黃莊勘查區(qū)煤巖層對比分析

王翠

摘 要：煤巖層對比在地質(zhì)勘探工作中不可或缺，本研究區(qū)的煤層層數(shù)較多，研究區(qū)煤層對比以標(biāo)志層為主，其次參考間距、巖性、古生物組合及測井物性反映，控制對比能力強，可采煤層對比結(jié)果可靠。

關(guān)鍵詞：煤巖層對比；標(biāo)志層；測井曲線

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于河南省汝州市西南部，東西長約13.61km，南北寬約6.26km，面積36.6km2。區(qū)內(nèi)煤系地層總厚度61411m，煤層平均總厚度10.24m，1.67%的含煤系數(shù)，二1煤為全區(qū)可采煤層，其余可采煤層為大部分可采煤層。

2 研究區(qū)地層及構(gòu)造

2.1 研究區(qū)地層

研究區(qū)地層屬澠池—確山地層小區(qū)，基本為第四系掩蓋，煤系地層基底為古生界寒武系上統(tǒng)崮山組。根據(jù)區(qū)內(nèi)鉆孔揭露及區(qū)域資料，本區(qū)地層由老至新為：寒武系上統(tǒng)崮山組；石炭系上統(tǒng)本溪組、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、石千峰組；三疊系下統(tǒng)劉家溝組、中統(tǒng)二馬營群、上統(tǒng)延長群；第四系。主要可采煤層位于山西組、下石盒子組和上石盒子組。

2.2 研究區(qū)構(gòu)造

研究區(qū)位于臨汝向斜南翼，朝川弧形狀構(gòu)造的中央部位，地層產(chǎn)狀也受弧形狀構(gòu)造的控制，基本構(gòu)造形態(tài)為單斜，走向多為北東～北東東向，傾向北～北西向，傾角一般在10～25°之間，南西部傾角較大，可達(dá)到50～85°。

3 含煤性

本區(qū)的煤系地層總厚度614.11m，分為九個煤段，含煤約36層，煤層平均總厚度10.24m，含煤系數(shù)為1.67%。區(qū)內(nèi)有四層可采煤層，其中二1煤為全區(qū)可采，對比可靠，結(jié)構(gòu)較簡單的較穩(wěn)定煤層。其余三層屬于區(qū)內(nèi)局部可采，對比可靠的較穩(wěn)定煤層（表1）。

4 煤巖層對比分析

4.1 對比方法和依據(jù)

本研究區(qū)的含煤地層中，標(biāo)志層較多，是作為煤層對比的主要方法之一，并結(jié)合層間距、古生物特征和煤、巖物性特征（測井曲線）等方法對煤層進(jìn)行對比。

4.2 標(biāo)志層、煤層特征及其間距對比

（1）太原組上部灰?guī)r段。一8煤頂板為深灰～黑色，厚層狀燧石灰?guī)r，本層厚度大，一般在7.66m左右，上部含較多燧石結(jié)核，其形態(tài)有瘤狀、透鏡狀、似層狀等，下部含蜓科化石。

（2）大占砂巖（K2）。位于山西組中下部，淺灰色～灰白色細(xì)中粒長石石英砂巖，滾圓度差，層面含大量大片白云母及炭屑，具板狀交錯層理，含瘤狀菱鐵質(zhì)結(jié)核及泥質(zhì)包體，俗稱“大占砂巖”，厚度0.87～38.68m，一般為9.98m左右，全區(qū)較發(fā)育，絕大部分為二1煤直接頂板，是控制和對比二1煤的良好標(biāo)志。

（3）大紫泥巖。位于下石盒子組下部，為紫斑泥巖和紫色粉砂質(zhì)泥巖，局部灰綠色，團塊狀，含較高的鋁質(zhì)成分，局部富集大量菱鐵質(zhì)鮞粒，泥巖的主要成分為粘土礦和高嶺石。本層特征明顯，下距二1煤79.03m左右，是控制二1煤的輔助標(biāo)志。

（4）K6砂巖。位于下石盒子組上部，灰白色中～細(xì)粒砂巖，成份以石英為主，硅質(zhì)膠結(jié)，分選較好，底部顆粒較粗，并含礫，從顏色上和礦物成分上看是很好的對比標(biāo)志。下距五2煤48.36m左右，是控制五煤段的重要依據(jù)，厚度在0.28～21.43m，一般5.52m左右。

（5）硅質(zhì)泥巖。黑色、致密、堅硬、貝殼狀斷口，垂直節(jié)理發(fā)育，鏡下觀察硅質(zhì)巖主要由玉髓和細(xì)粒石英組成，含粘土雜基和少量巖屑混入物，并含有大量硅質(zhì)海綿骨針，分布在八煤段中部，是區(qū)別八煤段與其它煤段的良好標(biāo)志。

（6）平頂山砂巖。淺灰～灰白色，微帶淺紅色中粗粒長石石英砂巖，硅質(zhì)膠結(jié)，堅硬，耐風(fēng)化，含鉀長石。巖石表面常見風(fēng)化后的凹坑，垂直裂隙發(fā)育，中下部夾8～10m淺紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖。厚度在32.68～141.13m，一般86.69m左右，是對比下部煤系地層、控制上部斷層的主要標(biāo)志。

勘查區(qū)的地層厚度、煤層間距與豫西其它勘查區(qū)相比，僅八煤段厚度偏小，其余各含煤段基本一致。其中八煤段厚度最小為62.38m，最大為137.70m，一般為101.05m左右，詳見表2。

4.3 古生物特征

舌形貝化石在該區(qū)各層位中發(fā)現(xiàn)不多，僅在五2煤直接頂板砂質(zhì)泥巖中普遍存在，是鑒別五2煤的良好標(biāo)志，也是區(qū)別五2和五3煤的主要標(biāo)志。另在七煤段底部25～30m左右的砂質(zhì)泥巖中亦含有舌形貝化石，但其個大有別于其它層位，同時和植物化石碎片并存。

4.4 煤、巖層物性特征對比

本溪組：本組地層為厚度5.54m左右的鋁土質(zhì)泥巖，在自然伽瑪曲線上為全區(qū)地層的最高值，一般都在4.0～5.0PA/kg之間，在個別鉆孔中也有達(dá)到5.0PA/kg以上，物性標(biāo)志明顯。

太原組：上部一8煤直接頂板是本組中最厚的一層燧石灰?guī)r。一般11.73m左右，視電阻率值達(dá)1500～3000Ω·m左右，因其底部為一8煤，故在視電阻率曲線上表現(xiàn)為底部成斜坡或臺階狀，在自然伽瑪曲線上也表現(xiàn)為低值。

山西組：下起太原組頂，上止于砂鍋窯砂巖（K2）底，該段有幾層較厚的砂巖在伽瑪曲線上表現(xiàn)為低伽瑪值，其值在0.5～0.7PA/kg之間。

二1煤厚度大，煤質(zhì)好，一般無夾矸，但在少數(shù)鉆孔中下部偶爾見一層泥巖夾矸。二1煤直接頂板為大占砂巖，一般在8.76m左右，視電阻率值一般比二1煤小，呈多次不規(guī)則的尖峰，曲線上易于識別。

（1）K2～K4。該段地層在伽瑪曲線上表現(xiàn)為鋸齒狀，由于此段泥巖質(zhì)軟往往孔徑擴大，因而在密度曲線上呈現(xiàn)出一些假異常。

K2砂巖因其視電阻率值高，且位于高伽瑪值段變?yōu)榈唾が斨刀沃g，所以易于識別。

（2）四煤段。下起K4砂巖底，上至K5砂巖底。四3煤在視電阻率曲線上是上部電阻率高，下部低。在定性的密度曲線上其頂部成斜坡狀，另外四2與四3煤之間一般為砂質(zhì)泥巖或泥巖。

（3）五煤段。下起K5砂巖底，上至K6砂巖底，K5砂巖位于四3和五2煤中部，視電阻率曲線上為較突出的一個高峰。

五2、五3煤間距小，但五2煤頂板泥巖視電阻率值比五3煤頂板泥巖視電阻率值高，五2煤上部往往有一層夾矸，因而在密度曲線上呈“魚嘴”狀反映。五2煤也是本層段中較明顯的物性標(biāo)志層。如3001孔。

四煤和五煤地層段在自然伽瑪曲線上都是低值的大鋸齒反映，而有別于K2～K4地層段和六煤段地層。

（4）六煤段。下起K6砂巖底，上至K7砂巖底，該段地層砂巖較發(fā)育，因而在視電阻率曲線上出現(xiàn)幾

次相間的高峰。K6砂巖處在伽瑪曲線大鋸齒低值段的最上部，易于識別。

（5）七煤段。下起K7砂巖底，上至八煤段底，厚約83.90m。該段地層的伽瑪值是全孔最低的，而且變化很小。在煤層附近，物性特征明顯，在一鼓包上多次出現(xiàn)高低小峰，而其上、下層位對應(yīng)的曲線都是變化不大的平直段。K7砂巖視電阻率值與其附近地層相比，顯得很突出，在伽瑪曲線上也是很低，易于識別。

（6）八、九煤段。八、九煤段含薄煤層或煤線，未見可采煤層。該段地層伽瑪曲線的伽瑪值與七煤段相比有明顯擴大，由于多為薄層砂巖，所以在視電阻率曲線上出現(xiàn)不大的小尖峰。

（7）平頂山砂巖段。該段地層均為中粗粒砂巖，在視電阻率曲線上為高值反映，一般達(dá)到1500～2000Ω·m，且曲線為塊狀顯示；在自然伽瑪曲線上為低伽瑪值反映，一般為0.7～1PA/kg，易于識別。

5 結(jié)語

煤巖層對比在煤炭地質(zhì)勘探中是一項基礎(chǔ)性但非常重要的工作，單純以一種方法進(jìn)行對比容易出現(xiàn)煤巖層位誤判，因此綜合利用各種方法進(jìn)行對比比較可靠。研究區(qū)煤層對比以標(biāo)志層為主，其次參考間距、巖性、古生物組合及測井物性反映，控制對比能力強，可采煤層對比結(jié)果可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1]河南省汝州市黃莊勘查區(qū)煤炭詳查報告[R].河北，邯鄲：中國煤炭地質(zhì)總局一二九勘探隊，2010.

[2]張宏敏，胡斌，劉文平.河南平禹汝礦區(qū)含煤巖系綜合對比分析[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2008（07）.

[3]曹代勇，等.煤炭地質(zhì)勘查與評價[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.