项目一任务二 岩浆岩侵入

1、第三章 岩浆岩侵入 岩浆侵入体存在于煤系地层和煤层中，是一种常见的地质现象，也是影响煤矿生产的重要地质因素之一概述岩浆侵入体对煤层的破坏性具体表现在：A.岩浆侵入煤层，使煤层为侵入体所代替，破坏了煤层的连续性和完整性，减少了煤炭的可采储量。B.由于接触变质的影响，使煤的灰分增高，粘结性减弱，煤质变劣，产生天然焦，降低煤的工业价值。C.煤层中侵入体硬度大，影响工程进度，增加生产成本。D.侵入体在煤层中发育时，使采区和工作面的布置困难。岩浆侵入所引起的接触变质作用可使低变质煤成为高变质煤主要以岩床表现得最为显著：如抚顺煤田，在老第三纪主煤层底板之下发育一层晚期的辉绿岩床，使该煤层的煤变质为肥煤。安

2、徽淮北、黑龙江双鸭山等煤田都是由于岩浆侵入使部分低变质煤变为较高变质的炼焦用煤。 在煤矿生产中，对于岩浆侵入体的研究，主要是摸清岩浆岩的发育部位、分布规律、产状、接触变质特征，掌握其对煤层和煤质产生的影响，以及处理方法。第四章第四章 岩浆岩侵入岩浆岩侵入一、岩浆侵入体的一般特点二、岩浆侵入煤层的一般规律 三、岩浆侵入体的观测与编录一、岩浆侵入体的一般特点(一)岩浆侵入体的产状(二)岩浆侵入体的岩性特征(三)岩浆侵入体的接触变质特征1岩墙 地下岩浆沿断层或裂隙上冲，切穿煤层及其顶底板岩层形成的墙状侵入体，称为岩墙。岩墙在平面上呈带状分布，宽度一般由几十厘米至几米，有时达几十米，长度不一。有的在井

3、田内就尖灭消失，也有的延长到井田以外。一、岩浆侵入体的一般特点(一)名浆侵入体的产状在生产矿井中发现的岩浆侵入体主要有两种产状：岩墙、岩床岩床的形态是多种多样的，对煤层的影响也各有不同。大致可分为层状、串珠状、树枝状、浑园状。 1)层状侵入体 岩浆侵入煤层，在较大范围内呈层状分布，它可以侵入到煤层的任何层位，形成大片天然焦，有时也残留一部分煤层。2岩床 地下岩浆沿煤层或层间侵入形成的层状侵入体，称为岩床。2）串珠状侵入体发育在侵入体的边缘，岩体界线极不规则，一般沿煤层层理面分布延伸，呈串珠状、扁豆状。3）树枝状侵入体4)浑园状侵入体一般发育在距侵入体较远的地段，侵入体在煤层中往往呈孤立的大小不

4、等的浑园状山东陶庄煤矿，岩浆侵入二槽煤是以35号断层为侵入带向西北方向沿煤层向上扩展形成三种类型的带状分布形态。 在陶庄煤矿还有这样的情况，在20号断层以西地区岩浆侵入二槽煤时，因为断层的隔绝，岩浆侵入受到限制，侵入面积不广，侵入体的形态只有二、三类，岩浆岩体很快就消失了。上述侵入体的各种形态，是岩浆由侵入严重地区向外扩展而形成的。在接近侵入严重地区岩体发育，远离至边缘地带逐渐尖灭。(二)岩浆侵入体的岩性特征 根据我国辽宁、河北、山东、安徽等省的一些煤矿区的侵入体岩性资料表明，煤系中的岩浆侵入体多系浅成岩，其岩性主要为基性岩类和中性岩类，也有少量的酸性和碱性岩类。常见的有辉绿岩、辉绿玢岩、煌斑

5、岩、微晶闪长岩、闪长玢岩、花岗斑岩、石英斑岩、细晶岩和正长斑岩等。(三)岩浆侵入体的接触变质特征 煤主要由有机物质组成，对温度的增高特别敏感。当岩浆侵入或接近煤层时，在高温、挥发物质和动压的作用下，引起煤的变质称为接触变质。接触变质的强弱、变质带的宽窄，受侵入体的产状 、大小和在煤层中的位置控制。 1)侵入体的产状 它反映岩浆与煤层接触面积的大小，对煤层接触变质的强弱有密切关系。岩墙垂直或斜交煤层层理，以狭窄条带与煤层接触，因而对煤层影响较小，仅局限于岩墙两侧数米的范围内(图278)。岩床顺煤层分布，与煤层大面积接触，因而对煤层不仅破坏强烈，而且影响范围较大。2)侵入体的大小 它反映侵入煤层的

6、岩浆数量及蕴藏热量的多少，因此侵入体越大，煤变质越深，影响范围越广。在其它因素相同的条件下，侵入体的厚度与煤的变质程度和变质带宽度至正相关关系。3)侵入体在煤层中的位置 侵入体对其上面的煤分层影响较大，对其下面的煤分层影响较小。这是由于岩浆中的气体和煤变质过程中产生的挥发分易于携带热量向上扩散的缘故。因此，侵入体位于煤层顶部，对下部煤分层影响较小，处于煤层底部，对上部煤分层影响较大；岩浆侵入体居于煤层中部，对煤层影响最大，形成上厚下薄的变质带。4)煤层距侵入体的距离 煤的变质程度随距侵入体的远近发生有规律的变化，近者变质深，远者变质浅，从而形成由高到低的变质带。5)侵入体的岩石性质 基性岩浆粘

7、度小，易流动，在地壳浅部容易以岩床的形式沿煤层广泛侵入，对煤层接触变质影响较大。 酸性岩浆粘度大，不易流动，难于形成沿煤层的广泛侵入，仅以岩墙或小侵入体对周围煤层产生局部影响，对煤层接触变质影响较小。 中性岩浆介于两者之间。 这也是煤层中侵入体为何以基性、中性岩居多的原因。 致于深部酸性岩浆，由于量大、温高、离岩浆源近，对上覆煤层产生大规模的岩浆热变质作用；直接与之接触的煤层、乃至煤系，均已熔融同化破坏殆尽，或形成面目全非的变质岩。二、岩浆侵入煤层的一般规律(一)岩浆侵入通道(二)岩浆选层侵入（三）岩浆侵入煤层的规律(四)岩浆侵入分区二、岩浆侵入煤层的一般规律 研究岩浆侵入煤层的控制条件及活动

8、规律，主要是研究岩浆侵入通道、选层侵入和扩散机制等方面。它对于了解煤层中岩浆侵入体的总体分布规律，评价岩浆侵入对煤层的破坏程度和对煤质的影响范围至关重要，是探测和预测岩浆侵入体的理论基础和重要依据。 (一)岩浆侵入通道 岩浆从岩浆源向上侵入，需要断裂作通道。对岩浆侵入和侵入体分布起控制作用的断裂，是岩浆侵入期前或侵入期间产生的断裂；而岩浆期后产生的断裂，对岩浆侵入和侵入体分布不起控制作用，但对先成侵入体起切割和改造作用。 一般情况下，张性、张扭性断裂，由于开启程度较好，侧压较小，因而对岩浆运动的阻力较小，便于岩浆侵入，特别是那些切割深、延展长的张扭性断裂，更有利于岩浆的活动。 鉴别岩浆是沿断层

9、侵入或是沿裂隙侵入，可根据岩墙两侧围岩的岩性是否相同，层位是否对应，产状是否一致，煤层底板等高线是否相连等标志确定。 如淮北岱河煤矿，岩浆侵入通道系一组NNE走向，且沿向斜轴向展布，并为向下张口的纵张裂隙，它控制着该区岩墙和岩脉的展布，决定着煤层中侵入体呈带状分区的格局(图284)。显然，它是岩浆期前裂隙。但是，在该矿近EW向和NE向的不同性质的断层中，不仅没有发现侵入体，反而出现岩墙和岩脉受其错断的现象。可见，它们是岩浆期后断层。 因此，在岩浆岩发育的矿区，应该注意构造形成时期的研究，确定断裂对侵入体的控制、改造关系。(二)岩浆选层侵入 岩浆沿断裂通道上升的过程中，还要沿层理面、层滑面和软弱

10、层位发生侧向顺层侵入。由于煤层物理性质软弱，裂隙和层滑面发育，化学性质活跃，热熔点较低，致使煤层易被高温岩浆熔蚀，抵抗岩浆侵入能力较差，因而煤系地层中煤层是岩浆最易侵入的层位。 如淮北岱河煤矿的统计资料表明，该矿已施工的200多个见岩浆岩的钻孔中，98%以上的钻孔，岩浆岩沿煤层侵入，取代煤层层位，故可用煤系中的岩浆岩层位来对比煤层。 岩浆侵入煤层，除了煤层本身软弱外，还与煤层的顶底板致密坚硬、导热性差，岩浆热量和气体不易从煤层中散发，温度和压力能长时间在煤层中保持等有关，即与煤层顶底板的阻隔和屏蔽作用有关。 岩浆侵入煤层可全部或部分熔蚀煤层，也可沿煤层中的裂隙穿插、切割因而导致煤层中侵入体形态

11、极其复杂和多样。 岩浆主要沿煤层侵入，有时也可沿泥质岩和石灰岩侵入。 岩浆侵入有挤压注入和熔蚀同化两种形式。对化学稳定性较强的岩层，以挤压注入作用为主，对化学稳定性差的煤层，则以熔蚀同化作用为主。 （三）岩浆侵入煤层的规律 1) 煤层厚度越大，侵入煤层中的侵入体厚度越大，分布面积越广，形态越复杂。 在厚煤层中常可见到侵入体从煤层下部穿到煤层上部，再由上部穿到下部的现象；在薄煤层、局部可采煤层和被水流冲蚀的煤层中，侵入体分布比较零星，面积较小。 据统计资料分析，岩浆侵入范围与煤层厚度和可采范围大体成正比关系。因此，同一地区、不同煤层中侵入体的分布位置和范围大小不一定重叠，有的煤层破坏严重，有的煤

12、层破坏轻微。这一规律对确定岩浆侵入地区的找煤方向相当重要。 2) 由于夹石层的导热性和透气性较低，化学稳定性较高，可起隔热和屏蔽作用，限制岩浆在煤层中的活动。因此，煤层中夹石层的有无、厚薄、性质和分布情况，控制着侵入体在煤层中的分布和对煤层的影响范围。 3) 一般情况下，灰分较低，物性较软和变质程度较低的煤层或煤分层，因其抵抗熔蚀和侵入的能力较小，故岩浆易于侵入，影响范围较大。 4)岩浆侵入受通道断层大小和煤层产状的影响 一般情况下，作为岩浆上升通道的断层越大，则岩浆来源越丰富，沿断层侧向侵入煤层的岩浆深入越远，分布面积越大；岩浆沿断层通道侧向侵入煤层，向煤层上山方向比向下山方向易于扩散。因此

13、，上山方向煤层被岩浆破坏更严重。(四)岩浆侵入分区 煤矿生产实践表明，侵入体在煤层中的分布，具有明显的分区规律。根据距侵入中心的远近、侵入体的产状变化、以及对煤层破坏和煤质影响的程度，将煤层中岩浆侵入分为三区。 1)上冲区 指岩浆通道及其附近的地区(图287)。该区岩浆活动剧烈，侵入体在较大面积上呈层状、似层状，厚度大，岩墙发育，煤层几乎全部被熔蚀同化，为岩浆岩所替代，偶见少量天然焦，但混杂大量岩浆物质，煤层基本失去工业价值。上冲区范围较小。一个矿区或矿井可能不只一个上冲区。因此，要分别确定它们的范围，找出它们的差异。 2)扩散区 指岩浆离开侵入中心，向外围扩散的区域。该区岩浆的熔蚀能力和变质作用锐减，各处差别较大，在扩散较弱地段，往往残留可采煤层或煤分层。侵入体产状多呈似层状、树枝状、串珠状和扁豆状(图288)。扩散区范围较大，储量可靠性较差，是影响正常生产的主要区段。 3)波及区 指扩散区外围，仅受岩浆高压热气波及的地区。该区偶有少量的单个岩体，也可能仅发现天然焦，而无扩散的岩浆侵入体。 应该指出，由上冲区经扩散区、波及区到正常区，总是逐步过渡的。 三、岩浆侵入体的观测与编录(一)岩浆侵入体的观测对井巷揭露的侵入体，应系统观测以下内容：1岩浆岩性质2侵