禹州煤田葡萄寺礦區(qū)煤巖層對(duì)比方法

摘要：煤巖層對(duì)比是煤田地質(zhì)勘探中的重要工作之一。綜合運(yùn)用標(biāo)志層法、層間距法、煤層煤質(zhì)特征法、測(cè)井曲線法對(duì)葡萄寺井田煤巖層進(jìn)行了對(duì)比，探討了針對(duì)不同層段采用不同組合能取得較好效果，對(duì)本區(qū)及鄰區(qū)下一步煤田地質(zhì)勘探具有借鑒和指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：煤巖層對(duì)比；標(biāo)志層；測(cè)井曲線；禹州煤田

中圖分類(lèi)號(hào)：TD15     文獻(xiàn)識(shí)別碼：A

概況

葡萄寺礦區(qū)位于禹州煤田北部，區(qū)內(nèi)大部被新生界覆蓋，北部有零星基巖露頭，地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)豫西地層分區(qū)嵩箕地層小區(qū)。構(gòu)造區(qū)劃屬華北板塊南部，嵩箕構(gòu)造區(qū)，薈翠山~風(fēng)后嶺背斜南翼，白沙—許昌向斜北翼西段。根據(jù)地表出露及鉆孔揭露情況，地層層序由老至新依次為奧陶系，石炭系，二疊系，三疊系，新近系、第四系。

1 含煤性

本區(qū)含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組，二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組和二疊系上統(tǒng)上石盒子組，地層總厚度700.12m，可分為9個(gè)煤段，含煤34層，煤層總厚度9.13m，含煤系數(shù)1.30%。區(qū)內(nèi)可采煤層為二1、七2煤層，二1煤層為全區(qū)可采為是區(qū)內(nèi)主要煤層；二2煤層為局部可采煤層，可采煤層合計(jì)厚度5.73m，可采含煤系數(shù)0.82%。

2 煤巖層對(duì)比

煤巖層對(duì)比主要用標(biāo)志層、層間距、煤層煤質(zhì)特征、測(cè)井曲線特征四個(gè)方法進(jìn)行對(duì)比。

2.1 標(biāo)志層

平頂山砂巖：為二疊系上統(tǒng)石千峰組底界砂巖，灰—灰白色中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖，分選中等，硅質(zhì)孔隙式膠結(jié)，鏡下可見(jiàn)再生式膠結(jié)，巖石致密豎硬。是尋找煤系，推測(cè)七2煤層和二1煤層深度，對(duì)比七2煤層的主要標(biāo)志層。

田家溝砂巖：位于上石盒子組底部，淺灰色、灰白色中厚層狀中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖，硅質(zhì)膠結(jié)，分選性差，交錯(cuò)層理發(fā)育，底部常含泥礫及細(xì)礫石，平均厚8.21m。為七煤段底界和上、下石盒子組分界砂巖，對(duì)比七2煤層的主要標(biāo)志層。

砂鍋窯砂巖：位于下石盒子組底部，淺灰—灰白色中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖，碎屑呈次棱角—次圓狀，分選性差，泥硅質(zhì)膠結(jié)，含較多的暗色巖屑，發(fā)育交錯(cuò)層理，底部常含石英細(xì)礫和泥礫，表面粗糙，平均厚13.54m。為下石盒子組與山西組分界砂巖，對(duì)比二1煤層的標(biāo)志層。

大占砂巖：位于山西組下部，灰色中細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖，泥、硅質(zhì)膠結(jié)，交錯(cuò)層理發(fā)育，紋理面上分布有大白云母片及炭屑，自下而上由逆粒序變?yōu)闉檎Ｐ?，平均?1.13m，層位穩(wěn)定,為二1煤層直接頂板，是判斷二1煤層的最重要標(biāo)志層。

L7灰?guī)r：位于石炭系太原組上部，深灰色石灰?guī)r，含生物碎屑，泥質(zhì)含量較高，局部菱鐵質(zhì)、硅質(zhì)含量較高或含黃鐵礦，層位穩(wěn)定，平均厚2.09m。

以上各標(biāo)志層巖性特征明顯，層位穩(wěn)定，測(cè)井曲線異常突出，是劃分、對(duì)比及煤層的主要依據(jù)。另外，九、八煤段分界砂巖，八、七煤段分界砂巖，七、六煤段分界砂巖，六、五煤段分界砂巖、位于三煤段中上部的大紫泥巖、位于山西組上部的小紫泥巖和中部的香炭砂巖等均可作為煤巖層對(duì)比的輔助標(biāo)志層。

2.2 層間距

本區(qū)二1煤層、七2煤層層位穩(wěn)定，普遍發(fā)育，因此二1煤層、七2煤層本身即為良好的標(biāo)志層，區(qū)內(nèi)主要標(biāo)志層、煤層的間距雖有一定的變化，但都有相對(duì)穩(wěn)定，是確定地層和對(duì)比煤層的主要方法之一。主要煤層及標(biāo)志層間距見(jiàn)表1

表1 標(biāo)志層及煤層間距表

2.3 煤層煤質(zhì)特征

二1煤層位于山西組下部，大占砂巖之下，具有厚度大，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部見(jiàn)夾矸1～2層。發(fā)熱量較高，其中原煤干燥基高位發(fā)熱量(Qgr,d)26.99～31.83MJ/kg ，平均29.56MJ/kg，原煤干燥基低位發(fā)熱量(Qnet,d)平均28.66MJ/kg，二1煤為中（低）灰、特低硫、低磷貧瘦煤和貧煤。二1煤層主要化學(xué)成分特點(diǎn)見(jiàn)表2。

七2煤層位于上石盒子組七煤段的中下部，下距田家溝砂巖38.26m，上距平頂山砂巖220.38m。具有厚度相對(duì)較大，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部有1層夾矸。七2煤為中灰、低硫、特低磷焦煤，七2煤層主要化學(xué)成分特點(diǎn)見(jiàn)表2。

表2 可采煤層化學(xué)特征對(duì)比表

本區(qū)二1煤層與七2煤層比較好區(qū)分，當(dāng)遇到斷層地層出露不全、重復(fù)或煤層厚度有變化時(shí)，可利用煤層煤質(zhì)特征進(jìn)行輔助判別，其它煤層多為薄煤層（不可采）或煤線，且不穩(wěn)定，據(jù)以上各自特征可以對(duì)比區(qū)分。

2.4 測(cè)井曲線特征

測(cè)井曲線是煤巖層的客觀反映，利用測(cè)井曲線特征進(jìn)行對(duì)比是確定煤段、煤層、標(biāo)志層和解釋構(gòu)造的主要手段之一，本區(qū)煤、巖層物性差異明顯，不同煤層、巖層的視電阻率、自然伽瑪、伽瑪伽瑪及自然電位等物性參數(shù)和測(cè)井曲線組合形態(tài)不同。

二1煤層視電阻率曲線峰值較高，視電阻率曲線呈中高異常，曲線形態(tài)鐘形，鏝頭形，園滑對(duì)稱(chēng)，低密度；人工伽瑪曲線一般峰值較高，厚層呈箱形波狀，介面陡直，薄層呈筆狀，有夾矸者呈多峰筆狀；天然伽瑪?shù)彤惓?，三種參數(shù)“兩高一低”，特征明顯。二1煤層曲線特征見(jiàn)圖1。

圖1 二1煤層測(cè)井曲線特征

七2煤層由于灰分高，所以人工伽瑪曲線峰值較低，但與圍巖相比仍呈高大的異常，曲線形態(tài)一般呈單峰（無(wú)夾矸）及駝峰狀（有夾矸）；電阻率曲線峰值較高，天然伽瑪?shù)彤惓＃卣鬏^明顯。七2煤層曲線特征見(jiàn)圖2。

圖2 七2煤層測(cè)井曲線特征

平頂山砂巖視電阻率曲線異常高，圓滑，有起伏，人工伽瑪曲線平直，天然伽瑪曲線異常起伏較大。

大占砂巖視電阻率曲線一般上低下高，帶有鋸齒，天然伽瑪曲線一般比其它段砂巖較高。

測(cè)井曲線常與其他方法結(jié)合使用，互為補(bǔ)充，相互驗(yàn)證。當(dāng)標(biāo)志層特征不明顯或巖芯采取率低時(shí)，可利用測(cè)井曲線進(jìn)行層位確定。

3 結(jié) 語(yǔ)

在煤炭地質(zhì)勘探中煤巖層對(duì)比是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工作，同時(shí)也是一項(xiàng)非常重要且復(fù)雜的地質(zhì)工作。各種對(duì)比方法在不同地區(qū)或?qū)游痪衅鋬?yōu)缺點(diǎn)，單采用一種對(duì)比方法進(jìn)行煤巖層位確定和劃分，容易出現(xiàn)煤巖層位誤判，綜合利用各種方法進(jìn)行煤巖層對(duì)比是比較可靠的。結(jié)合本區(qū)實(shí)際情況，得出適合本區(qū)的對(duì)比方法。利用標(biāo)志層法、層間距法為主，煤層煤質(zhì)特征、測(cè)井曲線特征法相輔助的方法。取得較好的效果，對(duì)本區(qū)及周邊地區(qū)下一步煤田地質(zhì)勘探工作具有一定指導(dǎo)意義。

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