江西省蓮花縣小江煤礦區(qū)煤層對(duì)比研究

摘要：礦區(qū)主要含煤段為樂平組老山段下亞段和官山段上亞段，共具可采煤層6層。本文綜合應(yīng)用了以標(biāo)志層、沉積旋回為主，以層間距、煤層物理特性為輔的煤層對(duì)比方法，對(duì)礦區(qū)的煤層進(jìn)行了對(duì)比。煤層對(duì)比結(jié)果表明：礦區(qū)內(nèi)主要可采煤層A₃²、B₄¹、B₄²對(duì)比可靠，A₃¹、A₄、B₅對(duì)比基本可靠。

關(guān)鍵詞：小江煤礦;煤層對(duì)比;標(biāo)志層;沉積旋回

中圖分類號(hào)：P618 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??文章編號(hào)：1671-2064（2019）16-0000-00

礦區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)是含煤地層厚度大，地層缺乏明顯標(biāo)志層;煤層層數(shù)多，且厚度變化較大，屬不穩(wěn)定煤層。本文以小江煤礦勘查區(qū)富沖礦段普查成果為基礎(chǔ)，通過分析、探討區(qū)內(nèi)煤礦地質(zhì)特征，總結(jié)、對(duì)比礦區(qū)各煤層間的區(qū)別和聯(lián)系，為礦區(qū)的煤礦勘查提供勘查依據(jù)。

1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1 礦區(qū)地層?

各地層巖性特征自老至新分述如下：

1.1.1 石炭系上統(tǒng)黃龍組（C₂h）

巖性為灰-灰白色厚層狀白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑巖，上部灰?guī)r中含燧石結(jié)核。厚度約550m。

1.1.2二疊系中統(tǒng)棲霞組（P₂q）

巖性為深灰～灰黑色中～厚層狀含燧石灰?guī)r，夾薄層硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)白云巖。地層厚度大于150m。

1.1.3二疊系中統(tǒng)小江邊組（P₂x）

巖性為灰-灰黑色薄層狀鈣質(zhì)泥巖、泥巖，夾泥灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r。地層厚120m。

1.1.4二疊系中統(tǒng)茅口組（P₂m）

巖性：上部為灰白色、灰色硅質(zhì)巖及硅質(zhì)灰?guī)r夾燧石條帶;下部為灰、深灰色中-厚層狀石灰?guī)r夾薄層狀泥灰?guī)r，含燧石結(jié)核，方解石脈較發(fā)育。地層厚大于78m。

1.1.5二疊系上統(tǒng)樂平組（P₃l）

（1）官山段（P₃l^g）。地層平均厚171.63m，分為上、下二個(gè)亞段。下亞段巖性以灰-灰黑色細(xì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，夾薄層粗粉砂巖、鈣質(zhì)細(xì)砂巖;上亞段巖性為深灰-灰黑泥巖、粉砂巖，薄層狀細(xì)砂巖，細(xì)-中粒砂巖組成四個(gè)沉積旋回。頂部為一層厚層狀中、粗粒石英砂巖，一般厚5～10m，該層砂巖全區(qū)穩(wěn)定，特征明顯，為官山段與老山段的分層標(biāo)志層。

（2）老山段（P₃l^l）。?地層平均厚256.56m，分上、中、下三個(gè)亞段。下亞段巖性為：上部為灰-深灰色厚層粉砂巖夾數(shù)層細(xì)砂巖;中部為厚層-巨厚層深灰色泥巖、含炭泥巖、粉砂巖;下部為灰黑色-黑色泥巖、粉砂巖、炭質(zhì)泥巖與細(xì)砂巖不等厚互層。中亞段以灰-灰黑色泥巖、粉砂巖為主。上亞段巖性為灰-深灰色粉砂巖、泥巖與薄-中厚層細(xì)砂巖不等厚互層。

（3）獅子山段（P₃l^s）。為灰-灰白色中厚層-厚層狀石英細(xì)砂巖，局部夾薄層粉砂巖，硅質(zhì)膠結(jié)。地層平均厚8.47m。

（4）王潘里段（P₃l^w）。巖性為灰-灰黑色薄層狀石英細(xì)砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖及泥巖、炭質(zhì)泥巖等，夾薄層煤層1～3層。地層平均厚33.22m。

1.1.6二疊系上統(tǒng)長興組（P₃c）

地表為淺灰黑色薄至中厚層狀硅質(zhì)灰?guī)r和硅質(zhì)巖，鉆孔中為較純的淺灰色薄至中厚層狀隱晶質(zhì)灰?guī)r和硅質(zhì)灰?guī)r。地層厚5～10m。

1.1.7三疊系下統(tǒng)青龍組（T₁q）

上部以淺灰色、黃灰或青灰色薄層狀鈣質(zhì)細(xì)粉砂巖、泥灰?guī)r為主;下部以灰黃色、黃褐色薄層狀至中厚層狀泥灰?guī)r、鈣質(zhì)粉砂巖為主，夾細(xì)砂巖及灰?guī)r透鏡體。

1.1.8 第四系（Q）

殘坡積層巖性為腐殖土、亞粘土、巖石碎塊和砂礫石等，厚度0～15m;沖洪積層巖性為亞砂土、砂礫石等，厚度5m。

1.2?礦區(qū)含煤性

礦區(qū)具可采煤層6層，賦存于官山段上亞段3層（A₃¹、A₃²、A₄）、老山段下亞段3層（B₄¹、B₄²、B₅）。各煤層出露情況和可采程度敘述如下：

1.2.1 官山段上亞段可采煤層

（1）A₃¹煤層。位于第三旋回中下部，距A₃²煤層10～20m。煤層平均厚0.77m，可采面積4.63Km?？刹擅簩臃植驾^零星。煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤層頂、底板為粉砂巖，底板部分為泥巖。煤類為無煙煤，屬局部可采的不穩(wěn)定煤層。

（2）A₃²煤層。賦存于官山段上亞段的第三旋回。煤層位于旋回的上部，距官山段頂部的中粗粒長石石英砂巖（S₃）20～50m，全區(qū)分布。煤層平均厚0.70m，可采面積4.07Km²。36線以北、8線以南區(qū)段為不可采區(qū)段。以塊煤為主，煤層結(jié)構(gòu)較簡單。煤層的頂板巖性為粉砂巖、泥巖，局部為含炭泥巖、砂巖;煤層底板為泥巖、炭質(zhì)泥巖。煤類為無煙煤，屬全區(qū)局部可采的不穩(wěn)定煤層。

（3）A₄煤層。位于官山段上部，煤層賦存于第四旋回上部，距官山段頂部中粗粒砂巖3～5m。煤層平均厚0.39m。0～4線區(qū)段不含煤。煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤層頂、底板多數(shù)為泥質(zhì)粉砂巖、泥巖，少數(shù)鉆孔頂板為砂巖。煤類為無煙煤，為零星可采的不穩(wěn)定煤層。

1.2.2 老山段下亞段可采煤層

（1）B₄¹煤層。煤層賦存于老山段下亞段中部靠下，距B₃煤層10～30m，上距中、下老山亞段鈣質(zhì)砂巖60～80m。煤層平均厚0.92m，可采面積3.95Km²?？刹擅簩又饕植加?0線以北區(qū)域，以粉煤為主。煤層結(jié)構(gòu)簡單，頂板主要為泥巖、粉砂巖，底板巖性以層理不顯的泥巖為主，少數(shù)為炭質(zhì)泥巖。煤類為無煙煤，屬全區(qū)局部可采的不穩(wěn)定煤層。

（2）B₄²煤層。位于老山段下亞段中部，B₄¹煤層之上15～20m，距官山段頂部中粗粒砂巖（S₃）40～70m。煤層平均厚0.95m，可采面積3.95Km²。煤層結(jié)構(gòu)簡單。煤層頂板巖性為粉砂巖、含炭泥巖，底板為泥巖。煤類為無煙煤，屬局部可采的不穩(wěn)定煤層。

（3）B₅煤層。位于老山段上亞段上部，距中、下老山分界的鈣質(zhì)砂巖5～15m。煤層平均厚0.66m。煤層結(jié)構(gòu)較簡單，局部夾炭質(zhì)泥巖、泥巖夾矸薄層。煤類為無煙煤，屬零星可采的不穩(wěn)定煤層。

2 礦區(qū)煤層對(duì)比

2.1 標(biāo)志層對(duì)比

礦區(qū)內(nèi)主要標(biāo)志層為老山段中亞段底部的薄-中厚層狀鈣質(zhì)細(xì)砂巖（鈣質(zhì)粉砂巖），局部為泥灰?guī)r、灰?guī)r，為老山段下亞段和中亞段的分層標(biāo)志層，在層序地層劃分中，為由海退序列向海進(jìn)序列轉(zhuǎn)換的分界線。該鈣質(zhì)砂巖薄層一般與粉砂巖互層出現(xiàn)，鈣質(zhì)砂巖、泥灰?guī)r、灰?guī)r厚0.05～3m，平均厚0.3m。其下5～10m為B₅煤層。砂巖含鈣，局部為泥灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖，見有腕足類動(dòng)物化石（見圖1），分布廣泛。該砂巖是整個(gè)萍樂坳陷樂平煤系中重要的煤層、地層對(duì)比標(biāo)志，本次勘查工作中將其作為煤層對(duì)比中的重要標(biāo)志層，稱其為S₁砂巖層。

礦區(qū)內(nèi)除主要標(biāo)志層S₁砂巖外，還有官山段頂部厚層狀中-粗粒砂巖，該砂巖為官山段和老山段地層劃分的標(biāo)志層，其上3～10m為B₃煤層，其下3～10m為A₄煤層。該層砂巖層位穩(wěn)定、全區(qū)分布，不僅為地層分層的主要標(biāo)志層，也是煤層對(duì)比的重要輔助標(biāo)志層，稱其為S₃砂巖層。

2.2 沉積旋回對(duì)比

在充分分析礦區(qū)各鉆孔剖面基礎(chǔ)上，通過傾向、走向上的綜合對(duì)比將官山段上亞段地層劃分為四個(gè)沉積旋回，自下而上對(duì)比如下：

第一旋回：分布局限，旋回下部為厚層狀中粗粒長石石英砂巖，砂巖中含粉砂巖包體，常見有串球狀黃鐵礦包體，具白云母片。其上為粉砂巖。砂巖厚度變化較大，砂泥比一般為0.75左右，為該旋回特征。

第二旋回：旋回底部為厚層狀中細(xì)粒巖屑砂巖，具黑色粉砂質(zhì)包體，砂巖層厚0～59.43m，砂巖0～6層，具有2～3個(gè)次級(jí)旋回，砂泥比一般為1.38左右。該旋回特征為砂巖以細(xì)-中粒為主，砂巖層厚度較大，砂巖中常見泥質(zhì)、粉砂巖包體。

第三旋回：為官山段上亞段主要煤層賦存部位。旋回底部為細(xì)砂巖夾薄層粉砂巖，砂巖具水平層理和小型斜層理，旋回厚度較大。砂巖層數(shù)多、單層厚度小、砂泥比一般為0.67左右，以細(xì)碎屑巖為主。該旋回特點(diǎn)是以細(xì)碎屑巖為主，沉積旋回厚度50m左右，植物化石豐富。

第四旋回：旋回厚度25～40m，平均36m，旋回底部為厚層狀中細(xì)粒石英砂巖，砂巖底面不平整，與下伏第三旋回為突變接觸。

2.3 層間距對(duì)比

層間距對(duì)比主要應(yīng)用于沉積相相對(duì)較穩(wěn)定的老山段下亞段煤層對(duì)比。老山下亞段煤層中， B₄²與B₄¹層間距約24m，上與B₅煤層層間距約27m，B₄²下距S₃砂巖40～60m。根據(jù)煤層間距均方差數(shù)據(jù)分析，鉆孔見各煤層間距變化幅度不大，均方差基本在11上下波動(dòng)，ZK1207和ZK809因B₅/B₄²煤層間距在60m左右，造成B₅/B₄²煤層間距的均方差大于17。詳見表1。

2.4 測井曲線特征對(duì)比

不同煤層的地球物理特征有一定的差異，在煤層對(duì)比中可作為主要的參考。

B₄¹煤層：測井密度曲線為單峰狀，曲線逐漸達(dá)到峰值再突然升高;自然伽馬曲線形態(tài)總體呈細(xì)齒多峰狀。

A₃²煤層：測井密度曲線為雙峰狀，曲線由第一個(gè)峰值突然降低，然后又逐漸升高呈第二個(gè)峰，第二個(gè)峰值高于第一峰值;自然伽馬曲線呈細(xì)齒多峰狀。

3 結(jié)語

上述是礦區(qū)主要的對(duì)比依據(jù)，通過標(biāo)志層、沉積旋回、煤層地球物理特性、煤層結(jié)構(gòu)、層間距等對(duì)比，礦區(qū)內(nèi)主要可采煤層A₃²、B₄¹、B₄²對(duì)比可靠，A₃¹、A₄、B₅對(duì)比基本可靠。

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收稿日期：2019-06-25

作者簡介：周小平（1986—），女，湖南瀏陽人，本科，工程師，研究方向：礦產(chǎn)資源勘查、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、工程地質(zhì)。