內(nèi)蒙古自治區(qū)東勝煤田公尼召勘查區(qū)可采煤層分布及巖煤層對(duì)比

陳華飛

摘要：公尼召勘查區(qū)位于東勝煤田的西南角，勘查區(qū)含煤地層為侏羅紀(jì)延安組，地層平均厚度249.22m，勘查區(qū)內(nèi)鉆孔單孔見(jiàn)煤12～26層，累計(jì)厚度12.60～30.80m，平均21.90m。含煤系數(shù)8.79%。通過(guò)研究東勝煤田侏羅紀(jì)陸相沉積特征及聚煤變化規(guī)律，采用了標(biāo)志層、巖煤層組合對(duì)比、地球物理特征法、層間距、煤層結(jié)構(gòu)、地震波阻抗追索輔以煤質(zhì)及古生物化石等方法，對(duì)勘查區(qū)內(nèi)巖層、煤層進(jìn)行綜合對(duì)比，其中對(duì)比成層的有13層，可采煤層為6層（3-1、3-2、4-1、5-1、6-2中、6-3），確定了該區(qū)主要煤層的賦存層位、形態(tài)、分布及變化特征，為該區(qū)資源量估算提供了可靠依據(jù)。

Abstract： Gongnizhao exploration area is located in the southwest corner of Dongsheng coal field. The coal-bearing strata in the exploration area is the Jurassic Yan'an Formation. The average thickness of the stratum is 249.22m. The single hole sees 12 to 26 layers of coal in drilling area. The cumulative thickness is 12.60 ～ 30.80m， an average of 21.90m. The coal content is 8.79%. Based on the study of Jurassic continental sedimentary characteristics and coal accumulation in Dongsheng coal field， the methods such as marker layer， rock coal seam combination， geophysical characteristic method， interlayer spacing， coal seam structure and seismic wave impedance as well as coal and fossil fossils are used for comprehensive comparison of the rock and coal seam in the exploration area. There are 13 layers through comparison， including 6 commercial beds （3-1， 3-2， 4-1， 5-1， 6-2， 6-3）. The storage stratum， shape， distribution and variation characteristics of the main coal seam in this area are determined， which provides a reliable basis for estimating the resource quantity in this area.

關(guān)鍵詞：可采煤層；巖煤層對(duì)比；公尼召勘查區(qū)；東勝；內(nèi)蒙古自治區(qū)

Key words： minable seam；rock seam contrast；Gongnizhao exploration area；Dongsheng；the Inner Mongolia autonomous region

中圖分類號(hào)：P62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）21-0209-03

0 引言

公尼召勘查區(qū)位于東勝煤田的西南角，東勝煤田為早-中侏羅紀(jì)陸相沉積型煤田[1]，缺乏穩(wěn)定的標(biāo)志層，且勘查區(qū)內(nèi)鉆孔間距較大、煤層層數(shù)較多（單孔見(jiàn)煤12～26層），煤層對(duì)比難度較大[2]。本文以東勝煤田資料匯編為基礎(chǔ)，結(jié)合本次工作情況，根據(jù)二維地震勘探主要解釋了3-1、4-2、5-1、6-2中四層煤，再結(jié)合標(biāo)志層法、地球物理特征法、層間距對(duì)比法、煤層結(jié)構(gòu)對(duì)比法、地震波阻抗追索輔以煤質(zhì)及古生物化石等方法，綜合對(duì)比勘查區(qū)內(nèi)的主要可采煤層[3]。

1 地質(zhì)概況

公尼召勘查區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市境伊金霍洛旗境內(nèi)，該區(qū)含煤地層為侏羅紀(jì)延安組。

1.1 地層

勘查區(qū)地層自下而上有三疊紀(jì)延長(zhǎng)組（T3y■）、侏羅紀(jì)延安組（J1-2ya）、侏羅紀(jì)直羅組（J2■）、侏羅紀(jì)安定組（J2a）、白堊紀(jì)志丹群（K1■）及第四系（Q）。

1.2 含煤性

本區(qū)含煤地層為侏羅紀(jì)延安組，其含煤巖系是由陸源碎屑巖組成的陸相沉積地層，沉積環(huán)境為河湖相、泥炭沼澤相為主的大型內(nèi)陸盆地[4]。延安組厚度185.98～288.07 m，平均厚度為249.22m。含煤5組（2、3、4、5、6煤組），煤層12～26層，其中對(duì)比成層的13層。其它均為層位、厚度不穩(wěn)定的薄煤層，未進(jìn)行對(duì)比定名。單孔見(jiàn)煤12～26層，累計(jì)厚度12.60～30.80m，平均21.90m。含煤系數(shù)8.79%。單孔見(jiàn)可采煤層數(shù)4～11層，單層最大可采厚度6.76m，單孔累計(jì)可采煤層厚度8.75～26.90m，平均16.68m。煤層埋深在602.15～1100.70m之間，標(biāo)高807.85～343.98m，自東向西埋藏深度加大。

可采煤層6層（3-1、3-2、4-1、5-1、6-2中、6-3）。其中一巖段含5、6煤組，二巖段含3、4煤組，三巖段含2煤組。

1.3 可采煤層

勘查區(qū)內(nèi)共有可采煤層6層，其中全區(qū)可采煤層2層（3-1、6-2中煤層），大部可采煤層4層（3-2、4-1、5-1、6-3煤層）。本區(qū)主要可采煤層為3-1、3-2、4-1、5-1、6-2中，次要可采煤層為6-3。

①3-1煤層。

埋深656.52～913.00m，標(biāo)高766.11～512.29m。厚度0.17～4.75m，平均2.46m，可采范圍內(nèi)平均2.71m?？刹擅娣e290.71km2，按點(diǎn)數(shù)計(jì)算的可采系數(shù)為88%，按面積計(jì)算的可采系數(shù)為96%。見(jiàn)1-6層夾矸，為厚0.08～0.72m的粉砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)粒砂巖。該煤層為結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、全區(qū)可采的較穩(wěn)定煤層，也是全區(qū)主要可采煤層之一。

②3-2煤層。

埋深688.03～943.40m，標(biāo)高743.95～470.66m。厚度0～4.27m，平均1.46m，可采范圍內(nèi)平均2.10m。可采面積224.76km2，按點(diǎn)數(shù)計(jì)算的可采系數(shù)為59%，按面積計(jì)算的可采系數(shù)74%。見(jiàn)1～2層夾矸，厚度0.12～0.80m，巖性主要為粉砂巖，其次為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖和細(xì)粒砂巖。該煤層為結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、大部可采的較穩(wěn)定煤層，也是全區(qū)主要可采煤層之一。煤層厚度西厚東薄，變化規(guī)律性明顯。

③4-1煤層。

埋深724.14～984.05m，標(biāo)高696.74～432.16m。厚度0.30～9.10m，平均2.82m，可采范圍內(nèi)平均3.06m?？刹擅娣e285.32km2。按點(diǎn)數(shù)計(jì)算的可采系數(shù)為86%，按面積計(jì)算的可采系數(shù)為94%。見(jiàn)1～3層厚0.09～0.80m的夾矸，巖性以粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，次為細(xì)粒砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖和砂質(zhì)泥巖。4-1煤層為全區(qū)賦存、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、大部可采的較穩(wěn)定煤層。也是全區(qū)主要可采煤層之一。

④5-1煤層。

埋深776.46～1039.85m，標(biāo)高633.54～397.54m。厚度0～5.15m，平均1.92m，可采范圍內(nèi)平均2.40m?？刹擅娣e211.05km2。按點(diǎn)數(shù)計(jì)算的可采系數(shù)為69%，按面積計(jì)算的可采系數(shù)為74%。見(jiàn)1-3層夾矸，厚度0.09～0.75m。巖性以粉砂巖、細(xì)粒砂巖為主，其次為砂質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖。5-1煤層為結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、大部可采的較穩(wěn)定煤層。

⑤6-2中煤層。

埋深814.17～1072.05m，標(biāo)高343.98～602.05m。厚度0.70～8.17m，平均3.33m，可采范圍內(nèi)平均3.38m，可采面積303.21km2。按點(diǎn)數(shù)計(jì)算的可采系數(shù)為98%，按面積計(jì)算的可采系數(shù)為100%。見(jiàn)1～4層夾矸，厚度0.08～0.80m。巖性以粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，次為泥巖和炭質(zhì)泥巖。6-2中煤層為結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、全區(qū)可采的較穩(wěn)定煤層。也是全區(qū)主要可采煤層之一。

⑥6-3煤層。

埋深834.47～1097.45m，標(biāo)高575.72～347.82m。厚度0～5.55m，平均1.59m，可采范圍內(nèi)平均2.46m，可采面積169.44km2。按點(diǎn)數(shù)計(jì)算的可采系數(shù)為61%，按面積計(jì)算的可采系數(shù)為56%。見(jiàn)1～3層夾矸，厚度0.17～0.65m。巖性為粉砂巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖。煤層厚度變化較大，且規(guī)律性較差，可采范圍的分而較分散。為結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、大部可采的較穩(wěn)定煤層。

2 巖、煤層對(duì)比方法

主要采用標(biāo)志層法、地球物理特征法、層間距對(duì)比法、巖煤層組合對(duì)比、煤層結(jié)構(gòu)對(duì)比法、地震波阻抗追索法、輔以煤質(zhì)及古生物化石等進(jìn)行綜合對(duì)比[5]。

2.1 標(biāo)志層對(duì)比

本區(qū)比較明顯的對(duì)煤層對(duì)比有幫助的標(biāo)志層主要有兩個(gè)：三巖段底礫巖、延安組底部石英砂巖。

其中三巖段底礫巖幾乎全區(qū)賦存，作為2、3煤組的明顯分界。

延安組底部石英砂巖區(qū)內(nèi)分部較穩(wěn)定，巖石呈灰白或淺灰黃色。石英含量達(dá)到95%以上，僅含少量其他暗色礦物，鈣質(zhì)膠結(jié)。

2.2 巖煤層組合對(duì)比

本勘查區(qū)煤系地層為侏羅紀(jì)延安組，為內(nèi)陸河湖相-沼澤相沉積，旋回結(jié)構(gòu)基本清楚，自下而上有7～10個(gè)旋回。根據(jù)其巖性組合及沉積旋回，將該組地層劃分為3個(gè)巖段。一巖段位于延安組下部，自延安組底界至5煤組頂界；二巖段位于延安組中部，5煤組頂界至3煤組頂界；三巖段位于延安組上部，3煤組頂界至延安組頂界。

2.3 地球物理特征法

利用物性特征對(duì)比是本次巖煤層對(duì)比的又一主要手段。其依據(jù)是沉積環(huán)境的穩(wěn)定性，表現(xiàn)為巖性組合的相似性。而相似的巖性組合特征或同一煤層特征又表現(xiàn)為物性曲線形態(tài)的相似性。

2.4 層間距對(duì)比法

本區(qū)各成煤期有相對(duì)穩(wěn)定的長(zhǎng)時(shí)間泥炭沼澤化過(guò)程，表現(xiàn)為：

①同一煤層橫向上有較廣泛的連續(xù)性，在剖面上可以連續(xù)追蹤。②相鄰成煤期次之間，沉積環(huán)境由河湖相向泥炭沼澤相的變遷受古構(gòu)造、古環(huán)境的控制，有一個(gè)逐漸發(fā)展的過(guò)程，沉積物的厚度受所處構(gòu)造部位的控制，橫向上比較穩(wěn)定，其變化有一定的規(guī)律性。表現(xiàn)在煤層對(duì)比上就是相鄰鉆孔煤層層間距相對(duì)穩(wěn)定，變化有一定規(guī)律可循，因此煤層層間距對(duì)比在本區(qū)是比較可靠的手段。

2.5 煤層結(jié)構(gòu)對(duì)比法

不同煤層受成煤期環(huán)境控制，其煤層的厚度結(jié)構(gòu)有一定變化規(guī)律[7]。有的煤層以厚度大、普遍含夾矸，且?jiàn)A矸層數(shù)多，煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜為特征。利用煤層結(jié)構(gòu)的相似性也可以實(shí)現(xiàn)煤層的對(duì)比。

2.6 地震波阻抗追索法

本區(qū)主要煤層與頂?shù)装鍑鷰r間存在明顯的波阻抗界面，利用二維地震時(shí)間剖面，結(jié)合鉆孔測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，進(jìn)行波阻抗反演，可以實(shí)現(xiàn)鉆孔間煤層橫向上連續(xù)追蹤，煤層的變薄、尖滅、合并、分叉能夠直觀反映出來(lái)。波阻抗反演剖面將鉆探垂向與物探橫向高分辨率結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高了煤層對(duì)比的可靠性。

2.7 古生物化石對(duì)比

在同一個(gè)鉆孔巖芯斷面，常見(jiàn)到錐葉蕨、似銀杏、擬刺葵、茨康葉等多種植物化石共存。古生物的演化主要表現(xiàn)為不同時(shí)期各種化石的繁盛程度有小的差別。比如：節(jié)蕨植物門(mén)的新蘆木、似木賊相伴生，主要產(chǎn)于延安組底部一巖段，向上含量明顯減少。枝脈蕨、錐葉蕨在延安組各巖段均有分布，但延安組底部到中部錐葉蕨占優(yōu)勢(shì)，枝脈蕨較少，向上枝脈蕨所占比例漸增加，錐葉蕨變少，至二巖段3煤組附近，以枝脈蕨占約對(duì)優(yōu)勢(shì)為特征。

2.8 煤質(zhì)對(duì)比

勘查區(qū)內(nèi)6-3煤常?；曳州^高，密度較大，有時(shí)相變?yōu)樘抠|(zhì)泥巖。

3 巖煤層對(duì)比的意義

①確定了含煤地層的沉積規(guī)律，該區(qū)含煤地層為延安組，由陸源碎屑巖組成的陸相沉積地層，沉積環(huán)境為河湖相、泥炭沼澤相為主的大型內(nèi)陸盆地。有7～10個(gè)旋回組成。②確定了巖層、煤層對(duì)比的主要標(biāo)志層及其特征，三巖段底礫巖、延安組底部石英砂巖沉積較穩(wěn)定，為該組地層的主要標(biāo)志層。③確定了可采煤層6層，分別為3-1、3-2、4-1、5-1、6-2中、6-3煤層，可采煤層總厚度平均16.68m，含煤系數(shù)6.7%。其中全區(qū)可采煤層2層，為3-1、6-2中煤層；大部可采煤層4層，為3-2、4-1、5-1、6-3煤層。

4 結(jié)論

通過(guò)本次工作，運(yùn)用多種方法對(duì)東勝煤田公尼召勘查區(qū)的含煤地層的巖、煤層進(jìn)行了綜合對(duì)比，確定了該區(qū)含煤地層延安組的沉積特征及聚煤規(guī)律，對(duì)勘查區(qū)的資源量估算提供了可靠的依據(jù)。

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