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天湖山煤田的主要含煤地层是下二迭统龙岩组地层，其分布面积大，含煤性较好．龙岩组的沉积与区域古构造、古地理的发展有着密切的联系。加里东运动后，闽西南复式拗陷形成，先后沉积了古生代以浅海相为主的林地组、船山组、栖霞组及文笔山组。早二迭世晚期，闽西南地形平坦，海水辽阔，进退频繁，在相对稳定的古地理环境控制之下，沉积了以海防交互相为主的龙岩组含煤建造。
  一、地层
  在早二迭世晚期，当沉积了以海陆交互相为主的龙岩组含煤建造之后，经东吴运动，地壳上升，以防相沉积为主的上二迭统翠屏山组以假整合覆盖于龙岩组之上。晚二迭世末期再度经受海侵，连续沉积了以浅海相为主的长兴组、大隆组、溪口组。中生带早期（T2）印支运动使先期沉积的地层褶皱隆起，遭受剥蚀，而后在山间盆地中发育上三迭统文宾山组，陆相含煤建造，．与下伏地层呈不整合接触。早侏罗世开始的燕山构造阶段，使下侏罗统梨山组不整合于三迭统文宾山组之上，上侏罗统地层又以明显的不整合关系上覆于中侏罗统漳平组。
  二、构造
  天湖山矿区广泛地发育了缓倾角断裂，沿德化阳山—安溪剑斗北北东向复背斜的两翼分布，使龙岩组（P11）被较大规模地推硬于不同时代的地层之上，造成了地层的“重复”或“缺失”，给矿区和井田带来了很大的影响。
  天湖山矿区的平缓推覆断层的典型代表是Fa1断层，其基本形态特征是：南北延伸8.5公里，东西宽6.75公见，控制面积29．5平方公里，走向以北北东向为主，倾向北西，倾角平缓，一般5。—30°，局部稍陡60。—60°，水平推覆距5公里以上。已控制的断面最大标高1115米，最低2米，形态呈北东向高低相间展布，最大幅度200米以上。Fa断层上下盘构造形态有不同的特点．下盘以轴向北偏东20。—35。的线状紧密褶皱为主，断层较稀少，主要有北北东向正断层和北西走向正断层，上盘总倾向为南西和倾角变化剧烈的单面斜构造，局部褶皱发育，逆断层较多，对开采影响较大。
  三、水文瓦斯
  天湖山地区为中低山区，最低标高为501米，最高为1207米。沟谷陡峻，切割强烈，地表水系不发育，南湖沟早季流量4.6—9.0升／秒，雨季大沟谷流量19.8—52升／秒，暴雨时最大流量为264升／秒，东部的下洋溪、西部的洋山溪常年平均流量为667.94—5.96升／秒。龙岩组地层属含水不均匀岩层，一般含水较弱，底部文笔山组地层为隔水层，断层导水性弱至极弱。地下水含量受大气降水控制，水文地质条件简单至中等。工业用水取地表沟谷水或硐内水，生活用水东部取下洋溪灰岩裂隙泉水，西部用水比较困难。
  天湖山煤田煤层都为暴露式煤层，开放性断层发育，瓦斯含量极微。整个煤田处于瓦斯风化带之内，相对瓦斯涌出量都在5立方米／吨之内，但如通风不良或不通风，残留瓦斯仍可局部积聚造成窒息中毒等灾害。