吉林省洮南市蛟流河礦區外圍煤炭資源勘查

李彥輝

吉林省煤田地質局二0三勘探隊，吉林 四平 136000

0 引言

煤炭資源是我國經濟發展和社會進步的重要命脈，我國煤炭行業目前現狀是煤炭產量及經濟效益日漸提升。但吉林省煤炭資源較貧乏，煤炭產量約1 800萬噸/年，缺口較大，目前我省急需尋找新的煤炭資源來滿足我省能源需求。這對煤炭資源的勘查也提出了新的挑戰。

吉林省洮南市蛟流河礦區外圍煤炭資源勘查項目首先利用二維地震工作，初步探明該區的地層及構造形態、目的層埋深及目的層的物性反映情況。然后利用鉆探在二維地震解譯目的層物性反應較好位置施工物探驗證鉆孔，測井及采礦測試同時進行。通過本階段地質勘查工作，初步查明了霍林河組為含煤地層。經與蛟流河礦區地層對比，該區只發育了霍林河組上含煤段的煤層。

1 勘查區概況

勘查區位于吉林省洮南市境內，行政區隸屬于福順鄉管轄，工作區中心東北與白城市直距26 km，方位角60°。東偏南與洮南市直距25 km，方位角135°。勘查區東西平均長10.56 km，南北平均寬6.28 km，面積66.30 km2。勘查區與蛟流河礦區同處于一個走向EW—NE寬緩的大向斜。礦區位于向斜的西部，勘查區位于向斜的東部。

2 勘查區地質特征

2.1 地層

2.1.1 勘查區鉆探工作對地層的揭露情況

本區鉆孔控制最大深度674.83 m(ZK508-1號孔)，控制最老地層為二疊系。鉆孔揭露地層由老到新為：二疊系、白堊系下統白音高老組、霍林河組、新近系大安組、第四系全新統(見圖1)。

2.1.2 勘查區含煤地層

勘查區地層為蛟流河礦區地層向東延伸部分，白堊系下統霍林河組為該區含煤地層。

根據地層巖性和含煤情況，霍林河組為本區的含煤地層。巖性上部為灰色粉砂巖、細砂巖、含礫細砂巖與灰色、深灰色泥巖，灰色粉砂質泥巖呈等厚—不等厚互層，泥質、凝灰質膠結；下部為灰色含礫泥巖與礫巖呈不等厚互層，泥質膠結[1,2]。

根據煤層對比，該區只發育了霍林河組上含煤段煤層，進行煤層編號的有6層，即5、7、8、9、10和11號煤層。可采煤層4層，分別為5、7、8、9號煤層。鉆孔控制厚度0～443.30 m，平均237.00 m。與下伏地層呈平行不整合接觸。

2.2 構造

勘查區與蛟流河礦區同處于一個走向EW—NE寬緩的大向斜。礦區位于向斜的西部，勘查區位于向斜的東部。后期在向斜中部兩條斷層的共同作用下使中部抬起，將整個大向斜分割為東西兩個小向斜。礦區位于西部小向斜內，勘查區位于西部小向斜的東部。受構造運動及斷裂的影響，向斜延展方向發生差異變化，西部向斜呈東偏南104°方向展布，地層較舒緩。東部向斜地層發生一定程度的扭轉，呈北偏東57°方向展布，地層相對較陡[3]。

圖1 基巖地質圖

勘查區東半部受多個斷層的共同影響，地層逐漸抬起，導致霍林河組地層的缺失，詳見圖2。

根據二維地震解譯成果，全區發育正斷層10條，分別為FD1、FD2、FD4、FD5、FD6、FD7、FD8、FD9、FD10和FD11斷層。各斷層性質見表1。

圖2 勘查區構造形態示意圖

表1 勘查區內斷層一覽表

2.3 巖漿巖

勘查區內已竣工鉆孔未發現巖漿巖侵入，區外西側出露巖漿巖(主要是花崗巖)距該區較遠，且形成時間均早于煤系地層，為盆地基底，對該區煤層的形成、賦存、變質均無影響。

3 含煤性

3.1 含煤地層特征

(1)含煤地層產狀：與勘查區地層一致，在勘查區西南部發育，呈一單斜構造(與西側蛟流河礦區東部構成小向斜，向斜中心為以往施工鉆孔TJ11-6)，展布方向為北偏東57°左右，東部煤層傾角相對較小，5°左右。南、北煤層傾角相對較大，12°左右。

雖然勘查區內發育斷層較多，但煤層賦存范圍內只發育一條斷層FD1，但斷距較小(37～77 m)，對煤層的破壞性不大。

(2)含煤地層巖性特征：白堊系下統霍林河組為本區的含煤地層，僅在勘查區西南部發育，勘查區內被第四系覆蓋。含煤地層下部為火山碎屑巖沉積，為一套礫巖與含礫泥巖互層地層，礫石以凝灰巖礫為主，少量石英、長石礫，礫徑一般5～25 mm，凝灰質膠結，本段側向電阻率為中低阻反應。在本段沉積結束后，在煤系上部沉積了一套以厚層泥巖為主夾薄層砂巖的地層，該層側向電阻率為低阻反應。說明地層進入了下一個沉積旋回。

(3)含煤地層厚度及賦煤特征：以ZK501-2號孔(盆中心偏北位置)發育最好，煤層最厚(煤厚度)7.2 m，煤層向四周變化較為明顯，煤層變化出現逐漸變薄、分叉以及尖滅的現象，向西部及北部逐漸變薄，向東部逐漸變薄直至尖滅。

鉆孔揭露的含煤地層厚度0～443.30 m，平均290 m。

含煤地層自下而上先后沉積了7個煤層，即5～11號煤層，可采煤層4層，分別為5、7、8、9號煤層。埋藏深度179.50～281.95 m，底板標高-20.46～-123.47 m。

參加儲量計算的可采煤層4層。平面上連續性相對較好的有3個煤層。分別為7、8和9號煤層。

(4)煤層總厚度：最小值 0.30 m，最大值13.15 m，平均值6.13 m，含煤系數為2.17%。

(5)煤層可采總厚度：最小值2.00 m，最大值12.00 m，平均值6.53 m，可采含煤系數為2.15%。

(6)煤層間距：霍林河組含煤地層下部主要以礫巖為主，中—上部為以厚層泥巖為主地層。

含煤地層連續沉積煤層7層，最上一層與最下一層煤層間距最大值98.20 m，最小值3.30 m。

3.2 沉積環境分析

勘查區與蛟流河礦區同處一個向斜內，同屬一個成煤環境，均為湖后成煤。

侏羅紀晚期，受燕山期構造運動影響，湖泊整體上升，進入第一個成煤期。由于向斜發育具有明顯的不對稱性，向斜中心位于2014-1號孔附近，向西成煤環境較好，向東成煤環境較差，只發育較薄煤層直至消失。

第一個成煤期后，經過一次強烈的構造改造，古構造、古地理發生一定的變化，尤其是受次級斷裂FD3和FD4斷裂的影響， TJ13-5附近的地層逐漸向上抬起，形成一個北東向小型地壘，將向斜分割成東西兩部分，即西部小向斜(蛟流河礦區)和東部小向斜(勘查區)，隨之進入第二個成煤期。

受中部地壘影響，該期成煤環境發生分異，賦煤中心分別向東、西方向轉移，分別在東西兩個小向斜內發育了較厚煤層。

成煤期后，中部地壘持續活動，加之勘查區內多條斷裂構造的影響，使西部礦區與東部勘查區發生差異性沉降，導致勘查區煤層賦存深度比西部礦區埋藏深。由于勘查區煤層形成后期的沉降較深，致使垂直裂隙比較發育，礦層被大量黃鐵礦及硅質物內充，導致煤層含硫量較高(圖3)。

4 工作部署

本次勘查工作主要采用二維地震和地質鉆探工作手段。由于本區為完全掩蓋區，采取物探先行，地質鉆探驗證，輔助以數字測井、煤質采樣化驗等技術手段，進行綜合性煤田地質勘查。遵循由表及里，由淺入深，由已知到未知的基本工作原則，邊施工邊調整設計，為下一步工作提供地質依據。

5 煤層特征

白堊系下統霍林河組為本區的含煤地層，東部ZK508-1號孔，北部的ZK500-4、ZK502-3、ZK504-2均未揭露煤層，且穿過了含煤地層。因此，不僅控制了東部和北部煤層賦存的邊界，同時控制了含煤地層的邊界。進而查明了含煤地層及煤層僅在勘查區西南部發育。

圖3 含煤地層沉積環境淺析示意圖

根據測井曲線物性特征及鉆探揭露巖性特點，參照蛟流河礦區煤巖層對比資料，將本區發育的煤層對比為上含煤段煤層。

區內共發育6個煤層(進行煤層編號的)，即5、7、8、9、10和11號煤層， 9號煤層在資源儲量估算區內幾乎全部可采， 8號煤層大部發育，5、7號煤層只局部可采，其它煤層只零星發育。鉆孔揭露可采煤層特征見表2。

表2 可采煤層特征一覽表

6 煤層對比

經過綜合分析對煤層進行對比，9號煤層對比可靠，5、7和8號煤層對比基本可靠。

6.1 巖性特征

蛟流河礦區上含煤段上覆地層巖性大多以泥巖為主，下含煤段與上含煤段之間沉積的巖性以粉砂巖為主，且多含凝灰質成分，下含煤段底部巖性粒度變粗[4]。本次施工鉆孔揭露煤層上覆巖性大多以泥巖為主，且較厚。下部以礫巖及含礫砂巖為主。據此，初步確定本區只發育了霍林河組上含煤段煤層。

將ZK502-2號鉆孔與鄰區2017-8號孔測井曲線進行對比，曲線形態非常相似。進一步證明了該區只沉積了上含煤段煤層(圖4)。

6.2 電性特征

9號煤層：煤層長源距伽馬明顯高幅值，人工伽馬明顯低幅值，明顯區別于其他煤層。側向電阻率曲線幅值較其他煤層比相對較高，復雜結構煤層長源距伽馬和側向電阻率曲線形態呈鋸齒狀，底部相對較低—突然增大—逐漸減小[5]。簡單結構煤層電阻率曲線形態呈單峰形狀，與鄰區的9煤層測井曲線形態極其相似。該煤層本身可作為標志層(如圖5)。

圖4 ZK502-2號鉆孔與鄰區2017-8號孔測井曲線對比圖

6.3 煤層間距

8、9號煤層之間大多發育泥巖(有的相變為碳質泥巖)。兩煤層相距3～10 m，間距較小，據此確定8煤層。

根據煤層間距確定7號煤層，將ZK502-2號鉆孔與鄰區2017-8號孔測井曲線進行對比，確定ZK502-2號鉆孔5煤層層位，根據煤層頂底板巖性、參考測井曲線對比，確定其它鉆孔的5煤層層位。

7 結論

7.1 主要成果

(1)初步查明勘查區構造形態總體為一向斜構造，勘查區與蛟流河礦區同處于一個大向斜內，受多條斷層影響，勘查區西部地層抬起，霍林河組含煤地層缺失。構造復雜程度為中等復雜類型。

(2)初步查明了可采煤層層位為霍林河組含煤地層，可采煤層主要分布在勘查區西南部，勘查區北部及東部沒有發育煤層。

(3)對勘查區內4個可采煤層進行資源量估算，提交了各級資源量25 517 kt。

7.2 經驗

(1)只有在勘查施工過程中取準取全第一手資料，才能為編制報告打下良好的基礎。

(2)鉆探工作與測井及其他地質工作及時溝通、協調，為報告提供更為準確的地質資料。

(3)勘查區垂直裂隙比較發育，煤層被大量黃鐵礦及硅質物內充，導致煤層含硫量較高(原煤平均4.9%)，但洗煤平均2.7%。由此可見，煤層中硫分含量較高是成煤后環境變化影響，對煤進行水洗后，不影響對煤的利用。

7.3 建議

從勘查區煤層分布形態分析，勘查區外南部賦存有可采煤層的可能性較大，應下一步地質工作中給以考慮。