潮水盆地蘆草臺子地區煤層對比研究

田步令

（甘肅煤炭地質勘查院，甘肅 蘭州 730000）

甘肅河西地區是重要的工農業生產基地，有全國最大的鎳生產基地和甘肅省重要的鋼鐵、石油、貴金屬、建材及制糖基地，長期以來，區內煤炭供需矛盾突出，所需煤炭大多依靠外調。隨著區內經濟快速發展，煤炭缺口日益增大。因此，實施區內煤炭地質勘查工作，具有重要意義。

本區大地構造位置屬于華北板塊西南緣-潮水盆地，含煤地層為中侏羅統地層，共含煤15 組，40多層。賦存范圍內煤層埋深淺，煤層厚度大，資源量可觀。但煤層層數多，分布廣，局部存在煤層分叉、厚度突變的現象，煤層對比難度大，前人已對該區做了一定程度研究[1-11]，但未對該區巖煤層對比作出研究，因此，研究勘查區煤層賦存規律及巖煤層對比尤為重要。

1 地質概況

1.1 自然地理

本區屬戈壁及沙丘地貌，地形較平坦，地勢東南高、西北低，海拔一般1600～1860m。屬大陸性干旱氣候，多風少雨，晝夜溫差大。平均最大氣壓823.1hPa，月平均最高氣溫20.3℃，月平均最低氣溫-11.7℃，歷年平均氣溫5.9℃，空氣干燥，年蒸發量大于降水量，歷年降水量平均195mm，歷年蒸發量平均2251.7mm；歷年平均風速2.6m/s，最高可達3.2m/s，風向多為NW—SE 向，常年多西北風及東南風，風季多集中于4～6 月份，年最大凍土深度1.23m。本區位于龍首山更新世正斷層和7 號地震破碎帶北大山前緣，地處祁連山北緣地震帶，根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001）地震基本烈度為Ⅶ度，地震動峰值加速度值為0.10g。

1.2 構造

勘查區的構造形態，總體表現為向東傾伏的較寬緩的褶皺，發育一組較為寬緩的近東西向背向斜；發育有4 條斷裂，分別為F4、F3、DXF1、DF12。含煤地層沿走向、傾向的產狀有一定的變化，沒有受到巖漿巖的影響。勘查區構造復雜程度為中等構造。

1.3 地層

勘查區東北大部被第四系覆蓋，西南部出露中新統白楊河組和下白堊統廟溝組。依據地表露頭及鉆探揭露，勘查區以新元古界震旦系（Z）地層為基底，其上沉積了侏羅系下統芨芨溝群（J1J）、中統青土井群（J2Q），下白堊統廟溝組（K1m），中新統白楊河組（N1b），全新統。中侏羅青土井群為含煤地層，是本勘查區的主要勘查對象，中侏羅青土井群為一套內陸山間斷陷性盆地沉積相環境下的扇三角洲平原亞相沉積物。巖性主要由灰綠、深灰色的粗-中細粒砂巖，粉砂巖、泥巖夾煤層組成，依據巖性巖相旋回和含煤巖，可劃分為下、中、上三個巖組，共含8 個煤層組，編號自上而下煤1 組～煤8 組。區內所見地層厚度0（L106）～414.2m（208），平均266.13m。總體趨勢由東北向西南從厚變薄直至尖滅。

1.4 煤層賦存特征

區內主要含煤地層為中侏羅統青土井群。次要含煤地層為下侏羅統芨芨溝群地層。經過對含煤地層、見煤情況及所含煤層的巖性、巖相、沉積環境及其組合規律的綜合分析研究，基本查明勘查區中侏羅統青土井群含煤層8 組，編號煤1 組～煤8 組。可采煤層有煤3—2 層、煤3—3 層、煤6—2 層、煤7—2 層和煤8—2 層，均為局部可采煤層，其余煤層為不可采煤層。煤層總厚度2.53m～17.25m，平均11.55m，含煤系數平均為4.34%。區內主要可采煤層為中部煤層厚度大，煤層厚度變化呈北厚南薄，南部抬升剝蝕的規律。區內煤層賦存較好的部位位于勘查區東北部，該富煤帶呈近東西方向條帶狀展布，富煤帶內煤層厚度較大且分布連續，總厚度大于15m。富煤帶向南北兩側逐漸變薄，勘查區西南部含煤地層及煤層剝蝕。

2 巖煤層對比

煤層對比本次煤層對比工作借鑒了鄰區已有的對比經驗采用標志層、煤層自身特征、測井曲線組合形態等方法，對煤層進行精細對比。

2.1 標志層對比

1)K1 標志層：中侏羅統下巖組頂界的灰黑色粉砂巖或泥巖，鉆孔基本全部鉆遇，厚度穩定，厚度一般10～30m，代表了準平原化的淺湖-深湖相沉積，全區普遍存在。其上部為煤3 組，下部為煤6 組，該標志層將區內的主要可采煤層煤3—3 層與煤6—2層分開，可作為劃分對比中侏羅統中、下巖組煤層以及區分煤3—3 層與煤6—2 層的明顯標志。

2)K2 標志層：煤3 組底部普遍發育的粗粒砂巖，厚度一般5～20m，比較穩定，可作為判定煤3 組的標志層。

2.2 測井曲線對比

經對各鉆孔測井曲線對比分析，各煤層（組）物性組合特征較為明顯，在各測井方法曲線上均表現為低密度、高電阻、低自然伽瑪和聲速高異常。即在曲線上呈現為DNL 低、LL3 高、GR 低和SAT 高異常，物性特征明顯，在測井曲線上極易辨認，界面反應清晰[12]。

煤3—2 層：煤3—2 層位于青土井群中巖組，區內局部分布，是區內可采煤層之一。LL3：5Ω·m～24Ω·m，曲線上多呈“山字形” 高異常反映；DNL：1.47g/cm3～1.83g/cm3，曲線上呈"箱狀或筆架峰"狀低異常反映；GR：0.31pA/kg～0.76pA/kg，曲線上為低異常的“箱式”狀顯示；SAT：454us/m～488us/m，曲線反映為高幅值“鋸齒狀”異常。各物性曲線形態特征明顯。

煤3—3 層：煤3—3 層位于青土井群中巖組，區內局部分布，是區內可采煤層之一。LL3：8Ω·m～18Ω·m，曲線上多呈“箱式多峰狀” 高異常；DNL：1.52g/cm3～2.17g/cm3，曲線上呈“多峰狀” 低異常；GR：0.18pA/kg～0.54pA/kg，曲線上多表現為低異常的“尖刀狀”；SAT：449us/m～513us/m，曲線呈“筍狀”高異常。各物性曲線形態特征較為明顯。

煤6—2 層：煤6—2 層位于青土井群下巖組，區內局部分布，是區內可采煤層之一。LL3：6Ω·m～28Ω·m，曲線上呈變化劇烈的 “音頻狀” 高異常；DNL：1.33g/cm3～1.90g/cm3，曲線上表現為“多峰狀”低異常；GR：0.31pA/kg～0.76pA/kg，曲線上表現為“多峰狀”低異常；SAT：409us/m～491us/m，曲線呈"箱式波紋狀"高異常。煤層物性特征十分明顯，反映界面清晰。

煤7—2 層：煤7—2 層位于青土井群下巖組，區內局部分布，是區內可采煤層之一。LL3：5Ω·m～20Ω·m，曲線上呈鋸齒形變化的“箱狀”高異常；DNL：1.28g/cm3～1.78g/cm3，曲線上表現為“箱式波紋狀”低異常；GR：0.25pA/kg～0.94pA/kg，曲線上表現為“箱式波紋狀”低異常；SAT：479us/m～511us/m，曲線呈"箱式波紋狀"高異常。煤層物性特征十分明顯，反映界面清晰。

煤8—2 層：煤8—2 層的物性測井曲線特征:煤8—2 層位于青土井群下巖組，區內局部分布，是區內可采煤層之一。LL3：5Ω·m～15Ω·m，曲線上呈變化劇烈的 “多峰狀” 高異常；DNL：1.40g/cm3～2.11g/cm3，曲線上表現為“單峰狀”低異常；GR：0.15pA/kg～0.76pA/kg，曲線上表現為“單峰狀” 低異常；SAT：417us/m～530us/m，曲線呈“波紋狀”高異常。煤層物性特征十分明顯，反映界面清晰。

2.3 巖性巖相旋回特征對比

區內青土井群地層沉積旋回經分析對比自下而上可劃分為下、中、上三個巖組，11—13 個沉積亞旋回，其中下巖組為4 個沉積亞旋回，中巖組有5個沉積亞旋回，上巖組在區內局部被剝蝕，保留上巖組的部分為2—4 個沉積旋回。下巖組：縱向上表現為以煤8 組底部普遍發育的粗粒砂巖或中粒砂巖開始，自下而上沉積中細粒砂巖、泥巖，其間夾煤8～煤5 層（組），向上最后以灰黑色的粉砂巖或泥巖（K1 標志層）結束。

中巖組：沉積特征繼承了下巖組的特點。縱向上表現為底部以煤3—3 層普遍發育的粗粒砂巖開始，向上逐漸沉積中細粒砂巖、泥巖，其間夾煤3組—煤1 組，煤3 組連通性好，煤層發育好。

上巖組：沉積特征基本繼承了中巖組的特點，但有所變化。以灰綠色為主。底部由細礫巖、粗中粒砂巖開始，向上逐漸過渡為細粒砂巖和粉砂巖。向上沉積了較厚的泥巖和泥質粉砂巖，表明該期地層隨著覆水加深，河漫灘萎縮，不利于泥炭沼澤發育，只在局部零星形成了薄煤組。

3 結論

（1）根據各鉆孔揭露的地層情況，先將青土井群地層劃分為三個段。解決了煤層發育部位和對比框架。

（2）通過兩個標志層，區分主要可采煤層煤3組和煤7 組。依據以上多種對比方法，勘查區內的煤層層數及相互關系基本確定。垂向上煤8—2 層、煤7—2 層、煤6—2 層、煤3—3 層、煤3—2 層對比關系可靠，依據充分，特征明顯，與平面上煤層分布規律基本一致。