沁水煤田煤層對比

王志學(xué)，王 權(quán)，畢 真

（山西省地質(zhì)勘查局212地質(zhì)隊，山西長治046000）

沁水煤田煤層對比

王志學(xué)*，王 權(quán)，畢 真

（山西省地質(zhì)勘查局212地質(zhì)隊，山西長治046000）

為服務(wù)沁水煤田勘探、生產(chǎn)的煤層對比需要，參考勘查資料，用標(biāo)志層及層間距法，結(jié)合巖性組合規(guī)律、沉積環(huán)境分析對山西組、太原組主要煤層進(jìn)行對比，煤層編號從上到下編號為1～16號。

沁水煤田；煤層對比；砂巖

1 概述

沁水煤田是山西省內(nèi)六大煤田中范圍最大，煤炭開發(fā)時久，各地煤層資料較多，但編號存在較大差別，為煤田勘探、生產(chǎn)的煤層對比參考需要，本文參考大量勘查資料對沁水煤田內(nèi)的主要含煤地層太原組、山西組的煤層進(jìn)行編號對比。

2 沁水煤田概況

沁水煤田地理位置位于山西省中東部至東南部。國家規(guī)劃煤炭礦區(qū)有：東山礦區(qū)、陽泉礦區(qū)、武夏礦區(qū)、潞安礦區(qū)、晉城礦區(qū)、霍東礦區(qū)[1]。見圖1。

圖1 沁水煤田煤炭礦區(qū)分布圖

3 地層的含煤性

沁水煤田主要含煤地層為二疊系的山西組及石炭系太原組。太原組巖性組合為灰色（泥）頁巖、粉砂質(zhì)（泥）頁巖夾白色、灰色石英（雜）砂巖—炭質(zhì)頁巖、煤—石灰?guī)r。山西組巖性組合為灰色（泥）頁巖、粉砂質(zhì)（泥）頁巖夾白色、灰色石英（雜）砂巖—炭質(zhì)頁巖、煤[2]。

2組地層含煤16層左右，主要有9層?？刹擅簩犹M2～5層，山西組1～3層。

太原組地層平均厚度90（晉城）～137m（武夏），含煤系數(shù)5.96%（晉城）～8.96%（武夏）。太原組一段、二段（K4灰?guī)r以下層位）含煤5～7層。太原組三段地層含煤性各礦區(qū)差異較大，在東山礦區(qū)含煤3層，在陽泉礦區(qū)含煤8層，在武夏、潞安、晉城礦區(qū)含煤6～8層，在霍東礦區(qū)含煤1層。

山西組地層平均厚度46（霍東）～57m（武夏、潞安），含煤系數(shù)4.03%（武夏）～13.88%（霍東）。地理位置上大致沿沁源縣城—武鄉(xiāng)縣城—左權(quán)縣城連線分界，以北山西組地層含煤6層，以南山西組地層含煤4層。

4 煤層對比

沁水煤田內(nèi)含煤地層沉積相對穩(wěn)定，巖性組合特征具有規(guī)律性，標(biāo)志層及煤層特征明顯，變化規(guī)律清晰，客觀上為煤層對比提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)。

采用標(biāo)志層及層間距法，結(jié)合巖性組合規(guī)律，沉積環(huán)境分析對山西組、太原組主要煤層進(jìn)行對比，煤層編號從上到下編號為1～16號。

對比標(biāo)志的主要標(biāo)志層：K2、K3、K4灰?guī)r，K7、K8砂巖及3號、15號煤層。次要標(biāo)志層：K5、K6灰?guī)r及K1、S1砂巖[1，3-4]。自下而上分述如下。

4.1 K1砂巖

太原組底砂巖，灰白色—淺灰色，中?！?xì)粒砂巖，成分以石英為主，含斜長石。分選性較好，磨圓度高，硅質(zhì)及鈣質(zhì)膠結(jié)，常為黃鐵礦浸染成黃色，底部含楔形之黃鐵礦結(jié)核，厚度2～6m，與下伏本溪組呈整合接觸。北部東山、陽泉礦區(qū)粒度粗；南部潞安、晉城礦區(qū)常相變?yōu)榉凵皫r、泥質(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖。

4.2 K2灰?guī)r

太原組下部海相灰?guī)r，夾有燧石結(jié)核或條帶。深灰色，中—厚層狀，該灰?guī)r中蜓類動物化石碎屑含量較高。厚度5.27～14.50m，平均7.00m。層位穩(wěn)定，厚度大。在東山礦區(qū)俗稱關(guān)門溝灰?guī)r和澗道溝灰?guī)r；在陽泉礦區(qū)，由于該灰?guī)r中夾三薄層泥巖將其分為四層，故名“四節(jié)石”；在晉東南（武夏、潞安、晉城礦區(qū)）稱第一灰?guī)r和松窯溝灰?guī)r。

在K1砂巖和K2灰?guī)r之間發(fā)育有14、15、16號煤層，15號煤層是主要可采煤層。K2灰?guī)r是14號煤層的直接頂板，15號煤層的老頂。

16號煤層：位于太原組底部，下距K1砂巖0～25.34m，平均10.02m。在霍東礦區(qū)為主要可采煤層，舊稱11號煤層，煤層厚度0～3.59m，平均厚度1.61m。在其他礦區(qū)煤層厚度0.00～3.55m，平均0.18m。在晉城礦區(qū)東部陵川縣和長子縣趙莊勘探區(qū)局部可采。

15號煤層：為沁水煤田的主采煤層之一。在東山礦區(qū)厚度3.45～11.85m，平均厚度7.20m。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，頂板為K2灰?guī)r、泥巖。在陽泉礦區(qū)厚度0.27～8.60m，平均厚度4.15m。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般含夾矸1～4層，上距K2灰?guī)r2.60m左右。在霍東礦區(qū)舊稱9+10號煤層，有分叉復(fù)合現(xiàn)象，厚度1.46～3.81m，平均厚度2.45m，結(jié)構(gòu)較簡單，含夾矸1～2層，頂板為K2灰?guī)r、泥巖。在武夏礦區(qū)厚度0.60～6.60m，平均厚度4.89m，局部夾2-3層夾矸，層位穩(wěn)定，上距K2灰?guī)r5.86～11.92m，平均11m。夏店區(qū)分為15-1、15-2、15-3號煤層。在潞安礦區(qū)厚度1.81～6.00m，平均厚度4.06m，在長治以北的屯留、襄垣逐步分叉為15-1、15-2和15-3號，上距K2石灰?guī)r0.00～5.37m，平均4.00m。在晉城礦區(qū)煤層煤層厚度0.86～5.88m，平均2.75m左右，含夾矸一般1～4層，結(jié)構(gòu)屬較簡單—復(fù)雜，上距K2石灰?guī)r0.00～2.04m，平均0.60m。

14號煤層：為不穩(wěn)定、局部或零星可采煤層。煤層厚度0～2.26m，平均厚度0.60m，總體北部發(fā)育較南部差。在潞安、晉城礦區(qū)下距15號煤層3m左右。

4.3 K3灰?guī)r

太原組中下部海相灰?guī)r，夾燧石結(jié)核和條帶。該灰?guī)r中含蜓、腕足、海百合莖等動物化石。深灰色、煅燒后呈淺灰色、灰紫色，固結(jié)中等。厚度為3.00～7.00m，一般3～4m，其厚度由南而北，由東到西略有增厚趨勢。在東山俗稱為石齊凹灰?guī)r，在陽泉俗稱錢石灰?guī)r，在晉東南稱老金溝灰?guī)r和第二灰?guī)r。

K2與K3灰?guī)r間距：在東山、陽泉礦區(qū)平均在23m左右，霍東礦區(qū)平均在14m左右，武夏、潞安礦區(qū)在4.50～9.00m，晉城礦區(qū)0.92～10.19m。間距總體南小北大。K3灰?guī)r為13號煤層的直接頂板。

13號煤層：沁水煤田內(nèi)層位穩(wěn)定，工程見煤率平均90%，局部可采。在東山礦區(qū)厚度0.00～1.72m，平均厚度0.84m,俗稱三尺煤。在陽泉礦區(qū)厚度0.00～1.00m，平均厚度0.59m，俗稱錢石下煤。在霍東礦區(qū)厚度0.00～1.52m，平均0.58m，北厚南薄，舊稱8號煤層。在武夏礦區(qū)厚度0.00～2.05m,平均0.41m。在潞安礦區(qū)厚度0.00～0.94m,平均0.44。在晉城礦區(qū)厚度0.00～0.60m，平均0.32m。

4.4 K4灰?guī)r

太原組中部海相灰?guī)r，夾大量燧石結(jié)核、條帶。深灰色、微晶—細(xì)晶方解石為主，含黃河菊石等動物化石及碎屑。零星地段相變?yōu)槟噘|(zhì)灰?guī)r、黑色泥巖。在部分區(qū)域分叉為上下兩層，中夾薄層泥巖、頁巖。總體在煤田中部厚，南北兩邊薄，在武夏、霍東及潞安礦區(qū)，厚度3.02～4.27m。在東山、陽泉、晉城礦區(qū)，厚度0.92～1.79m。東山俗稱瓜地溝灰?guī)r，陽泉俗稱猴石灰?guī)r，晉東南俗稱紅礬溝灰?guī)r和第三灰?guī)r。

下距K3灰?guī)r4.51～21.54m，平均11.00m。為11號煤層的直接頂板，K4與K3之間賦存有11、12號煤層?；魱|礦區(qū)煤層舊稱7號、7下號。

12號煤層厚度0.00～2.04m，平均厚度0.56m,工程見煤率平均70%，在東山、陽泉、霍東、武夏礦區(qū)北部局部可采。

11號煤層厚度0.00～1.00m,平均厚度0.31m，工程見煤率平均75%。沁水煤田煤層對比見圖2。

4.5 S1砂巖

太原組中上部砂巖，為粗?！?xì)粒長石石英砂巖，局部含礫，厚度1.00～20.00m，層位相對穩(wěn)定，普遍發(fā)育，總體北部厚度大、粒度粗；南部厚度小、粒度細(xì)。在東山、陽泉礦區(qū)俗稱第一砂巖，晉東南俗稱黃水溝砂巖、落紅砂巖。

圖2 沁水煤田煤層對比圖

下距K4灰?guī)r3.00～17.32m。S1砂巖與K4灰?guī)r之間局部沉積有9號、10號煤層。

10號煤層：厚度0～1.17m，平均0.18m。

9號煤層：主要分布于襄垣縣夏店往南至沁水，局部可采。煤層厚度0～6.69m，平均0.66m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般不含夾矸。陽泉礦區(qū)稱猴石上煤；晉東南俗稱半香煤[3]。

4.6 K5灰?guī)r

為太原組上部海相灰?guī)r，夾大量燧石結(jié)核和條帶，含海百合莖等動物碎屑。該標(biāo)志層沁水煤田南部發(fā)育，在東山、陽泉、霍東及武夏礦區(qū)北部為海相頁巖或砂質(zhì)灰?guī)r，厚度多小于1m。在武夏礦區(qū)南部、潞安、晉城礦區(qū)層厚0.82～5.64m，平均2.53m。在陽泉俗稱南峪灰?guī)r，晉東南俗稱附城灰?guī)r和第四灰?guī)r。

下距K4灰?guī)r10.00～43.34m，平均29.36m。為7號煤層的直接頂板。K5與S1砂巖之間沉積有7號、8號煤層。

8號煤層：厚度0.00～6.69m，平均0.44m，在東山、陽泉、晉城的澤州等地局部可采。東山舊稱9號煤層，俗稱滿天四尺炭；陽泉舊稱9號、9號上煤層俗稱第二砂巖上煤。霍東礦區(qū)不發(fā)育。

7號煤層：煤層厚度0.00～2.10m，平均0.47m。在多地有分叉現(xiàn)象，霍東、東山、陽泉礦區(qū)不發(fā)育。

4.7 K6灰?guī)r

為太原組頂部海相硅質(zhì)泥晶灰?guī)r或燧石灰?guī)r，含少量生物碎屑。該標(biāo)志層沁水煤田南部發(fā)育，在潞安、晉城礦區(qū)因其層位穩(wěn)定，特征較明顯，往往將它作為劃分太原組與山西組的輔助標(biāo)志。層厚0.00～3.92m，平均1.44m。下距K5灰?guī)r1.14～25.03m，平均12.18m。為5號煤層的直接頂板。晉城稱小東溝灰?guī)r，東山稱疊錐灰?guī)r，陽泉稱豐垢層——砂質(zhì)灰?guī)r。

K6與K5之間賦存有5、6號煤層。在東山、陽泉礦區(qū)舊稱8-1、8-2號煤層，煤層分叉較多，俗稱小齊煤、七尺下煤，局部可采。

6號煤層：厚度0.00～3.15m，平均0.39m。

5號煤層：厚度0.00～5.84m，平均0.49m。

4.8 K7砂巖

山西組底砂巖，灰白色、淺灰色，細(xì)—粗粒長石石英砂巖、粉砂巖，一般是中上部粒度細(xì)，向下部變粗，局部含礫石或相變?yōu)榉凵百|(zhì)泥巖。東山、陽泉礦區(qū)俗稱第三砂巖，晉東南俗稱陵川砂巖。層厚0.00～33.86m，平均 7.81m。下距 K4灰?guī)r 29.23～71.20m,平均48.36m,在東山、陽泉及霍東礦區(qū)北部平均間距為25m左右。

4.9 K8砂巖

為下石盒子組底砂巖。具交錯層理，煅燒后呈紫斑、淺灰—淡黃色。在東山、陽泉、霍東礦區(qū)巖性常為石英砂巖，俗稱第四砂巖，厚度4.00～10.00m。在武夏、潞安及晉城礦區(qū)巖性以長石石英中細(xì)粒砂巖為主，橫向上常相變?yōu)榧?xì)砂巖或粗砂巖俗稱老頂砂巖和佳祥砂巖。砂巖厚度0.45～16.03m,平均厚度5.70m。

K8與K7砂巖間為山西組地層，總體呈灰—灰黑色，與上覆下石盒子組地層的灰黃色、黃綠色相區(qū)別。賦存3～6層煤層。

地理位置上大致沿沁源縣城—武鄉(xiāng)縣城—左權(quán)縣城連線分界，以北山西組地層共含煤6層，在東山礦區(qū)和陽泉礦區(qū)煤層舊編號從上到下為1、2、3、4、5、6號，在霍東礦區(qū)以往僅對可采煤層進(jìn)行了編號，煤層舊編號從上到下為1、2、3號；以南山西組地層共含煤4層，武夏、潞安、晉城礦區(qū)煤層舊編號從上到下為1、2、3、4號。本次對比參照霍東礦區(qū)山西組煤層舊編號，把層位較穩(wěn)定可采煤層編號為1、2、3號。東山、陽泉礦區(qū)煤層舊編號1、2號取消，舊編號3、4、6號對應(yīng)編號為1、2、3號，煤層在山西組中的位置由北往南逐步抬升。

3號煤層：在武夏、潞安、晉城礦區(qū)為大部—全區(qū)可采，為山西組內(nèi)主要可采煤層，位于山西組下部，厚度0.60～12.10m,平均厚度5.58m。在陽泉、霍東礦區(qū)為局部可采煤層，位于山西組下部，厚度0.10～3.55m,平均厚度0.77m。

2號煤層：位于山西組中部。在霍東礦區(qū)大部可采，為主要可采煤層，厚度0.45～2.52m,平均厚度1.24m。在東山、陽泉、武夏、晉城礦區(qū)為局部可采煤層，厚度0.00～3.97m，平均厚度0.68 m。潞安礦區(qū)厚度0～0.79m,平均厚度0.18m。

1號煤層：在東山、陽泉礦區(qū)大部可采，為山西組內(nèi)主要可采煤層，位于山西組中部，厚度0.00～4.75m,平均厚度1.12m。在霍東、晉城礦區(qū)局部可采，位于山西組上—頂部，厚度0.00～1.64m,平均厚度0.54m。

5 結(jié)論

沁水煤田煤層總體對比性明顯可靠，太原組K4以下層位南北沉積差別小，K4以上層位大致以沁源縣城—武鄉(xiāng)縣城—左權(quán)縣城連線分界，以北區(qū)域沉積環(huán)境穩(wěn)定性差，以南區(qū)域沉積環(huán)境較穩(wěn)定，厚度較大，15號煤層是主要可采煤層。山西組大致以沁源縣城—武鄉(xiāng)縣城—左權(quán)縣城連線分界，以北區(qū)域沉積煤層層數(shù)多達(dá)6層，穩(wěn)定可采層3層，以南區(qū)域沉積煤層層數(shù)最多4層，其中3號煤層厚度大、穩(wěn)定可采。本次煤層對比編號可以為煤田勘探、生產(chǎn)的煤層對比參考使用。

[1]王潤福.山西省國土資源廳.山西省煤炭資源圖集[E].2012：8-190.

[2]武鐵山.山西省巖石地層[M].中國地質(zhì)大學(xué)出版社（武漢），1997:173-179.

[3]張耀隆.山西省煤炭資源遠(yuǎn)景調(diào)查匯總報告[R].山西省地質(zhì)礦產(chǎn)局二一二地質(zhì)隊，1988:102-120.

[4]武鐵山.山西省區(qū)域地質(zhì)志[M].地質(zhì)出版社，1989:140-173.

P618.11

A

1004-5716(2015)11-0104-04

2014-11-24

王志學(xué)（1968-），男（漢族），山西芮城人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作。