淺談河北蔚縣煤田德勝莊井田煤層對比

嚴新武

（河北省煤田地質(zhì)局 第四地質(zhì)隊，河北 宣化 075100）

1 德勝莊井田地層概述

井田內(nèi)大部被第四系覆蓋，僅西北部有少量后城組出露。根據(jù)鉆探揭露，本區(qū)發(fā)育的地層有(由老至新)：古生界寒武系中統(tǒng)、上統(tǒng)；中生界侏羅系下-中統(tǒng)下花園組；中統(tǒng)九龍山組、后城組；新生界第四系下更新統(tǒng)泥河灣組、上更新統(tǒng)馬蘭組及全新統(tǒng)。

1.1 本區(qū)含煤地層

本區(qū)含煤地層為侏羅系中—下統(tǒng)下花園組，按巖性、巖相及含煤性等的不同可劃分為上、下兩段：

下段

巖性以湖泊——湖泊三角洲相的灰色砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖為主，夾炭質(zhì)泥巖及1…8 等10 余層煤層，其中1、1-1、4、5 煤層為可采煤層。

上段

井田內(nèi)大部分地段均有分布，但厚度變化大，為1.55～139.02m，平均26.11m。巖性以紫紅色、灰綠色泥巖為主，次為灰綠、灰白色砂巖、礫巖。泥巖的礦物成分以蒙脫石為主，多呈厚層塊狀，不顯層理，富含鈣質(zhì)結(jié)核，化石稀少。垂直層序多為突變型向上變細層序。沖積扇相構(gòu)成本段的主體。局部含1～2 層不可采煤層。本段以連續(xù)-微角度不整合關系覆于下段地層之上。

1.2 含煤地層沉積特征

本區(qū)含煤地層為侏羅系中-下統(tǒng)下花園組，為一套內(nèi)陸山間盆地型湖泊-湖泊三角洲及河流-沖積扇相沉積體系，主要巖性為砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖，夾礫巖、砂礫巖、含炭泥巖和鮞狀泥巖等，產(chǎn)豐富的植物化石及瓣鰓類動物化石。自下而上含1、1-1、2…7 等10 層煤層，其中1、1-1、4 和5 煤層為可采煤層。按巖性、巖相及含煤性等的不同可劃分為上、下兩段。兩段界線是以上段下部紫紅色地層底界為界。

組或段的劃分主要根據(jù)巖性的變化及巖性組合的差別而定，含有火山物質(zhì)的雜色地層是構(gòu)造變動之后新的古構(gòu)造、古地理條件下的產(chǎn)物，在巖石組合、沉積相和含煤性方面獨具特色，天然地將其與下伏地層區(qū)分開，野外極易辨別。

1.3 含煤地層綜述

德勝莊井田含煤地層主要是侏羅系中下統(tǒng)下花園組，厚度為7.98～187.55m，平均80.80m。含煤0～10 層，自下而上編號為1、1-1、2、3、4、5、5-1、6、6-1 和7，煤層總厚度平均11.28m，含煤系數(shù)14%。可采煤層共4 層，為1、1-1、4 和5 煤層，均賦存于下花園組下段。其中，1、5煤層分布廣，厚度、結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，分別為全區(qū)和大部可采煤層，為主要勘查對象。1-1 和4 煤層為局部可采煤層，其余煤層如2、3、5-1、6、7等煤層同上段所含煤層一樣，見煤點稀少，可采點不能成片或成片面積甚小，無利用價值，為不可采煤層。另外，井田局部，在后城組上段底部夾灰色含煤地層，有時含1～2 層薄煤層，厚度0.10～1.54m。由于厚度小，均為孤立見煤點，無工業(yè)開采價值。

2 煤層對比方法

本井田下花園組在巖性巖相、垂直沉積層序、沉積旋回及聚煤模式、古生物化石、物性特征等方面與蔚縣礦區(qū)的總體規(guī)律相同。所以，煤層對比基本是遵循運用了以往礦區(qū)特別是鄰區(qū)北陽莊井田的煤層對比方法，并結(jié)合本井田實際而進行的。

具體方法和步驟：首先根據(jù)巖性、巖相及含煤性等特征，準確劃分鉆孔揭露的含煤地層，確定地層層位及上、下段界線。在此基礎上，根據(jù)地層巖石組合特征、動物化石、物性標志等確定煤層層位。當以上對比標志發(fā)育不良，含煤地層又發(fā)育不全，厚度很小時，還需要結(jié)合煤系基底古地形起伏、上段沉積前下段沖刷（剝蝕）程度及其在水平方向的變化，以及煤層的空間展布規(guī)律等，通過綜合分析，反復研究對比，最后確定煤層層位。具體對比時，由于主要煤層在中、南部較穩(wěn)定，而東北部和西北部變化較大，因此首先將易對比的鉆孔進行對比，然后依次向周圍及邊部逐步推進。

在巖煤層對比圖上，因5 煤層層位穩(wěn)定，厚度較大，其上、下煤層則分別由于剝蝕及古基底凸起而保存、發(fā)育程度不同，所以，以5 煤層做為對比基準層，并以鉆孔在橫勘查線上的排列順序逐孔進行對比。

3 對比依據(jù)和標志

3.1 煤系巖性、巖相及煤層垂向分布特征

如前所述，下花園組上段為雜色地層，巖性以沖洪積相的紫紅、灰綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，夾灰綠、灰白色砂巖、礫巖。局部夾灰色含煤段，有時含不穩(wěn)定煤層。灰色巖層的泥巖多含砂質(zhì)，砂巖含泥質(zhì)較多，即以過渡類型巖石為主，易風化呈團粒狀碎塊。植物化石多呈碎片狀。下段則主要由河流-湖泊三角洲相的砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖及泥巖組成，夾炭質(zhì)泥巖及可采煤層，沉積韻律清晰，旋回結(jié)構(gòu)明顯。含完整的動、植物化石。其中，5 煤層下伏地層巖性較細、顏色較深，主要由湖泊相的深灰色泥巖、粉砂巖構(gòu)成，水平紋理發(fā)育，夾大量菱鐵質(zhì)條帶。5煤層上覆地層則巖性相對較粗，顏色也較淺，以湖泊三角洲相-河流相的灰色、灰白色砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主。

可采煤層均賦存于下段。其中1 煤層位于最底部、5 煤層位于中部。

3.2 標志層

1）1 煤底板鮞狀粘土巖

位于煤系底部，為深灰色、灰綠色，鮞狀結(jié)構(gòu)，無層理，厚層塊狀，比重大；幾乎不含植物化石，含菱鐵質(zhì)鮞粒。厚1.50～15.00m，一般7m左右，上距1 煤層2～5m。為確定1 煤層的重要標志。

區(qū)內(nèi)有1 煤層賦存的鉆孔絕大部分見到該層，且煤層厚度較大時，發(fā)育最好。

2）1 煤層頂板泥巖、粉砂巖

深灰色，巖性較均一，水平紋層發(fā)育，或呈均一塊狀，平坦-參差狀斷口。泥巖中有時含瓣鰓類動物化石，一般以個體較大、數(shù)量多為區(qū)別其它煤層頂板的較好標志。

3）4 煤層底部動物化石層

在4 煤層之下2～10m 的粉砂質(zhì)泥巖或粉砂巖中，常含瓣鰓類動物化石，是確定4 和3 煤層的重要標志層。

4）5 煤層頂板中-細砂巖

在蔚縣礦區(qū)多為灰、淺灰色厚層狀中粒長石砂巖、細砂巖。常含有較多的炭化植物莖化石和球狀黃鐵礦結(jié)核，近底部含量增高且出現(xiàn)大量煤或泥巖包體。厚度1～10m，常為5 煤直接頂板。本井田主要分布于西部。其余大部分標志性不明顯，多相變?yōu)榉凵皫r、泥巖。偽頂為含有黃色泥質(zhì)條帶的粉砂巖或泥巖。

5）6 煤層頂板深灰色泥巖、粉砂巖

深灰色泥巖屬湖泊相沉積，中下部顏色深，細膩均一，塊狀，層理不明顯，貝殼狀斷口，有時含有動物化石。粉砂巖巖性均一，水平紋層和緩波狀層理發(fā)育。

3.3 煤層

在煤系中，煤層是層位相對最穩(wěn)定，特征最顯著的沉積層，不同煤層的厚度、結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)等均存在一定差異，其本身就是一個良好的標志層。

1）1 煤層

一般為中厚煤層，結(jié)構(gòu)復雜，多數(shù)見煤點含1～3 層泥巖或炭質(zhì)泥巖夾矸，夾矸單層厚度一般0.10～0.30m，偽頂?shù)装宄樘抠|(zhì)泥巖，并常與煤層呈過渡接觸關系。

2）4 煤層

為薄煤層，可采點厚約1.00m 左右，常含一層厚約0.15m 左右泥巖夾矸。

3）5 煤層

為中厚煤層，多數(shù)見煤點在煤層近底部0.30m 左右夾0.10～0.30m泥巖夾矸（或炭質(zhì)泥巖），無夾矸時相應層位灰分增高，煤質(zhì)變差。

4）煤層間距

區(qū)內(nèi)各煤層間距及其變化均有一定規(guī)律性，如1 至5 煤間距45m左右，4 至5 煤間距10m 左右，5 至6 煤間距20m 左右等，特別是勘查區(qū)中西部地區(qū)煤層間距變化較小，規(guī)律性明顯。

5）物性特征

（1）6、7 煤層之間

6 煤層至7 煤層之間，以視電阻率曲線及γγ 曲線均呈低值，而自然γ 以異常高值反映為其特征。

（2）5 煤層

5 煤層視電阻率曲線為高阻異常反映，頂板呈“之”字形。γγ 曲線為高幅值反映，自然γ 為低幅值反映。

（3）1 煤層底板

視電阻率曲線反映低幅值，γγ 曲線亦為低幅值顯示，自然γ 則為高異常反映，是確定1 煤層的重要依據(jù)。

4 結(jié)論及建議

上述各對比標志，在本區(qū)大部地段均有不同程度的標志性，尤其是在富煤帶部位發(fā)育最好。各對比標志彼此取長補短，相互映證，使煤層對比工作取得較好的效果。

依據(jù)上述標志進行煤層對比后，本區(qū)1、5 煤層均屬可靠，1-1、4煤層為基本可靠。由于2、3、5-1、6 和7 煤層可采點少，不穩(wěn)定，標志性較差，主要依據(jù)其間距來確定其名稱，對比可靠性較差。

做好煤層對比工作是關系到井田開采的大事，是礦井正常穩(wěn)定生產(chǎn)的關鍵，直接關系到礦井經(jīng)濟效益的高低。做好煤層對比，首先熟悉井田資料劃分好井田煤系地層組、段，其組段劃分合理與否對煤層對比有重大意義。

［1］張路鎖，等.河北省煤田構(gòu)造與控煤研究[M].北京：科學出板社，2012.

［2］田桂堃，等.河北省張家口地區(qū)中生代含煤盆地沉積環(huán)境研究報告[R].河北省煤田四隊，1992.

［3］MT/T1076—2008 煤田地質(zhì)勘探規(guī)程[S].

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