張金林 張廣宇
(河南省有色金屬地質礦產局第二地質大隊,河南鄭州450016)
郟縣安良煤炭勘查區位于郟縣城北約10km,禹州煤田的西南邊部。
本區發育地層由老到新有寒武系上統鳳山組( 3f)、石炭系上統本溪組(C2b)和太原組(C2t),二疊系下統山西組(P1s)、下石盒子組(P1x),二疊系上統上石盒子組(P2s)、石千峰組(P2sh),三疊系下統劉家溝組(T1l)、和尚溝組(T1h)及第四系。其中太原組、山西組、下石盒子組和上石盒子組為含煤地層。
本區屬多煤段、多可采煤層區。區內標志層特征明顯,層位穩定,各煤段煤巖層組合特征明顯,為煤巖層對比提供了有利條件。
本區各含煤段煤、巖層組合特征區別明顯,為煤段及煤層對比提供了依據。
為一套海陸交互相沉積,含數層石灰巖及煤層,石灰巖多為煤層頂板。煤、巖層組合具明顯的三段特征,自下而上為下部石灰巖段、中部砂泥巖段、上部石灰巖段,有別于其它煤段。
為一套砂巖、砂質泥巖、泥巖及煤層的沉積組合,具較明顯的四段特征:底部為具波狀層理、透鏡狀層理的黑色泥巖、砂質泥巖夾細粒砂巖、粉砂巖薄層組合(B3),其上為厚度大、全區可采、且較穩定的二1煤層;下部為富含白云母碎片和炭質的大占砂巖(B4)與泥巖、砂質泥巖組合;上部為含大量菱鐵質鮞粒和云母片較發育的香炭砂巖(B5)與泥巖、砂質泥巖、薄煤(二4、二5)組合;頂部為具紫斑和菱鐵質鮞粒的小紫泥巖。
為泥巖、砂質泥巖及砂巖和煤層的沉積組合。據巖性組合特征自下而上可分為三、四、五、六煤段。每個煤段底部皆有一層中~粗粒砂巖或細~中粒砂巖,中部多為深灰色泥巖和薄煤層發育,下部和上部一般為具紫斑泥巖和砂質泥巖。
1)三煤段:該段巖性顏色以深色居多,且含較多紫斑,含煤四層,位于煤段上部,僅三1煤層稍發育,其它煤層偶見。底部的砂鍋窯砂巖(B6)為本區劃分山西組與下石盒子組的標志層。
2)四煤段:含煤 3 層(四1、四2、四4),其中四1煤與四2煤層賦存于四煤段中下部,常相伴出現,兩煤層平均間距5.40m,中多夾泥巖、砂質泥巖,四1煤層較發育,層位穩定;四4煤層位于煤段中上部,煤層發育差,與四2煤層之間常有砂巖相隔。底部為細中粒砂巖(B9),層位穩定,是劃分三、四煤段的良好標志層。
3)五煤段:含煤 7 層(五2、五4、五5、五6、五7、五8、五9),賦存于五煤段中部,相距較近。以五4煤層相對發育較好,層位穩定;五2煤層位于五4煤下部一般4~6m處,間距穩定;五8、五9煤層為一煤層組合,相距一般2~3m,位于五煤段中上部;五6煤層位于五4、五9煤層之間,與五4煤常有砂巖相隔;其它煤層均偶有發育。煤段底部的細~中粗粒砂巖,層位較穩定,物性特征明顯,是劃分四、五煤段的標志層。
4)六煤段:含煤 3 層(六2、六3、六4),分布于六煤段中部。 其中六2煤層發育較好,層位穩定,其間接底板常為細~中粒砂巖;煤層上部多發育細~中粒砂巖,當其變薄時,偶出現六3、六4煤層。煤段底部為淺灰色中厚層狀細~中粗粒砂巖,層位較穩定。上述特征用于煤段對比清楚可行。
為泥巖、砂質泥巖、砂巖和薄煤的組合,據巖性組合特征,自下而上分為七、八、九煤段。每個煤段底部常具有一層細~中粒砂巖,上部和下部一般為具紫斑的泥巖或砂質泥巖。
1)七煤段:含煤 5 層(七1、七2、七3、七4、七5),相距較近,分布于七煤段中上部。七1、七2煤層為一個組合,相距平均3.65m,發育較差。中部的七3、七4、七5煤層為一個組合,相鄰煤層相距 1~3m,其中七4煤層發育較好,層位穩定,煤層頂底的深灰色泥巖中,含舌形貝化石,與七1、七2煤層間常有砂巖隔開。底部為田家溝砂巖,層位穩定,是劃分上,下石盒子組的良好標志層。該煤段煤巖組合特征明顯,對比可靠。
2)八煤段:含煤 3 層(八4、八5、八6),分布于八煤段中部。八4、八5煤層為一個組合,間距一般2~3.5m,其中八5煤層相對發育,層位較穩定,多含1層矸,煤層上、下部常見含海綿骨針的薄層硅質泥巖,層位穩定,是對比八煤段的良好標志。八6煤層僅見層位,與八5煤層有砂巖相隔。
3)九煤段:該煤段含煤性差,中下部偶見薄煤1層(九1);底部砂巖俗稱大風口砂巖,是劃分八、九煤段的良好標志層。上覆平項山砂巖。該段組合標志明顯。
本區煤、巖層物性差異明顯,不同煤、巖層的視電阻率、自然伽瑪、人工伽瑪等物性參數和測井曲線組合形態不同。本區煤、巖層物性特征見表1。
表1 煤、巖層物性特征一覽表
1)本溪組鋁土巖及鋁土質泥巖(B1):因其富含放射性物質,自然伽瑪曲線為明顯、獨特的高異常反映。
2)L7灰巖:側向電阻率曲線呈中高反映,人工伽瑪曲線和自然伽瑪曲線均為低異常。
3)二1煤底板砂、泥巖互層(B3):中高阻,人工伽瑪曲線和自然伽瑪曲線均呈低異常反映。
4)二1煤層:視電阻率和人工伽瑪曲線幅值比其它煤層高,界面陡直呈高箱狀,自然伽瑪曲線幅值比其它煤層低。
5)大占砂巖(B4):視電阻率曲線為不規則變幅的峰谷狀高異常,人工伽瑪、天然伽瑪整體為低異常,局部幅值升高為尖峰狀。
6)砂鍋窯砂巖(B6):側向電阻率曲線呈中高阻鋸齒狀反映,峰谷明顯;人工伽瑪曲線和自然伽瑪曲線呈低異常反映。
7)四1煤層:視電阻率與自然伽瑪曲線異常突出陡峭,高低相間林立。
8)五4煤層:人工伽瑪曲線塔狀高異常,側向電阻率曲線中高異常。
9)六2煤層:視電阻率曲線異常較低,曲線不甚突出;人工伽瑪曲線多呈突出的孤峰。
10)田家溝砂巖(B12):側向電阻率曲線呈中、高反映,鋸齒形,人工伽瑪曲線平緩低異常,自然伽瑪曲線呈低幅值反映。
11)七4煤層:由于灰分高,人工伽瑪曲線峰值較低,但與圍巖相比仍呈高大的異常,視電阻率曲線形態一般呈渾圓狀單峰。
12)平頂山砂巖:視電阻率曲線有較高異常反映,其曲線頂端呈此起彼伏狀大小聳立的山峰狀;自然電位曲線也有明顯正異常反映,且幅值較高。
[1]楊孟達,等.煤礦地質學[M].北京:煤炭工業出版社,2000.
[2]范文慶,劉國華,張廣宇,等.河南省郟縣安良煤炭勘查區詳查報告[R].鄭州:河南省有色金屬地質礦產局第二地質大隊,2012.