紅嶺井田煤巖層對比分析

劉 瑾

(河南省煤田地質局三隊，河南新鄉(xiāng) 453003)

紅嶺井田位于安陽煤田的北部，由于受多期構造運動疊加的影響，井田內斷裂構造較為發(fā)育，使地層的連續(xù)性遭到破壞，給地層的對比，特別是煤層的對比造成了一定的困難。但是，根據鉆孔揭露及井田外圍地表出露的地層進行研究分析，探尋地層中的內在規(guī)律，通過多種方法和手段的綜合運用，可以準確地判定地層層位和確定煤層，從而更好地指導和服務于生產。

1 井田概況

紅嶺井田位于河南省北部安陽縣銅冶、倫掌鎮(zhèn)境內，南東距安陽市約38 km，南距水冶鎮(zhèn)約15 km，北東距岳城水庫約3 km。

區(qū)域地層劃分屬華北地層區(qū)山西分區(qū)太行山小區(qū)，井田內地層由老至新為寒武系中統(tǒng)及上統(tǒng)、奧陶系中統(tǒng)、石炭系中統(tǒng)和上統(tǒng)、二疊系、第三系和第四系，缺失奧陶系下統(tǒng)和上統(tǒng)、志留系、泥盆系和石炭系下統(tǒng)地層。大地構造位置屬于華北板塊內太行構造亞區(qū)之太行斷隆，夾持于湯東斷裂與林縣斷層之間，受湯東斷裂的直接控制，井田內構造特征以斷裂為主，主要發(fā)育北北東向和北東向兩組高角度正斷層，并以北北東向斷裂為主，局部發(fā)育小型寬緩褶曲。

2 井田主要含煤地層特征

本區(qū)為第四系全掩蓋區(qū)，發(fā)育煤系地層為石炭系上統(tǒng)本溪組、太原組，二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組，上統(tǒng)上石盒子組，地層平均總厚792.71 m，共劃分為9個煤段，含煤20層，平均煤層總厚15.69 m，含煤系數為1.98%。其中主要含煤段為太原組的一煤段(發(fā)育一1～一9煤，共15層)和山西組的二煤段(二1～二5煤，共5層)，含煤性較好;而本溪組及上、下石盒子組僅含煤線，含煤性較差。井田內共含可采煤層5層，其中賦存于太原組地層中的一1煤層全區(qū)可采，一2，一4煤層大部分可采，一8煤層局部可采，賦存于山西組地層中的二1煤層全區(qū)可采，可采煤層平均總厚度10.52 m，可采含煤系數1.33%。

3 井田煤巖層對比分析

根據井田含煤地層沉積規(guī)律，本次煤巖層對比主要采用煤巖層組合特征、煤層、標志層及層間距、物性特征和煤質特征等多種手段進行。

3.1 煤巖層組合特征

井田內太原組地層為一典型的海陸交互相沉積體系，山西組地層則為三角洲陸相沉積體系，其煤巖層組合特征存在明顯差異，易于區(qū)別。1)二1煤層:賦存于山西組下部，主要由砂巖、泥巖和煤層組成，以不含石灰?guī)r區(qū)別于太原組各含煤層段。其頂部的大占砂巖層面常含大量的云母片，尤以炭質薄層顯示出的密集水平及波狀層理為其特征;底部的北岔溝砂巖最突出的特征是黑白相間的花紋，中下部常含黑色泥巖斑塊，形成花斑結構。2)一8煤層:賦存于太原組上部灰?guī)r段，該段地層主要由石灰?guī)r、砂巖、泥巖和煤層組成。煤層層位穩(wěn)定，一般含一層夾矸而將其分為上下兩個分層，直接頂板為L8石灰?guī)r，厚度一般2 m～3 m且層位穩(wěn)定。3)一4，一2，一1煤層:賦存于太原組下部灰?guī)r段，該段地層主要由石灰?guī)r、砂巖、泥巖和煤層組成。L4位于頂部，一般厚1.80 m左右，為一4煤層的直接頂板;L3較薄(一般0.50 m左右)且不直接壓煤;L2位于下部，一般厚約5.00 m，為一2煤層的直接頂板;一1煤層位于底部，其底板為本溪組鋁土質泥巖。

3.2 煤層、標志層及層間距特征

井田內的主要標志層有:本溪組鋁土質泥巖(G層鋁土)，太原組L2及L8石灰?guī)r，山西組北岔溝砂巖(Sb)，二1煤層及大占砂巖(Sd)，下石盒子組砂鍋窯砂巖(Ss)，上石盒子組田家溝砂巖(St)等共計8個，各標志層特征明顯，易于識別，且層間距也較為穩(wěn)定，是地層劃分與對比的重要依據。

1)鋁土質泥巖(G層鋁土):具鮞狀結構，含黃鐵礦結核及晶體，為一1煤層的直接底板。2)L2石灰?guī)r:含大量紡綞蟲、海百合莖、腕足類等海生動物化石，其次含黃鐵礦晶體及燧石結核，是一2煤層的直接頂板，下距O2石灰?guī)r約23 m，上距二1煤層約125 m。3)L8石灰?guī)r:為含泥質生物灰?guī)r，生物化石有原生動物門(蜓和有孔蟲)、棘皮動物門、節(jié)肢動物門(三葉蟲、介形蟲)及腕足動物門化石組成，為一8煤層上分層的直接頂板，上距二1煤約43 m，下距L2石灰?guī)r約82 m。4)北岔溝砂巖(Sb):淺灰色、灰色黑白相間形成花斑，具水平波狀層理，平均厚度3.80 m。5)二1煤層:全區(qū)可采，層位穩(wěn)定，煤厚一般約5 m，僅此一點即可將二1煤層與太原組各煤層區(qū)分開。6)大占砂巖(Sd):中細粒砂巖，具明顯的水平及波狀層理，層面含大量白云母片，平均厚6.73 m，為二1煤的間接頂板，是見煤的重要標志。7)砂鍋窯砂巖(Ss):中粗粒石英砂巖，可見平行及交錯層理，底部具石英燧石小礫石，分選差，下距二1煤約83 m。8)田家溝砂巖(St):中粗粒～巨粒石英砂巖，具平行及波狀層理，底部常含石英燧石小礫石及泥質包體，以硅質膠結為主，井田內多發(fā)育2層～3層，下距二1煤層平均290 m。

3.3 煤質對比

山西組二1煤層屬低～中灰、特低硫、特高發(fā)熱量之無煙煤、貧煤、瘦煤和焦煤;太原組的一8煤屬中灰、中硫、高發(fā)熱量之瘦煤;一4煤屬中灰、中硫、中發(fā)熱量之貧煤和瘦煤;一2煤屬低灰、中硫、中發(fā)熱量之貧煤和瘦煤;一1煤屬低灰、中高硫、中高發(fā)熱量之貧煤和瘦煤。

二1煤與一8，一4，一2，一1煤硫分含量懸殊，是區(qū)分山西組煤層與太原組煤層的一個重要標志。

3.4 物性曲線特征對比

測井曲線是進行山西組、太原組對比的重要手段之一，各個煤組及煤層本身的測井曲線形態(tài)在縱向上有較大差異，橫向上有共性，主要可采煤層測井曲線的組合規(guī)律性強。

1)太原組下部灰?guī)r段。一1煤層因含薄層夾矸各曲線皆呈“鋸齒狀”;一2煤層的直接頂板L2石灰?guī)r厚且沉積穩(wěn)定，在DLW曲線上呈“鴿翼狀”，視電阻率值高達300 Ω·M ～400 Ω·M，在HM曲線上似一個缺邊的矩形;一4煤層大多含一層夾矸在DLW曲線上呈“燕尾狀”，在HM曲線上則呈“叉狀”，見圖1。

2)太原組上部灰?guī)r段。一8煤常分叉為上下兩個煤分層，在HM曲線上呈“蟹夾狀”;L8石灰?guī)r在測井曲線上則呈高阻高密度反應，視電阻率值在250 Ω·M～320 Ω·M左右，見圖2。

3)山西組二1煤段。二1煤層在DLW曲線上呈極為突出的正異常反應，視電阻率值達250 Ω·M～300 Ω·M左右，在HM曲線上呈現低密度寬幅高異常反應，頂底界面清楚，定性定厚解釋可靠，見圖3。

4 結語

井田內主要煤層賦存集中，標志層及煤巖層組合特征明顯，具有易于對比的特點。

1)主要煤層集中于一、二煤組，根據各自煤組獨有的標志層、煤巖層組合、煤質及物性曲線形態(tài)等特征，能夠很好地識別和對比。

2)二1煤層為山西組地層中唯一全區(qū)可采的厚煤層，其下部的L8石灰?guī)r和頂部的大占砂巖，是對比二1煤層的良好標志層;一8煤層賦存于L8石灰?guī)r之下，且分為上下兩個煤分層，極易辨認;一2，一4煤層位于太原組下部灰?guī)r段，其頂板均為層位穩(wěn)定的石灰?guī)r;一1煤層底板為本溪組鋁土質泥巖，巖性特殊，層位穩(wěn)定，是對比一1煤層的可靠標志。再結合標志層間距、煤質特征及物性曲線形態(tài)進行綜合分析對比，故各可采煤層對比結果可靠。