宣威市格宜向斜南東翼北段宣威組煤層特征淺析

梁 劍

（貴州省煤田地質(zhì)局一七四隊(duì)）

云南省東部至北部緊鄰貴州一帶煤炭資源豐富，宣威市格宜向斜南東翼宣威組地層即為煤炭資源富藏潛力區(qū)之一［1-3］。格宜向斜位于宣威市北東方向約50 km處，向斜內(nèi)可采煤層發(fā)育于上二疊統(tǒng)宣威組（P3x），煤類為焦煤，煤質(zhì)優(yōu)。通過(guò)對(duì)向斜南東翼北端的楊梅樹(shù)煤礦和馬龍煤礦鉆探數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，確定區(qū)內(nèi)宣威組地層的含煤性、可采煤層聚煤規(guī)律和穩(wěn)定性、可采煤層對(duì)比的可靠性，以期為本區(qū)地質(zhì)工作和煤炭資源規(guī)劃及開(kāi)發(fā)提供借鑒。

1 礦區(qū)概況

1.1 構(gòu)造

研究區(qū)處于向斜南東翼北端，位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)滇東臺(tái)褶帶曲靖臺(tái)褶束北東部格宜向斜北段東翼，區(qū)域構(gòu)造線方向?yàn)楸睎|向，褶皺發(fā)育，斷裂較發(fā)育。研究區(qū)范圍主要為馬龍煤礦和楊梅樹(shù)煤礦白藥井2個(gè)礦區(qū)范圍組成的區(qū)域。

格宜向斜軸向方向?yàn)?0°，長(zhǎng)33 km，南段核部殘存侏羅系下統(tǒng)，翼部地層為三疊系和二疊系，北段核部殘存中三疊統(tǒng)關(guān)嶺組，翼部地層為三疊系下統(tǒng)和二疊系；西翼地層傾角除南北兩端分別為15°～30°和25°～50°外，一般為40°～80°；東翼傾角為30°～60°。北東端在少午戛開(kāi)始地層呈圓滑的內(nèi)傾轉(zhuǎn)折，仰起角為20°～45°；南西端仰起傾角為17°左右。格宜向斜總體上呈兩端仰起的舟型。

研究區(qū)總體呈一單斜構(gòu)造，地層走向北北東，傾向從北由237°逐漸向南轉(zhuǎn)到340°，傾角較緩，一般為10°～25°，區(qū)內(nèi)斷層不發(fā)育（圖1）［4-7］。

1.2 地層

向斜北段自核部向翼部出露地層為三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組（T1g），三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組（T1yn）、飛仙關(guān)組（T1f）、卡以頭組（T1k），二疊系上統(tǒng)宣威組（P3x）、峨眉山玄武巖組（P3β）。

宣威組為研究區(qū)主要含煤地層，厚度為325.30～364.83 m，平均厚348.52 m，主要由凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)角礫巖、菱鐵質(zhì)巖屑砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、鋁土質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖、泥巖及煤層（線）等組成。其出露展布面積以向斜南東翼最寬廣。據(jù)巖性、沉積特征及含煤性等，宣威組劃分為3個(gè)非正式巖性段，即3個(gè)含煤段。

宣威組上段（P3x3）頂界至卡以頭組底界，底界至C8煤層底板，地層厚115.47～146.69 m，平均為133.31 m。底部煤層之上為菱鐵質(zhì)巖屑砂巖、泥巖夾煤層，下部為淺灰色中層狀細(xì)粒巖屑砂巖或菱鐵質(zhì)巖屑砂巖、粉砂巖夾深灰色薄層狀泥巖或煤層、煤線；中部為淺灰色中層狀中—粗粒巖屑砂巖或含礫巖屑砂巖、細(xì)粒巖屑砂巖、粉砂巖夾深灰色薄層狀泥巖或煤層、煤線；上部為灰色中層狀細(xì)粒巖屑砂巖、粉砂巖夾深灰色薄層狀泥巖，頂部為灰色粉砂巖夾深灰色泥巖、煤層或煤線。本段含可采煤層最為豐富，自上而下編號(hào)為C1、C2、C3、C4、C6、C7及C8。

宣威組中段（P3x2）頂界至C8（B2）煤層底板，底界至首層紫紅色凝灰?guī)r頂界，地層厚139.83～153.51 m，平均厚135.65 m。主要由灰色—深灰色—灰黃色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層組成。巖性特征由上至下有由細(xì)—粗—細(xì)的變化規(guī)律。本段含可采煤層1層，編號(hào)為C9煤層。

宣威組下段（P3x1）頂界至首層紫紅色凝灰?guī)r頂，底以峨眉山玄武巖頂部紫紅色凝灰?guī)r與鋁土質(zhì)泥巖底界面為界，厚71.60～94.65 m，平均為79.56 m。底部為厚0.29～3.68 m的灰黃色鋁土質(zhì)泥巖，全段自上而下主要為淺灰色厚層狀凝灰質(zhì)角礫巖、玄武巖屑砂巖、菱鐵質(zhì)砂巖、細(xì)粒巖屑砂巖、粉砂巖夾灰色薄層狀泥巖、鋁土質(zhì)泥巖及煤層。本段含可采煤層1層（C30煤層）。

2 煤層特征

2.1 含煤性

區(qū)內(nèi)含煤地層為二疊系上統(tǒng)宣威組（P3x），厚度為325.30～364.83 m，平均為348.52 m，宣威組3個(gè)含煤層段自上而下分別厚133.31，135.65，79.56 m。含煤層（線）25～48層，一般為35層，含煤總厚度為16.90～25.48 m，平均為21.17 m，含煤系數(shù)為6.07%；可采煤層總厚度為7.18～10.70 m，平均為9.26 m，可采含煤系數(shù)為2.66%，見(jiàn)圖2。

宣威組上段（P3x3）平均厚度為133.31 m，含可采煤層7層（C1、C2、C3、C4、C6、C7、C8煤層），煤層總厚度為7.18～9.07 m，平均為7.88 m，可采煤層含煤系數(shù)為5.91%，見(jiàn)圖3。

宣威組中段（P3x2）平均厚度為135.65 m，含可采煤層1層（C9煤層），煤層總厚度為0.55～0.89 m，平均為0.72 m，可采煤層含煤系數(shù)為0.53%。

宣威組下段（P3x1）平均厚度為79.56 m，含可采煤層1層（C30煤層），煤層總厚度為0～1.10 m，平均為0.63 m，可采煤層含煤系數(shù)為0.79%。

2.2 可采煤層

可采煤層自上而下編號(hào)為C1、C2、C3、C4、C6、C7、C8、C9和C30。

C1煤層位于宣威組上段頂部，上距卡以頭組底界4.24～10.46 m，平均為7.19 m。煤層厚0.79～2.15 m，平均為1.38 m；采用厚度為0.79～1.87 m，平均為1.16 m；結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，含夾矸0～1層，點(diǎn)及面積可采率均為100%；煤層厚度自淺部向深部有變薄趨勢(shì)，屬較穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。頂板為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖、泥巖；底板為粉砂巖、泥巖。

C2煤層上距C1煤層5.38～13.64 m，平均為8.88 m。煤層厚0.86～2.51 m，平均為1.47 m；采用厚度為0.84～2.51 m，平均為1.44 m；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含夾矸0～1層，一般0層，點(diǎn)及面積可采率均為100%；煤層厚度自淺部向深部有變厚趨勢(shì)，屬較穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。頂板為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖；底板為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖。

C3煤 層 上 距C2煤 層15.73～28.93 m，平 均 為21.37 m。煤層厚1.12～2.85 m，平均為1.63 m；采用厚度為0.93～2.49 m，平均為1.39 m；結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，含夾矸0～1層，一般1層，點(diǎn)及面積可采率均為100%；厚度變化不大，屬較穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。頂板為細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖；底板為泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、細(xì)砂巖。

C4煤 層 上 距C3煤 層25.50～33.23 m，平 均 為29.37 m。煤層厚0.84～1.61 m，平均為1.25 m；采用厚度為0.69～1.61 m，平均為1.07 m；結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，含夾矸0～3層，一般0～1層，點(diǎn)及面積可采率均為100%；煤層由北往南及西南深部有變薄趨勢(shì)，屬較穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。頂板為粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖；底板為粉砂質(zhì)泥巖、泥巖。

C6煤 層 上 距C4煤 層26.50～50.68 m，平 均 為40.35 m。煤層厚0.32～1.14 m，平均為0.64 m；采用厚度為0.32～1.14 m，平均為0.64 m；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含夾矸，點(diǎn)可采率50%，面積可采率44%；可采區(qū)域集中于中部呈南北條帶狀展布，北東部淺部及西南深部為不可采區(qū)，屬不穩(wěn)定的局部可采煤層。頂板為泥質(zhì)粉砂巖、泥巖；底板為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖。

C7煤層上距C6煤層2.68～6.88 m，平均為4.44 m。煤層厚0.29～1.37 m，平均為0.87 m；采用厚度為0.29～1.37 m，平均為0.82 m；結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，含夾矸0～1層，一般0層，點(diǎn)可采率為88%，面積可采率為94%；屬較穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。頂板為粉砂質(zhì)泥巖、泥巖；底板為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖。

C8煤層上距C7煤層9.05～18.43 m，平均為13.47 m。煤層厚30～0.86 m，平均為0.61 m；采用厚度為0.30～0.86 m，平均為0.61 m；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含夾矸，點(diǎn)可采率為50%，面積可采率為34%；北部及西部深處不可采，可采區(qū)集中于中南部的白藥井，屬不穩(wěn)定的局部可采煤層。直接頂板為粉砂質(zhì)泥巖、泥巖，間接頂板為泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖；底板多為粉砂質(zhì)泥巖、泥巖，次為泥質(zhì)粉砂巖。

C9煤 層 上 距C8煤 層43.32～73.44 m，平 均 為53.58 m。煤層厚0.55～0.89 m，平均為0.72 m；采用厚度為0.55～0.89 m，平均為0.72 m；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含夾矸，點(diǎn)可采率為86%，面積可采率為65%；厚度較穩(wěn)定、變化規(guī)律明顯，北部馬龍煤礦屬不可采，可采區(qū)集中于中南部厚度變化小的白藥區(qū)域，屬較穩(wěn)定的大部分可采煤層。頂板主要為泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖及粉砂質(zhì)泥巖；底板為粉砂質(zhì)泥巖、泥巖。

C30煤層上距宣威組中段底界55.00～72.80 m，平均為64.94 m；距宣威組底界5.60～16.19 m，平均為12.95 m。煤層厚0～1.10 m，平均為0.63 m；采用厚度為0～1.10 m，平均為0.63 m；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含夾矸，點(diǎn)可采率為67%，面積可采率為30%；厚度變化大，北部的馬龍煤礦屬沉積剝蝕區(qū)，往南部白藥井發(fā)育較好，屬不穩(wěn)定的局部可采煤層。頂板為泥質(zhì)粉砂巖、菱鐵質(zhì)粉砂巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖；底板為菱鐵質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)砂礫巖。

3 煤層對(duì)比

3.1 標(biāo)志層對(duì)比

根據(jù)區(qū)內(nèi)宣威組的頂?shù)捉缂昂簬r性的組合特征建立了4個(gè)對(duì)比標(biāo)志層，自上而下分別為B1、B2、B3、B4，見(jiàn)表1。

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B1為卡以頭底部（T1k），巖性為青灰、灰綠、黃綠色中—厚層狀粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和泥巖，具水平層理、波狀層理。巖性粒度由上至下呈粗—細(xì)的趨勢(shì)變化，地貌上多形成一級(jí)陡坎，全區(qū)穩(wěn)定。巖性各項(xiàng)特征明顯、清楚，對(duì)比可靠，是確定宣威組（P3x）與卡以頭組（T1k）界線的區(qū)域性標(biāo)志，亦是C1煤層對(duì)比的可靠標(biāo)志。

B2即為C8煤層層位，C8煤層較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)單一，全區(qū)煤層厚度變化較小，易于識(shí)別，且在C8煤層頂板之上穩(wěn)定發(fā)育1層由粉砂巖、細(xì)砂巖組成的砂巖組合體，亦是識(shí)別C8煤層層位的可靠特征。B2標(biāo)志層（C8煤層）亦是宣威組（P3x）二段和三段分界的明顯標(biāo)志。

B3為宣威組二段底界鋁土質(zhì)泥巖，厚0.30～1.58 m，該層鋁土質(zhì)泥巖之下即為紫紅色、淺灰綠色凝灰?guī)r，層位極穩(wěn)定，是宣威組一段和二段的明顯分界標(biāo)志。其與B2標(biāo)志層亦是C9煤層對(duì)比的可靠良好標(biāo)志。

B4為宣威組一段底界鋁土質(zhì)泥巖，厚度為0.29～3.68 m，層位穩(wěn)定。該標(biāo)志層之上11.7 m左右即為C30煤層，其下為峨眉山玄武巖，是峨眉山玄武巖組（P3β）與含煤地層宣威組（P3x）分界的明顯標(biāo)志。

3.2 可采煤層物性特征

C1煤層自然伽瑪曲線（GR）呈寬緩單峰，三側(cè)向電流曲線（LL3）呈高幅值單峰反映，長(zhǎng)源距伽瑪伽瑪曲線（GGL）呈高異常單峰似尖刀狀（圖4），對(duì)比可靠。

C2煤層自然伽瑪曲線（GR）呈寬緩單峰，三側(cè)向電流曲線（LL3）呈高幅值似箱狀，長(zhǎng)源距伽瑪伽瑪曲線（GGL）呈高異常單峰，C2與其上C1煤層間發(fā)育有一層穩(wěn)定的細(xì)砂巖（圖4），對(duì)比可靠。

C3煤層自然伽瑪曲線（GR）呈高值雙峰傾倒“W”狀，三側(cè)向電流曲線（LL3）呈高幅值臺(tái)階狀，長(zhǎng)源距伽瑪伽瑪曲線（GGL）呈高異常雙峰不對(duì)稱“燕尾”狀（圖5），對(duì)比可靠。

C4煤層自然伽瑪曲線（GR）呈單峰狀，三側(cè)向電流曲線（LL3）呈高幅值尖峰狀，長(zhǎng)源距伽瑪伽瑪曲線（GGL）呈高異常單尖峰（圖6），對(duì)比可靠。

C6、C7、C8煤層自然伽瑪曲線（GR）呈窄單峰，三側(cè)向電流曲線（LL3）呈高幅值單峰，長(zhǎng)源距伽瑪伽瑪曲線（GGL）呈高異常單峰，3個(gè)煤層間形成特有的組合特征，C7和C8煤層之下各常發(fā)育一層薄煤線（圖7），對(duì)比可靠。

C9煤層自然伽瑪曲線（GR）呈緩單峰，三側(cè)向電流曲線（LL3）呈高幅值單峰，長(zhǎng)源距伽瑪伽瑪曲線（GGL）呈高異常單峰，其底板以下約10 m內(nèi)發(fā)育有3層薄煤層（線），其中C10煤層屬不可采煤層，與C9形成間距極其穩(wěn)定的對(duì)比組合（圖8），對(duì)比可靠。

4 灰分及硫分特征

4.1 灰分

研究區(qū)原煤干燥基灰分含量為13.89%～46.93%，平均為29.02%。C1煤層為22.91%～44.63%，平均為31.94%；C2煤層為22.02%～38.46%，平均為31.84%；C3煤層為23.00%～29.04%，平均為25.50%；C4煤層為27.13%～46.93%，平 均 為36.25%；C6煤 層 為20.64%～44.21%，平均為32.58%；C7煤層為25.59%～34.16%，平均為31.60%；C8煤層為22.59%～42.60%，平均為31.87%；C9煤層為16.66%～34.80%，平均為24.78%；C30煤層為15.43%～45.98%，平均為30.14%。區(qū)內(nèi)C1、C2、C4、C6、C7、C8、C30煤層屬高灰煤（HA）；C3、C9煤層屬中灰煤（MA）。

4.2 硫分

研究區(qū)原煤干燥基全硫含量為0.04%～0.69%，平均為0.26%。C1煤層為0.17%～0.69%，平均為0.34%；C2煤層為0.20%～0.35%，平均為0.28%；C3煤層為0.15%～0.36%，平 均 為0.22%；C4煤 層 為0.12%～0.34%，平均為0.21%；C6煤層為0.09%～0.35%，平均為0.20%；C7煤層為0.04%～0.49%，平均為0.17%；C8煤 層 為0.08%～0.40%，平 均 為0.19%；C9煤 層 為0.14%～0.27%，平 均 為0.21%；C30煤 層 為0.18%～0.32%，平均為0.23%。研究區(qū)內(nèi)可采煤層均屬特低硫煤（SLS）。

5 結(jié)論

（1）區(qū)內(nèi)含煤地層為宣威組，層厚348.52 m，含可采煤層9層（C1、C2、C3、C4、C6、C7、C8、C9、C30煤層），可采煤層總厚度平均達(dá)9.26 m，可采含煤系數(shù)為2.66%；宣威組上段中可采含煤性屬上、中、下3段中最佳，上段含可采煤層多達(dá)7層，可采煤層含煤系數(shù)為5.91%，是本區(qū)宣威組可采煤層賦存的重點(diǎn)層段。

（2）區(qū)內(nèi)可采煤層對(duì)比標(biāo)志明顯、標(biāo)志層發(fā)育穩(wěn)定，各段層位界線劃分清楚可靠，可采煤層間距穩(wěn)定、變化小，可采煤層對(duì)比可靠。

（3）區(qū)內(nèi)可采煤層屬中—高灰煤，屬特低硫煤，煤類屬焦煤，是優(yōu)質(zhì)的煉焦用煤。