由于上盘下降，受牵引力作用向上弯曲，形成“勺子”状，将岩浆岩“接入”3上煤层中，同时3上煤层底板也起到了隔绝岩浆岩继续向下侵入的作用。因此在矿井南部形成了仅3上煤层被岩浆岩侵蚀，3下煤层赋存完整的情况，如图5。

3.2 井田北部岩浆岩侵入分析

井田北部区域3上、3下煤层均受岩浆岩侵入影响，根据对物探资料的综合分析，在井田东部有自下而上的岩浆岩侵蚀区，如图5。

依据对岩浆岩侵蚀区域内钻孔的分析，可判断岩浆岩由3下煤层底板向上侵蚀，通过挤破3上底板后进入煤层。由于岩浆岩由下而上侵入，因此在3下煤层中岩浆岩具有的能量较多，导致3下煤层受侵蚀影响范围要大于3上煤层。

同时根据矿井3上705、3上703、3上313 工作面的实际揭露情况，也证明了岩浆岩由东北向西南方向逐渐减弱，因此也证明了矿井北部岩浆岩是以东部的岩浆岩侵蚀区向四周发展。

图5 岩浆岩侵入示意图

4 结论

七五煤矿许楼井上组煤应受来自两方向的岩浆岩侵入。矿井西南部的岩浆岩从矿井南部沿3上煤层向西北方向侵蚀，在侵蚀至郭庄断层后沿断层面向下侵蚀，由于受断层影响，郭庄断层以西3上煤层形成“勺子”状，既形成了岩浆岩侵入3上煤层的通道，又隔绝了岩浆岩继续向3下侵蚀的道路，因此导致矿井西南部仅3上煤层受到岩浆岩侵蚀，而3下区域未受影响。矿井北部岩浆岩则是由3下煤层底板处开始向上侵蚀，通过挤破岩层后进入3上煤层。因此在北部区域，3下煤层受岩浆岩侵蚀的影响要大于3上煤层。