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井田大部被第四系黄土和风积沙所覆盖,只有局部的冲沟中才有基岩出露,根据地表出露及钻孔揭露,本区地层层序自下而上为:下奥陶统亮甲山组、中奥陶统马家沟组、中石炭统本溪组、上石炭统太原组、下二叠统山西组、下石盒子组、上二叠统上石盒子组、第三系上新统、第四系上更新统及全新统的近代沉积,下面由老到新分别加以叙述:
一、奥陶系(O)
1、亮甲山组(O1l):为浅海相沉积。岩性为浅灰、灰黄色中厚层白云岩。致密性脆,风化后呈黄褐色,化石少见。喀斯特溶洞不发育,区内无出露且钻孔未揭穿,出露于井田外东南方向的老赵山梁背斜一带。区域厚度40~100m。
2、马家沟组(O2m):上部为浅灰色石灰岩,中厚层~厚层状,微晶质结构,下部为薄层状灰岩、豹皮状灰岩,含较多的砂质,粘土质,底部夹灰白色石英砂岩。本组地层大部分被剥蚀,各处残存厚度不一,区内未出露且钻孔未揭穿,出露于黄河岸边,黑岱沟沟口,魏家峁一带。区域厚度100m。
二、石炭系(C)
1、本溪组(C2b):为一套浅海—过渡相细碎屑岩沉积。岩性由灰色、深灰色粘土岩、黑色泥岩、灰白色砂岩组成,有时出现薄层灰岩,上部夹有不稳定的煤线。底部为较稳定的灰色、灰白色厚层状铝土质泥岩,相当于G层铝土矿层位,其下为一层鸡窝状褐铁矿层,即“山西式铁矿”层。
本组地层厚度11.23m~24.93m,平均15.47m,全区分布。与下伏地层中下奥陶统平行不整合接触。区内无出露,出露区外东南方向的老赵山梁背斜一带
2、太原组(C3t):为过渡相—陆相沉积,是本区主要含煤地层。由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色粗粒砂岩、细粒砂岩、粉砂岩,薄层深灰色粘土岩、6上、6、8、9、10号煤层组成。根据岩性组合特征,本组可划分为上下两个岩段:
下段(C3t1):从底部粗砂岩至6号煤层底板,顶部为黑色泥岩,中部主要由深灰色、黑色泥岩、灰白色粗砂岩、煤层组成。含砂岩2~4层,不稳定,含8、9、10号煤层,8号煤局部开采, 9、10号煤层均为不可采。8与9号煤层中间有薄层泥灰岩作为对比标志,底部有一层灰白色中、粗粒石英砂岩(K1),富含铁质,坚硬,致密,层位稳定,具大型斜层理,交错层理,是太原组与本溪组分界标志层。
上段(C3t2):从6号煤底部至6上煤顶部粗砂岩底,顶部岩性为黑色泥岩、砂泥岩,有时变为深灰色粘土岩。上部为6上煤层,中部为6上与6号煤层间夹透镜状砂岩,砂岩厚在0~30m左右,不稳定,有时相变为砂质泥岩,系6号煤组发育期的河流沉积物,6上与6号煤层合并本段消失,下部为6号煤层。6上、6号煤层较稳定,厚度大,全区可采。
本组地层厚度变化在49.67m~85.80m,平均厚度为66.47m,与下伏地层本溪组(C2b)整合接触。仅在井田南界的冲沟出露。
三、二叠系(P)
1、山西组(P1s):为内陆碎屑岩沉积。是本区的含煤地层,主要由灰白色粗砂岩、浅灰及灰黑色砂质泥岩、泥岩、深灰色粘土岩及3、4、5号煤层组成,划分上、中、下三段。
下段(P1s1):为6上煤层与5号煤层中间段,大部分为灰白粗砂岩,上部为砂质泥岩,砂岩不稳定,有时全部变为砂质泥岩,粗砂岩局部含砾(K3),为山西组与太原组的分界标志层,本段厚度变化在5m~32m,平均16m。
中段(P1S2)从5号煤层底至3号煤层顶部砂岩底,由3、4、5号煤层及相间的砂岩、泥岩组成,3号煤在本区不可采,4、5号煤在本区可采,本段平均厚度35m左右。
上段(P1S3):从3号煤层顶部砂岩底至下石盒子底部砂岩,顶部为深灰色砂质粘土岩,局部变为砂质泥岩、泥岩,泥岩中含丰富的植物化石。上部为浅灰色、灰色砂质泥岩、泥岩与灰白色粗砂岩互层。下部主体为灰白色粗砂岩,局部含砾,不稳定。
本组地层厚度61.61m~135.94m,平均95.74m,全区分布,与下伏地层太原组(C3t)整合接触。区内及周边无出露。
2、下石盒子组(P1x):由紫红色、绛紫色砂岩、砂泥岩、泥岩,灰、灰绿色砂质粘土岩,灰白黄色粗砂岩组成。划分上下两段。
下段(P1x1):上部为紫色粗砂岩、细砂岩、砂泥岩、泥岩互层,中下部为厚层状紫色砂岩、杂色砂质泥岩,底部为灰白、黄色粗砂岩(K4),局部含砾,成为与山西组的分界标志。
上段(P1x2):上部主要为紫色砂质泥岩夹灰绿色粗砂岩,下部紫色砂质泥岩、砂质粘土岩与砂岩互层,砂岩局部含砾。
本组区内厚度53.27m~119.98m,平均94.15m,与下伏山西组(P1S)整合接触,出露于井田南界。
3、上石盒子组(P2s):为紫色砂岩、砂质泥岩、泥岩互层。区域厚度大于290m,在井田内残存厚度0~96.26m,与下伏地层整合接触,出露于井田西部各沟谷中。
四、第三系上新统(N2)
主要为红色,砖红色粘土,局部为粉砂质粘土。夹钙质结核层。本统地层赋存厚度0~20m,一般厚度在10m左右,钻孔中未见到。与下伏地层不整合接触,零星出露于各沟谷中。
五、第四系(Q)
1、上更新统马兰组(Q3m):广布全区。为浅黄色黄土层。含钙质结核,厚度变化0~152.17m。
2、全新统(Q4):为近代风积沙,冲洪积砂砾层,淤泥、残坡积物等。本统厚度0~8m,零星分布在沟谷及其坡上。
六、构造类型
本区构造和准格尔煤田总体构造形态有所差别,宽缓的老赵山梁背斜从井田东南部南北向通过,井田中部转为北西向,井田西部又转为东西向,在井田西界外与田家石畔挠折带交汇,背斜轴方向变化可能与田家石畔挠折带的挤压作用有关。由于老赵山梁背斜井田构造分为两部分:背斜北翼为东南高,西北低的单斜,倾角3°~4°,在单斜上又有微弱波状起伏。背斜南翼地层走向变化较大,井田中部地层走向为北北西向接近南北,到井田西部地层走向变为北西西接近东西,背斜南翼地层倾角5~7°。
田家石畔挠折带北西方向从井田的西南角通过,挠折带南翼下降,北翼上升,挠折深度大于300m(根据地层推测)。使井田西南角煤层下降到300m以下。地层倾角40~50°,井田在此小区段难以开采。所以田家石畔挠折带为井田西南角开采边界线。34号孔与263号孔相距240m,挠折带的位置按要求已经控制在150m以内。井田外东侧有党家阳坡正断层,走向北东20°,倾向北西倾角70°,落差30m,从井田东界外通过。有42号孔与247号孔、M2孔与247号孔两处控制,摆动位置不会进入井田。对煤层开采无影响。
本次勘查在麻地梁井田内未发现断层,在4线以东先期开采地段内,根据勘查成果煤层底板等高线所示不会有大于10m的断层。2线以西地层走向变化大,由大于2000m网距控制,对构造的控制不严有可能有断层存在。
井田内外无岩浆岩侵入。井田内未发现陷落柱。综上所述本区构造属简单类型。