煤系内火成岩

由于煤为有机岩，其机械强度小于含煤岩系内其它岩石，在高温岩浆作用下容易被熔蚀同化，因而侵入含煤岩系的火成岩体大多沿煤层分布，破坏煤层与煤质，减少煤储量，复杂开采技术条件。1

分布与种类中国东部位于环太平洋的大陆边缘，中生代、新生代地壳运动强烈，岩浆活动频繁，东北地区辽宁阜新煤田、沈北煤田，吉林通化浑江煤田;华北地区河北兴隆煤田、井陉煤田、下花园煤田，北京京西煤田、京东煤田;华东地区山东陶枣煤田、淄博煤田、滕县煤田，江苏丰沛煤田，安徽淮北煤田，中南地区河南永城煤田、南岭煤田、兴梅煤田等的含煤岩系均有岩浆侵入，主要火成岩有：辉绿岩、微晶闪长岩、闪长玢岩、石英斑岩、花岗斑岩、正长斑岩、煌斑岩和细晶岩等，均属浅成岩和脉岩。其中，以辉绿岩、煌斑岩、闪长玢岩最多，其余相对较少。

产状煤矿常见火成岩岩体分脉状、似岩盘状和层状三种。

脉状火成岩岩体又称岩墙，以较陡的产状穿过含煤岩系，在平面上显条带状，宽度由数十厘米到80余米;长度由数十米到1000m以上的火成岩体。中国辽宁阜新平安煤矿有一条岩墙宽80～90m。它们对煤层破坏小，煤层接触变质带宽度仅1m左右。

似岩盘状火成岩岩体岩浆顺岩层侵入后使顶部岩层发生隆起，据中国山东坊子煤矿所见，岩体直径50～70m;厚度一般4～6m，隆起地点可达26m; 对相邻煤层产生岩浆热变质作用。

层状火成岩岩体又称岩床，多数沿煤层分布，岩浆呈单层入侵，或多层入侵，但以单层侵入现象较多。岩浆可以沿煤层顶板入侵，也可沿煤层中间或煤层底板入侵。岩体在煤层内显示的形状多种多样，随离岩浆源的远近和巷道与岩浆入侵方向之间关系而异。图1反映巷道近似平行于岩浆入侵方向，可以看出岩体的分岔，分岔后岩体变薄;图2反映巷道近似垂直于岩浆入侵方向，分岔岩体在此显示为两个岩体。岩体的边缘部位还可呈平行煤层层理的扁豆状。了解岩体在空间的分带现象，可对掘进前方岩浆岩对煤层的破坏程度作出预测。中国河北兴隆汪庄矿第七煤层总厚度达17～21m，煤层内均匀分布3～5层火成岩岩体，每层岩体厚度由0.8～2.2m不等，以1.1m为多，倾斜长度可达270m以上，走向长度达215m左右。

分布规律根据勘探和开采揭露的地质资料，含煤岩系中层状火成岩岩体的厚度、分布面积，受煤层厚度、火成岩种类和岩浆源丰富程度的制约。

中国淮北肖县向斜中部，辉绿岩、花岗斑岩主要侵入在下石盒子组的主采煤层三煤层及其顶底板中。该煤层厚达2.7～4m，辉绿岩分布面积达38.2km，火成岩最厚达十多米;花岗斑岩入侵14.83km。辉绿岩分布面积远大于花岗斑岩。山东滕县南部的许楼井田，煌斑岩、闪长玢岩主要分布在山西组的主采煤层三上煤层内，该煤层平均厚度为3.23m。46km的井田范围内，三上煤层内的火成岩分布面积约占1/2，煌斑岩分布面积远大于闪长玢岩分布面积。

火成岩种类不同，其矿物组成和所含的化学成分也不同。据当代熔岩岩温测定，基性玄武岩 (SiO2≌48.25%)的熔岩温度在地表稍大于1200℃，而酸性的流纹岩 (SiO2≌70.40%) 的熔岩温度为800℃。中性岩的熔岩温度介于两者之间。侵入岩的温度应略高于喷出岩温度。岩浆粘度变化大，可由10Pa·s变到超过100kPa ·s。除温度因素外，SiO2的含量也会影响岩浆的粘度，SiO2含量增加，岩浆粘度增大。在自然界可见到分布面积广、平躺的玄武岩岩被;而流纹岩多呈岩钟、岩针等熔岩穹丘。因此，煤层内顺层分布较大的岩床，多数为基性的辉绿岩、煌斑岩、闪长玢岩;而分布范围小，岩体厚度变化大的则多属酸性岩体。

离岩浆通道近的地段，煤层内火成岩岩体厚度大，离岩浆通道远的地段，火成岩岩体多变薄或尖灭。

对煤层的破坏岩浆侵入煤层对煤层的破坏，主要表现为岩浆熔蚀并取代煤层，在接触带产生一圈天然焦。厚度同样大的层状岩浆侵入，以顺煤层中间侵入者破坏性最大，在其上、下都形成天然焦，往往导至整个煤层失去开采价值;其次是顺煤层底部侵入，岩浆内的挥发物和高温进入煤层上部，往往形成较厚的天然焦;相比之下，沿煤层顶部侵入时，所形成的天然焦层较薄，往往保留可采的煤层厚度。在火成岩岩体边缘部分的舌状岩体之间，煤层往往保留完整，应该进行探寻。此外，火成岩的不同岩石类型由于其岩浆温度和成分的差异，也影响天然焦的厚度 (图3)。

岩浆侵人机制岩浆侵入有两种机制。一是熔蚀同化煤层;二是顺层理尖劈贯入。①熔蚀同化。高温岩浆在内部压力的驱使下，边侵入边熔化煤层，煤层顶、底板之间的距离并未改变。②尖劈贯入。高温岩浆在内部压力驱使下，沿煤层层理面挤入，并把上部地层抬起，煤层原有厚度不变，又增加了贯入岩体的厚度。自然界也存在过渡型，显然这和岩浆温度，煤的熔点(约450℃)和岩浆入侵时压力，煤层上覆地层的静压力等因素有关。

探测方法煤田或井田范围内有无火成岩侵入体，通常在普查阶段即可确定。在精查阶段，对较大火成岩岩床可基本圈定其范围。在精查地质报告中在被岩浆侵入煤层的底板等高线图上，应圈出各类火成岩的分布范围，绘制火成岩岩体等厚线图，标明煤层的可采边界。在勘探线剖面图下面的煤层结构图中，应反映火成岩、天然焦在煤层内分布的状态。煤矿开采阶段，一般可在精查工作基础上，根据各矿的特点，用物探、钻探、巷探方法，进一步圈定火成岩岩体边界，区分煤层可采与不可采范围。对基性岩体，当其埋深不大时，可在地面用磁法勘探圈定岩体边界。2

本词条内容贡献者为:

李兵 - 副教授 - 西南大学