項(xiàng)目一任務(wù)二 巖漿巖侵入

1、第三章 巖漿巖侵入 巖漿侵入體存在于煤系地層和煤層中，是一種常見的地質(zhì)現(xiàn)象，也是影響煤礦生產(chǎn)的重要地質(zhì)因素之一概述巖漿侵入體對煤層的破壞性具體表現(xiàn)在：A.巖漿侵入煤層，使煤層為侵入體所代替，破壞了煤層的連續(xù)性和完整性，減少了煤炭的可采儲量。B.由于接觸變質(zhì)的影響，使煤的灰分增高，粘結(jié)性減弱，煤質(zhì)變劣，產(chǎn)生天然焦，降低煤的工業(yè)價(jià)值。C.煤層中侵入體硬度大，影響工程進(jìn)度，增加生產(chǎn)成本。D.侵入體在煤層中發(fā)育時(shí)，使采區(qū)和工作面的布置困難。巖漿侵入所引起的接觸變質(zhì)作用可使低變質(zhì)煤成為高變質(zhì)煤主要以巖床表現(xiàn)得最為顯著：如撫順煤田，在老第三紀(jì)主煤層底板之下發(fā)育一層晚期的輝綠巖床，使該煤層的煤變質(zhì)為肥煤。安

2、徽淮北、黑龍江雙鴨山等煤田都是由于巖漿侵入使部分低變質(zhì)煤變?yōu)檩^高變質(zhì)的煉焦用煤。 在煤礦生產(chǎn)中，對于巖漿侵入體的研究，主要是摸清巖漿巖的發(fā)育部位、分布規(guī)律、產(chǎn)狀、接觸變質(zhì)特征，掌握其對煤層和煤質(zhì)產(chǎn)生的影響，以及處理方法。第四章第四章 巖漿巖侵入巖漿巖侵入一、巖漿侵入體的一般特點(diǎn)二、巖漿侵入煤層的一般規(guī)律 三、巖漿侵入體的觀測與編錄一、巖漿侵入體的一般特點(diǎn)(一)巖漿侵入體的產(chǎn)狀(二)巖漿侵入體的巖性特征(三)巖漿侵入體的接觸變質(zhì)特征1巖墻 地下巖漿沿?cái)鄬踊蛄严渡蠜_，切穿煤層及其頂?shù)装鍘r層形成的墻狀侵入體，稱為巖墻。巖墻在平面上呈帶狀分布，寬度一般由幾十厘米至幾米，有時(shí)達(dá)幾十米，長度不一。有的在井

3、田內(nèi)就尖滅消失，也有的延長到井田以外。一、巖漿侵入體的一般特點(diǎn)(一)名漿侵入體的產(chǎn)狀在生產(chǎn)礦井中發(fā)現(xiàn)的巖漿侵入體主要有兩種產(chǎn)狀：巖墻、巖床巖床的形態(tài)是多種多樣的，對煤層的影響也各有不同。大致可分為層狀、串珠狀、樹枝狀、渾園狀。 1)層狀侵入體 巖漿侵入煤層，在較大范圍內(nèi)呈層狀分布，它可以侵入到煤層的任何層位，形成大片天然焦，有時(shí)也殘留一部分煤層。2巖床 地下巖漿沿煤層或?qū)娱g侵入形成的層狀侵入體，稱為巖床。2）串珠狀侵入體發(fā)育在侵入體的邊緣，巖體界線極不規(guī)則，一般沿煤層層理面分布延伸，呈串珠狀、扁豆?fàn)睢?）樹枝狀侵入體4)渾園狀侵入體一般發(fā)育在距侵入體較遠(yuǎn)的地段，侵入體在煤層中往往呈孤立的大小不

4、等的渾園狀山東陶莊煤礦，巖漿侵入二槽煤是以35號斷層為侵入帶向西北方向沿煤層向上擴(kuò)展形成三種類型的帶狀分布形態(tài)。 在陶莊煤礦還有這樣的情況，在20號斷層以西地區(qū)巖漿侵入二槽煤時(shí)，因?yàn)閿鄬拥母艚^，巖漿侵入受到限制，侵入面積不廣，侵入體的形態(tài)只有二、三類，巖漿巖體很快就消失了。上述侵入體的各種形態(tài)，是巖漿由侵入嚴(yán)重地區(qū)向外擴(kuò)展而形成的。在接近侵入嚴(yán)重地區(qū)巖體發(fā)育，遠(yuǎn)離至邊緣地帶逐漸尖滅。(二)巖漿侵入體的巖性特征 根據(jù)我國遼寧、河北、山東、安徽等省的一些煤礦區(qū)的侵入體巖性資料表明，煤系中的巖漿侵入體多系淺成巖，其巖性主要為基性巖類和中性巖類，也有少量的酸性和堿性巖類。常見的有輝綠巖、輝綠玢巖、煌斑

5、巖、微晶閃長巖、閃長玢巖、花崗斑巖、石英斑巖、細(xì)晶巖和正長斑巖等。(三)巖漿侵入體的接觸變質(zhì)特征 煤主要由有機(jī)物質(zhì)組成，對溫度的增高特別敏感。當(dāng)巖漿侵入或接近煤層時(shí)，在高溫、揮發(fā)物質(zhì)和動(dòng)壓的作用下，引起煤的變質(zhì)稱為接觸變質(zhì)。接觸變質(zhì)的強(qiáng)弱、變質(zhì)帶的寬窄，受侵入體的產(chǎn)狀 、大小和在煤層中的位置控制。 1)侵入體的產(chǎn)狀 它反映巖漿與煤層接觸面積的大小，對煤層接觸變質(zhì)的強(qiáng)弱有密切關(guān)系。巖墻垂直或斜交煤層層理，以狹窄條帶與煤層接觸，因而對煤層影響較小，僅局限于巖墻兩側(cè)數(shù)米的范圍內(nèi)(圖278)。巖床順煤層分布，與煤層大面積接觸，因而對煤層不僅破壞強(qiáng)烈，而且影響范圍較大。2)侵入體的大小 它反映侵入煤層的

6、巖漿數(shù)量及蘊(yùn)藏?zé)崃康亩嗌?，因此侵入體越大，煤變質(zhì)越深，影響范圍越廣。在其它因素相同的條件下，侵入體的厚度與煤的變質(zhì)程度和變質(zhì)帶寬度至正相關(guān)關(guān)系。3)侵入體在煤層中的位置 侵入體對其上面的煤分層影響較大，對其下面的煤分層影響較小。這是由于巖漿中的氣體和煤變質(zhì)過程中產(chǎn)生的揮發(fā)分易于攜帶熱量向上擴(kuò)散的緣故。因此，侵入體位于煤層頂部，對下部煤分層影響較小，處于煤層底部，對上部煤分層影響較大；巖漿侵入體居于煤層中部，對煤層影響最大，形成上厚下薄的變質(zhì)帶。4)煤層距侵入體的距離 煤的變質(zhì)程度隨距侵入體的遠(yuǎn)近發(fā)生有規(guī)律的變化，近者變質(zhì)深，遠(yuǎn)者變質(zhì)淺，從而形成由高到低的變質(zhì)帶。5)侵入體的巖石性質(zhì) 基性巖漿粘

7、度小，易流動(dòng)，在地殼淺部容易以巖床的形式沿煤層廣泛侵入，對煤層接觸變質(zhì)影響較大。 酸性巖漿粘度大，不易流動(dòng)，難于形成沿煤層的廣泛侵入，僅以巖墻或小侵入體對周圍煤層產(chǎn)生局部影響，對煤層接觸變質(zhì)影響較小。 中性巖漿介于兩者之間。 這也是煤層中侵入體為何以基性、中性巖居多的原因。 致于深部酸性巖漿，由于量大、溫高、離巖漿源近，對上覆煤層產(chǎn)生大規(guī)模的巖漿熱變質(zhì)作用；直接與之接觸的煤層、乃至煤系，均已熔融同化破壞殆盡，或形成面目全非的變質(zhì)巖。二、巖漿侵入煤層的一般規(guī)律(一)巖漿侵入通道(二)巖漿選層侵入（三）巖漿侵入煤層的規(guī)律(四)巖漿侵入分區(qū)二、巖漿侵入煤層的一般規(guī)律 研究巖漿侵入煤層的控制條件及活動(dòng)

8、規(guī)律，主要是研究巖漿侵入通道、選層侵入和擴(kuò)散機(jī)制等方面。它對于了解煤層中巖漿侵入體的總體分布規(guī)律，評價(jià)巖漿侵入對煤層的破壞程度和對煤質(zhì)的影響范圍至關(guān)重要，是探測和預(yù)測巖漿侵入體的理論基礎(chǔ)和重要依據(jù)。 (一)巖漿侵入通道 巖漿從巖漿源向上侵入，需要斷裂作通道。對巖漿侵入和侵入體分布起控制作用的斷裂，是巖漿侵入期前或侵入期間產(chǎn)生的斷裂；而巖漿期后產(chǎn)生的斷裂，對巖漿侵入和侵入體分布不起控制作用，但對先成侵入體起切割和改造作用。 一般情況下，張性、張扭性斷裂，由于開啟程度較好，側(cè)壓較小，因而對巖漿運(yùn)動(dòng)的阻力較小，便于巖漿侵入，特別是那些切割深、延展長的張扭性斷裂，更有利于巖漿的活動(dòng)。 鑒別巖漿是沿?cái)鄬?/p>

9、侵入或是沿裂隙侵入，可根據(jù)巖墻兩側(cè)圍巖的巖性是否相同，層位是否對應(yīng)，產(chǎn)狀是否一致，煤層底板等高線是否相連等標(biāo)志確定。 如淮北岱河煤礦，巖漿侵入通道系一組NNE走向，且沿向斜軸向展布，并為向下張口的縱張裂隙，它控制著該區(qū)巖墻和巖脈的展布，決定著煤層中侵入體呈帶狀分區(qū)的格局(圖284)。顯然，它是巖漿期前裂隙。但是，在該礦近EW向和NE向的不同性質(zhì)的斷層中，不僅沒有發(fā)現(xiàn)侵入體，反而出現(xiàn)巖墻和巖脈受其錯(cuò)斷的現(xiàn)象?？梢姡鼈兪菐r漿期后斷層。 因此，在巖漿巖發(fā)育的礦區(qū)，應(yīng)該注意構(gòu)造形成時(shí)期的研究，確定斷裂對侵入體的控制、改造關(guān)系。(二)巖漿選層侵入 巖漿沿?cái)嗔淹ǖ郎仙倪^程中，還要沿層理面、層滑面和軟弱

10、層位發(fā)生側(cè)向順層侵入。由于煤層物理性質(zhì)軟弱，裂隙和層滑面發(fā)育，化學(xué)性質(zhì)活躍，熱熔點(diǎn)較低，致使煤層易被高溫巖漿熔蝕，抵抗巖漿侵入能力較差，因而煤系地層中煤層是巖漿最易侵入的層位。 如淮北岱河煤礦的統(tǒng)計(jì)資料表明，該礦已施工的200多個(gè)見巖漿巖的鉆孔中，98%以上的鉆孔，巖漿巖沿煤層侵入，取代煤層層位，故可用煤系中的巖漿巖層位來對比煤層。 巖漿侵入煤層，除了煤層本身軟弱外，還與煤層的頂?shù)装逯旅軋?jiān)硬、導(dǎo)熱性差，巖漿熱量和氣體不易從煤層中散發(fā)，溫度和壓力能長時(shí)間在煤層中保持等有關(guān)，即與煤層頂?shù)装宓淖韪艉推帘巫饔糜嘘P(guān)。 巖漿侵入煤層可全部或部分熔蝕煤層，也可沿煤層中的裂隙穿插、切割因而導(dǎo)致煤層中侵入體形態(tài)

11、極其復(fù)雜和多樣。 巖漿主要沿煤層侵入，有時(shí)也可沿泥質(zhì)巖和石灰?guī)r侵入。 巖漿侵入有擠壓注入和熔蝕同化兩種形式。對化學(xué)穩(wěn)定性較強(qiáng)的巖層，以擠壓注入作用為主，對化學(xué)穩(wěn)定性差的煤層，則以熔蝕同化作用為主。 （三）巖漿侵入煤層的規(guī)律 1) 煤層厚度越大，侵入煤層中的侵入體厚度越大，分布面積越廣，形態(tài)越復(fù)雜。 在厚煤層中?？梢姷角秩塍w從煤層下部穿到煤層上部，再由上部穿到下部的現(xiàn)象；在薄煤層、局部可采煤層和被水流沖蝕的煤層中，侵入體分布比較零星，面積較小。 據(jù)統(tǒng)計(jì)資料分析，巖漿侵入范圍與煤層厚度和可采范圍大體成正比關(guān)系。因此，同一地區(qū)、不同煤層中侵入體的分布位置和范圍大小不一定重疊，有的煤層破壞嚴(yán)重，有的煤

12、層破壞輕微。這一規(guī)律對確定巖漿侵入地區(qū)的找煤方向相當(dāng)重要。 2) 由于夾石層的導(dǎo)熱性和透氣性較低，化學(xué)穩(wěn)定性較高，可起隔熱和屏蔽作用，限制巖漿在煤層中的活動(dòng)。因此，煤層中夾石層的有無、厚薄、性質(zhì)和分布情況，控制著侵入體在煤層中的分布和對煤層的影響范圍。 3) 一般情況下，灰分較低，物性較軟和變質(zhì)程度較低的煤層或煤分層，因其抵抗熔蝕和侵入的能力較小，故巖漿易于侵入，影響范圍較大。 4)巖漿侵入受通道斷層大小和煤層產(chǎn)狀的影響 一般情況下，作為巖漿上升通道的斷層越大，則巖漿來源越豐富，沿?cái)鄬觽?cè)向侵入煤層的巖漿深入越遠(yuǎn)，分布面積越大；巖漿沿?cái)鄬油ǖ纻?cè)向侵入煤層，向煤層上山方向比向下山方向易于擴(kuò)散。因此

13、，上山方向煤層被巖漿破壞更嚴(yán)重。(四)巖漿侵入分區(qū) 煤礦生產(chǎn)實(shí)踐表明，侵入體在煤層中的分布，具有明顯的分區(qū)規(guī)律。根據(jù)距侵入中心的遠(yuǎn)近、侵入體的產(chǎn)狀變化、以及對煤層破壞和煤質(zhì)影響的程度，將煤層中巖漿侵入分為三區(qū)。 1)上沖區(qū) 指巖漿通道及其附近的地區(qū)(圖287)。該區(qū)巖漿活動(dòng)劇烈，侵入體在較大面積上呈層狀、似層狀，厚度大，巖墻發(fā)育，煤層幾乎全部被熔蝕同化，為巖漿巖所替代，偶見少量天然焦，但混雜大量巖漿物質(zhì)，煤層基本失去工業(yè)價(jià)值。上沖區(qū)范圍較小。一個(gè)礦區(qū)或礦井可能不只一個(gè)上沖區(qū)。因此，要分別確定它們的范圍，找出它們的差異。 2)擴(kuò)散區(qū) 指巖漿離開侵入中心，向外圍擴(kuò)散的區(qū)域。該區(qū)巖漿的熔蝕能力和變質(zhì)作用銳減，各處差別較大，在擴(kuò)散較弱地段，往往殘留可采煤層或煤分層。侵入體產(chǎn)狀多呈似層狀、樹枝狀、串珠狀和扁豆?fàn)?圖288)。擴(kuò)散區(qū)范圍較大，儲量可靠性較差，是影響正常生產(chǎn)的主要區(qū)段。 3)波及區(qū) 指擴(kuò)散區(qū)外圍，僅受巖漿高壓熱氣波及的地區(qū)。該區(qū)偶有少量的單個(gè)巖體，也可能僅發(fā)現(xiàn)天然焦，而無擴(kuò)散的巖漿侵入體。 應(yīng)該指出，由上沖區(qū)經(jīng)擴(kuò)散區(qū)、波及區(qū)到正常區(qū)，總是逐步過渡的。 三、巖漿侵入體的觀測與編錄(一)巖漿侵入體的觀測對井巷揭露的侵入體，應(yīng)系統(tǒng)觀測以下內(nèi)容：1巖漿巖性質(zhì)2侵