合陽中東深煤層對比方法研究

賀粉萍+李效益+郭曉紅

摘要：本文以陜西省合陽縣中東深部勘查區(qū)地質(zhì)資料為基礎，簡要介紹了研究區(qū)范圍、地層、含煤地層、煤層，詳細研究了5種煤層對比方法，清楚、可靠地劃分了該區(qū)的巖、煤層。

關鍵詞：煤層對比 ?石炭二疊系 ?可采煤層 ?標高追索

0 引言

合陽縣中東深部勘查區(qū)位于陜西省渭北石炭二疊系煤田東部，本區(qū)煤層層數(shù)多，為了準確掌握可采煤層的詳細特征，煤層對比顯得尤為重要。本文研究的5種煤層對比方法科學可靠，這對本區(qū)以后進一步的勘探或周邊地域的勘查都將起到很大的幫助作用。

1 研究區(qū)概況

1.1 范圍 研究區(qū)處于渭北石炭二疊紀煤田韓城礦區(qū)與澄合礦區(qū)的銜接部位，陜西省合陽縣城以北，合陽縣同家莊鄉(xiāng)以南，西南邊界與合陽縣城緊鄰，行政區(qū)劃隸屬合陽縣同家莊鄉(xiāng)、楊家莊鄉(xiāng)、南知堡鄉(xiāng)管轄。地理坐標為東經(jīng)110°08′09″～110°17′22″，北緯35°14′27″～35°17′52″，東西長約13km，南北寬約3km，面積約37km2。該區(qū)東與百良預測區(qū)相鄰，西南與澄合中深部勘查區(qū)相鄰，北為喬子玄普查區(qū)。

1.2 地層 研究區(qū)黃土覆蓋面積大，基巖出露較少，煤系地層沒有出露。上部地層在各溝谷中有出露，但出露不全，且不連續(xù)，只在研究區(qū)西北角的三疊系和尚溝組與紙坊組地層在鉆孔揭露較全。鉆孔揭露的地層由老到新為：古生界奧陶系中統(tǒng)峰峰組;石炭系中統(tǒng)本溪組、石炭系上統(tǒng)太原組;二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組;二疊系上統(tǒng)上石盒子組、孫家溝組;中生界三疊系下統(tǒng)劉家溝組、和尚溝組;三疊系中統(tǒng)紙坊組;新生界新近系上新統(tǒng)和第四系中上更新統(tǒng)。

1.3 含煤地層 區(qū)內(nèi)含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，是一套海陸交互的含煤建造。

石炭系上統(tǒng)太原組：為區(qū)內(nèi)主要含煤地層之一，屬海陸交互相沉積，由于受構造影響，傾伏于地下，區(qū)內(nèi)未見出露，厚度為24.40～73.00m，平均厚度44.99m，巖性較復雜，由砂巖、泥巖、灰?guī)r、砂質(zhì)泥巖及煤層組成。下部巖性以深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及粉砂巖為主，局部含礫，礫徑最大1cm，一般0.2cm。其中11號煤層就位于（K2）泥灰?guī)r下面0.30～6.45m處。中部巖性以黑色、深灰色泥巖及淺灰色泥灰?guī)r為主，夾有少量石英砂巖、粉砂巖，含有不穩(wěn)定之薄煤層，其編號為10號。泥灰?guī)r淺灰色，塊狀堅硬，并含有蜓科化石，層位較穩(wěn)定，一般1～3層，鉆孔揭露厚度為3.70～15.65m，為研究區(qū)煤層對比標志層（K2），上部巖性主要為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖，含4、5、6號及11號煤層。5號煤層為區(qū)內(nèi)主采煤層，煤層穩(wěn)定，較厚，易于分辯。4號煤層為區(qū)內(nèi)大部可采煤層，6號煤層為區(qū)內(nèi)局部可采煤層。該組地層厚度變化不大，中部較薄，向外側變厚。

二疊系下統(tǒng)山西組：為研究區(qū)另一主要含煤地層，屬純陸相沉積，區(qū)內(nèi)未出露，鉆孔揭露厚度為20.59～51.11m，平均厚度37.98m。與下伏石炭系太原組為整合接觸。巖性由深灰、黑灰等色的中、細粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及煤層組成。含煤層1～3層，編號為2、3號。煤層頂板一般為粉砂巖、泥巖，泥巖中含較多的植物化石。中下部有一層較穩(wěn)定的厚層狀灰白色中粒砂巖及細粒砂巖，富含白云母碎片，局部層面可見大量的黃鐵礦結核，裂隙較發(fā)育，一般厚度為6m。該層為區(qū)內(nèi)標志層（K花）。其底部砂巖一般為厚層狀中～細粒砂巖，斜層理發(fā)育，含泥巖及煤的包裹體，全區(qū)普遍沉積，一般厚度為4m左右，定為標志層（K4）。

1.4 煤層 研究區(qū)含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，共含煤7層，編號為2、3、4、5、6、10、11號，其中2、3號煤層賦存于山西組，4、5、6、10、11號煤層賦存于太原組。2、3、10、11號為不可采煤層，4、5、6號為可采煤層，5號為全區(qū)可采煤層，4號為大部分可采煤層，6號為局部可采煤層。

2 煤層對比方法

2.1 煤層自身特征對比法 煤層自身特征包括：煤層厚度、結構、宏觀煤巖特征、物性特征等諸方面因素。

4號煤層特征：平均厚度1.40m，結構簡單，一般不含夾矸，宏觀煤巖類型為半暗煤，粉未狀及塊狀。

5號煤層特征：平均厚度5.82m，結構較簡單，一般1～3層夾矸，宏觀煤巖類型為半暗煤，粉末狀。

6號煤層特征：平均厚度0.82m，結構簡單，一般不含夾矸，宏觀煤巖類型為半暗煤，粉末狀及塊狀。

2.2 沿走向、傾向煤層標高追索對比法 太原組含煤地層，屬構造中等地區(qū)，區(qū)內(nèi)斷層較多，在一定范圍內(nèi)各主要煤層沉積間距相對穩(wěn)定，采用煤層底板標高、層間距法進行逐孔逐層追索對比，方法簡單，直觀可靠，是“三邊”工作中采用的主要煤層對比方法之一。4號煤層底板高程-220～+190m，5號煤層底板高程-230～+180m，6號煤層底板高程-170～+170m。4號煤層距5號煤層4m左右，5號煤層距6號煤層3m左右，6號煤層距11號煤層21m左右，煤層易于辨認。

2.3 地球物理特征對比法 區(qū)內(nèi)煤層與圍巖物性差異明顯，各煤層均有高電阻率、低密度、低自然珈瑪、聲波時差大之特點。根據(jù)多種曲線組合對比，主要煤層的曲線形態(tài)各具特征。

4號煤層測井曲線特征：伽瑪伽瑪曲線在4號煤層上為劍狀的高異常反映，自然伽瑪曲線為小箱狀的低異常反映，視電阻率曲線為尖峰狀的高異常反映，各種參數(shù)曲線在煤層與圍巖的物性特征有較大差異，煤層的物性異常明顯。

5號煤層測井曲線特征：伽瑪伽瑪曲線在5號煤層上為寬箱狀的高異常反映，在異常頂部曲線為齒狀的起伏變化，在煤層的夾矸位置曲線有倒齒狀的低值反映;自然伽瑪曲線為箱狀的低異常反映，與伽瑪伽瑪曲線圖互為倒向對應;視電阻率曲線為箱狀的高阻值反映，煤層異常的上部值較低，下部值較高，呈臺階狀，自然電位曲線在煤層上為負異常反映。各種參數(shù)曲線在煤層和圍巖的物性差異明顯，異常反映突出。endprint

6號煤層測井曲線特征：6號煤層比較薄，伽瑪伽瑪曲線在該煤層上為劍狀的高異常反映，自然伽瑪曲線為齒狀的低異常反映，視電阻率曲線為尖峰狀的高異常反映。各種參數(shù)曲線在煤層與圍巖的物性特征有較大的差異，煤層的物性異常較明顯。

2.4 標志層對比法 研究區(qū)標志層比較多，且層位穩(wěn)定，易于辨認，本區(qū)鉆孔揭露標志層有5～8層，一般6層，利用標志層對比煤層在煤層對比研究中起到了主導作用。

K1標志層：位于石炭系中統(tǒng)本溪組，僅在區(qū)內(nèi)西部及中部鉆孔中有揭露，厚度3.76～18.33m，平均厚度8.98m，與下伏地層呈假整合接觸。巖性主要為灰色泥巖，研究區(qū)西部及西南部泥巖富含鋁質(zhì)和菱鐵質(zhì)鮞粒，該標志層的出現(xiàn)意味著煤系地層的結束。

K2標志層：為太原組中部泥灰?guī)r，厚度3.70～15.65m，淺灰色，塊狀堅硬，并含有蜓科化石，層位較穩(wěn)定，一般1～3層，位于11號煤層之上，5號煤層之下，其中11號煤層就位于K2泥灰?guī)r下面0.30～6.45m處。

K花標志層：為山西組中下部一較穩(wěn)定的厚層狀灰白色中粒砂巖及細粒砂巖，富含白云母碎片，一般厚度為6m，下距4號煤層17m左右。

K4標志層：為二疊系下統(tǒng)山西組底部一中～厚層狀中～細粒砂巖，斜層理發(fā)育，含泥巖及煤的包裹體，層面可見大量的白去母星片，全區(qū)普遍沉積，厚度4m左右，下距4號煤層7m左右。

K中標志層：為下石盒子組底部一厚層狀淺灰色中～粗粒砂巖，水平層理，富含云母片，氧化層面為淺黃色，厚度10m左右，下距4號煤層41m左右，是預測見煤深度的重要標志。

2.5 地震反射波組特征追索煤層對比法 研究區(qū)發(fā)育的反射波主要為T5波，是來自4、5、6號煤層的一組復合波，一般以2個強相位出現(xiàn)，反射頻率約50Hz，時間深度350～550ms。利用參數(shù)孔提供的地層、煤層和測井資料制作人工合成記錄，對時間剖面的5號煤層反射波T5波進行了標定，確定有效波與主要地質(zhì)層位（煤層）之間的對應關系。T5波全區(qū)穩(wěn)定，可以全區(qū)追蹤對比。

經(jīng)過和《澄合中深部詳查地質(zhì)報告》及《渭北石炭二疊紀煤田韓城礦區(qū)喬子玄普查地質(zhì)報告》的煤層對比，原5下號煤層為6號煤層。

3 結論

本文運用5種方法對區(qū)內(nèi)巖、煤層對比進行了綜合研究，巖層劃分、可采煤層層位的確定對比清楚、可靠。

參考文獻：

[1]冉廣慶.陜西省合陽縣中東深部勘查區(qū)煤炭資源詳查（中間）報告[R].韓城：陜西省煤田地質(zhì)局一三一隊，2011.

[2]何光強.煤田地質(zhì)勘查中煤層對比方法的探討[J].煤炭科學技術，2009（06）.

[3]李務論，毛寶安.優(yōu)勢分析在煤層對比中的應用[J].煤田地質(zhì)與勘探，1995（01）.

作者簡介：賀粉萍（1968-），女，陜西渭南人，陜西省煤田地質(zhì)局一三一隊，工程師，主要從事煤田地質(zhì)工作。endprint