河北省大城勘查區煤巖層對比研究

高旭 張麗閣

摘要：煤巖層對比是煤炭勘查工作中不可或缺的一部分，對比工作的正確與否關系到煤層層數和層位的確定，并且會影響到煤炭儲量計算以及煤礦開采。大城勘查區含煤地層可分為三個組，自下而上為石炭系中統本溪組、石炭系上統太原組及二疊系下統山西組；通過對見煤鉆孔的統計，煤系地層平均總厚289.24m，主要含煤12層，煤層平均總厚為27.36m，含煤系數為9.46%?？辈閰^采用沉積旋回、測井曲線、標志層、煤層間距等多種手段進行煤層對比，對比結果較為可靠。

關鍵詞：煤層對比；標志層；測井曲線

一、勘查區煤層發育特征

大城勘查區位于大城煤田東部，是河北省大型整裝煤田之一?？辈閰^地層由老到新為奧陶系中統峰峰組、石炭系中統本溪組、上統太原組、二疊系下統山西組、下石盒子組、上統上石盒子組、石千峰組和新生界古近系、新近系及第四系。煤系地層屬晚古生代石炭～二疊紀。

1、山西組（P1s）

本組含煤2～4層，自下而上為K4、K3、K2、K1號煤層。為本區的主要含煤層段，其中K3號煤層為全區主要可采煤層，K4、K2和K1號煤層為大部可采煤層，煤層平均總厚約10.99m。

2、太原組（C3t）

本組含煤4～5層，自下而上分別為K10、K9、K8、K7、K6、K5。煤層平均總厚度約13.98m，其中K8號煤層為全區主要可采煤層，K9、K7、K6和K5號煤層為大部可采煤層。

3、本溪組（C2b）

本組含煤層2層，自下而上分別為K12、K11號煤；煤層平均總厚度約2.39m。

二、煤巖層對比

1、標志層對比

標志層是指在平面上發育的穩定（或較穩定）巖層和煤層，是進行地層劃分對比的基礎，同時也是煤層對比的重要標志。

（1）山西組（P1s）頂部砂巖

該砂巖位于山西組（P1s）頂部，全區大部分發育。由一或幾層中、粗砂巖組成，有時相變為細、粉砂巖，局部含礫，平均厚度6.75m。顏色以灰、灰白色為主，礦物成分主要為石英、巖屑及長石夾少量菱鐵礦、黑云母或黃鐵礦，長石部分絹云母化或綠泥石化，分選性差、磨圓度差。此砂巖與上下地層區別較大，易于識別，是下石盒子組與山西組的分界標志。

（2）K3煤

位于山西組底部，是本區最厚的煤層之一，平面上連續發育，煤層厚度在0.85～8.77m之間，煤層結構較簡單，一般含1～2層夾矸，均一、條帶狀結構，塊狀構造。宏觀煤巖類型為半亮型，玻璃～油脂光澤為主，條痕為褐、灰黑色。該煤頂部為厚層黑色泥巖，泥巖中常含菱鐵質結核或透鏡體，部分區域含腕足類動物化石或碎片，底板為厚層砂巖，平均厚度7.30m，易于對比。

（3）A2灰巖

位于太原組上部，厚度0.29～3.19m，是晚石炭世末期在最大海泛面處形成一薄生物碎屑泥質灰巖。巖石主要由泥晶方解石組成，粒徑小于0.004mm，結晶程度較差，含少量粘土礦物，呈團塊狀、分布不均勻，含動物化石；膠結物由泥晶方解石及粘土礦物共同組成，基底或混合式膠結?；規r厚度較穩定，局部相變為泥巖。其上為K3（或K4）煤底板砂巖，其下為K5煤，層位較穩定，為本區煤、巖對比的標志層之一。

（4）K8煤

位于太原組下部，是本區最厚的煤層之一，煤層厚度在0.37～10.00m之間，煤層結構較簡單，一般含1～3層夾矸，均一、條帶狀結構，塊狀構造。宏觀煤巖類型為半亮型，玻璃～油脂光澤為主，條痕為褐、灰黑色。該煤層厚度大、平面上連續發育（部分區域受巖漿巖影響變質為天然焦），與其上的K7煤及其下的K9煤組合特征有別于其它含煤段，易于對比。

（5）A1灰巖

位于本溪組頂部，厚度在0.10～2.59m之間，形成偏還原環境，其顏色以深灰或黑色為主，富含動物化石或碎屑，泥質含量較多，局部相變為泥巖。該灰巖位于K9煤或K10煤之下，K11煤之上，層位穩定，是本區煤、巖對比的主要標志層之一。

2、煤層間距對比

相鄰兩層煤之間的距離存在一定的變化規律，利用這種規律與其它標志層對比相結合的方法，可以使煤層對比工作簡單可靠。本區的煤層間距變化總體較穩定，見表1。

煤層間距統計表 表1

煤層 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12

間距 36.41 27.09 4.25 26.23 40.11 17.06 12.86 18.11 3.03 8.00 0.43

3、巖層沉積組合特征

本區含煤地層為本溪組、太原組和山西組，各組的沉積環境、巖性組合均有其各自的特征。

（1）本溪組巖性組合特征

本組為濱岸泥質陸棚向潮坪～瀉湖沉積體系過渡，底部為鋁土巖或含鐵鋁質泥巖，一般厚度2～4m，下、中、上部沉積了1-3層厚約0.5～4m左右的本溪灰巖，K11煤一般位于A1灰巖之下，上距K8煤20～40m，巖性組合特征明顯，K11煤易于對比。

（2）太原組巖性組合特征

本組以瀉湖相和泥坪沉積為主，下部發育的主要煤層有K9、K8及K7煤，其中，K8煤以厚度大、全區連續沉積為其特征。它們之間層間距較小、且較穩定，與下伏K11煤、A1灰巖的間距也較穩定；兩薄夾一厚的組合特征與其它可采煤層相區別。K8煤位于太原組中部，其上發育大段的中砂巖為其特征。K5煤位于太原組上部，A2灰巖之下，此石灰巖與煤層組合較穩定，是煤層對比的良好標志。

（3）山西組巖性組合特征

本組以三角洲沉積體系為主，其中，K3煤為下三角洲平原沉積，K2煤、K1煤則以上三角洲平原沉積為主。主要可采煤層K3煤層厚度大，全區連續發育，其底部的厚砂巖和頂部的含菱鐵質結核泥巖特征明顯，煤層本身及其組合成為良好的標志。

4、測井曲線對比

測井曲線對比是確定煤層、標志層的主要手段之一，主要是利用曲線的異常特征來分析對比。依據為煤層異常幅度、寬度和形態、上下接觸關系、曲線組合特征及曲線特殊異常標志等。

K1煤：電阻率曲線異常幅度較高、變化較大，形態以頂界變化急劇，底界變化緩慢的“魚嘴”狀為常見特征，頂部圍巖曲線常呈厚層狀高幅異常顯示，底部圍巖呈低緩顯示；伽瑪曲線呈“單指”狀負異常顯示，且底板常有劍狀較高異常顯示，圍巖曲線底部幅度常高于頂部；密度曲線異常顯示突出，圍巖曲線中，頂部曲線以致密平直狀顯示，底部常伴隨較低密度小尖峰顯示。

K2煤：電阻率異常顯示突出，曲線形態常與1煤相似，但圍巖曲線幅度低緩，且底部曲線幅度略高于頂部；伽瑪曲線負異常明顯，底部圍巖幅度常高于頂部，且向下至K3煤間曲線幅度呈明顯增高變化形態；密度曲線異常突出，且曲線底界較高、較陡，曲線形態多似“刀幣”狀。

K3煤：電阻率曲線呈寬-高幅突出異常顯示，幅值反映為山西組最高，圍巖曲線幅度一般較低，且底板往往略高于頂板；伽瑪曲線煤層底界或頂界常有較高異常顯示，且頂部圍巖曲線幅度高于底部，其特征為K3煤主要對比特征；密度曲線煤層異常突出，煤層結構反映明顯。

K4煤：電阻率曲線在該煤組上一般幅度反映較低，K5煤頂板常有薄層灰巖的小尖峰顯示，鄰近曲線一般呈低阻平滑顯示；伽瑪曲線在K5煤頂板常形成上下兩個高伽瑪組合特征，且K5煤頂板向上呈“塔松”狀顯示，其曲線組合特征為K5煤組主要對比依據；密度曲線在組段內常伴有低密度較高異常分布，其對薄煤層或層位的確定和識別具有意義。

K6煤：電阻率以較高幅顯示，圍巖曲線呈低幅平滑顯示，且底板幅度稍高于頂板；伽瑪曲線在煤層上部呈“塔松”狀顯示，下部為較高幅起伏顯示；密度曲線常以對稱形態突出顯示。

K7、K8煤：K8煤電阻率以寬-高幅突出異常顯示，幅度為太原組最高，是K8煤識別對比的顯著特征；伽瑪曲線以寬幅負異常突出顯示，圍巖伽瑪曲線在該組段顯示最高；密度曲線以寬-高幅突出異常顯示。K7煤位于K8煤之上，電阻率曲線幅度較K8煤低；伽瑪曲線在煤層底界常有較高異常顯示。

K9、K10煤：電阻率曲線常呈單峰狀較高異常顯示，圍巖幅度較高；伽瑪曲線在K9煤底板或K10煤頂板有穩定的超高異常顯示，全區均可追蹤顯示，是層位識別和煤層對比的重要標志。

K11煤：位于本溪組與太原組分界之下，電阻率和伽瑪曲線在分界巖層上均以高幅度和負異常突出顯示，尤其本溪組頂部灰巖，區內大部鉆孔有發育，物性特征突出，是曲線對比的可靠標志。

5、結論

煤層對比是一項復雜的工作，對于煤炭地質勘查工作十分重要，本區從地層時代、煤層間距、標志層、測井曲線等方面進行分析，了解了煤層的賦存層位、層間距等變化關系，為正確評價各煤層的資源量提供了可靠依據。

參考文獻：

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