第一节煤田

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煤田分布与储量 莱芜煤田位于境内南部, 与新汶煤田以莲花山脉相隔,东起梁
坡断层,西迄羊流断层,南至煤系露头,北到泰山断层,为西宽东窄楔形狭长块段,
沿走向东西约32公里, 南北平均宽11公里,面积352平方公里。其中已探明面积52.6
平方公里,储量3.92亿吨。此外,境内还有:中央深部煤区,是浅部各井田向纵深地
带的延续部分,北至煤田的边界泰山断层,西与口镇预测含煤区相接,预测含煤面积
50平方公里, 预测储量3.5亿吨;口镇煤区,位于矿山背斜北端,其东翼为中央深部
预测含煤区,预测含煤面积48.8平方公里,预测储量2.93亿吨,莱西煤区,位于市内
西部、 羊流断层以东断陷部位,预测含煤面积100.2平方公里,预测储量1亿吨。4个
煤区累计储量约11亿吨左右。
煤田成因与年代 莱芜煤田在地质构造单元上属于中朝地台山东地块的鲁西沉积
地台中之一部,其基底的太古代结晶片岩几经变质,已成为较稳定的古老地块,长期
暴露于地表,整个区域侵蚀成准平原状态。
地质工作者勘查及前人地质文献记载,本区主要成煤期是石炭纪和二迭纪。距今
已3亿年的石炭纪, 本区受海西运动影响地表下降,形成背山面水的沼泽地带,气候
温热,雨量丰富,适宜于植物生长。因此,在奥陶纪石灰岩侵蚀面上有中石炭统、上
石炭统含煤地层的沉积。莱芜煤田6—19层煤均为此期所沉积。期间,地壳波动频繁,
造成10数次湖泊相及沼泽相的循环沉积,有杂色沙岩、矿质页岩、页岩、灰岩和煤的
互层现象,故称之为典型的近海相煤田。
上石炭统地层沉积后,地壳下降的总趋势结束,变为以上升为主的趋势,海水退
却又造成湖泊相沉积,从而进入本区的另一个重要的聚煤期——二迭纪聚煤期。莱芜
煤田1—5层煤均为此期所沉积。期间,气候湿热,植物繁茂,地壳波动亦渐趋稳定,
有利于植物遗体保存,以致形成较厚煤层。
继二迭系煤系沉积后,又有三迭系侏罗系地层沉积。距今约1.5-1.95亿年前的侏
罗纪中后期燕山运动,使平原变成高山,遭受剧烈剥蚀,三迭系和已沉积的中下侏罗
系地层均被剥蚀殆尽,局部地区的煤系地层也被侵蚀,致使上侏罗系地层直接覆盖于
二迭系地层之上,继而又接受白垩系红色矿岩沉积。白垩纪中后期再次发生燕山运动,
使本区地层发生褶皱乃至断裂,造成一系列南升北降的阶梯状断块构造,形成境内当
代的构造格架。断块上升部分长期遭受侵蚀,煤系地层也被剥尽,因而古老地层出露
地表。断块下降部分,接受巨厚的第三系沉积,使煤层得以保存。第三纪后期,受喜
马拉雅山运动影响,构成活化加剧,煤层的完整性受到破坏。随后,沿汶河两岸接受
第四系沉积, 形成当代矿区地貌景观。
煤田区域构造 莱芜煤田地质构造受东部沂沭大断裂影响, 形成压性北西向的扫
帚状弧形断裂带,同新汶矿区统称为鲁中南北西向构造带。莱芜煤田区域地层走向近
于东西倾向北,受燕山期矿山闪长岩侵入体的烘托作用,形成矿山背斜和莱城向斜。
莱城向斜基本为一轴向北东的不对称向斜,其转折端位于羊庄井田,南翼为鄂庄煤矿
至潘东井田一线,走向与整个煤田相一致,近于东西倾向北,倾角18°—25°;北翼
为羊庄井田至矿山井一线,走向北东,倾向东南,倾角30°一40°;深部倾角平后,
一般小于15°。主要矿井分布于该向斜内。
莱芜煤田次一级构造属高角度正断层,其北边界是泰山断层,走向东段为北西,
中段近乎东西,西段为北东,呈一顶向北凸的弧形。北西向断层主要是八里沟断层,
位于莱城向斜的两翼倾向南东,落差1000米,东西向断层多在煤田南部和中部。各井
田内构造发育中等,煤层稳定,但西部受火成岩侵入影响,煤层稳定性受到不同程度
的破坏。煤田构造大体可分两个类型,即西翼的鄂庄矿属Ⅱ类Ⅱ—Ⅲ型,东部的南冶、
西港、潘西矿属Ⅱ类Ⅱ型。
莱芜煤田因燕山期岩浆活动剧烈,岩性多为中、基性闪长岩、玄武岩,致使煤系
及煤层遭到不同程度的破坏,西部矿山背斜有矿山闪长岩体,岩浆活动顺层侵入,多
以岩床产出。
煤田含煤岩系地层。莱芜煤田地层主要有太古代、古生代、中生代、新生代。中
石炭统本溪群以灰色、灰黄色、灰绿色泥岩、粘土岩为主,夹有长石、沙岩,底部属
铝土岩及鸡窝状山西式铁矿层,中部及上部具有草埠沟、徐家庄两层薄层灰岩,偶含
2—3层不稳定的薄煤层,总厚30—90米,与下伏奥陶系呈假整合接触。上石炭统太原
群是煤田的主要含煤地层,由灰色粘土质或钙质中、细粒砂岩及深灰色泥岩、粉砂岩
组成, 具有2—4层薄层灰岩,含煤14层,可采及局部可采者4—8层,厚165米左右。
二迭系自下而上是山西组和石盒子组,山西组亦是煤田主要含煤地层,以灰白色、灰
色粘土质、 钙质粗中细粒砂岩为主,夹深灰色粉砂岩和泥岩,厚约85米,含煤5层,
可采和局部可采者2—4层。石盒子组是煤田古生代的最上部地层,因后期剥蚀而保存
不完整, 最大残厚200米左右,主要为灰色、杂色粘土岩、泥岩、粘土质砂岩等,中
上部具有1—2层铝土岩。
煤层。莱芜煤田含煤20余层,其中可采者10层,即山西组2、3、4、5层和太原群
7、9、15、16、18、19层,可采煤层平均总厚度6米,主要煤系地层250米,可采煤层
含煤系数为2.4%。
煤种。莱芜煤田以肥煤、气煤为主。由于受岩浆活动影响,部分煤层变质程度升
高,变为瘦煤、贫煤、无烟煤甚至天然焦。煤田东部煤种复杂,自弱粘结煤、肥煤至
天然焦;西港、鄂庄较简单,属中变质程度气、肥煤;矿山、羊庄等区受矿山岩体影
响,普遍为无烟煤,该煤田现有矿井为一级瓦斯矿井,煤尘具爆炸性。
煤田水文地质莱芜煤田水文地质条件复杂,下伏汶河古河床与现代河相互渗透,
水力联系密切,充水性强。煤系地层中有储含水的砾岩层、砂岩及浅部洞穴较发育的
各薄层石灰岩等。煤系底部伏有洞穴发育、含水充沛的奥陶系厚石灰岩层。除西港矿
井因四灰露头位于古河床之下而水文地质条件比较复杂外,其余各矿井均属简单类型。
煤田主要含水层有: 第四系砂砾层是各矿井的主要含水层, 厚1.5-13米,宽约
1500米,多分布于汶河两岸,大部分覆盖于煤系之上,直接受大气降水补给,含水充
沛, 单位涌水量1.2—30.1公升/秒米,渗透系数每日36一532米。但因煤系露头是否
直接伏于其下而对矿井的威胁程度有所不同。下第三系砾岩层,在汶河北部最为发育,
并直接覆盖于古生界之上,浅部岩溶发育较差,含水较强,底部常有一层红色粘土质
粉砂岩, 对该砾岩层与煤系的水力联系有一定阻碍作用, 单位涌水量每秒米0.9—
1.29公升, 渗透系数为每日0.07—5.7米。薄层石灰岩在煤田南部有出露,浅部岩溶
裂隙发育,直接受大气降水、地表水系或第四系含水砂砾层补给,含水性强,是各矿
井直接和主要的充水因素; 深部岩溶裂隙逐渐减弱,垂深在400米以下,属于微弱的
含水层。 其中, 第一层灰岩厚度2—7米, 位于第六层煤以下约7米处,单位涌水量
0.01—0.51公升/秒米, 渗透系数每日0.02—12.3米;第四层石灰岩系18层煤的直接
顶板,厚度4—9米,单位涌水量0.1—0.55公升/秒米,渗透系数每日0.02—76.78米;
徐家庄石灰岩在19层煤以下约24米处, 厚5—17米,草埠沟石灰岩在上距徐家庄石灰
岩约14米处, 厚5—20米, 单位涌水量0.04—2.24公升/秒米,渗透系数每日0.34—
15.31米。煤系基底奥陶系石灰岩广泛出露于煤田南部,厚度约800余米,岩溶发育,
大气降水补给直接,含水性强,为矿区主要含水层,单位涌水量0.03—2.4公升/秒米,
渗透系数每日0.05—5.03米。
煤田地面水系全部是汶河的干、支流(见《自然地理》编)。