補(bǔ)作勘查區(qū)高嶺石泥巖夾矸的賦存特征及其在煤層對(duì)比上的應(yīng)用

蔣昌華　向明華

摘要:文章闡述了貴州織納煤田補(bǔ)作勘探區(qū)高嶺土泥巖夾矸的分布特點(diǎn)、宏觀巖性特征、物質(zhì)成分及其變化情況;研究其等時(shí)性及其在煤巖層對(duì)比中的作用,初步探討了高嶺石泥巖夾石(層)的成因。

關(guān)鍵詞:補(bǔ)作勘查區(qū);高嶺石泥巖;夾矸;煤層對(duì)比

中圖分類號(hào):P618

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-2374(2009)18-0180-02

煤巖層對(duì)比是煤田地質(zhì)勘查的一項(xiàng)十分重要的基礎(chǔ)工作,直接關(guān)系到含煤地層層序、構(gòu)造判斷、煤層穩(wěn)定性研究、煤質(zhì)煤類確定及資源量計(jì)算等方方面面,直接關(guān)系到地質(zhì)勘查報(bào)告的質(zhì)量。尤其在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、多煤層及煤層穩(wěn)定性較差地區(qū),搞好此項(xiàng)工作尤為重要。

煤巖層對(duì)比方法很多,目前常用的有標(biāo)志層、古生物、層間距、煤質(zhì)、煤層頂?shù)准懊簬r層物性特征等對(duì)比方法,一般是各種方法進(jìn)行綜合對(duì)比。本文就貴州省納雍補(bǔ)作井田煤層中高嶺石泥巖夾石在煤層對(duì)比中的作用,談一點(diǎn)粗淺認(rèn)識(shí)。

一、井田地質(zhì)概況

(一)井田范圍及概況

補(bǔ)作勘查區(qū)位于貴州省納雍縣張家灣鎮(zhèn)境內(nèi)。其范圍北起F1及F3號(hào)斷層,南止F17號(hào)斷層;西自水公河向斜軸,東至龍?zhí)睹航M底界。走向長15.5km,平均寬4.2km,面積約65km2。該區(qū)已完成普查施工,共布設(shè)勘探線9條,施工鉆孔32個(gè),鉆探總進(jìn)尺18075.21m,并進(jìn)行了相應(yīng)的地質(zhì)填圖、測(cè)井、水文地質(zhì)及采樣化驗(yàn)等工作?？辈楣こ滩贾们闆r,如圖1所示:

(二)含煤地層

該區(qū)含煤地層為二迭系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)。主要由灰色至黑灰色細(xì)砂巖、、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤層組成,間夾數(shù)層生物碎屑灰?guī)r。含煤43～57層,其中編號(hào)煤層35層,煤層總厚24.31～42.24m,平均總厚為30.91m,含煤系數(shù)為10.2%,其中計(jì)量可采煤層7層。含煤地層厚度為277.00～350.00m,平均302.56m。

龍?zhí)督M可根據(jù)巖性、巖相和古生物特征,分為三段:上段(K2～K5)含主要煤層5層(2、5、6、7、9號(hào)),是主要可采煤層的富集地段,為海陸交互相沉積,其中灰?guī)r標(biāo)志層多。中段(K5～K7)含主要煤層5層(13、14、16、17、20號(hào)),屬過渡相(三角洲)沉積,以產(chǎn)植物化石為主,海相標(biāo)志層少。下段(K7～底界),含主要煤層4層(23、29、32、33號(hào)),其上部標(biāo)志層少,下部屬瀉湖-潮坪相沉積,標(biāo)志層較多,但中上部標(biāo)志層少。

龍?zhí)督M地層層序、煤層及標(biāo)志層編號(hào),如圖2所示:

二、高嶺石泥巖賦存特點(diǎn)

(一)分布特點(diǎn)

補(bǔ)作勘查區(qū)高嶺石泥巖在龍?zhí)督M中分布較廣,絕大多數(shù)作為煤層夾石賦存,在垂向上,自上而下2、7、13、27、29、32、34號(hào)等煤層均有高嶺石夾石。少數(shù)高嶺石泥巖呈薄層狀?yuàn)A于灰?guī)r或泥巖間(如標(biāo)五)。單層厚度一般為1～10cm,有時(shí)與泥巖、粉砂質(zhì)泥巖伴生。

(二)巖性特征

宏觀特征:一般呈灰、淺灰色、暗灰紫色,少數(shù)呈黃綠色。鱗片狀、結(jié)晶狀或凍膠狀,具滑感。標(biāo)五灰?guī)r中高嶺石泥巖夾層,含大量白云母片。風(fēng)化后呈粘土狀。作為煤層夾石時(shí),其中常含少量植物根部化石。夾于灰?guī)r或海相泥巖中的高嶺石泥巖,有時(shí)含少量腕足等動(dòng)物化石。

微觀特征:主要成份為高嶺石,含量40%～50%,呈細(xì)小鱗片狀分布。其次為巖屑、菱鐵礦、水云母。巖屑含量變化大,巖屑大部分蝕變?yōu)榧?xì)小鱗片狀,巖屑由泥質(zhì)粘土組成,呈砂粒狀(粒度0.06～0.2mm),含量有時(shí)高達(dá)53%(29煤夾石)。水云母含量一般常在15%以下,呈細(xì)小鱗片狀分布。菱鐵礦多呈不規(guī)則的球粒狀、放射狀不均勻分布,其含量有時(shí)高達(dá)30%(13煤夾石)。煤層中高嶺石夾石一般含少量炭質(zhì)(2%～5%)和黃鐵礦(一般<2%)。

區(qū)中不同層位的高嶺石泥巖夾石,其宏觀特征和組分含量均不相同,如13號(hào)煤夾石,呈暗紫色、結(jié)晶狀,巖屑含量少,菱鐵礦含量高(30%),屬菱鐵礦化水云母高嶺石粘土巖。而29號(hào)煤夾石,則呈灰-灰紫色、凍膠狀,致密,巖屑含量高(52%),屬巖屑砂質(zhì)高嶺石粘土巖。而標(biāo)五中高嶺石夾層,呈黃綠色,鱗片狀,富含白云母片,蒙脫石化,屬白云母蒙脫石化粘土巖。

三、高嶺石泥巖夾石在煤層對(duì)比中的作用

勘探資料表明,該區(qū)高嶺石泥巖夾石橫向上較穩(wěn)定,具有一定等時(shí)性,其中,以13、29號(hào)煤高嶺石泥巖夾石和標(biāo)五灰?guī)r中夾層穩(wěn)定性最好。

13號(hào)煤層中夾一層暗紫色、結(jié)晶狀高嶺石泥巖,似砂糖狀,區(qū)內(nèi)分布較廣,大部分鉆孔均可見及,一般厚5～10cm。13號(hào)煤位于龍?zhí)督M中段,該段煤層多,以植物化石為主,海相標(biāo)志層極少,故13號(hào)煤中高嶺石泥巖夾石,則是對(duì)比該煤層的良好標(biāo)志。

29號(hào)煤層為一復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層,夾石2～7層,其中,頂部1～2層為灰、灰紫色凍膠狀高嶺石泥巖,一般單層厚10～15cm,全區(qū)發(fā)育,十分穩(wěn)定,是對(duì)比29號(hào)煤的良好標(biāo)志。

標(biāo)五中高嶺石泥巖夾層:位于標(biāo)五(硅質(zhì)灰?guī)r)的下部,灰白、黃綠色鱗片狀高嶺石泥巖,常蒙脫石化,富含白云母片,十分特征,厚2～10cm。橫向上十分穩(wěn)定,不僅在補(bǔ)作井田,而且在織納煤田都廣泛分布,是一區(qū)域性等時(shí)面,是對(duì)比標(biāo)五和劃分中、上段的良好標(biāo)志。

四、高嶺石泥巖夾石成因初探

煤層中高嶺石泥巖夾石,其上下圍巖均為煤層,其中常含植物根部化石,其沉積古地理環(huán)境應(yīng)為沼澤或泥炭沼澤中的沉積產(chǎn)物。其物質(zhì)來源可能多樣,一種是母巖風(fēng)化分解時(shí)游離出來的SiO2與Al2O3,呈膠體狀被水流搬運(yùn)到沼澤中凝聚形成。另一種可能是鋁硅酸鹽礦物風(fēng)化殘余形成高嶺土后,被水流搬運(yùn)至沼澤或泥炭沼澤中,機(jī)械沉積而形成于泥炭之中。

此外,少量高嶺石泥巖夾石可能與火山灰有關(guān),如7號(hào)煤中高嶺石泥巖夾石,呈結(jié)晶狀,在織金地區(qū)其中發(fā)現(xiàn)有β石英,部分呈尖針狀,似未經(jīng)過搬運(yùn)或搬運(yùn)距離不遠(yuǎn),可能屬火山灰飄落沉積所致。尤其是標(biāo)五中高嶺石泥巖夾層,位于灰?guī)r之中,具蒙脫石化,富含白云母,有時(shí)含少量腕足類化石,應(yīng)為淺海環(huán)境中生成的,其厚度雖薄,但分布十分廣泛,至勘查區(qū)西側(cè)馬中嶺一帶,標(biāo)五灰?guī)r尖滅了,而該層高嶺石泥巖仍然存在,可能為火山灰的產(chǎn)物。

五、結(jié)語

貴州省納雍補(bǔ)作勘查區(qū)的含煤地層中,高嶺石泥巖夾石(層)分布較廣,其單層厚度雖薄(一般數(shù)厘米),但在一定范圍內(nèi)具有等時(shí)性,有的橫向分布很廣;而且不同層位的高嶺石泥巖夾石,巖性(顏色、結(jié)構(gòu)、成分等)差異明顯。因此,在煤巖層對(duì)比中,作為煤層自身特征的一部分,是一個(gè)重要對(duì)比手段,尤其是在以陸相沉積為主,海相標(biāo)志層少的多煤層地區(qū),顯得更為重要。但在煤層對(duì)比中,不能割裂開來,必須進(jìn)行各種方法綜合對(duì)比,互相補(bǔ)充,相互印證,才能收到較好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]武漢地質(zhì)學(xué)院煤田教研室.煤田地質(zhì)學(xué)[M].地質(zhì)出版社,1985.

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作者簡介:蔣昌華(1963-),女,貴州省煤田地質(zhì)局142隊(duì)地質(zhì)助理工程師,研究方向:煤田地質(zhì)勘探。