煤巖層組合特征及主要煤層和標(biāo)志層的物性特征對比在郟縣安良煤炭勘查區(qū)煤巖層對比中的應(yīng)用

張金林 張廣宇

（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊，河南鄭州450016）

0 引言

郟縣安良煤炭勘查區(qū)位于郟縣城北約10km，禹州煤田的西南邊部。

本區(qū)發(fā)育地層由老到新有寒武系上統(tǒng)鳳山組（ 3f）、石炭系上統(tǒng)本溪組（C2b）和太原組（C2t），二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）、下石盒子組（P1x），二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）、石千峰組（P2sh），三疊系下統(tǒng)劉家溝組（T1l）、和尚溝組（T1h）及第四系。其中太原組、山西組、下石盒子組和上石盒子組為含煤地層。

本區(qū)屬多煤段、多可采煤層區(qū)。區(qū)內(nèi)標(biāo)志層特征明顯，層位穩(wěn)定，各煤段煤巖層組合特征明顯，為煤巖層對比提供了有利條件。

1 煤、巖層組合特征對比

本區(qū)各含煤段煤、巖層組合特征區(qū)別明顯，為煤段及煤層對比提供了依據(jù)。

1.1 太原組（一煤段）

為一套海陸交互相沉積，含數(shù)層石灰?guī)r及煤層，石灰?guī)r多為煤層頂板。煤、巖層組合具明顯的三段特征，自下而上為下部石灰?guī)r段、中部砂泥巖段、上部石灰?guī)r段，有別于其它煤段。

1.2 山西組（二煤段）

為一套砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層的沉積組合，具較明顯的四段特征：底部為具波狀層理、透鏡狀層理的黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾細(xì)粒砂巖、粉砂巖薄層組合（B3），其上為厚度大、全區(qū)可采、且較穩(wěn)定的二1煤層；下部為富含白云母碎片和炭質(zhì)的大占砂巖（B4）與泥巖、砂質(zhì)泥巖組合；上部為含大量菱鐵質(zhì)鮞粒和云母片較發(fā)育的香炭砂巖（B5）與泥巖、砂質(zhì)泥巖、薄煤（二4、二5）組合；頂部為具紫斑和菱鐵質(zhì)鮞粒的小紫泥巖。

1.3 下石盒子組

為泥巖、砂質(zhì)泥巖及砂巖和煤層的沉積組合。據(jù)巖性組合特征自下而上可分為三、四、五、六煤段。每個煤段底部皆有一層中～粗粒砂巖或細(xì)～中粒砂巖，中部多為深灰色泥巖和薄煤層發(fā)育，下部和上部一般為具紫斑泥巖和砂質(zhì)泥巖。

1）三煤段：該段巖性顏色以深色居多，且含較多紫斑，含煤四層，位于煤段上部，僅三1煤層稍發(fā)育，其它煤層偶見。底部的砂鍋窯砂巖（B6）為本區(qū)劃分山西組與下石盒子組的標(biāo)志層。

2）四煤段：含煤 3 層（四1、四2、四4），其中四1煤與四2煤層賦存于四煤段中下部，常相伴出現(xiàn)，兩煤層平均間距5.40m，中多夾泥巖、砂質(zhì)泥巖，四1煤層較發(fā)育，層位穩(wěn)定；四4煤層位于煤段中上部，煤層發(fā)育差，與四2煤層之間常有砂巖相隔。底部為細(xì)中粒砂巖（B9），層位穩(wěn)定，是劃分三、四煤段的良好標(biāo)志層。

3）五煤段：含煤 7 層（五2、五4、五5、五6、五7、五8、五9），賦存于五煤段中部，相距較近。以五4煤層相對發(fā)育較好，層位穩(wěn)定；五2煤層位于五4煤下部一般4～6m處，間距穩(wěn)定；五8、五9煤層為一煤層組合，相距一般2～3m，位于五煤段中上部；五6煤層位于五4、五9煤層之間，與五4煤常有砂巖相隔；其它煤層均偶有發(fā)育。煤段底部的細(xì)～中粗粒砂巖，層位較穩(wěn)定，物性特征明顯，是劃分四、五煤段的標(biāo)志層。

4）六煤段：含煤 3 層(六2、六3、六4），分布于六煤段中部。 其中六2煤層發(fā)育較好，層位穩(wěn)定，其間接底板常為細(xì)～中粒砂巖；煤層上部多發(fā)育細(xì)～中粒砂巖，當(dāng)其變薄時，偶出現(xiàn)六3、六4煤層。煤段底部為淺灰色中厚層狀細(xì)～中粗粒砂巖，層位較穩(wěn)定。上述特征用于煤段對比清楚可行。

1.4 上石盒子組

為泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖和薄煤的組合，據(jù)巖性組合特征，自下而上分為七、八、九煤段。每個煤段底部常具有一層細(xì)～中粒砂巖，上部和下部一般為具紫斑的泥巖或砂質(zhì)泥巖。

1）七煤段：含煤 5 層（七1、七2、七3、七4、七5），相距較近，分布于七煤段中上部。七1、七2煤層為一個組合，相距平均3.65m，發(fā)育較差。中部的七3、七4、七5煤層為一個組合，相鄰煤層相距 1～3m，其中七4煤層發(fā)育較好，層位穩(wěn)定，煤層頂?shù)椎纳罨疑鄮r中，含舌形貝化石，與七1、七2煤層間常有砂巖隔開。底部為田家溝砂巖，層位穩(wěn)定，是劃分上，下石盒子組的良好標(biāo)志層。該煤段煤巖組合特征明顯，對比可靠。

2）八煤段：含煤 3 層（八4、八5、八6），分布于八煤段中部。八4、八5煤層為一個組合，間距一般2～3.5m，其中八5煤層相對發(fā)育，層位較穩(wěn)定，多含1層矸，煤層上、下部常見含海綿骨針的薄層硅質(zhì)泥巖，層位穩(wěn)定，是對比八煤段的良好標(biāo)志。八6煤層僅見層位，與八5煤層有砂巖相隔。

3）九煤段：該煤段含煤性差，中下部偶見薄煤1層（九1）；底部砂巖俗稱大風(fēng)口砂巖，是劃分八、九煤段的良好標(biāo)志層。上覆平項山砂巖。該段組合標(biāo)志明顯。

2 主要煤層、標(biāo)志層物性特征對比

本區(qū)煤、巖層物性差異明顯，不同煤、巖層的視電阻率、自然伽瑪、人工伽瑪?shù)任镄詤?shù)和測井曲線組合形態(tài)不同。本區(qū)煤、巖層物性特征見表1。

表1 煤、巖層物性特征一覽表

1）本溪組鋁土巖及鋁土質(zhì)泥巖（B1）：因其富含放射性物質(zhì)，自然伽瑪曲線為明顯、獨(dú)特的高異常反映。

2）L7灰?guī)r：側(cè)向電阻率曲線呈中高反映，人工伽瑪曲線和自然伽瑪曲線均為低異常。

3）二1煤底板砂、泥巖互層（B3）：中高阻，人工伽瑪曲線和自然伽瑪曲線均呈低異常反映。

4）二1煤層：視電阻率和人工伽瑪曲線幅值比其它煤層高，界面陡直呈高箱狀，自然伽瑪曲線幅值比其它煤層低。

5）大占砂巖（B4）：視電阻率曲線為不規(guī)則變幅的峰谷狀高異常，人工伽瑪、天然伽瑪整體為低異常，局部幅值升高為尖峰狀。

6）砂鍋窯砂巖（B6）：側(cè)向電阻率曲線呈中高阻鋸齒狀反映，峰谷明顯；人工伽瑪曲線和自然伽瑪曲線呈低異常反映。

7）四1煤層：視電阻率與自然伽瑪曲線異常突出陡峭，高低相間林立。

8）五4煤層：人工伽瑪曲線塔狀高異常，側(cè)向電阻率曲線中高異常。

9）六2煤層：視電阻率曲線異常較低，曲線不甚突出；人工伽瑪曲線多呈突出的孤峰。

10）田家溝砂巖（B12）：側(cè)向電阻率曲線呈中、高反映，鋸齒形，人工伽瑪曲線平緩低異常，自然伽瑪曲線呈低幅值反映。

11）七4煤層：由于灰分高，人工伽瑪曲線峰值較低，但與圍巖相比仍呈高大的異常，視電阻率曲線形態(tài)一般呈渾圓狀單峰。

12）平頂山砂巖：視電阻率曲線有較高異常反映，其曲線頂端呈此起彼伏狀大小聳立的山峰狀；自然電位曲線也有明顯正異常反映，且幅值較高。

［1］楊孟達(dá),等.煤礦地質(zhì)學(xué)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,2000.

［2］范文慶,劉國華,張廣宇,等.河南省郟縣安良煤炭勘查區(qū)詳查報告[R].鄭州：河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊,2012.