江西省莲花县小江煤矿区煤层对比研究

摘要：矿区主要含煤段为乐平組老山段下亚段和官山段上亚段，共具可采煤层6层。本文综合应用了以标志层、沉积旋回为主，以层间距、煤层物理特性为辅的煤层对比方法，对矿区的煤层进行了对比。煤层对比结果表明：矿区内主要可采煤层A₃²、B₄¹、B₄²对比可靠，A₃¹、A₄、B₅对比基本可靠。

关键词：小江煤矿;煤层对比;标志层;沉积旋回

中图分类号：P618 文献标识码：A  文章编号：1671-2064（2019）16-0000-00

矿区地质特点是含煤地层厚度大，地层缺乏明显标志层;煤层层数多，且厚度变化较大，属不稳定煤层。本文以小江煤矿勘查区富冲矿段普查成果为基础，通过分析、探讨区内煤矿地质特征，总结、对比矿区各煤层间的区别和联系，为矿区的煤矿勘查提供勘查依据。

1 矿区地质

1.1 矿区地层 

各地层岩性特征自老至新分述如下：

1.1.1 石炭系上统黄龙组（C₂h）

岩性为灰-灰白色厚层状白云岩、白云质灰岩、生物碎屑岩，上部灰岩中含燧石结核。厚度约550m。

1.1.2二叠系中统栖霞组（P₂q）

岩性为深灰～灰黑色中～厚层状含燧石灰岩，夹薄层硅质灰岩、硅质白云岩。地层厚度大于150m。

1.1.3二叠系中统小江边组（P₂x）

岩性为灰-灰黑色薄层状钙质泥岩、泥岩，夹泥灰岩、瘤状灰岩。地层厚120m。

1.1.4二叠系中统茅口组（P₂m）

岩性：上部为灰白色、灰色硅质岩及硅质灰岩夹燧石条带;下部为灰、深灰色中-厚层状石灰岩夹薄层状泥灰岩，含燧石结核，方解石脉较发育。地层厚大于78m。

1.1.5二叠系上统乐平组（P₃l）

（1）官山段（P₃l^g）。地层平均厚171.63m，分为上、下二个亚段。下亚段岩性以灰-灰黑色细粉砂岩、泥质粉砂岩为主，夹薄层粗粉砂岩、钙质细砂岩;上亚段岩性为深灰-灰黑泥岩、粉砂岩，薄层状细砂岩，细-中粒砂岩组成四个沉积旋回。顶部为一层厚层状中、粗粒石英砂岩，一般厚5～10m，该层砂岩全区稳定，特征明显，为官山段与老山段的分层标志层。

（2）老山段（P₃l^l）。 地层平均厚256.56m，分上、中、下三个亚段。下亚段岩性为：上部为灰-深灰色厚层粉砂岩夹数层细砂岩;中部为厚层-巨厚层深灰色泥岩、含炭泥岩、粉砂岩;下部为灰黑色-黑色泥岩、粉砂岩、炭质泥岩与细砂岩不等厚互层。中亚段以灰-灰黑色泥岩、粉砂岩为主。上亚段岩性为灰-深灰色粉砂岩、泥岩与薄-中厚层细砂岩不等厚互层。

（3）狮子山段（P₃l^s）。为灰-灰白色中厚层-厚层状石英细砂岩，局部夹薄层粉砂岩，硅质胶结。地层平均厚8.47m。

（4）王潘里段（P₃l^w）。岩性为灰-灰黑色薄层状石英细砂岩、细砂岩、粉砂岩及泥岩、炭质泥岩等，夹薄层煤层1～3层。地层平均厚33.22m。

1.1.6二叠系上统长兴组（P₃c）

地表为浅灰黑色薄至中厚层状硅质灰岩和硅质岩，钻孔中为较纯的浅灰色薄至中厚层状隐晶质灰岩和硅质灰岩。地层厚5～10m。

1.1.7三叠系下统青龙组（T₁q）

上部以浅灰色、黄灰或青灰色薄层状钙质细粉砂岩、泥灰岩为主;下部以灰黄色、黄褐色薄层状至中厚层状泥灰岩、钙质粉砂岩为主，夹细砂岩及灰岩透镜体。

1.1.8 第四系（Q）

残坡积层岩性为腐殖土、亚粘土、岩石碎块和砂砾石等，厚度0～15m;冲洪积层岩性为亚砂土、砂砾石等，厚度5m。

1.2 矿区含煤性

矿区具可采煤层6层，赋存于官山段上亚段3层（A₃¹、A₃²、A₄）、老山段下亚段3层（B₄¹、B₄²、B₅）。各煤层出露情况和可采程度叙述如下：

1.2.1 官山段上亚段可采煤层

（1）A₃¹煤层。位于第三旋回中下部，距A₃²煤层10～20m。煤层平均厚0.77m，可采面积4.63Km。可采煤层分布较零星。煤层结构简单，煤层顶、底板为粉砂岩，底板部分为泥岩。煤类为无烟煤，属局部可采的不稳定煤层。

（2）A₃²煤层。赋存于官山段上亚段的第三旋回。煤层位于旋回的上部，距官山段顶部的中粗粒长石石英砂岩（S₃）20～50m，全区分布。煤层平均厚0.70m，可采面积4.07Km²。36线以北、8线以南区段为不可采区段。以块煤为主，煤层结构较简单。煤层的顶板岩性为粉砂岩、泥岩，局部为含炭泥岩、砂岩;煤层底板为泥岩、炭质泥岩。煤类为无烟煤，属全区局部可采的不稳定煤层。

（3）A₄煤层。位于官山段上部，煤层赋存于第四旋回上部，距官山段顶部中粗粒砂岩3～5m。煤层平均厚0.39m。0～4线区段不含煤。煤层结构简单，煤层顶、底板多数为泥质粉砂岩、泥岩，少数钻孔顶板为砂岩。煤类为无烟煤，为零星可采的不稳定煤层。

1.2.2 老山段下亚段可采煤层

（1）B₄¹煤层。煤层赋存于老山段下亚段中部靠下，距B₃煤层10～30m，上距中、下老山亚段钙质砂岩60～80m。煤层平均厚0.92m，可采面积3.95Km²。可采煤层主要分布于20线以北区域，以粉煤为主。煤层结构简单，顶板主要为泥岩、粉砂岩，底板岩性以层理不显的泥岩为主，少数为炭质泥岩。煤类为无烟煤，属全区局部可采的不稳定煤层。

（2）B₄²煤层。位于老山段下亚段中部，B₄¹煤层之上15～20m，距官山段顶部中粗粒砂岩（S₃）40～70m。煤层平均厚0.95m，可采面積3.95Km²。煤层结构简单。煤层顶板岩性为粉砂岩、含炭泥岩，底板为泥岩。煤类为无烟煤，属局部可采的不稳定煤层。

（3）B₅煤层。位于老山段上亚段上部，距中、下老山分界的钙质砂岩5～15m。煤层平均厚0.66m。煤层结构较简单，局部夹炭质泥岩、泥岩夹矸薄层。煤类为无烟煤，属零星可采的不稳定煤层。

2 矿区煤层对比

2.1 标志层对比

矿区内主要标志层为老山段中亚段底部的薄-中厚层状钙质细砂岩（钙质粉砂岩），局部为泥灰岩、灰岩，为老山段下亚段和中亚段的分层标志层，在层序地层划分中，为由海退序列向海进序列转换的分界线。该钙质砂岩薄层一般与粉砂岩互层出现，钙质砂岩、泥灰岩、灰岩厚0.05～3m，平均厚0.3m。其下5～10m为B₅煤层。砂岩含钙，局部为泥灰岩、泥质粉砂岩，见有腕足类动物化石（见图1），分布广泛。该砂岩是整个萍乐坳陷乐平煤系中重要的煤层、地层对比标志，本次勘查工作中将其作为煤层对比中的重要标志层，称其为S₁砂岩层。

矿区内除主要标志层S₁砂岩外，还有官山段顶部厚层状中-粗粒砂岩，该砂岩为官山段和老山段地层划分的标志层，其上3～10m为B₃煤层，其下3～10m为A₄煤层。该层砂岩层位稳定、全区分布，不仅为地层分层的主要标志层，也是煤层对比的重要辅助标志层，称其为S₃砂岩层。

2.2 沉积旋回对比

在充分分析矿区各钻孔剖面基础上，通过倾向、走向上的综合对比将官山段上亚段地层划分为四个沉积旋回，自下而上对比如下：

第一旋回：分布局限，旋回下部为厚层状中粗粒长石石英砂岩，砂岩中含粉砂岩包体，常见有串球状黄铁矿包体，具白云母片。其上为粉砂岩。砂岩厚度变化较大，砂泥比一般为0.75左右，为该旋回特征。

第二旋回：旋回底部为厚层状中细粒岩屑砂岩，具黑色粉砂质包体，砂岩层厚0～59.43m，砂岩0～6层，具有2～3个次级旋回，砂泥比一般为1.38左右。该旋回特征为砂岩以细-中粒为主，砂岩层厚度较大，砂岩中常见泥质、粉砂岩包体。

第三旋回：为官山段上亚段主要煤层赋存部位。旋回底部为细砂岩夹薄层粉砂岩，砂岩具水平层理和小型斜层理，旋回厚度较大。砂岩层数多、单层厚度小、砂泥比一般为0.67左右，以细碎屑岩为主。该旋回特点是以细碎屑岩为主，沉积旋回厚度50m左右，植物化石丰富。

第四旋回：旋回厚度25～40m，平均36m，旋回底部为厚层状中细粒石英砂岩，砂岩底面不平整，与下伏第三旋回为突变接触。

2.3 层间距对比

层间距对比主要应用于沉积相相对较稳定的老山段下亚段煤层对比。老山下亚段煤层中， B₄²与B₄¹层间距约24m，上与B₅煤层层间距约27m，B₄²下距S₃砂岩40～60m。根据煤层间距均方差数据分析，钻孔见各煤层间距变化幅度不大，均方差基本在11上下波动，ZK1207和ZK809因B₅/B₄²煤层间距在60m左右，造成B₅/B₄²煤层间距的均方差大于17。详见表1。

2.4 测井曲线特征对比

不同煤层的地球物理特征有一定的差异，在煤层对比中可作为主要的参考。

B₄¹煤层：测井密度曲线为单峰状，曲线逐渐达到峰值再突然升高;自然伽马曲线形态总体呈细齿多峰状。

A₃²煤层：测井密度曲线为双峰状，曲线由第一个峰值突然降低，然后又逐渐升高呈第二个峰，第二个峰值高于第一峰值;自然伽马曲线呈细齿多峰状。

3 结语

上述是矿区主要的对比依据，通过标志层、沉积旋回、煤层地球物理特性、煤层结构、层间距等对比，矿区内主要可采煤层A₃²、B₄¹、B₄²对比可靠，A₃¹、A₄、B₅对比基本可靠。

参考文献

[1] 庞世臣，宋萍.红会一矿煤层对比分析及主要标志层的确定[J].西安科技学院学报，2000，20（4）：304-306.

[2] 季玉富，林宽，等.测井曲线在龙湖煤田勘煤層对比中的应用[J].煤炭技术，2003（2）：96-98.

[3] 何光强.煤田地质勘查中煤层对比方法的探讨[J].煤炭科学技术，2009，37（6）：106-109.

[4] 江西省地质矿产勘查开发局九0一地质大队.江西省莲花县小江矿区富冲矿段煤矿普查报告[R].2016年江西省地质学会论文汇编集III，2017：1-115.

[5] 刘臣博，陈德松，张保涛.江西省小江煤矿煤层对比方法技术探讨[J].华东六省一市地学科技论坛文集，2012，28（1）：1-5.

收稿日期：2019-06-25

作者简介：周小平（1986—），女，湖南浏阳人，本科，工程师，研究方向：矿产资源勘查、水文地质、环境地质、工程地质。