宣威市格宜向斜南東翼北段宣威組煤層特征淺析

梁 劍

（貴州省煤田地質局一七四隊）

云南省東部至北部緊鄰貴州一帶煤炭資源豐富，宣威市格宜向斜南東翼宣威組地層即為煤炭資源富藏潛力區之一［1-3］。格宜向斜位于宣威市北東方向約50 km處，向斜內可采煤層發育于上二疊統宣威組（P3x），煤類為焦煤，煤質優。通過對向斜南東翼北端的楊梅樹煤礦和馬龍煤礦鉆探數據進行對比分析，確定區內宣威組地層的含煤性、可采煤層聚煤規律和穩定性、可采煤層對比的可靠性，以期為本區地質工作和煤炭資源規劃及開發提供借鑒。

1 礦區概況

1.1 構造

研究區處于向斜南東翼北端，位于揚子準地臺滇東臺褶帶曲靖臺褶束北東部格宜向斜北段東翼，區域構造線方向為北東向，褶皺發育，斷裂較發育。研究區范圍主要為馬龍煤礦和楊梅樹煤礦白藥井2個礦區范圍組成的區域。

格宜向斜軸向方向為20°，長33 km，南段核部殘存侏羅系下統，翼部地層為三疊系和二疊系，北段核部殘存中三疊統關嶺組，翼部地層為三疊系下統和二疊系；西翼地層傾角除南北兩端分別為15°～30°和25°～50°外，一般為40°～80°；東翼傾角為30°～60°。北東端在少午戛開始地層呈圓滑的內傾轉折，仰起角為20°～45°；南西端仰起傾角為17°左右。格宜向斜總體上呈兩端仰起的舟型。

研究區總體呈一單斜構造，地層走向北北東，傾向從北由237°逐漸向南轉到340°，傾角較緩，一般為10°～25°，區內斷層不發育（圖1）［4-7］。

1.2 地層

向斜北段自核部向翼部出露地層為三疊系中統關嶺組（T1g），三疊系下統永寧鎮組（T1yn）、飛仙關組（T1f）、卡以頭組（T1k），二疊系上統宣威組（P3x）、峨眉山玄武巖組（P3β）。

宣威組為研究區主要含煤地層，厚度為325.30～364.83 m，平均厚348.52 m，主要由凝灰巖、凝灰質角礫巖、菱鐵質巖屑砂巖、細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、鋁土質泥巖、炭質泥巖、泥巖及煤層（線）等組成。其出露展布面積以向斜南東翼最寬廣。據巖性、沉積特征及含煤性等，宣威組劃分為3個非正式巖性段，即3個含煤段。

宣威組上段（P3x3）頂界至卡以頭組底界，底界至C8煤層底板，地層厚115.47～146.69 m，平均為133.31 m。底部煤層之上為菱鐵質巖屑砂巖、泥巖夾煤層，下部為淺灰色中層狀細粒巖屑砂巖或菱鐵質巖屑砂巖、粉砂巖夾深灰色薄層狀泥巖或煤層、煤線；中部為淺灰色中層狀中—粗粒巖屑砂巖或含礫巖屑砂巖、細粒巖屑砂巖、粉砂巖夾深灰色薄層狀泥巖或煤層、煤線；上部為灰色中層狀細粒巖屑砂巖、粉砂巖夾深灰色薄層狀泥巖，頂部為灰色粉砂巖夾深灰色泥巖、煤層或煤線。本段含可采煤層最為豐富，自上而下編號為C1、C2、C3、C4、C6、C7及C8。

宣威組中段（P3x2）頂界至C8（B2）煤層底板，底界至首層紫紅色凝灰巖頂界，地層厚139.83～153.51 m，平均厚135.65 m。主要由灰色—深灰色—灰黃色粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖及煤層組成。巖性特征由上至下有由細—粗—細的變化規律。本段含可采煤層1層，編號為C9煤層。

宣威組下段（P3x1）頂界至首層紫紅色凝灰巖頂，底以峨眉山玄武巖頂部紫紅色凝灰巖與鋁土質泥巖底界面為界，厚71.60～94.65 m，平均為79.56 m。底部為厚0.29～3.68 m的灰黃色鋁土質泥巖，全段自上而下主要為淺灰色厚層狀凝灰質角礫巖、玄武巖屑砂巖、菱鐵質砂巖、細粒巖屑砂巖、粉砂巖夾灰色薄層狀泥巖、鋁土質泥巖及煤層。本段含可采煤層1層（C30煤層）。

2 煤層特征

2.1 含煤性

區內含煤地層為二疊系上統宣威組（P3x），厚度為325.30～364.83 m，平均為348.52 m，宣威組3個含煤層段自上而下分別厚133.31，135.65，79.56 m。含煤層（線）25～48層，一般為35層，含煤總厚度為16.90～25.48 m，平均為21.17 m，含煤系數為6.07%；可采煤層總厚度為7.18～10.70 m，平均為9.26 m，可采含煤系數為2.66%，見圖2。

宣威組上段（P3x3）平均厚度為133.31 m，含可采煤層7層（C1、C2、C3、C4、C6、C7、C8煤層），煤層總厚度為7.18～9.07 m，平均為7.88 m，可采煤層含煤系數為5.91%，見圖3。

宣威組中段（P3x2）平均厚度為135.65 m，含可采煤層1層（C9煤層），煤層總厚度為0.55～0.89 m，平均為0.72 m，可采煤層含煤系數為0.53%。

宣威組下段（P3x1）平均厚度為79.56 m，含可采煤層1層（C30煤層），煤層總厚度為0～1.10 m，平均為0.63 m，可采煤層含煤系數為0.79%。

2.2 可采煤層

可采煤層自上而下編號為C1、C2、C3、C4、C6、C7、C8、C9和C30。

C1煤層位于宣威組上段頂部，上距卡以頭組底界4.24～10.46 m，平均為7.19 m。煤層厚0.79～2.15 m，平均為1.38 m；采用厚度為0.79～1.87 m，平均為1.16 m；結構較簡單，含夾矸0～1層，點及面積可采率均為100%；煤層厚度自淺部向深部有變薄趨勢，屬較穩定的全區可采煤層。頂板為粉砂巖、泥質粉砂巖、細砂巖、泥巖；底板為粉砂巖、泥巖。

C2煤層上距C1煤層5.38～13.64 m，平均為8.88 m。煤層厚0.86～2.51 m，平均為1.47 m；采用厚度為0.84～2.51 m，平均為1.44 m；結構簡單，含夾矸0～1層，一般0層，點及面積可采率均為100%；煤層厚度自淺部向深部有變厚趨勢，屬較穩定的全區可采煤層。頂板為泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖；底板為粉砂巖、泥質粉砂巖、泥巖。

C3煤 層 上 距C2煤 層15.73～28.93 m，平 均 為21.37 m。煤層厚1.12～2.85 m，平均為1.63 m；采用厚度為0.93～2.49 m，平均為1.39 m；結構較簡單，含夾矸0～1層，一般1層，點及面積可采率均為100%；厚度變化不大，屬較穩定的全區可采煤層。頂板為細砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖；底板為泥質粉砂巖、泥巖、細砂巖。

C4煤 層 上 距C3煤 層25.50～33.23 m，平 均 為29.37 m。煤層厚0.84～1.61 m，平均為1.25 m；采用厚度為0.69～1.61 m，平均為1.07 m；結構較簡單，含夾矸0～3層，一般0～1層，點及面積可采率均為100%；煤層由北往南及西南深部有變薄趨勢，屬較穩定的全區可采煤層。頂板為粉砂巖、粉砂質泥巖；底板為粉砂質泥巖、泥巖。

C6煤 層 上 距C4煤 層26.50～50.68 m，平 均 為40.35 m。煤層厚0.32～1.14 m，平均為0.64 m；采用厚度為0.32～1.14 m，平均為0.64 m；結構簡單，不含夾矸，點可采率50%，面積可采率44%；可采區域集中于中部呈南北條帶狀展布，北東部淺部及西南深部為不可采區，屬不穩定的局部可采煤層。頂板為泥質粉砂巖、泥巖；底板為泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖。

C7煤層上距C6煤層2.68～6.88 m，平均為4.44 m。煤層厚0.29～1.37 m，平均為0.87 m；采用厚度為0.29～1.37 m，平均為0.82 m；結構較簡單，含夾矸0～1層，一般0層，點可采率為88%，面積可采率為94%；屬較穩定的全區可采煤層。頂板為粉砂質泥巖、泥巖；底板為泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖。

C8煤層上距C7煤層9.05～18.43 m，平均為13.47 m。煤層厚30～0.86 m，平均為0.61 m；采用厚度為0.30～0.86 m，平均為0.61 m；結構簡單，不含夾矸，點可采率為50%，面積可采率為34%；北部及西部深處不可采，可采區集中于中南部的白藥井，屬不穩定的局部可采煤層。直接頂板為粉砂質泥巖、泥巖，間接頂板為泥質粉砂巖、細砂巖；底板多為粉砂質泥巖、泥巖，次為泥質粉砂巖。

C9煤 層 上 距C8煤 層43.32～73.44 m，平 均 為53.58 m。煤層厚0.55～0.89 m，平均為0.72 m；采用厚度為0.55～0.89 m，平均為0.72 m；結構簡單，不含夾矸，點可采率為86%，面積可采率為65%；厚度較穩定、變化規律明顯，北部馬龍煤礦屬不可采，可采區集中于中南部厚度變化小的白藥區域，屬較穩定的大部分可采煤層。頂板主要為泥質粉砂巖、細砂巖及粉砂質泥巖；底板為粉砂質泥巖、泥巖。

C30煤層上距宣威組中段底界55.00～72.80 m，平均為64.94 m；距宣威組底界5.60～16.19 m，平均為12.95 m。煤層厚0～1.10 m，平均為0.63 m；采用厚度為0～1.10 m，平均為0.63 m；結構簡單，不含夾矸，點可采率為67%，面積可采率為30%；厚度變化大，北部的馬龍煤礦屬沉積剝蝕區，往南部白藥井發育較好，屬不穩定的局部可采煤層。頂板為泥質粉砂巖、菱鐵質粉砂巖、泥巖、粉砂質泥巖；底板為菱鐵質粉砂巖、凝灰質砂礫巖。

3 煤層對比

3.1 標志層對比

根據區內宣威組的頂底界及含煤巖性的組合特征建立了4個對比標志層，自上而下分別為B1、B2、B3、B4，見表1。

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B1為卡以頭底部（T1k），巖性為青灰、灰綠、黃綠色中—厚層狀粉砂巖、泥質粉砂巖和泥巖，具水平層理、波狀層理。巖性粒度由上至下呈粗—細的趨勢變化，地貌上多形成一級陡坎，全區穩定。巖性各項特征明顯、清楚，對比可靠，是確定宣威組（P3x）與卡以頭組（T1k）界線的區域性標志，亦是C1煤層對比的可靠標志。

B2即為C8煤層層位，C8煤層較穩定，結構單一，全區煤層厚度變化較小，易于識別，且在C8煤層頂板之上穩定發育1層由粉砂巖、細砂巖組成的砂巖組合體，亦是識別C8煤層層位的可靠特征。B2標志層（C8煤層）亦是宣威組（P3x）二段和三段分界的明顯標志。

B3為宣威組二段底界鋁土質泥巖，厚0.30～1.58 m，該層鋁土質泥巖之下即為紫紅色、淺灰綠色凝灰巖，層位極穩定，是宣威組一段和二段的明顯分界標志。其與B2標志層亦是C9煤層對比的可靠良好標志。

B4為宣威組一段底界鋁土質泥巖，厚度為0.29～3.68 m，層位穩定。該標志層之上11.7 m左右即為C30煤層，其下為峨眉山玄武巖，是峨眉山玄武巖組（P3β）與含煤地層宣威組（P3x）分界的明顯標志。

3.2 可采煤層物性特征

C1煤層自然伽瑪曲線（GR）呈寬緩單峰，三側向電流曲線（LL3）呈高幅值單峰反映，長源距伽瑪伽瑪曲線（GGL）呈高異常單峰似尖刀狀（圖4），對比可靠。

C2煤層自然伽瑪曲線（GR）呈寬緩單峰，三側向電流曲線（LL3）呈高幅值似箱狀，長源距伽瑪伽瑪曲線（GGL）呈高異常單峰，C2與其上C1煤層間發育有一層穩定的細砂巖（圖4），對比可靠。

C3煤層自然伽瑪曲線（GR）呈高值雙峰傾倒“W”狀，三側向電流曲線（LL3）呈高幅值臺階狀，長源距伽瑪伽瑪曲線（GGL）呈高異常雙峰不對稱“燕尾”狀（圖5），對比可靠。

C4煤層自然伽瑪曲線（GR）呈單峰狀，三側向電流曲線（LL3）呈高幅值尖峰狀，長源距伽瑪伽瑪曲線（GGL）呈高異常單尖峰（圖6），對比可靠。

C6、C7、C8煤層自然伽瑪曲線（GR）呈窄單峰，三側向電流曲線（LL3）呈高幅值單峰，長源距伽瑪伽瑪曲線（GGL）呈高異常單峰，3個煤層間形成特有的組合特征，C7和C8煤層之下各常發育一層薄煤線（圖7），對比可靠。

C9煤層自然伽瑪曲線（GR）呈緩單峰，三側向電流曲線（LL3）呈高幅值單峰，長源距伽瑪伽瑪曲線（GGL）呈高異常單峰，其底板以下約10 m內發育有3層薄煤層（線），其中C10煤層屬不可采煤層，與C9形成間距極其穩定的對比組合（圖8），對比可靠。

4 灰分及硫分特征

4.1 灰分

研究區原煤干燥基灰分含量為13.89%～46.93%，平均為29.02%。C1煤層為22.91%～44.63%，平均為31.94%；C2煤層為22.02%～38.46%，平均為31.84%；C3煤層為23.00%～29.04%，平均為25.50%；C4煤層為27.13%～46.93%，平 均 為36.25%；C6煤 層 為20.64%～44.21%，平均為32.58%；C7煤層為25.59%～34.16%，平均為31.60%；C8煤層為22.59%～42.60%，平均為31.87%；C9煤層為16.66%～34.80%，平均為24.78%；C30煤層為15.43%～45.98%，平均為30.14%。區內C1、C2、C4、C6、C7、C8、C30煤層屬高灰煤（HA）；C3、C9煤層屬中灰煤（MA）。

4.2 硫分

研究區原煤干燥基全硫含量為0.04%～0.69%，平均為0.26%。C1煤層為0.17%～0.69%，平均為0.34%；C2煤層為0.20%～0.35%，平均為0.28%；C3煤層為0.15%～0.36%，平 均 為0.22%；C4煤 層 為0.12%～0.34%，平均為0.21%；C6煤層為0.09%～0.35%，平均為0.20%；C7煤層為0.04%～0.49%，平均為0.17%；C8煤 層 為0.08%～0.40%，平 均 為0.19%；C9煤 層 為0.14%～0.27%，平 均 為0.21%；C30煤 層 為0.18%～0.32%，平均為0.23%。研究區內可采煤層均屬特低硫煤（SLS）。

5 結論

（1）區內含煤地層為宣威組，層厚348.52 m，含可采煤層9層（C1、C2、C3、C4、C6、C7、C8、C9、C30煤層），可采煤層總厚度平均達9.26 m，可采含煤系數為2.66%；宣威組上段中可采含煤性屬上、中、下3段中最佳，上段含可采煤層多達7層，可采煤層含煤系數為5.91%，是本區宣威組可采煤層賦存的重點層段。

（2）區內可采煤層對比標志明顯、標志層發育穩定，各段層位界線劃分清楚可靠，可采煤層間距穩定、變化小，可采煤層對比可靠。

（3）區內可采煤層屬中—高灰煤，屬特低硫煤，煤類屬焦煤，是優質的煉焦用煤。