魏景春 魏 巍
(江西省煤田地質局一九五地質隊,江西 南昌 330200)
豐城礦區是江西省重要焦煤產地,曲江井田位于豐城市東北1 km 處,東西長度9 km,南北寬度5.5 km,面積約50 km2,為豐城礦區仙姑嶺井田(B4煤層-500 m 水平以上)的深部,井田內建有生產礦井—曲江礦井。
井田地層自下往上發育有:二疊系中統茅口組(P2m)、二疊系上統樂平組(P3l)、三疊系下統大冶組(T1d)、侏羅系下統門口山組(J1m)、古近系始新統臨江組(E1l)、第四系(Q)。
含煤地層為上二疊統樂平組,一般厚度520 m,為一套過渡相為主的海陸交互相含煤建造。主要含煤段為老山下亞段(P3l21)和王潘里段(P3l4),算量煤層2 層:C8、B4,C8煤層因硫含量高,暫未開采利用,曲江礦井目前開采B4煤層。
老山下亞段(P3l21):厚度69.07~123.27 m,平均90.58 m,以灰色至深灰色細粉砂巖、粗粉砂巖為主,細粒砂巖、中粒砂巖、鈣質砂巖、泥巖、粘土巖次之,含煤0~3 層,從下往上依次編號為B3、B4、B5,產海相動物化石及植物化石。
老山下亞段按巖性、穩定性、層間距確定了五個標志層,自上而下編為:S1、S2、S3、S4、S5。S5下部為細砂巖與粉砂巖互層,上部為細砂巖;S4為鈣質砂巖;S3為中粒砂巖、細砂巖;S2為鈣質砂巖;S1中下部為細砂巖,頂部為鈣質砂巖。以上五個標志層巖性特征明顯,層位穩定,全井田發育。
根據巖性、層間距、古生物、結核、包體等,老山下亞段含煤地層由下至上分層敘述如下:
(1)官山段頂界至B3煤層,厚度25 m 左右
以灰至深灰色粗、細粉砂巖,灰褐色粘土質粉砂巖,鮞狀粘土巖為主,局部夾灰白色中粒或細粒石英砂巖,含菱鐵質鮞粒,顯緩波狀層理,產完整植物化石。
B3煤層不穩定,煤厚0~0.98 m。其底板為鮞狀含砂質粘土巖,頂部含少量炭質泥巖,產植物根化石。
(2)B3煤層頂板至B4煤層,厚度8 m 左右
下部(B3煤層頂板)深灰色砂質泥巖或粉砂巖,含菱鐵礦結核,見微波狀層理及隱水平層理,產植物莖葉化石。
上部(B4煤層底板)為淺灰褐色鮞狀粘土巖及粘土質砂質泥巖,鮞粒為菱鐵礦,產大量植物根化石,為B4下煤層過煤標志。
B4煤層全井田穩定,為主要可采煤層。只四個鉆孔見到B4下煤層。B4下至B4煤層之間,以深灰色~黑色炭質泥巖為主,局部頂部為褐灰色含炭質泥巖、泥質粉砂巖,性脆易碎,偶見植物根化石,下部夾鏡煤條帶及煤線。
(3)B4煤層頂板至S5標志層,厚度10 m 左右
B4煤層直接頂板為深灰至黑灰色細粉砂巖,局部為粗粉砂巖、炭質泥巖,薄層狀至中厚層狀,致密、均一。上部夾少量細砂質線理呈清晰水平層理、緩波狀層理,見星散狀及薄層狀黃鐵礦,富產櫛羊齒等植物化石,厚度3.50~13 m,一般7~8 m。
S5標志層一般厚度3~6 m,平均厚度3.65 m。一般分上、下兩層,下部為細砂巖與粉砂巖互層,以深灰色微薄層狀細粉砂巖為主,間夾灰白色線理狀、條帶狀細砂巖,構成不均勻互層,一般呈現水平層理、緩波狀層理、緩波狀水平層理,順層見云母片,見黃鐵礦線理及少量植物碎片化石。上部為淺灰~灰色細砂巖,薄~中厚層狀,成分以石英為主,次為暗色礦物,見緩波狀層理,夾菱鐵質條帶,硅質、鐵質膠結,較堅硬。
(4)S5標志層頂至S4標志層,厚度11 m 左右
底部(B5煤層底板)為粘土質細粉砂巖,含菱鐵礦結核,產植物根化石。B5煤層全區穩定,一般厚度0.5 m 左右。其頂板一般為深灰色粗、細粉砂巖,中厚層狀~薄層狀,較致密、均一,含黃鐵礦及菱鐵礦結核,夾淺灰色細砂巖條帶,呈緩波狀水平層理,產較多的植物碎片化石。往上為細粉砂巖,產少量腕足類及瓣鰓類動物化石。與B4煤層間距一般23 m 左右,實為B4煤層對比標志層。
S4標志層為鈣質砂巖,一般厚度0.31~1.20 m,平均1.04 m。淺灰至灰色,細砂巖為主,主要成分為石英,含較多的粉砂質,少量裂隙充填方解石脈,富產腕足類及瓣鰓類化石。
(5)S4標志層頂界至S3標志層,厚度10 m左右
下部灰至深灰色粗粉砂巖、細粉砂巖、泥巖,薄至中厚層狀,較致密均一,見水平層理、緩波狀層理,含菱鐵礦結核,產植物碎片化石及少量動物化石。
上部為S3 標志層,淺灰色中粒砂巖、細砂巖,一般厚度7~12 m,平均9.99 m,主要成分為石英、長石和其他暗色礦物,以水平層理、緩波狀層理為主,局部見斜層理,順層見大量云母片,分選較好,次棱角狀,硅質鐵質膠結,頂部和底部有時相變為粉砂巖與細砂巖互層或細粉砂巖。
(6)S3標志層頂界至S2標志層頂界,厚度約25 m
下部自下而上為灰色粗粉砂巖、深灰色細粉砂巖、粗粉砂巖夾淺灰色細砂巖條帶,呈清晰緩波狀層理,夾泥質薄層呈水平層理,含黃鐵礦及菱鐵礦結核,產動物化石。
頂部S2標志層為鈣質砂巖,一般厚度為0.40~1.00 m,平均0.91 m。淺灰色~灰色,以細砂巖為主,主要成分為石英,含較多的粗粉砂質、細粉砂質及大量生物碎屑,少量裂隙充填方解石脈,較堅硬,鈣質膠結,產腕足類及瓣鰓類動物化石,局部相變為細粉砂巖。
(7)S2標志層頂界至S1標志層頂界,厚度約16 m
下部為灰~深灰色粉砂巖及砂質粉砂巖,局部為泥巖,較致密、均一,薄至中厚層狀,見淺灰色細砂巖條帶及透鏡體,構成清晰緩波狀及透鏡狀層理,含黃鐵礦結核,少量裂隙充填方解石脈,產植物碎片化石,偶見動物化石。
上部為S1標志層,厚度2~4 m,平均3.61 m。頂部有0.2~0.6 m灰色含生物碎屑細砂巖,石英為主,含粉砂質及黃鐵礦,裂隙充填方解石脈,見清晰波狀層理,富產動物化石。中下部為淺灰色細砂巖,厚1~6 m。以石英為主,暗色礦物次之,粗粉砂巖條帶呈清晰水平層理、緩波狀層理,含黃鐵礦結核,順層面見較多云母片,產少量植物碎片化石。
B4煤層對比主要根據煤層特征、頂底板特征、標志層、巖性、巖相、古生物組合及煤巖層間距。
B4煤層位于老山下亞段下部,煤層穩定,結構簡單~較復雜,厚度較大,平均煤厚2.16 m。其直接頂板為厚約3~8 m 的深灰~灰黑色細粉砂巖,局部為粗粉砂巖、含炭泥巖,薄至中厚層狀,致密均一,上部夾少量細砂質線理顯示清晰水平層理,沿層理面分布較多植物葉片化石,下部含炭質,為典型的大型湖泊相沉積,極易識別。底板為厚1~2 m 的灰褐色鮞狀粘土巖或粘土質、砂質泥巖,鮞狀結構或團塊狀結構,產大量植物根部化石,為容易識別的過煤標志。
老山下亞段頂界至B4煤層厚70~80 m,自上而下其巖性、巖相特征明顯,層位較穩定,全井田發育的S1~S5五個標志層,尤其是S1、S2和S4為薄層鈣質砂巖(生物碎屑灰巖),產大量腕足類等動物化石;S4之下的B5煤層厚度雖薄,但其層位相當穩定,S4與B5實為一“雙保險”的組合標志。
B4煤層與其上的五個標志層和B5煤層之間的間距也較穩定(見老山下亞段標志層及煤層特征一覽表),野外工作中根據標志層下達B4煤層見煤預告準確率達百分之百就是一個良好的佐證。老山下亞段標志層及煤層特征見表1。

表1 老山下亞段標志層及煤層特征一覽表
巖煤層對比關系到采掘工程布置是否合理。老山下亞段是采礦活動揭露主體,B4煤層為主要開采對象,熟練掌握老山下亞段巖性特征及B4煤層對比,可以準確地判定地層層位和確定煤層,解決巷道掘進方向的構造問題,及時尋找斷失煤層,使巷道正確施工在合理的層位上,避免因層位不清而造成廢巷所帶來的經濟損失。因此,對老山下亞段巖性及煤層對比方法進行歸納、分析研究,對于有效降低噸煤成本,提高礦井的安全生產,有一定的實際意義。