沁水煤田煤层对比

王志学，王 权，毕 真

（山西省地质勘查局212地质队，山西长治046000）

沁水煤田煤层对比

王志学*，王 权，毕 真

（山西省地质勘查局212地质队，山西长治046000）

为服务沁水煤田勘探、生产的煤层对比需要，参考勘查资料，用标志层及层间距法，结合岩性组合规律、沉积环境分析对山西组、太原组主要煤层进行对比，煤层编号从上到下编号为1～16号。

沁水煤田；煤层对比；砂岩

1 概述

沁水煤田是山西省内六大煤田中范围最大，煤炭开发时久，各地煤层资料较多，但编号存在较大差别，为煤田勘探、生产的煤层对比参考需要，本文参考大量勘查资料对沁水煤田内的主要含煤地层太原组、山西组的煤层进行编号对比。

2 沁水煤田概况

沁水煤田地理位置位于山西省中东部至东南部。国家规划煤炭矿区有：东山矿区、阳泉矿区、武夏矿区、潞安矿区、晋城矿区、霍东矿区[1]。见图1。

图1 沁水煤田煤炭矿区分布图

3 地层的含煤性

沁水煤田主要含煤地层为二叠系的山西组及石炭系太原组。太原组岩性组合为灰色（泥）页岩、粉砂质（泥）页岩夹白色、灰色石英（杂）砂岩—炭质页岩、煤—石灰岩。山西组岩性组合为灰色（泥）页岩、粉砂质（泥）页岩夹白色、灰色石英（杂）砂岩—炭质页岩、煤[2]。

2组地层含煤16层左右，主要有9层。可采煤层太原组2～5层，山西组1～3层。

太原组地层平均厚度90（晋城）～137m（武夏），含煤系数5.96%（晋城）～8.96%（武夏）。太原组一段、二段（K4灰岩以下层位）含煤5～7层。太原组三段地层含煤性各矿区差异较大，在东山矿区含煤3层，在阳泉矿区含煤8层，在武夏、潞安、晋城矿区含煤6～8层，在霍东矿区含煤1层。

山西组地层平均厚度46（霍东）～57m（武夏、潞安），含煤系数4.03%（武夏）～13.88%（霍东）。地理位置上大致沿沁源县城—武乡县城—左权县城连线分界，以北山西组地层含煤6层，以南山西组地层含煤4层。

4 煤层对比

沁水煤田内含煤地层沉积相对稳定，岩性组合特征具有规律性，标志层及煤层特征明显，变化规律清晰，客观上为煤层对比提供了可靠的地质依据。

采用标志层及层间距法，结合岩性组合规律，沉积环境分析对山西组、太原组主要煤层进行对比，煤层编号从上到下编号为1～16号。

对比标志的主要标志层：K2、K3、K4灰岩，K7、K8砂岩及3号、15号煤层。次要标志层：K5、K6灰岩及K1、S1砂岩[1，3-4]。自下而上分述如下。

4.1 K1砂岩

太原组底砂岩，灰白色—浅灰色，中粒—细粒砂岩，成分以石英为主，含斜长石。分选性较好，磨圆度高，硅质及钙质胶结，常为黄铁矿浸染成黄色，底部含楔形之黄铁矿结核，厚度2～6m，与下伏本溪组呈整合接触。北部东山、阳泉矿区粒度粗；南部潞安、晋城矿区常相变为粉砂岩、泥质粉砂岩或粉砂质泥岩。

4.2 K2灰岩

太原组下部海相灰岩，夹有燧石结核或条带。深灰色，中—厚层状，该灰岩中蜓类动物化石碎屑含量较高。厚度5.27～14.50m，平均7.00m。层位稳定，厚度大。在东山矿区俗称关门沟灰岩和涧道沟灰岩；在阳泉矿区，由于该灰岩中夹三薄层泥岩将其分为四层，故名“四节石”；在晋东南（武夏、潞安、晋城矿区）称第一灰岩和松窑沟灰岩。

在K1砂岩和K2灰岩之间发育有14、15、16号煤层，15号煤层是主要可采煤层。K2灰岩是14号煤层的直接顶板，15号煤层的老顶。

16号煤层：位于太原组底部，下距K1砂岩0～25.34m，平均10.02m。在霍东矿区为主要可采煤层，旧称11号煤层，煤层厚度0～3.59m，平均厚度1.61m。在其他矿区煤层厚度0.00～3.55m，平均0.18m。在晋城矿区东部陵川县和长子县赵庄勘探区局部可采。

15号煤层：为沁水煤田的主采煤层之一。在东山矿区厚度3.45～11.85m，平均厚度7.20m。结构较复杂，顶板为K2灰岩、泥岩。在阳泉矿区厚度0.27～8.60m，平均厚度4.15m。结构较复杂，一般含夹矸1～4层，上距K2灰岩2.60m左右。在霍东矿区旧称9+10号煤层，有分叉复合现象，厚度1.46～3.81m，平均厚度2.45m，结构较简单，含夹矸1～2层，顶板为K2灰岩、泥岩。在武夏矿区厚度0.60～6.60m，平均厚度4.89m，局部夹2-3层夹矸，层位稳定，上距K2灰岩5.86～11.92m，平均11m。夏店区分为15-1、15-2、15-3号煤层。在潞安矿区厚度1.81～6.00m，平均厚度4.06m，在长治以北的屯留、襄垣逐步分叉为15-1、15-2和15-3号，上距K2石灰岩0.00～5.37m，平均4.00m。在晋城矿区煤层煤层厚度0.86～5.88m，平均2.75m左右，含夹矸一般1～4层，结构属较简单—复杂，上距K2石灰岩0.00～2.04m，平均0.60m。

14号煤层：为不稳定、局部或零星可采煤层。煤层厚度0～2.26m，平均厚度0.60m，总体北部发育较南部差。在潞安、晋城矿区下距15号煤层3m左右。

4.3 K3灰岩

太原组中下部海相灰岩，夹燧石结核和条带。该灰岩中含蜓、腕足、海百合茎等动物化石。深灰色、煅烧后呈浅灰色、灰紫色，固结中等。厚度为3.00～7.00m，一般3～4m，其厚度由南而北，由东到西略有增厚趋势。在东山俗称为石齐凹灰岩，在阳泉俗称钱石灰岩，在晋东南称老金沟灰岩和第二灰岩。

K2与K3灰岩间距：在东山、阳泉矿区平均在23m左右，霍东矿区平均在14m左右，武夏、潞安矿区在4.50～9.00m，晋城矿区0.92～10.19m。间距总体南小北大。K3灰岩为13号煤层的直接顶板。

13号煤层：沁水煤田内层位稳定，工程见煤率平均90%，局部可采。在东山矿区厚度0.00～1.72m，平均厚度0.84m,俗称三尺煤。在阳泉矿区厚度0.00～1.00m，平均厚度0.59m，俗称钱石下煤。在霍东矿区厚度0.00～1.52m，平均0.58m，北厚南薄，旧称8号煤层。在武夏矿区厚度0.00～2.05m,平均0.41m。在潞安矿区厚度0.00～0.94m,平均0.44。在晋城矿区厚度0.00～0.60m，平均0.32m。

4.4 K4灰岩

太原组中部海相灰岩，夹大量燧石结核、条带。深灰色、微晶—细晶方解石为主，含黄河菊石等动物化石及碎屑。零星地段相变为泥质灰岩、黑色泥岩。在部分区域分叉为上下两层，中夹薄层泥岩、页岩。总体在煤田中部厚，南北两边薄，在武夏、霍东及潞安矿区，厚度3.02～4.27m。在东山、阳泉、晋城矿区，厚度0.92～1.79m。东山俗称瓜地沟灰岩，阳泉俗称猴石灰岩，晋东南俗称红矾沟灰岩和第三灰岩。

下距K3灰岩4.51～21.54m，平均11.00m。为11号煤层的直接顶板，K4与K3之间赋存有11、12号煤层。霍东矿区煤层旧称7号、7下号。

12号煤层厚度0.00～2.04m，平均厚度0.56m,工程见煤率平均70%，在东山、阳泉、霍东、武夏矿区北部局部可采。

11号煤层厚度0.00～1.00m,平均厚度0.31m，工程见煤率平均75%。沁水煤田煤层对比见图2。

4.5 S1砂岩

太原组中上部砂岩，为粗粒—细粒长石石英砂岩，局部含砾，厚度1.00～20.00m，层位相对稳定，普遍发育，总体北部厚度大、粒度粗；南部厚度小、粒度细。在东山、阳泉矿区俗称第一砂岩，晋东南俗称黄水沟砂岩、落红砂岩。

图2 沁水煤田煤层对比图

下距K4灰岩3.00～17.32m。S1砂岩与K4灰岩之间局部沉积有9号、10号煤层。

10号煤层：厚度0～1.17m，平均0.18m。

9号煤层：主要分布于襄垣县夏店往南至沁水，局部可采。煤层厚度0～6.69m，平均0.66m。煤层结构简单，一般不含夹矸。阳泉矿区称猴石上煤；晋东南俗称半香煤[3]。

4.6 K5灰岩

为太原组上部海相灰岩，夹大量燧石结核和条带，含海百合茎等动物碎屑。该标志层沁水煤田南部发育，在东山、阳泉、霍东及武夏矿区北部为海相页岩或砂质灰岩，厚度多小于1m。在武夏矿区南部、潞安、晋城矿区层厚0.82～5.64m，平均2.53m。在阳泉俗称南峪灰岩，晋东南俗称附城灰岩和第四灰岩。

下距K4灰岩10.00～43.34m，平均29.36m。为7号煤层的直接顶板。K5与S1砂岩之间沉积有7号、8号煤层。

8号煤层：厚度0.00～6.69m，平均0.44m，在东山、阳泉、晋城的泽州等地局部可采。东山旧称9号煤层，俗称满天四尺炭；阳泉旧称9号、9号上煤层俗称第二砂岩上煤。霍东矿区不发育。

7号煤层：煤层厚度0.00～2.10m，平均0.47m。在多地有分叉现象，霍东、东山、阳泉矿区不发育。

4.7 K6灰岩

为太原组顶部海相硅质泥晶灰岩或燧石灰岩，含少量生物碎屑。该标志层沁水煤田南部发育，在潞安、晋城矿区因其层位稳定，特征较明显，往往将它作为划分太原组与山西组的辅助标志。层厚0.00～3.92m，平均1.44m。下距K5灰岩1.14～25.03m，平均12.18m。为5号煤层的直接顶板。晋城称小东沟灰岩，东山称叠锥灰岩，阳泉称丰垢层——砂质灰岩。

K6与K5之间赋存有5、6号煤层。在东山、阳泉矿区旧称8-1、8-2号煤层，煤层分叉较多，俗称小齐煤、七尺下煤，局部可采。

6号煤层：厚度0.00～3.15m，平均0.39m。

5号煤层：厚度0.00～5.84m，平均0.49m。

4.8 K7砂岩

山西组底砂岩，灰白色、浅灰色，细—粗粒长石石英砂岩、粉砂岩，一般是中上部粒度细，向下部变粗，局部含砾石或相变为粉砂质泥岩。东山、阳泉矿区俗称第三砂岩，晋东南俗称陵川砂岩。层厚0.00～33.86m，平均 7.81m。下距 K4灰岩 29.23～71.20m,平均48.36m,在东山、阳泉及霍东矿区北部平均间距为25m左右。

4.9 K8砂岩

为下石盒子组底砂岩。具交错层理，煅烧后呈紫斑、浅灰—淡黄色。在东山、阳泉、霍东矿区岩性常为石英砂岩，俗称第四砂岩，厚度4.00～10.00m。在武夏、潞安及晋城矿区岩性以长石石英中细粒砂岩为主，横向上常相变为细砂岩或粗砂岩俗称老顶砂岩和佳祥砂岩。砂岩厚度0.45～16.03m,平均厚度5.70m。

K8与K7砂岩间为山西组地层，总体呈灰—灰黑色，与上覆下石盒子组地层的灰黄色、黄绿色相区别。赋存3～6层煤层。

地理位置上大致沿沁源县城—武乡县城—左权县城连线分界，以北山西组地层共含煤6层，在东山矿区和阳泉矿区煤层旧编号从上到下为1、2、3、4、5、6号，在霍东矿区以往仅对可采煤层进行了编号，煤层旧编号从上到下为1、2、3号；以南山西组地层共含煤4层，武夏、潞安、晋城矿区煤层旧编号从上到下为1、2、3、4号。本次对比参照霍东矿区山西组煤层旧编号，把层位较稳定可采煤层编号为1、2、3号。东山、阳泉矿区煤层旧编号1、2号取消，旧编号3、4、6号对应编号为1、2、3号，煤层在山西组中的位置由北往南逐步抬升。

3号煤层：在武夏、潞安、晋城矿区为大部—全区可采，为山西组内主要可采煤层，位于山西组下部，厚度0.60～12.10m,平均厚度5.58m。在阳泉、霍东矿区为局部可采煤层，位于山西组下部，厚度0.10～3.55m,平均厚度0.77m。

2号煤层：位于山西组中部。在霍东矿区大部可采，为主要可采煤层，厚度0.45～2.52m,平均厚度1.24m。在东山、阳泉、武夏、晋城矿区为局部可采煤层，厚度0.00～3.97m，平均厚度0.68 m。潞安矿区厚度0～0.79m,平均厚度0.18m。

1号煤层：在东山、阳泉矿区大部可采，为山西组内主要可采煤层，位于山西组中部，厚度0.00～4.75m,平均厚度1.12m。在霍东、晋城矿区局部可采，位于山西组上—顶部，厚度0.00～1.64m,平均厚度0.54m。

5 结论

沁水煤田煤层总体对比性明显可靠，太原组K4以下层位南北沉积差别小，K4以上层位大致以沁源县城—武乡县城—左权县城连线分界，以北区域沉积环境稳定性差，以南区域沉积环境较稳定，厚度较大，15号煤层是主要可采煤层。山西组大致以沁源县城—武乡县城—左权县城连线分界，以北区域沉积煤层层数多达6层，稳定可采层3层，以南区域沉积煤层层数最多4层，其中3号煤层厚度大、稳定可采。本次煤层对比编号可以为煤田勘探、生产的煤层对比参考使用。

[1]王润福.山西省国土资源厅.山西省煤炭资源图集[E].2012：8-190.

[2]武铁山.山西省岩石地层[M].中国地质大学出版社（武汉），1997:173-179.

[3]张耀隆.山西省煤炭资源远景调查汇总报告[R].山西省地质矿产局二一二地质队，1988:102-120.

[4]武铁山.山西省区域地质志[M].地质出版社，1989:140-173.

P618.11

A

1004-5716(2015)11-0104-04

2014-11-24

王志学（1968-），男（汉族），山西芮城人，工程师，现从事地质矿产勘查工作。