富泓煤礦礦區地質特征與煤層對比分析

何石

摘要：在地質勘查中，煤層對比會對勘探結果產生較大影響。本文主要討論富泓煤礦可采及局部可采煤層5、8及12號等三層煤的對比情況。煤層對比方法主要為巖性特征（標志層）、物性特征（測井曲線）、煤層層間距及煤層自身特征進行綜合分析對比。

關鍵詞：煤礦礦區地質；煤層對比；標志層；測井曲線

1.區域地質特征

1.1區域地層

區域內出露的地層均為沉積巖地層，無巖漿巖層出露。出露地層有震旦系上統、寒武系、奧陶系、志留系下統、二疊系、三疊系、侏羅系及第四系。其中二疊系、三疊系地層發育較全，且分布最廣；區域內缺失的地層為志留系中統及上統、泥盆系、石炭系、晚侏羅系、白堊系及第三系缺失。

1.2區域構造

區域位于揚子（Pt）準地臺黔北（Z-T23）臺隆遵義（D-C）斷拱畢節北東向構造變形區和四川臺坳古藺山字形構造前弧東翼北西側交匯部位的桑木場背斜。區域主體構造為桑木場背斜，在該背斜近軸部一帶，北東向和北北西向的斷裂構造交錯展布，廣泛發育。礦區位于桑木場背斜北西翼，在礦區外北部發育有次一級龍寶背斜、龍家壩向斜、木擔壩背斜以及尖山子—倪家向斜。

2.富泓煤礦礦區地質特征

2.1地層

富泓煤礦礦區及周邊出露地層由老到新依次為：二疊系中統茅口組、二疊系上統龍潭組、長興組，三疊系下統夜郎組、三疊系下統茅草鋪組及第四系。地層由老到新概況如下：

2.1.1中二疊統茅口組

由灰色、深灰色中厚層狀、厚層狀含少量燧石斑塊及結核的灰巖組成，晶粒結構，具縫合線構造，產豐富的海相生物化石。地層厚度大于100m，與上覆龍潭組地層呈假整合接觸。地層出露于礦區南部外。

2.1.2上二疊統龍潭組

區內主要含煤地層，由一套海陸交互相沉積的淺灰、灰、深灰、灰黑色泥巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、細砂巖、粉砂巖、灰巖及泥質灰巖、鋁土質泥巖、炭質泥巖及煤層（線）等組成。底部淺灰色、黃灰色夾紫紅色似層狀鋁土質泥巖與茅口組頂灰色中厚層狀灰巖作為龍潭組和茅口組的分界標志，頂部為深灰色薄層狀粉砂質泥巖或泥質粉砂巖與長興組深灰色中厚層狀燧石灰巖分界。含煤10～19層，一般13層，其中可采煤層3層，即5、8、12號煤。上部富產腕足類、腹足類、瓣鰓類及頭足類等動物化石和下部產大羽羊齒、蕉羊齒、櫛羊齒等植物化石。厚84.10m～105.05m，平均厚約95.57m，與上覆長興組地層呈整合接觸。

2.1.3上二疊統長興組

灰、深灰色中厚層狀及厚層狀燧石灰巖組成，含團塊狀、透鏡狀、結核狀燧石，見少量黃鐵礦，產球蜓、科爾尼蟲、腕足類海登貝及瓣鰓類、腹足類、藻類等動物化石。頂部夾1～2層厚度為0.05m左右的黃綠色蒙脫石泥巖，層位及厚度穩定。頂部為深灰色團塊狀產動物化石的鈣質泥巖與夜郎組底部淺灰色、風化后呈黃灰色薄層狀泥質灰巖作為長興組與上覆三疊系下統夜郎組的分界標志。厚44.58m～ 65.25m，平均厚度約54.91m。與上覆三疊系下統夜郎組呈整合接觸。

2.1.4下三疊統夜郎組

由紫色、灰紫色夾灰綠、灰黃色粉砂質泥巖、粉砂巖及灰色中厚層狀、厚層狀灰巖、泥質灰巖、鮞粒灰巖組成。厚約437.72m～487.89m，平均厚度約462.81m。與上覆茅草鋪組地層呈整合接觸。根據巖石組合特征、顏色及厚度分為2段。

（1）沙堡灣段+玉龍山段

灰色、淺灰色中厚層狀灰巖、泥質灰巖。上部常夾鮞粒灰巖，中部為灰白色中厚層狀灰巖，質純性脆，晶粒結構，縫合線構造，下部為灰綠色、灰色薄—中厚狀泥質灰巖。本組產少量腕足類、瓣鰓類、頭足類、腹足類動物化石。底部為灰綠色、灰黃色，薄層狀粉砂質泥巖、泥巖，夾少量淺灰色薄層狀泥質灰巖，具波狀層理及斜層理；下部常夾1～2層灰綠色蒙脫石泥巖；層面偶具細小炭屑，含星散狀、線理狀黃鐵礦，產少量蚌形蛤、舌形貝等瓣鰓類動物化石。本段厚約144.04m～194.39m，平均厚度約167.14m。

（2）九級灘段

上部為紫色、灰紫色夾灰黃色薄層狀水平層理的泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、粉砂巖，中部為灰色淺灰色中厚層狀、厚層狀灰巖、泥質灰巖，下部為紫色、灰紫色薄層狀泥質粉砂巖、粉砂質泥巖，產瓣鰓類等動物化石。本段厚約287.63m～303.71m，平均厚度約295.67m。

2.1.5茅草鋪組

灰色、淺灰色中厚層至厚層塊狀泥微晶灰巖、白云質灰巖、蠕蟲狀灰巖、蟲跡灰巖等。具蠕蟲狀、蟲跡、縫合線構造，泥微晶結構、生物碎屑結構、鮞粒結構等。厚度>300m，與下伏夜郎組九級灘段整合接觸。

2.1.6第四系

坡積、殘積物及沖洪積物。殘積、坡積物多分布山間溝谷、緩坡、山間壩子、洞穴等地帶，為砂土、砂質粘土、粘土及碎石等；沖積物分布河谷中，以卵石、礫石及砂土等為主。平均厚約5m。與下伏地層呈角度不整合接觸。

2.2礦區構造

2.2.1礦區褶皺

富泓煤礦礦區位于桑木場背斜北西翼，巖層傾向北西287°～北西330°，傾角2°～44°，平均傾角15°。礦區內發育四梗上向斜、團山堡背斜及茶灣向斜，礦區內小斷層較發育，在礦井生產中偶見3m～5m的小斷層。礦區內褶皺情況如下：

（1）團山堡背斜：軸向近東西，井田內長約2300m向東延出圖幅，背斜軸面近直立，兩翼對稱寬緩，北翼地層傾角9°～44°，南翼地層傾角2°～22°，橫切面呈較協調的圓弧形。

（2）四梗上向斜：與團山堡背斜平行展布，其延伸規模，褶皺形態十分相似，向斜在井田內延伸長約3000m，向東延出圖幅，北翼地層傾角2°～22°，南翼地層傾角6°～22°，兩翼對稱寬緩。

（3）茶灣向斜：位于礦區北部，軸向NE-SW，井田內長約800m向東延出圖幅，背斜軸近直立兩翼對稱寬緩。

礦區內地層受以上褶皺影響，大體可以分為4塊單斜區域。①礦區北端區域：即茶灣向斜北翼，地層傾向南東，傾角9°～44°；②礦區北部區域：即茶灣向斜南翼、團山堡背斜北翼，地層傾向為近北—北西向，傾角9°～44°；③礦區中部：即團山堡背斜南翼、四梗上向斜北翼，地層傾向為南東—南西向，傾角2°～22°；④礦區南部：即四梗上向斜南翼，地層傾向為北東—北西向，傾角6°～22°。根據勘探資料可知3條褶皺均影響煤系地層，后期煤礦的開采方案應考慮此地層情況。

2.2.2礦區斷裂

礦區內發育2條逆斷層（F1、F2），斷層造成煤系地層重復，對本區煤層造成一定影響。

F1斷層：位于礦區西側，長度約660m，走向EN-WS，傾向344°，傾角60°，落差約9m，為逆斷層。地表上此斷層不明顯，兩側地層產狀變化不大，基本和地層傾角一致。深部受鉆孔控制，在鉆孔可見斷層角礫巖，角礫厚度一般在0.70m左右，斷層附近小褶曲發育，角礫巖為基底式膠結，角礫呈小塊狀，主要以泥巖、砂巖為主，膠結物主要為泥質。根據勘查資料可知，該斷層位于龍潭組地層中，使得該地層變厚，此斷層走向和煤層走向大致一致，對未來煤礦開采有一定影響。

F2斷層：位于井田范圍中部，長度約700m，走向WNES，傾向36°，傾角46°，落差約16m，為逆斷層。地表上此斷層不明顯，兩側地層產狀變化不大，基本和地層傾角一致。深部受鉆孔控制，在鉆孔中8號煤層重復，龍潭組地層厚度變厚，在鉆孔中長興祖地層厚度變厚，鉆孔可見斷層角礫巖，角礫厚度在1.0m左右，斷層附近小褶曲發育，角礫巖為基底式膠結，角礫呈小塊狀，主要以泥巖、砂巖為主，膠結物主要為泥質。根據勘查資料可知，該斷層位于長興祖、龍潭組地層中，使得該地層變厚，此斷層走向和煤層走向大致一致，對未來煤礦開采有一定影響。

3.富泓煤礦煤層對比

富泓煤礦井田內含煤地層為一套海陸交互相沉積地層，巖石類型以陸源碎屑為主，由細、粉砂巖占26.2%（含率，下同），泥質巖占59.6%，碳酸鹽巖占4.7%，煤巖占8.2%組成。龍潭組含煤10～19層，自上而下編號為1～15號，總厚一般7.20m～16.04m，平均10.52米，含煤系數11%，可采及局部可采煤層為5、8及12號等3層，可采煤層總厚4.37m～11.04m，平均7.00m，可采含煤系數7.3%。區內含煤地層厚度較穩定，厚84.10m～105.05m，平均厚95.57m。

在地質勘查中，煤層對比會對勘探結果產生較大影響。本次主要討論可采及局部可采煤層5、8及12號等3層煤的對比情況。煤層對比方法主要為巖性特征（標志層）、物性特征（測井曲線）、煤層層間距及煤層自身特征進行綜合分析對比。

3.1標志層特征

選取井田內巖性組合特征及巖性特征明顯、巖性發育、巖層厚度及地質層位穩定的石灰巖或生物碎屑灰巖作為標志，主要有標一、標二。各標志層特點分述如下：

標一（B1）：位于龍潭組頂部長興組底部深灰色燧石灰巖，厚度47.29m～91.37m，平均56.86m，是劃分長興組與龍潭組的重要標志。層位穩定。

標二（B2）：位于12煤層以下龍潭組底部與茅口組交界處灰色、淺灰色鋁土巖，是確定12煤層及劃分龍潭組與茅口組的標志。層位穩定。

3.2煤層物性曲線特征

井田內可采煤層物性特征比較明顯，是煤層對比的基礎，現簡述如下：

B1與5煤層：B1為一層厚1米左右的灰巖標志層。其視電阻率曲線呈高幅值雙峰反映，自然伽馬曲線和人工伽馬曲線均呈低幅值。5煤層下距B1約25m。煤層視電阻率曲線和人工伽馬曲線均呈高幅值單峰反映，煤層自然伽馬曲線呈低幅值。煤層底板視電阻率曲線有一個高幅值單尖峰狀凸起。如圖1所示。

8號煤層：為一厚煤層。其三側向電阻率曲線為高幅值寬峰狀反映；煤層自然伽馬曲線為低幅值中間有小幅突出呈“W”形反映；長源距伽馬伽馬曲線為高幅值上窄峰下尖峰狀中有針狀凹進反映。如圖2所示。

12號煤層：下距B3約10m。為一厚煤層，局部含夾矸，底板為鋁土巖。12號煤層的三側向電阻率曲線總體呈中幅值禿峰狀反映；自然伽馬曲線為上低幅值下高幅值尖峰突出反映；長源距伽馬伽馬曲線呈高幅值的窄峰狀反映。如圖3所示。

3.3煤層特征

富泓煤礦對比連線的有5、8及12等3層煤層，其間距一般較為穩定，各煤層特征見表1。

3.4煤層對比可靠性

依據以上標志層、煤層特征、煤層間距等對比標志，對各煤層進行對比如下：

（1）5號煤層：是區內最上一個可采煤層，位于龍潭組中上部，上距龍潭組頂界26.45m～59.91m，平均37.70m，煤層層位穩定，煤層厚度變化較大，結構簡單，對比較可靠。

（2）8號煤層：位于龍潭組中下部，上距5號煤23.89m～58.88m，平均37.35m，煤層層位穩定，煤層厚度變化較大，結構簡單，對比較可靠。

（3）12號煤層：位于龍潭組底部，上距8號煤21.79m～34.75m，平均27.99m，煤層層位穩定，煤層厚度變化較大，結構簡單，對比較可靠。

4.結語

本文主要以富泓煤礦區域為研究對象，對煤層對比的方法進行了探究，根據本文的分析可見，井田內的可采煤層5煤層賦存于煤系地層上部，位于B1標志層之下；8煤層賦存于煤系地層中部；12煤層賦存于煤系地層底部，位于B2標志層之上。從賦存層位、煤層間距以及有B1、B2標志層作對比依據，根據各煤層的層間距以及測井曲線特征，即可將井田內煤層對比清楚。雖然部分煤層的厚度變化幅度較大，但根據煤層的綜合情況分析煤層對比可靠。

參考文獻：

[1]周一平.貴州安家寨煤礦龍潭組煤層特征及對比[J].煤炭科學技術， 2016， 39（10）： 104～107.

[2]張康.織金源盛煤礦14號與16號煤層地質特征及對比分析[J].資源信息與工程，2017， 32（06）： 51～52.

[3]常東，高占華，彭鴻鵠，張景考，靳彥彬等；測井曲線在淮東煤田大井礦區一井田煤層對比中的應用[J].中國煤炭地質， 2008， 20（12）： 26～27+31.