黄庄勘查区煤岩层对比分析

王翠

摘要：煤岩层对比在地质勘探工作中不可或缺，本研究区的煤层层数较多，研究区煤层对比以标志层为主，其次参考间距、岩性、古生物组合及测井物性反映，控制对比能力强，可采煤层对比结果可靠。

关键词：煤岩层对比；标志层；测井曲线

1 研究区概况

研究区位于河南省汝州市西南部，东西长约13.61km，南北宽约626km，面积366km2。区内煤系地层总厚度614.11m，煤层平均总厚度10.24m，1.67%的含煤系数，二1煤为全区可采煤层，其余可采煤层为大部分可采煤层。

2 研究区地层及构造

2.1 研究区地层

研究区地层属渑池—确山地层小区，基本为第四系掩盖，煤系地层基底为古生界寒武系上统崮山组。根据区内钻孔揭露及区域资料，本区地层由老至新为：寒武系上统崮山组；石炭系上统本溪组、太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组；二叠系上统上石盒子组、石千峰组；三叠系下统刘家沟组、中统二马营群、上统延长群；第四系。主要可采煤层位于山西组、下石盒子组和上石盒子组。

2.2 研究区构造

研究区位于临汝向斜南翼，朝川弧形状构造的中央部位，地層产状也受弧形状构造的控制，基本构造形态为单斜，走向多为北东～北东东向，倾向北～北西向，倾角一般在10～25°之间，南西部倾角较大，可达到50～85°。

3 含煤性

本区的煤系地层总厚度614.11m，分为九个煤段，含煤约36层，煤层平均总厚度10.24m，含煤系数为1.67%。区内有四层可采煤层，其中二1煤为全区可采，对比可靠，结构较简单的较稳定煤层。其余三层属于区内局部可采，对比可靠的较稳定煤层（表1）。

4 煤岩层对比分析

4.1 对比方法和依据

本研究区的含煤地层中，标志层较多，是作为煤层对比的主要方法之一，并结合层间距、古生物特征和煤、岩物性特征（测井曲线）等方法对煤层进行对比。

4.2 标志层、煤层特征及其间距对比

4.2.1 太原组上部灰岩段

一8煤顶板为深灰～黑色，厚层状燧石灰岩，本层厚度大，一般在7.66m左右，上部含较多燧石结核，其形态有瘤状、透镜状、似层状等，下部含蜓科化石。

4.2.2 大占砂岩（K2）

位于山西组中下部，浅灰色～灰白色细中粒长石石英砂岩，滚圆度差，层面含大量大片白云母及炭屑，具板状交错层理，含瘤状菱铁质结核及泥质包体，俗称“大占砂岩”，厚度087～38.68m，一般为9.98m左右，全区较发育，绝大部分为二1煤直接顶板，是控制和对比二1煤的良好标志。

4.2.3 大紫泥岩

位于下石盒子组下部，为紫斑泥岩和紫色粉砂质泥岩，局部灰绿色，团块状，含较高的铝质成分，局部富集大量菱铁质鲕粒，泥岩的主要成分为粘土矿和高岭石。本层特征明显，下距二1煤79.03m左右，是控制二1煤的辅助标志。

4.2.4 K6砂岩

位于下石盒子组上部，灰白色中～细粒砂岩，成份以石英为主，硅质胶结，分选较好，底部颗粒较粗，并含砾，从颜色上和矿物成分上看是很好的对比标志。下距五2煤48.36m左右，是控制五煤段的重要依据，厚度在0.28～21.43m，一般5.52m左右。

4.2.5 硅质泥岩

黑色、致密、坚硬、贝壳状断口，垂直节理发育，镜下观察硅质岩主要由玉髓和细粒石英组成，含粘土杂基和少量岩屑混入物，并含有大量硅质海绵骨针，分布在八煤段中部，是区别八煤段与其它煤段的良好标志。

4.2.6 平顶山砂岩

浅灰～灰白色，微带浅红色中粗粒长石石英砂岩，硅质胶结，坚硬，耐风化，含钾长石。岩石表面常见风化后的凹坑，垂直裂隙发育，中下部夹8～10m浅红色泥岩、砂质泥岩。厚度在32.68～141.13m，一般86.69m左右，是对比下部煤系地层、控制上部断层的主要标志。

勘查区的地层厚度、煤层间距与豫西其它勘查区相比，仅八煤段厚度偏小，其余各含煤段基本一致。其中八煤段厚度最小为62.38m，最大为137.70m，一般为101.05m左右，详见表2。

4.3 古生物特征

舌形贝化石在该区各层位中发现不多，仅在五2煤直接顶板砂质泥岩中普遍存在，是鉴别五2煤的良好标志，也是区别五2和五3煤的主要标志。另在七煤段底部25～30m左右的砂质泥岩中亦含有舌形贝化石，但其个大有别于其它层位，同时和植物化石碎片并存。

4.4 煤、岩层物性特征对比

本溪组：本组地层为厚度5.54m左右的铝土质泥岩，在自然伽玛曲线上为全区地层的最高值，一般都在4.0～5.0PA/kg之间，在个别钻孔中也有达到5.0PA/kg以上，物性标志明显。

太原组：上部一8煤直接顶板是本组中最厚的一层燧石灰岩。一般11.73m左右，视电阻率值达1500～3000Ω·m左右，因其底部为一8煤，故在视电阻率曲线上表现为底部成斜坡或台阶状，在自然伽玛曲线上也表现为低值。

山西组：下起太原组顶，上止于砂锅窑砂岩（K2）底，该段有几层较厚的砂岩在伽玛曲线上表现为低伽玛值，其值在0.5～0.7PA/kg之间。

二1煤厚度大，煤质好，一般无夹矸，但在少数钻孔中下部偶尔见一层泥岩夹矸。二1煤直接顶板为大占砂岩，一般在876m左右，视电阻率值一般比二1煤小，呈多次不规则的尖峰，曲线上易于识别。

4.4.1 K2～K4

该段地层在伽玛曲线上表现为锯齿状，由于此段泥岩质软往往孔径扩大，因而在密度曲线上呈现出一些假异常。

K2砂岩因其视电阻率值高，且位于高伽玛值段变为低伽玛值段之间，所以易于识别。

4.4.2 四煤段

下起K4砂岩底，上至K5砂岩底。四3煤在视电阻率曲线上是上部电阻率高，下部低。在定性的密度曲线上其顶部成斜坡状，另外四2与四3煤之间一般为砂质泥岩或泥岩。

4.4.3 五煤段

下起K5砂岩底，上至K6砂岩底，K5砂岩位于四3和五2煤中部，视电阻率曲线上为较突出的一个高峰。

五2、五3煤间距小，但五2煤顶板泥岩视电阻率值比五3煤顶板泥岩视电阻率值高，五2煤上部往往有一层夹矸，因而在密度曲線上呈“鱼嘴”状反映。五2煤也是本层段中较明显的物性标志层。如3001孔。

四煤和五煤地层段在自然伽玛曲线上都是低值的大锯齿反映，而有别于K2～K4地层段和六煤段地层。

4.4.4 六煤段

下起K6砂岩底，上至K7砂岩底，该段地层砂岩较发育，因而在视电阻率曲线上出现几次相间的高峰。K6砂岩处在伽玛曲线大锯齿低值段的最上部，易于识别。

4.4.5 七煤段

下起K7砂岩底，上至八煤段底，厚约83.90m。该段地层的伽玛值是全孔最低的，而且变化很小。在煤层附近，物性特征明显，在一鼓包上多次出现高低小峰，而其上、下层位对应的曲线都是变化不大的平直段。K7砂岩视电阻率值与其附近地层相比，显得很突出，在伽玛曲线上也是很低，易于识别。

4.4.6 八、九煤段

八他用、九煤段含薄煤层或煤线，未见可采煤层。该段地层伽玛曲线的伽玛值与七煤段相比有明显扩大，由于多为薄层砂岩，所以在视电阻率曲线上出现不大的小尖峰。

4.4.7 平顶山砂岩段

该段地层均为中粗粒砂岩，在视电阻率曲线上为高值反映，一般达到1500～2000Ω·m，且曲线为块状显示；在自然伽玛曲线上为低伽玛值反映，一般为0.7～1PA/kg，易于识别。

5 结语

煤岩层对比在煤炭地质勘探中是一项基础性但非常重要的工作，单纯以一种方法进行对比容易出现煤岩层位误判，因此综合利用各种方法进行对比比较可靠。研究区煤层对比以标志层为主，其次参考间距、岩性、古生物组合及测井物性反映，控制对比能力强，可采煤层对比结果可靠。

参考文献：

[1]河南省汝州市黄庄勘查区煤炭详查报告[R].河北，邯郸：中国煤炭地质总局一二九勘探队，2010.

[2]张宏敏，胡斌，刘文平.河南平禹汝矿区含煤岩系综合对比分析[J]. 煤炭科学技术， 2008（07）.

[3]曹代勇，等.煤炭地质勘查与评价[M].中国矿业大学出版社， 2007.