——福建省煤田地質局副局長陳泉霖談地質找礦理論創(chuàng)新
“福建找煤的主要靶區(qū)應集中在紅層下、火山巖下、滑覆體下和推覆體下。”當前,這一被稱為“四下”的找煤新模式,正在成為指導福建煤田地質局煤炭勘查的理論利器。
“四下”找煤模式源于福建省煤田地質局承擔的省國土資源廳科研項目《福建省二疊紀含煤區(qū)深部煤炭賦存特征與找煤模式》,是在應用滑脫構造控煤理論指導深部找煤實踐的基礎上創(chuàng)新建立的。福建省煤田地質局副局長、總工程師、教授級高級工程師陳泉霖表示,這一創(chuàng)新性的理論將成為南方(東部含煤區(qū))實現(xiàn)找煤新突破的引擎。
福建找煤理論在探索中不斷深化
福建找煤的歷史,是一部別具特色的理論創(chuàng)新發(fā)展史。為了打破中外地質學者和專家認定福建煤炭賦存“只有星星,沒有月亮”的論斷,福建省煤田地質局幾代地質工作者從未停止過探索的步伐。
陳泉霖介紹,福建省含煤區(qū)以構造復雜聞名全國,全省各煤田隱伏區(qū)、半隱伏區(qū)深部煤炭資源的賦存規(guī)律、賦存條件,以及如何開展地質勘查一直未得到徹底的認清和解決。
上世紀80年代末,隨著福建省二疊紀含煤地層“鐵柱子”的建立,滑脫構造控煤理論逐步成熟,福建煤田地質界形成了“地層是基礎,構造是關鍵,找煤是目的”的共識。
陳泉霖介紹,這一認識初步解決了福建省主要含煤地層及構造控煤規(guī)律等問題,為成就龍巖、永定、天湖山等煤炭生產基地的勘查開發(fā)作出了貢獻。40多年來,福建煤田地質人在這一認識的指導下,先后提交煤炭資源量15.47億噸,在缺煤的福建創(chuàng)造了找煤奇跡,被譽為“江南煤勘的一顆明珠”。
在含煤地層研究方面,他們重點研究了含煤地層的劃分與對比,將早二疊世含煤地層劃分為下二疊統(tǒng)(現(xiàn)劃分為中二疊統(tǒng))童子巖組(曾分別稱龍巖組、加福組),將童子巖組又細分3個段、5個亞段、12個標志層等,基本查明了含煤巖系地層特征。
地層問題解決后,項目組在煤田地質勘探過程中,發(fā)現(xiàn)煤田內普遍發(fā)育一種緩傾角斷裂,這種斷裂對煤系地層的賦存影響很大。于是,他們將構造研究延伸為研究“斷裂、褶皺——緩傾角斷裂——滑動構造——滑脫構造、逆沖推覆構造”,通過對構造特征認識的不斷深化,終于提出了“滑脫構造控煤”的理論。
建立福建隱伏區(qū)下的“四下”找煤模式
陳泉霖介紹,在滑脫構造控煤理論研究方面,根據其對煤系地層賦存的影響程度,可劃分為滑覆構造和推覆構造兩大類?;矘嬙煊职雌浒l(fā)育的層位性劃分為頂部滑覆、層間滑覆、底部滑覆三種類型;推覆構造按其發(fā)育的層位性則劃分為蓋層推覆、層間推覆、基底推覆三種類型。
在多年找煤實踐中,他們得出普遍經驗是,判斷一個煤礦區(qū)是否備進一步勘查開發(fā)價值,關鍵看該礦區(qū)的滑脫構造對煤系地層的影響大小。有的礦區(qū)由于滑脫構造的破壞,雖然有大面積的童子巖組地層出露,但深部主要可采煤層已遭受嚴重破壞,失去勘探價值;而有的礦區(qū),面上童子巖煤系地層雖然不多,有的還被上伏地層所完全覆蓋,但由于滑脫構造的存在,致使煤系地層的賦存深度相對變淺,應為具有勘查價值的遠景區(qū)。
從滑覆構造、推覆構造不同類型對煤系賦存影響程度不同分析,隱伏區(qū)下找煤的關鍵是要研究滑覆構造中頂部滑覆構造和基底推覆構造的類型。若煤系蓋層中存在滑覆構造,那么煤系地層的賦存深度相對變淺,易于勘探;若煤系上方的老地層證實為推覆體,其下就有可能存在煤系地層。
“我們因此引申出新的構造找煤模式:將應用滑覆構造控煤理論進行的找煤方式,定義為滑覆體下找煤;將應用推覆構造控煤理論進行的找煤方式,定義為推覆體下找煤。”陳泉霖說。
陳泉霖介紹,項目組在半隱伏區(qū)勘查過程中發(fā)現(xiàn),在閩西南坳陷區(qū)內、該條帶南部的龍永煤田,大面積分布的上白堊統(tǒng)沙縣組紅色沉積碎屑巖(俗稱“紅層”)及在東條帶天湖山煤田中大面積分布的中上侏羅統(tǒng)火山沉積巖(俗稱“火山巖”),在許多礦區(qū),其直接不整合覆蓋在煤系地層或煤系地層上伏地層翠屏山組等新地層之上,指示了在其他礦區(qū)“紅層”或“火山巖”覆蓋層下應該有可供勘查開發(fā)價值的煤系地層。
這些現(xiàn)象說明了閩西南坳陷區(qū)內,“紅層”、“火山巖”蓋層下,可能賦存有可供勘查開發(fā)的煤系地層。所以,項目組研究提出隱伏區(qū)下找煤的另外兩種模式:在“紅層”覆蓋層下的找煤方式——“紅層”下找煤,在“火山巖”覆蓋層下的找煤方式——“火山巖”下找煤。
至此,福建隱伏區(qū)下的找煤模式可以歸納為:“滑覆體”下、“推覆體”下、“紅層”下、“火山巖”下等四種找煤模式,簡稱“四下”找煤。
應加大新理論在適宜地區(qū)的推廣應用
陳泉霖介紹,“四下”找煤模式理論創(chuàng)新主要體現(xiàn)在6個方面:
一是確立了福建深部找煤的構造控煤理論與勘查核心技術組合。
二是厘清了煤田推覆、滑覆構造類型、分析了不同構造類型對煤系地層的影響程度。
三是從有利于隱伏區(qū)地質找煤角度看,提出了“推覆體下”和“滑覆體下”找煤模式。
四是建立了“四下找煤”方法組合,提出了福建省找煤的主要靶區(qū)應集中在紅層下、火山巖下、滑覆體下和推覆體下。
五是在沉積學研究方面,采用了層序地層分析方法,對含煤巖系沉積環(huán)境進行了簡要分析,并研究了聚煤盆地層序的地層格架、巖相古地理及聚煤規(guī)律,提出了疊加改造盆地的概念。
六是提出了煤礦區(qū)綜合找礦的思路及煤系綜合礦產資源評價的主要礦種。
理論創(chuàng)新是否有價值,只有經過實踐檢驗、評價才能確定。那么,“四下”找煤理論在指導找礦過程中取得哪些成效?
“‘四下’找煤模式的建立,源自福建找煤的實踐總結,對福建省煤炭勘查的找煤指導意義非常明顯。”陳泉霖說。
據他介紹,在進行課題研究過程中,項目組預測了37個找煤遠景區(qū)(靶區(qū)),預測資源量約37億噸,其中,提出滑覆體下預測區(qū)15個,預算資源量13.6億噸。根據“四下找煤”模式所圈定的靶區(qū),僅“滑覆體下”先后就經勘探證實:在永定縣東門地礦區(qū)、永定縣悠遠礦區(qū)、漳平市內林礦區(qū)、永安市龍?zhí)恋V區(qū)、永安市義窠礦區(qū)等礦區(qū)發(fā)現(xiàn)了煤炭資源,新增資源量超過2億噸。其他“推覆體下”的大田縣水井坑井田;“火山巖下”的永安市福溪礦區(qū)、永春縣含春北礦區(qū)、永春縣新村西礦區(qū);“紅層下”的新羅區(qū)仁盤礦區(qū)、新羅區(qū)紅林坪—津頭礦區(qū)、新羅區(qū)上洋坑礦區(qū)等累計發(fā)現(xiàn)資源儲量超過1.5億噸。
陳泉霖認為,地質找礦工作的研究對象是地層、構造、巖漿巖及巖石、礦物的結構、構造。地質現(xiàn)象千差萬別,錯綜復雜,特別是我國地域遼闊,成礦條件、成礦規(guī)律只可類比,不能照搬。不過,從運用唯物辯證法關于事物普遍聯(lián)系的原理和礦產勘查學中的地質類比法上看,我國東部煤田涵蓋山東、安徽、江蘇、湖北、湖南、吉林、遼寧、江西、浙江、廣東、福建等省區(qū),推覆、滑脫(覆)構造發(fā)育,應該可以借鑒這一理論,進行進一步的對比研究。
“東部地區(qū)浙江、廣東火山巖發(fā)育,江西、浙江等地同樣發(fā)育白堊紀‘紅層’,地質條件較為相似,因此,‘四下’找煤的模式,或將成為南方(東部含煤區(qū))實現(xiàn)找煤新突破的引擎。”陳泉霖說