嶺底勘查區(qū)含煤地層沉積環(huán)境及測(cè)井曲線反映特征

郭曉紅 李景峰 賀粉萍

（陜西省煤田地質(zhì)局一三一隊(duì)，陜西 韓城715400）

0 引言

韓城嶺底項(xiàng)目屬陜西省2012年度第三批地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目，目的通過(guò)加大重要礦產(chǎn)的前期勘查投入，有效銜接公益性地質(zhì)調(diào)查與商業(yè)性礦產(chǎn)勘查，發(fā)揮對(duì)社會(huì)資本的引導(dǎo)和拉動(dòng)作用，形成良性的勘查投入機(jī)制，實(shí)現(xiàn)找礦突破。本項(xiàng)目擬通過(guò)鉆探、地球物理測(cè)井、樣品測(cè)試等煤田勘探技術(shù)手段，初步查明工作區(qū)煤炭資源賦存狀況，對(duì)勘查區(qū)煤炭資源的做一概況研究，指導(dǎo)下一步相應(yīng)的地質(zhì)找礦工作和社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

在確定勘查區(qū)地層層序的基礎(chǔ)之上，詳細(xì)劃分含煤地層，研究其沉積環(huán)境特征和聚煤特征，是本次煤田地質(zhì)勘查首要的地質(zhì)任務(wù)之一。以下對(duì)勘查區(qū)含煤地層沉積環(huán)境特征和聚煤特征結(jié)合測(cè)井曲線予以綜合闡述分析。

1 概況

嶺底勘查區(qū)位于韓城礦區(qū)的中部，煤炭資源量豐富，勘查資源達(dá)4.7億噸，煤層氣資源量為44.07×108m3。據(jù)區(qū)域及鉆探資料，區(qū)內(nèi)含煤地層從下至上為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組含煤地層。

1.1 石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）

1.1.1 沉積環(huán)境特征

主要出露于勘查區(qū)東南部溝谷之中，范圍較小，與下伏本溪組地層呈整合接觸，屬海陸交互相含煤建造，為區(qū)內(nèi)主要含煤地層之一。區(qū)域內(nèi)本組共含煤7層，從下到上編號(hào)為12、11、9、8、7、6、5號(hào)，其中11號(hào)煤層為主要可采煤層，其余為不可采煤層。巖性由石英砂巖、粉砂巖、粘土泥巖、石灰?guī)r（K2）、黑色粉砂巖、泥巖組成。鉆孔揭露厚度28.71（補(bǔ)144）～76.38（LP3）m，平均55.22m。

本組沉積由下而上可分三個(gè)旋回：

第Ⅰ旋回即太原組下部：由河床相開(kāi)始，依次過(guò)渡為河漫相、湖泊相、沼澤相、泥炭沼澤相、至瀉湖海灣相結(jié)束。巖性依次為石英砂巖（或礫巖），粉砂巖、粘土泥巖、煤層、泥灰?guī)r（灰?guī)r）或鈣質(zhì)泥巖，粉砂巖等組成，11號(hào)煤層即位于該旋回上部。發(fā)育的11號(hào)煤層兩極厚度0.80～7.30m，平均2.43m，全區(qū)可采煤層，煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，一般含1層夾矸。煤層頂板為瀉湖海灣相鈣質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖或泥灰?guī)r、石灰?guī)r，顏色較深，呈中～薄層狀，含較多海相動(dòng)物化石和生物碎屑（已鈣化），有硫化氫嗅味，是對(duì)比11號(hào)煤層的輔助標(biāo)志，局部相變?yōu)闉a湖海灣波浪帶相的石英砂巖，石英質(zhì)粉砂巖。

第Ⅱ旋回即太原組中部：由瀉湖海灣波浪帶相開(kāi)始，逐漸過(guò)渡為淺海相。巖性依次為石英砂巖（或石英質(zhì)粉砂巖）、黑色泥巖、煤層和泥巖、黑色石灰?guī)r（巖性特殊，層位穩(wěn)定，含豐富的動(dòng)物化石，一般1～3層，層面含炭質(zhì)，分叉合并現(xiàn)象普遍）、石灰?guī)r之下為9號(hào)煤層，石灰?guī)r中夾7、8號(hào)煤層，石灰?guī)r與11號(hào)煤層間距較穩(wěn)定，一般5m左右，是對(duì)比煤層的重要標(biāo)志層（K2）。K2灰?guī)r一般厚1.12-7.88m，平均3.81m。

第Ⅲ旋回即太原組上部：由湖沼相、沼澤相、泥炭沼澤相、湖泊相組成。巖性依次為灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤層。5號(hào)煤層位于該旋回上部，6號(hào)煤層位于該旋回偏底部。在勘查區(qū)相當(dāng)范圍內(nèi)，該旋回頂部湖泊相泥巖被古河床沖刷，使河床相砂巖（即山西組底部砂巖）與5號(hào)煤層呈沖刷接觸。5號(hào)煤層之下是一套10多米厚的黑色砂質(zhì)泥巖，普遍含黃鐵礦或菱鐵礦結(jié)核（或薄層），為標(biāo)準(zhǔn)的湖沼相沉積，是對(duì)比5號(hào)煤層的良好標(biāo)志（K3）。

1.1.2 物性曲線特征

區(qū)內(nèi)長(zhǎng)源距伽瑪曲線在巖層上變化較小，曲線基本平直，在煤層位置高異常反映，呈箱狀和劍狀反映，曲線界面陡直，煤層異常明顯；自然伽瑪曲線在砂巖層位上變化較小，呈溝谷型變化，煤層位置上曲線為低異常較明顯，泥巖段高幅值反映；側(cè)向電阻率曲線在砂巖上為臺(tái)階式變化，粗紗巖上為高值的山峰狀顯示，煤層位置上為較高值幅值呈齒狀反映；自然電位曲線巖層段為寬緩的波狀起伏，變化較小，在厚煤層上有負(fù)異常顯示，總之，該段地層物性差異較大，煤層異常顯著，各種參數(shù)曲線特征明顯（圖1）。

1.2 二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）

1.2.1 沉積環(huán)境特征

主要出露于勘查區(qū)的東南部，與下伏石炭系太原組地層呈整合接觸，陸相沉積，含2、3號(hào)煤層，是區(qū)內(nèi)另一含煤地層，其中3號(hào)煤層為可采煤層。巖性由灰～灰褐色含云母砂巖（K4）、深灰色粉砂巖、泥巖、灰色含云母砂巖組成。據(jù)鉆孔揭露，厚度30.69（LP5）～71.26m（5），平均為51.23m。

沉積按巖性特征可分為三部分，下部由灰～灰褐色含云母砂巖（K4）、深灰色粉砂巖、泥巖、3號(hào)煤層組成。3號(hào)煤層厚度0.50～4.29m，平均1.53m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、沉積穩(wěn)定，全區(qū)可采，由南向北呈逐漸增厚的趨勢(shì)；3號(hào)煤層下距11號(hào)煤層最小46.70米，最大間距79.87米，平均66.50m。東、南部間距較小，向西、北有逐漸變大趨勢(shì)。煤層頂?shù)装搴胸S富的植物化石，含云母砂巖厚5-10m，全區(qū)穩(wěn)定，為3號(hào)煤層老頂；底部砂巖（K4）在南部較發(fā)育，而在北部逐漸相變?yōu)榧?xì)粒砂巖或粉砂巖。中部由灰色含云母砂巖、深灰色粉砂巖、泥巖、2號(hào)煤層組成。煤層頂板含有大量的植物化石。上部為灰色含云母砂巖、深灰色粉砂巖、泥巖、薄煤層組成，含有菱鐵礦結(jié)核，植物化石豐富。本組巖石以砂巖中含有大量的云母片為其特征，植物化石組合亦與石炭系有明顯差異。

1.2.2 物性曲線特征

長(zhǎng)源距伽瑪曲線在巖層上較平直，有微小的波狀起伏，而在煤層上為高異常曲線呈箱狀顯示；自然伽瑪曲線巖層上為不規(guī)則的鋸齒狀起伏變化，泥巖段高幅值反映，煤層上自然伽瑪為低異常，呈陡峭的溝谷狀；側(cè)向電阻率曲線巖層上變化較小，為寬緩的階梯狀，在中、粗砂巖上自然伽瑪和側(cè)向電率曲線互為倒?fàn)畹臏瞎群蜕奖ば?，在煤層上?cè)向電阻率為高阻異常，呈山峰狀顯示。自然電位曲線巖層上比較平直，變化較小，曲線呈微波狀，在煤層和粗砂巖層有小凹型的負(fù)異常（圖2）。

圖2 LP4號(hào)鉆孔山西組（P1s）測(cè)井曲線示意圖

2 結(jié)論

綜上，綜合分析、闡述了嶺底勘查區(qū)含煤地層沉積環(huán)境、聚煤特征、物性曲線反映特征。此基礎(chǔ)上進(jìn)一步工作可初步查明工作區(qū)煤炭資源賦存狀況、煤質(zhì)特征及可采煤層的開(kāi)采技術(shù)條件，開(kāi)展對(duì)嶺底勘查區(qū)煤炭資源的概況研究，為下一步勘查提供地質(zhì)依據(jù)。

［1］徐康吉,賀敏聰,等,主編.陜西省渭北石炭二疊紀(jì)煤田嶺底勘查區(qū)普查中間報(bào)告[R].陜西省一三一煤田地質(zhì)勘探隊(duì)，2013.

［2］韓城礦區(qū)姚莊井田勘探[R].陜西省一三一煤田地質(zhì)勘探隊(duì),1984.

［3］煤田地球物理測(cè)井規(guī)范勘探規(guī)范[M].1993.

［4］宋春青,張振春.地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[M].