由於煤為有機岩，其機械強度小於含煤岩系內其它岩石，在高溫岩漿作用下容易被熔蝕同化，因而侵入含煤岩系的火成岩體大多沿煤層分布，破壞煤層與煤質，減少煤儲量，複雜開採技術條件。
基本介紹
- 中文名：煤系內火成岩
- 外文名：igneous rock in coal measures
- 學科：煤田地質學
- 產狀：脈狀、似岩盤狀和層狀
- 危害：破壞煤層與煤質，減少煤儲量
- 火成岩：輝綠岩、微晶閃長岩、閃長玢岩等
分布與種類,產狀,分布規律,對煤層的破壞,岩漿侵人機制,探測方法,
分布與種類
中國東部位於環太平洋的大陸邊緣，中生代、新生代地殼運動強烈，岩漿活動頻繁，東北地區遼寧阜新煤田、瀋北煤田，吉林通化渾江煤田;華北地區河北興隆煤田、井陘煤田、下花園煤田，北京京西煤田、京東煤田;華東地區山東陶棗煤田、淄博煤田、滕縣煤田，江蘇豐沛煤田，安徽淮北煤田，中南地區河南永城煤田、南嶺煤田、興梅煤田等的含煤岩系均有岩漿侵入，主要火成岩有：輝綠岩、微晶閃長岩、閃長玢岩、石英斑岩、花崗斑岩、正長斑岩、煌斑岩和細晶岩等，均屬淺成岩和脈岩。其中，以輝綠岩、煌斑岩、閃長玢岩最多，其餘相對較少。
產狀
煤礦常見火成岩岩體分脈狀、似岩盤狀和層狀三種。
脈狀火成岩岩體又稱岩牆，以較陡的產狀穿過含煤岩系，在平面上顯條帶狀，寬度由數十厘米到80餘米;長度由數十米到1000m以上的火成岩體。中國遼寧阜新平安煤礦有一條岩牆寬80～90m。它們對煤層破壞小，煤層接觸變質頻寬度僅1m左右。
似岩盤狀火成岩岩體岩漿順岩層侵入後使頂部岩層發生隆起，據中國山東坊子煤礦所見，岩體直徑50～70m;厚度一般4～6m，隆起地點可達26m; 對相鄰煤層產生岩漿熱變質作用。
層狀火成岩岩體又稱岩床，多數沿煤層分布，岩漿呈單層入侵，或多層入侵，但以單層侵入現象較多。岩漿可以沿煤層頂板入侵，也可沿煤層中間或煤層底板入侵。岩體在煤層內顯示的形狀多種多樣，隨離岩漿源的遠近和巷道與岩漿入侵方向之間關係而異。圖1反映巷道近似平行於岩漿入侵方向，可以看出岩體的分岔，分岔後岩體變薄;圖2反映巷道近似垂直於岩漿入侵方向，分岔岩體在此顯示為兩個岩體。岩體的邊緣部位還可呈平行煤層層理的扁豆狀。了解岩體在空間的分帶現象，可對掘進前方岩漿岩對煤層的破壞程度作出預測。中國河北興隆汪莊礦第七煤層總厚度達17～21m，煤層內均勻分布3～5層火成岩岩體，每層岩體厚度由0.8～2.2m不等，以1.1m為多，傾斜長度可達270m以上，走向長度達215m左右。
分布規律
根據勘探和開採揭露的地質資料，含煤岩系中層狀火成岩岩體的厚度、分布面積，受煤層厚度、火成岩種類和岩漿源豐富程度的制約。
中國淮北肖縣向斜中部，輝綠岩、花崗斑岩主要侵入在下石盒子組的主採煤層三煤層及其頂底板中。該煤層厚達2.7～4m，輝綠岩分布面積達38.2km，火成岩最厚達十多米;花崗斑岩入侵14.83km。輝綠岩分布面積遠大於花崗斑岩。山東滕縣南部的許樓井田，煌斑岩、閃長玢岩主要分布在山西組的主採煤層三上煤層內，該煤層平均厚度為3.23m。46km的井田範圍內，三上煤層內的火成岩分布面積約占1/2，煌斑岩分布面積遠大於閃長玢岩分布面積。
火成岩種類不同，其礦物組成和所含的化學成分也不同。據當代熔岩岩溫測定，基性玄武岩 (SiO2≌48.25%)的熔岩溫度在地表稍大於1200℃，而酸性的流紋岩 (SiO2≌70.40%) 的熔岩溫度為800℃。中性岩的熔岩溫度介於兩者之間。侵入岩的溫度應略高於噴出岩溫度。岩漿粘度變化大，可由10Pa·s變到超過100kPa ·s。除溫度因素外，SiO2的含量也會影響岩漿的粘度，SiO2含量增加，岩漿粘度增大。在自然界可見到分布面積廣、平躺的玄武岩岩被;而流紋岩多呈岩鐘、岩針等熔岩穹丘。因此，煤層內順層分布較大的岩床，多數為基性的輝綠岩、煌斑岩、閃長玢岩;而分布範圍小，岩體厚度變化大的則多屬酸性岩體。
離岩漿通道近的地段，煤層內火成岩岩體厚度大，離岩漿通道遠的地段，火成岩岩體多變薄或尖滅。
對煤層的破壞
岩漿侵入煤層對煤層的破壞，主要表現為岩漿熔蝕並取代煤層，在接觸帶產生一圈天然焦。厚度同樣大的層狀岩漿侵入，以順煤層中間侵入者破壞性最大，在其上、下都形成天然焦，往往導至整個煤層失去開採價值;其次是順煤層底部侵入，岩漿內的揮發物和高溫進入煤層上部，往往形成較厚的天然焦;相比之下，沿煤層頂部侵入時，所形成的天然焦層較薄，往往保留可采的煤層厚度。在火成岩岩體邊緣部分的舌狀岩體之間，煤層往往保留完整，應該進行探尋。此外，火成岩的不同岩石類型由於其岩漿溫度和成分的差異，也影響天然焦的厚度 (圖3)。
岩漿侵人機制
岩漿侵入有兩種機制。一是熔蝕同化煤層;二是順層理尖劈貫入。①熔蝕同化。高溫岩漿在內部壓力的驅使下，邊侵入邊熔化煤層，煤層頂、底板之間的距離並未改變。②尖劈貫入。高溫岩漿在內部壓力驅使下，沿煤層層理面擠入，並把上部地層抬起，煤層原有厚度不變，又增加了貫入岩體的厚度。自然界也存在過渡型，顯然這和岩漿溫度，煤的熔點(約450℃)和岩漿入侵時壓力，煤層上覆地層的靜壓力等因素有關。
探測方法
煤田或井田範圍內有無火成岩侵入體，通常在普查階段即可確定。在精查階段，對較大火成岩岩床可基本圈定其範圍。在精查地質報告中在被岩漿侵入煤層的底板等高線圖上，應圈出各類火成岩的分布範圍，繪製火成岩岩體等厚線圖，標明煤層的可采邊界。在勘探線剖面圖下面的煤層結構圖中，應反映火成岩、天然焦在煤層內分布的狀態。煤礦開採階段，一般可在精查工作基礎上，根據各礦的特點，用物探、鑽探、巷探方法，進一步圈定火成岩岩體邊界，區分煤層可采與不可采範圍。對基性岩體，當其埋深不大時，可在地面用磁法勘探圈定岩體邊界。
