禹州煤田葡萄寺礦區(qū)煤巖層對比方法

摘要：煤巖層對比是煤田地質(zhì)勘探中的重要工作之一。綜合運用標志層法、層間距法、煤層煤質(zhì)特征法、測井曲線法對葡萄寺井田煤巖層進行了對比，探討了針對不同層段采用不同組合能取得較好效果，對本區(qū)及鄰區(qū)下一步煤田地質(zhì)勘探具有借鑒和指導作用。

關(guān)鍵詞：煤巖層對比；標志層；測井曲線；禹州煤田

中圖分類號：TD15     文獻識別碼：A

概況

葡萄寺礦區(qū)位于禹州煤田北部，區(qū)內(nèi)大部被新生界覆蓋，北部有零星基巖露頭，地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)豫西地層分區(qū)嵩箕地層小區(qū)。構(gòu)造區(qū)劃屬華北板塊南部，嵩箕構(gòu)造區(qū)，薈翠山~風后嶺背斜南翼，白沙—許昌向斜北翼西段。根據(jù)地表出露及鉆孔揭露情況，地層層序由老至新依次為奧陶系，石炭系，二疊系，三疊系，新近系、第四系。

1 含煤性

本區(qū)含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組，二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組和二疊系上統(tǒng)上石盒子組，地層總厚度700.12m，可分為9個煤段，含煤34層，煤層總厚度9.13m，含煤系數(shù)1.30%。區(qū)內(nèi)可采煤層為二1、七2煤層，二1煤層為全區(qū)可采為是區(qū)內(nèi)主要煤層；二2煤層為局部可采煤層，可采煤層合計厚度5.73m，可采含煤系數(shù)0.82%。

2 煤巖層對比

煤巖層對比主要用標志層、層間距、煤層煤質(zhì)特征、測井曲線特征四個方法進行對比。

2.1 標志層

平頂山砂巖：為二疊系上統(tǒng)石千峰組底界砂巖，灰—灰白色中粗粒長石石英砂巖，分選中等，硅質(zhì)孔隙式膠結(jié)，鏡下可見再生式膠結(jié)，巖石致密豎硬。是尋找煤系，推測七2煤層和二1煤層深度，對比七2煤層的主要標志層。

田家溝砂巖：位于上石盒子組底部，淺灰色、灰白色中厚層狀中粗粒長石石英砂巖，硅質(zhì)膠結(jié)，分選性差，交錯層理發(fā)育，底部常含泥礫及細礫石，平均厚8.21m。為七煤段底界和上、下石盒子組分界砂巖，對比七2煤層的主要標志層。

砂鍋窯砂巖：位于下石盒子組底部，淺灰—灰白色中粗粒長石石英砂巖，碎屑呈次棱角—次圓狀，分選性差，泥硅質(zhì)膠結(jié)，含較多的暗色巖屑，發(fā)育交錯層理，底部常含石英細礫和泥礫，表面粗糙，平均厚13.54m。為下石盒子組與山西組分界砂巖，對比二1煤層的標志層。

大占砂巖：位于山西組下部，灰色中細粒長石石英砂巖，泥、硅質(zhì)膠結(jié)，交錯層理發(fā)育，紋理面上分布有大白云母片及炭屑，自下而上由逆粒序變?yōu)闉檎Ｐ颍骄?1.13m，層位穩(wěn)定,為二1煤層直接頂板，是判斷二1煤層的最重要標志層。

L7灰?guī)r：位于石炭系太原組上部，深灰色石灰?guī)r，含生物碎屑，泥質(zhì)含量較高，局部菱鐵質(zhì)、硅質(zhì)含量較高或含黃鐵礦，層位穩(wěn)定，平均厚2.09m。

以上各標志層巖性特征明顯，層位穩(wěn)定，測井曲線異常突出，是劃分、對比及煤層的主要依據(jù)。另外，九、八煤段分界砂巖，八、七煤段分界砂巖，七、六煤段分界砂巖，六、五煤段分界砂巖、位于三煤段中上部的大紫泥巖、位于山西組上部的小紫泥巖和中部的香炭砂巖等均可作為煤巖層對比的輔助標志層。

2.2 層間距

本區(qū)二1煤層、七2煤層層位穩(wěn)定，普遍發(fā)育，因此二1煤層、七2煤層本身即為良好的標志層，區(qū)內(nèi)主要標志層、煤層的間距雖有一定的變化，但都有相對穩(wěn)定，是確定地層和對比煤層的主要方法之一。主要煤層及標志層間距見表1

表1 標志層及煤層間距表

2.3 煤層煤質(zhì)特征

二1煤層位于山西組下部，大占砂巖之下，具有厚度大，煤層結(jié)構(gòu)簡單，局部見夾矸1～2層。發(fā)熱量較高，其中原煤干燥基高位發(fā)熱量(Qgr,d)26.99～31.83MJ/kg ，平均29.56MJ/kg，原煤干燥基低位發(fā)熱量(Qnet,d)平均28.66MJ/kg，二1煤為中（低）灰、特低硫、低磷貧瘦煤和貧煤。二1煤層主要化學成分特點見表2。

七2煤層位于上石盒子組七煤段的中下部，下距田家溝砂巖38.26m，上距平頂山砂巖220.38m。具有厚度相對較大，煤層結(jié)構(gòu)簡單，局部有1層夾矸。七2煤為中灰、低硫、特低磷焦煤，七2煤層主要化學成分特點見表2。

表2 可采煤層化學特征對比表

本區(qū)二1煤層與七2煤層比較好區(qū)分，當遇到斷層地層出露不全、重復或煤層厚度有變化時，可利用煤層煤質(zhì)特征進行輔助判別，其它煤層多為薄煤層（不可采）或煤線，且不穩(wěn)定，據(jù)以上各自特征可以對比區(qū)分。

2.4 測井曲線特征

測井曲線是煤巖層的客觀反映，利用測井曲線特征進行對比是確定煤段、煤層、標志層和解釋構(gòu)造的主要手段之一，本區(qū)煤、巖層物性差異明顯，不同煤層、巖層的視電阻率、自然伽瑪、伽瑪伽瑪及自然電位等物性參數(shù)和測井曲線組合形態(tài)不同。

二1煤層視電阻率曲線峰值較高，視電阻率曲線呈中高異常，曲線形態(tài)鐘形，鏝頭形，園滑對稱，低密度；人工伽瑪曲線一般峰值較高，厚層呈箱形波狀，介面陡直，薄層呈筆狀，有夾矸者呈多峰筆狀；天然伽瑪?shù)彤惓?，三種參數(shù)“兩高一低”，特征明顯。二1煤層曲線特征見圖1。

圖1 二1煤層測井曲線特征

七2煤層由于灰分高，所以人工伽瑪曲線峰值較低，但與圍巖相比仍呈高大的異常，曲線形態(tài)一般呈單峰（無夾矸）及駝峰狀（有夾矸）；電阻率曲線峰值較高，天然伽瑪?shù)彤惓?，特征較明顯。七2煤層曲線特征見圖2。

圖2 七2煤層測井曲線特征

平頂山砂巖視電阻率曲線異常高，圓滑，有起伏，人工伽瑪曲線平直，天然伽瑪曲線異常起伏較大。

大占砂巖視電阻率曲線一般上低下高，帶有鋸齒，天然伽瑪曲線一般比其它段砂巖較高。

測井曲線常與其他方法結(jié)合使用，互為補充，相互驗證。當標志層特征不明顯或巖芯采取率低時，可利用測井曲線進行層位確定。

3 結(jié) 語

在煤炭地質(zhì)勘探中煤巖層對比是一項基礎(chǔ)性的工作，同時也是一項非常重要且復雜的地質(zhì)工作。各種對比方法在不同地區(qū)或?qū)游痪衅鋬?yōu)缺點，單采用一種對比方法進行煤巖層位確定和劃分，容易出現(xiàn)煤巖層位誤判，綜合利用各種方法進行煤巖層對比是比較可靠的。結(jié)合本區(qū)實際情況，得出適合本區(qū)的對比方法。利用標志層法、層間距法為主，煤層煤質(zhì)特征、測井曲線特征法相輔助的方法。取得較好的效果，對本區(qū)及周邊地區(qū)下一步煤田地質(zhì)勘探工作具有一定指導意義。

參考文獻

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