鹤壁矿区地质概况一、地理、交通位置鹤壁矿区位于河南省北部,东径113°59′23〃—114°45′12〃,北纬35°26′00〃—36°02′54〃。
东与安阳市的内黄、滑县连接,南与新乡市的延津县、卫辉市毗邻,西邻安阳市的林州市,北接安阳市的安阳县、汤阴县。
现辖三区(淇滨区、山城区、鹤山区)、两县(浚县、淇县),全市14面积2182平方公里。
京广铁路、107国道、京珠高速公路、鹤濮高速公路、壶台公路从境内中部穿过,交通非常方便。
二、地形地貌鹤壁矿区地势总体南高北低,西高东低,地表被第四及第三系地层所覆盖,井田南部及东部分布着起伏较小的低缓丘陵。
丘顶多为第三系粘土或砾岩组成,在丘岗之间发育了冲沟坳地和平坦谷地。
此外,在井田北部铁路两侧分布有连片的芦苇沼泽地。
三、地层鹤壁为华北地层区,京广铁路以西为基岩分布区,广泛分布寒武系、奥陶系、第三系等地层,太古界、震旦系、石炭系、第四系分布较少。
京广铁路以东大面积第四系分布,寒武系、第三系零星出露。
大地构造处于新华夏系华北坳陷之西部和太行山隆起的东南边缘,其特征以断裂为主,褶皱不发育。
区内岩浆岩主要分布在西部山区,元古代有一些伟晶岩、细晶岩、辉绿岩、角闪闪长岩、角闪钠长岩,燕山期为中性侵入岩,喜山期为基性、超基性喷出岩和侵入岩。
现将被钻孔揭露的地层由老至新叙述如下:(一)奥陶系中统马家沟组(O2)马家沟组灰岩为含煤建造沉积之基底。
井田内无出露,西山出露良好,研究较细。
其岩性可分七个岩性段,其中第一段为贾旺页岩,第二、第四、第六段为角砾状灰岩,第三、第五、第七段为灰~深灰色中厚层~巨厚层之纯质石灰岩,含角石及松旋螺等化石,全厚450米左右。
(二)石炭系(C)1.中统本溪群(C2)底部为浅灰紫色鲕状豆状铝质泥岩;下部为灰色泥岩及砂质泥岩,中夹透镜状灰岩;中部为灰色细—巨粒硅质胶结的石英砂岩;上部为深灰及灰色泥岩、砂质泥岩,含铝质,具鲕状结构,产植物化石碎片,偶夹薄煤。
煤层发育不稳定,亦不可采。
灰岩中含化石,与其下伏的马家沟组灰岩为平行不整合接触。
地层厚15~28米,一般厚23~25米。
2.上统太原群(C3)太原群地层由砂岩、砂质泥岩、石灰岩及煤层所组成。
砂岩:下部砂岩灰色,粉粒—细粒—中粒结构,矿物成份以石英、长石为主,胶结物以钙质为主,中部砂岩灰色及灰色微发褐,细—中粒结构,矿场成份以石英为主,胶结物以泥质为主,上部灰色发褐,细—中粒结构,顶部以石英、长石为主,含菱铁质凝块,底部含长石较多。
胶结物以钙泥质为主。
砂质泥岩及泥岩:下部砂质泥岩及泥岩,深灰、灰黑至黑色,底部为浅灰色,含黄铁矿结核及植物化石,底部富铝质,偶具鲕状结构。
C3L3灰岩底板为黑色浅海相钙质泥岩,含大量动物化石。
中部砂质泥岩及泥岩,深灰色、灰黑至黑色,致密性脆,含黄铁矿结核及植物化石。
上部砂质泥岩及泥岩为深灰—灰黑色、致密性脆,局部夹碳酸钙质鲕粒及透镜状菱铁质泥岩,含黄铁矿结核及植物化石碎片。
石灰岩:太原群含石灰岩9层,自下而上为C3L1至C3L9。
其中C3L8、C3L5、C3L3、C3L2四层发育较好,C3L9、C3L4、C3L1三层灰岩发育次之:以C3L7及C3L6石灰岩发育最差,仅个别钻孔所揭露。
据钻孔资料C3L8、C3L5、C3L3、C3L2诸层灰岩的平均厚度分别为5.74米、1.65米、2.57米及7.19米。
在井田西南角浅部。
75-10孔至77-22孔一带,C3L8灰岩受河流同生冲蚀,被河床粗砂岩替代,缺失C3L8灰岩。
灰岩为为深灰—灰黑色。
其中C3L1 、C3L3 下部、C3L5 下分层、C3L6、C3L7及C3L9 均含泥质,含燧石结核的有C3L2 、C3L3 、C3L4 、C3L5 、C3L8 等层石灰岩,其中C3L2 含燧石结核最多,C3L2 、C3L5 及C3L8等层石灰岩常驻具缝合线构造,缝合面上常含碳质。
灰岩中产丰富的蜓科、腕足类、珊瑚、海百合茎等动物化石。
煤层:太原群所含煤层为一煤组,共含煤八层。
自下而上依次为一1、一2、一4、一5、一6、一7、一8、及一9煤,即除去C3L3灰岩不压煤外,其它各层灰岩均压煤,在八层煤中,发育较好的为一1煤。
在煤层顶底板附近的泥岩、砂质泥岩中,含丰富的植物化石,主要为鳞木、羊齿、轮叶及植物根化石。
本群以一11煤底浅灰色铝质泥岩为底界面,与本溪群呈整合接触。
厚101.67米~151.48米,平均厚118米。
(三)二迭系(P)1.下统山西组(P 1 1)山西组由砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层所组成。
砂岩:本组含砂岩四层,从下而上为S9、S10、S11 、S12。
上中部砂岩为灰及灰褐色,局部微发绿色,中至巨粒结构,向下颗粒逐渐变细。
矿物成份以石英及长石为主,唯二1煤顶板S10砂岩含长石较多。
山西组砂岩的特点为黑褐色菱铁质凝块,沿层面富含大白云母片,胶结物多为钙泥质。
泥岩及砂质泥岩:多为深灰至灰黑色,唯顶部偶具紫斑,微含铝质,具鲕状结构。
其顶为A层铝土岩。
泥岩及砂质泥岩中,偶见硅质结核,常富含植物化石。
煤层:山西组所含煤层为二煤组,下部含煤1~3层,底部的二1煤层为本区的主要可采煤层。
煤层厚度较稳定,井田内厚1.9(13041工作面)~14.0米(11041四横川),平均厚6.75米。
除二1其它煤层均不可采。
山西组产丰富的植物化石,主要有细羊齿、翅羊齿、羊齿、苛达叶、芦木、轮木、瓣轮木及楔叶等完整的植物化石及碎片。
本组以S9砂岩底与下伏太原群分界,为整合接触,厚73~134米,平均厚89米。
2.下统下石盒子组(P 2 1)下石盒子组由砂岩、砂质泥岩、泥岩所组成。
砂岩灰至灰绿色,细~粗粒结构,矿物成份以石英为主,长石含量较多,其它为绿色、暗色矿物及棕云母片。
具波状层理及斜层理,胶结物以泥质及钙质为主。
砂质泥岩及泥岩多为灰及青灰色夹紫斑,含铁质结核,产植物化石。
本组以S13层砂岩底与下伏山西组分界,层厚90~104米,平均厚97米。
3.上统上石盒子组(P 1 2)由砂岩、砂质泥岩及泥岩组成。
砂岩多为灰白、灰及灰绿色,细至粗粒结构,矿物成份以石英为主,次为长石,胶结物为钙质、硅质及泥质等。
下部有S15、S16砂岩,顶部为平顶山砂岩。
在砂岩之间为青灰色、紫色、灰紫色、灰绿色的砂质泥岩及泥岩,泥岩中偶含鲕粒、铁质结核及植物化石碎片。
本组以S15底与下伏下石盒子组分界,整合接触。
地层厚591米。
4.上统石千峰组(P 2 2)由紫色、暗紫红色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩、细砂岩所组成。
砂质泥岩中偶夹薄层石膏及泥灰岩。
地层厚度大于1000米,与上石合子组平顶山砂岩顶部整合接触。
(四)新第三系(N)井田内仅出露有新第三系(N)鹤壁组,其岩性主要为土黄色、黄褐色粘土,黄褐色、灰白色粉质粘土,黄色~灰色~中粒泥质砂岩、浅灰色~灰白色淡水湖泊相泥灰岩、钙质粘土,薄~厚层状砾岩等。
鹤壁组地层厚度,钻孔揭露厚度103.25~222.80米,自西向东,沉积厚度逐渐加大。
与下伏地层不整合接触。
(五)第四系(Q)主要由次生黄土状砂土、褐黄色粉质粘土、褐红色粘土及砾石等组成,厚度发育不稳定,变化在0~32米之间。
四、地质构造(一)区域构造鹤壁煤田位于新华夏系太行山隆起带之南段东侧。
东为华北沉降带,西依太行山区。
煤田呈近南北方向展布。
构造形迹以断裂为主,伴有发育程度不同的褶皱,并有岩浆岩侵入和喷出岩。
总的构造形态为一走向NNE、倾向SE、倾角5°~40°的单斜构造.区域构造线展布方向以NE、NNE向为主,近SN向断层次之。
煤田南部发育EW向构造。
构造线多呈雁行式,地垒地堑构造相间出现。
(二)井田构造1.褶曲经勘探和采掘实际控制的褶曲有三个向斜和三个背斜。
⑴张庄向斜:位于677—22、77—1、76—13、687—1钻孔一线,向斜轴为八矿与六矿的井田分界线。
延伸长度2800米。
轴在-350米以浅为SEE,在-350米以深为NEE,向E倾伏。
向斜轴在-300米左右被F51断层切割错位。
南翼地层走向130°~170°,倾向40°~80°,倾角20°~30°,北翼地层走向30°~50°,倾向120°~140°,倾角26°~34°。
该向斜已经被1406、1408工作面和六矿的多个工作面及十多个钻孔严密控制。
⑵鹿楼背斜:位于76—20、52—2钻孔一线,延伸长度2km,轴向NEE,向东倾伏,倾伏角24°。
南翼地层走向175°~195°,倾角24°北翼地层走向340°~350°,倾角24°。
该背斜两翼对称,已经为12021、12041、12101、12121、12141、2401等工作面以及76—20、52—2等钻孔控制,控制严密。
⑶桐家庄向斜:位于71—3、72—8、鹿60、78—12等钻孔一线,延伸长度1.8km、轴向NE60°,深部转成EW向,向NE倾伏。
该向斜褶皱舒缓,南翼地层走向170°左右,北翼地层走向350°~20°,对称性差,有的地段褶皱不明显。
⑷南窑背斜,位于75—13、78—66、78—13等钻孔一线,延伸长度1.75km,向深部逐渐消失,轴向NE50°,向NE倾伏。
南翼地层走向190°~200°,地层倾角31°;北翼地层走向330°~350°,倾角19°。
该背斜沿背斜轴及其两侧断裂发育,构造破坏严重。
该背斜已为13021、11071等工作面及75-13、78-66、78-13等钻孔控制,控制严密。
⑸扒厂向斜:位于78—24、78—36、78—5等钻孔一线,延伸长度2.0km。
轴向NE60°,向NE倾斜,倾角22°。
南翼地层走向150°~180°。
北翼地层走向350°~10°。
褶皱宽缓,向斜南翼受F53、F53-1等大断层破坏。
该向斜浅部由煤层露头、13011、13031、23011、23051工作面以及78—38、78—57、92—2等孔控制,控制严密。
-400米以下缺乏控制。
⑹柴厂背斜:位于78—51、78—52钻孔一线,延伸长度1.9km。
轴向NE70°,向NE倾斜,倾角22°。
南翼地层向180°~190°,北翼地层走向340°~355°。
此背斜在二1煤层露头附近被F53、F53-1断层破坏,-350米以上背斜形态不太明显,但-350米之下形态明显。