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摘要:隨著現代經濟建設的快速持續發展,經過長期開采,危機礦山越來越多,煤礦產業尤顯突出。加強深部找礦,為大中型礦山尋找接替資源迫在眉睫,菏澤市是山東省深部地質找礦的重點靶區。因而,更有效的深部找礦值得研討。結合曹縣煤田深部找礦的實踐,通過收集、整理、分析已有的地質資料及技術路線,簡要闡述了深部找礦范疇、深部找礦靶區選擇、工作思路及勘察方法等,以進一步加大深部找礦的工作力度。
關鍵詞:深部找礦;曹縣煤田;勘察選區;勘察方法;啟示
引言
隨著經濟社會的快速發展,山東省礦產資源的消耗大量增加,資源供需矛盾日益突出。探明的后備資源速度遠遠不及開采利用速度,保有儲量較預期大為減少,資源危機礦山越來越多,經濟社會的可持續發展面臨資源短缺的嚴峻挑戰。同時,近年來的地質勘察和研究成果表明,山東省深部找礦潛力巨大。因此,加強深部找礦,為大中型礦山尋找接替資源迫在眉睫。菏澤—曹縣預測含煤區被列為開展深部找礦的重要成礦區帶。
一、科學選擇重點靶區,實現深部找礦重大突破
菏澤市境內煤炭資源豐富,據山東省地質科學實驗研究院編寫的《菏澤地區礦產資源綜合調查報告》和“菏澤市地質礦產圖”,預測全市9個縣區地下均有含煤地層分布,2004年以前菏澤市境內勘察工作程度都比較低,勘察進度比較緩慢。 2004年初山東省地質科學實驗研究院運用魯西地區“北斷南超,掀斜式構造”地質構造模式及“凹中找凸,凸中找凹”找礦工作經驗,編制了《菏澤市礦產資源總體規劃》、《菏澤市煤(煤層氣)及地熱資源地質勘察規劃》,規劃了巨野煤田外圍、菏澤—曹縣、鄆城—鄄城、單縣北部、曹縣—單縣等六大找礦靶區。經深入分析研究將“菏澤—曹縣預測含煤區”定為深部找礦重點靶區。并采用“震鉆結合,地震先行”的技術路線,以二維地震結合鉆探為主要手段,配合測井、采樣測試等手段密切配合的綜合勘察方法,成功地發現了該區蘊藏著儲量豐富的優質煤炭資源的曹縣煤田,預測資源量30億噸,使菏澤市深部找礦工作取得了突破性進展,實現了山東省深部找礦的重大突破。
二、建立多渠道深部找礦投入機制
深部找礦工作能否順利開展,資金是關鍵,國務院加大了對煤炭資源勘察開發工作的宏觀調控力度,特別是對煤炭資源有償使用制度的改革是歷史性突破。菏澤市國土資源局在認真貫徹落實國家、省有關文件要求的同時,切實加大了勘察資金投入力度,嚴格按照省政府《關于開展重要礦產資源深部找礦工作的通知》中明確要求,積極籌集資金,確保勘察工作所需資金。一是各礦山企業為尋找接續資源,積極進行風險投資勘察。為此建立了政府引導、多元投資的聯動機制,充分調動各類投資人、地勘單位和礦山企業的積極性,由菏澤市礦產資源勘探開發中心與各投資人合作勘察,加大了深部找礦投入力度。二是為加快資源山東建設,加強重要成礦區帶找礦工作,實現地質找礦新突破,山東省國土資源廳將曹縣煤田整裝勘察項目列為優先支持項目,菏澤市國土資源局積極爭取了省級地質勘察基金在菏澤的勘察投入。
三、曹縣煤田深部找礦工作概述
曹縣煤田主要工作區青崗集—張灣勘察區位于曹縣和定陶縣境內,行政區劃隸屬曹縣韓集鎮、磚廟鎮、青崗集鄉、普連集鎮、古營集鎮和定陶縣南王店鄉、張灣鎮等管轄,面積548.88km2 。
1.地質簡況。勘察區大地構造位置屬華北板塊(Ⅰ)魯西地塊(Ⅱ)魯西南潛隆起區(Ⅲ)菏澤—兗州隆起(Ⅳ)菏澤凸起(Ⅴ)內。勘察區含煤巖系為石炭紀—二疊紀月門溝群。煤系的沉積基底為奧陶紀馬家溝組,蓋層自上而下有第四系和新近系。地層自下而上有:奧陶紀馬家溝組(OM)、石炭紀—二疊紀月門溝群(C-Py)、本溪組(CyB)、太原組(C—PyT)、山西組(Py■)、二疊紀石盒子組(P■)、新近紀黃驊群(Nh)和第四紀地層(Q)。
2.勘察方法。該勘察區為全隱蔽華北型石炭—二疊系煤田,上覆第四系和新近系地層厚度達1 000米左右,煤層埋深較大,基底為奧陶系巨厚層灰巖,區內地勢平坦,巖性和物性條件優良,地震地質條件良好。因此本次勘察確定以地震結合鉆探為主要手段,配合測井、采樣測試等手段密切配合的綜合勘察方法。勘察表明,該區含煤地層總體上為走向近東西的短軸向、背斜褶曲構造,伴有一定數量的斷層。構造復雜程度應屬中等構造。根據區域資料分析,主要可采煤層3煤(包括3上、3下)可采煤層厚度均有一定變化,但規律性較明顯,結構簡單~較簡單,全區可采,煤質變化不大,煤層穩定程度可認定為較穩定煤層。基于本區構造復雜程度中等、煤層穩定程度屬較穩定煤層的判斷,普查工作采用的工程基本控制密度為:用地震勘探線網度1 000m×2 000m;鉆探2 000m×4 000m來探求(333)資源量;僅有地震測線控制的地段資源量類別為(334)?。
3.勘察對象和勘察深度。根據本區煤層賦存較深和各可采煤層的厚度、深度、煤質特點,本次工作將3煤層作為主要勘察對象,兼顧其他可采煤層。由于本區地震成果顯示,3煤層最大賦存深度達2 000m,根據規范要求結合近年來山東省煤田勘察的實際情況,本次探求(333)資源量的鉆孔的最大勘察深度原則上控制在1 500米以淺。
4.勘察成果。(1)地層:初步確定了本區的地層層序,自上而下為第四系、新近系、二疊系、石炭系和奧陶系;含煤地層為石炭紀—二疊紀月門溝群的山西組和太原組。(2) 勘察區第四系與新近系的厚度及變化特征。全區新生界厚度940m~1 280m,下伏基巖剝蝕面的古地貌形態為一由東向西逐漸加深的斜坡,坡度1°左右。鉆探揭露厚度980m~1 168.85m。(3)地質構造:根據地震勘察資料解釋結合鉆探驗證,工作區地質構造復雜程度屬中等類型。區內的構造形態呈現為煤系地層總體為走向近北西,傾向南西的單斜構造形態,在其上發育有幅度不大的次一級向、背斜褶曲構造,并主要集中在本區的中部。煤系地層傾角一般約3°~5°左右,東北部煤層露頭附近傾角較大,最大約8°。(4) 勘察區內可采煤層的賦存狀態。區內可采煤層為3煤層及其分叉區3上、3下煤層。賦存深度在1 000m—2 000m。3(3上)煤層位山西組中下部,賦存面積1 500m以淺為174.68km2,為全區可采煤層。厚4.95~8.83m,平均6.92 m。3下煤層,賦存面積約141.4km2,平均厚度2.26m。煤層結構簡單,不含或偶含一層夾矸,屬較穩定煤層,是勘察區工作的主要目的層。(5)勘察區內可采煤層的煤質特征和煤類,對煤層的工業用途進行了初步評價。本區可采煤層具有中低灰分、特低—低硫分、中高揮發分、特高熱值發熱量和強粘結性的煤質特征。本區煤類主要為焦煤和1/3焦煤,其類別為煙煤(YM)大類;按主要工業用途劃分,則為煉焦用煤。(6)估算了3(3上+3下)煤層(333)+(334)?資源量17.86億噸。提交可供詳查的大型礦產地,另外,經初步估算1 500m以深還有6億多噸資源量。