富泓煤礦礦區(qū)地質(zhì)特征與煤層對(duì)比分析

何石

摘要：在地質(zhì)勘查中，煤層對(duì)比會(huì)對(duì)勘探結(jié)果產(chǎn)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(hào)等三層煤的對(duì)比情況。煤層對(duì)比方法主要為巖性特征（標(biāo)志層）、物性特征（測井曲線）、煤層層間距及煤層自身特征進(jìn)行綜合分析對(duì)比。

關(guān)鍵詞：煤礦礦區(qū)地質(zhì)；煤層對(duì)比；標(biāo)志層；測井曲線

1.區(qū)域地質(zhì)特征

1.1區(qū)域地層

區(qū)域內(nèi)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(tǒng)、寒武系、奧陶系、志留系下統(tǒng)、二疊系、三疊系、侏羅系及第四系。其中二疊系、三疊系地層發(fā)育較全，且分布最廣；區(qū)域內(nèi)缺失的地層為志留系中統(tǒng)及上統(tǒng)、泥盆系、石炭系、晚侏羅系、白堊系及第三系缺失。

1.2區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域位于揚(yáng)子（Pt）準(zhǔn)地臺(tái)黔北（Z-T23）臺(tái)隆遵義（D-C）斷拱畢節(jié)北東向構(gòu)造變形區(qū)和四川臺(tái)坳古藺山字形構(gòu)造前弧東翼北西側(cè)交匯部位的桑木場背斜。區(qū)域主體構(gòu)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(gòu)造交錯(cuò)展布，廣泛發(fā)育。礦區(qū)位于桑木場背斜北西翼，在礦區(qū)外北部發(fā)育有次一級(jí)龍寶背斜、龍家壩向斜、木擔(dān)壩背斜以及尖山子—倪家向斜。

2.富泓煤礦礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1地層

富泓煤礦礦區(qū)及周邊出露地層由老到新依次為：二疊系中統(tǒng)茅口組、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M、長興組，三疊系下統(tǒng)夜郎組、三疊系下統(tǒng)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(tǒng)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(jié)核的灰?guī)r組成，晶粒結(jié)構(gòu)，具縫合線構(gòu)造，產(chǎn)豐富的海相生物化石。地層厚度大于100m，與上覆龍?zhí)督M地層呈假整合接觸。地層出露于礦區(qū)南部外。

2.1.2上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M

區(qū)內(nèi)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(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r、鋁土質(zhì)泥巖、炭質(zhì)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(zhì)泥巖與茅口組頂灰色中厚層狀灰?guī)r作為龍?zhí)督M和茅口組的分界標(biāo)志，頂部為深灰色薄層狀粉砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)粉砂巖與長興組深灰色中厚層狀燧石灰?guī)r分界。含煤10～19層，一般13層，其中可采煤層3層，即5、8、12號(hào)煤。上部富產(chǎn)腕足類、腹足類、瓣鰓類及頭足類等動(dòng)物化石和下部產(chǎn)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(tǒng)長興組

灰、深灰色中厚層狀及厚層狀燧石灰?guī)r組成，含團(tuán)塊狀、透鏡狀、結(jié)核狀燧石，見少量黃鐵礦，產(chǎn)球蜓、科爾尼蟲、腕足類海登貝及瓣鰓類、腹足類、藻類等動(dòng)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(wěn)定。頂部為深灰色團(tuán)塊狀產(chǎn)動(dòng)物化石的鈣質(zhì)泥巖與夜郎組底部淺灰色、風(fēng)化后呈黃灰色薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r作為長興組與上覆三疊系下統(tǒng)夜郎組的分界標(biāo)志。厚44.58m～ 65.25m，平均厚度約54.91m。與上覆三疊系下統(tǒng)夜郎組呈整合接觸。

2.1.4下三疊統(tǒng)夜郎組

由紫色、灰紫色夾灰綠、灰黃色粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及灰色中厚層狀、厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、鮞?；?guī)r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(jù)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?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r。上部常夾鮞?；?guī)r，中部為灰白色中厚層狀灰?guī)r，質(zhì)純性脆，晶粒結(jié)構(gòu)，縫合線構(gòu)造，下部為灰綠色、灰色薄—中厚狀泥質(zhì)灰?guī)r。本組產(chǎn)少量腕足類、瓣鰓類、頭足類、腹足類動(dòng)物化石。底部為灰綠色、灰黃色，薄層狀粉砂質(zhì)泥巖、泥巖，夾少量淺灰色薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r，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(xì)小炭屑，含星散狀、線理狀黃鐵礦，產(chǎn)少量蚌形蛤、舌形貝等瓣鰓類動(dòng)物化石。本段厚約144.04m～194.39m，平均厚度約167.14m。

（2）九級(jí)灘段

上部為紫色、灰紫色夾灰黃色薄層狀水平層理的泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，中部為灰色淺灰色中厚層狀、厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，下部為紫色、灰紫色薄層狀泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，產(chǎn)瓣鰓類等動(dòng)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?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、蠕蟲狀灰?guī)r、蟲跡灰?guī)r等。具蠕蟲狀、蟲跡、縫合線構(gòu)造，泥微晶結(jié)構(gòu)、生物碎屑結(jié)構(gòu)、鮞粒結(jié)構(gòu)等。厚度>300m，與下伏夜郎組九級(jí)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(zhì)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(qū)構(gòu)造

2.2.1礦區(qū)褶皺

富泓煤礦礦區(qū)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(qū)內(nèi)發(fā)育四梗上向斜、團(tuán)山堡背斜及茶灣向斜，礦區(qū)內(nèi)小斷層較發(fā)育，在礦井生產(chǎn)中偶見3m～5m的小斷層。礦區(qū)內(nèi)褶皺情況如下：

（1）團(tuán)山堡背斜：軸向近東西，井田內(nèi)長約2300m向東延出圖幅，背斜軸面近直立，兩翼對(duì)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(xié)調(diào)的圓弧形。

（2）四梗上向斜：與團(tuán)山堡背斜平行展布，其延伸規(guī)模，褶皺形態(tài)十分相似，向斜在井田內(nèi)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(duì)稱寬緩。

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

礦區(qū)內(nèi)地層受以上褶皺影響，大體可以分為4塊單斜區(qū)域。①礦區(qū)北端區(qū)域：即茶灣向斜北翼，地層傾向南東，傾角9°～44°；②礦區(qū)北部區(qū)域：即茶灣向斜南翼、團(tuán)山堡背斜北翼，地層傾向?yàn)榻薄蔽飨颍瑑A角9°～44°；③礦區(qū)中部：即團(tuán)山堡背斜南翼、四梗上向斜北翼，地層傾向?yàn)槟蠔|—南西向，傾角2°～22°；④礦區(qū)南部：即四梗上向斜南翼，地層傾向?yàn)楸睎|—北西向，傾角6°～22°。根據(jù)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(yīng)考慮此地層情況。

2.2.2礦區(qū)斷裂

礦區(qū)內(nèi)發(fā)育2條逆斷層（F1、F2），斷層造成煤系地層重復(fù)，對(duì)本區(qū)煤層造成一定影響。

F1斷層：位于礦區(qū)西側(cè)，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(cè)地層產(chǎn)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(fā)育，角礫巖為基底式膠結(jié)，角礫呈小塊狀，主要以泥巖、砂巖為主，膠結(jié)物主要為泥質(zhì)。根據(jù)勘查資料可知，該斷層位于龍?zhí)督M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(duì)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(cè)地層產(chǎn)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(hào)煤層重復(fù)，龍?zhí)督M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(fā)育，角礫巖為基底式膠結(jié)，角礫呈小塊狀，主要以泥巖、砂巖為主，膠結(jié)物主要為泥質(zhì)。根據(jù)勘查資料可知，該斷層位于長興祖、龍?zhí)督M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(duì)未來煤礦開采有一定影響。

3.富泓煤礦煤層對(duì)比

富泓煤礦井田內(nèi)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(xì)、粉砂巖占26.2%（含率，下同），泥質(zhì)巖占59.6%，碳酸鹽巖占4.7%，煤巖占8.2%組成。龍?zhí)督M含煤10～19層，自上而下編號(hào)為1～15號(hào)，總厚一般7.20m～16.04m，平均10.52米，含煤系數(shù)11%，可采及局部可采煤層為5、8及12號(hào)等3層，可采煤層總厚4.37m～11.04m，平均7.00m，可采含煤系數(shù)7.3%。區(qū)內(nèi)含煤地層厚度較穩(wěn)定，厚84.10m～105.05m，平均厚95.57m。

在地質(zhì)勘查中，煤層對(duì)比會(huì)對(duì)勘探結(jié)果產(chǎn)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(hào)等3層煤的對(duì)比情況。煤層對(duì)比方法主要為巖性特征（標(biāo)志層）、物性特征（測井曲線）、煤層層間距及煤層自身特征進(jìn)行綜合分析對(duì)比。

3.1標(biāo)志層特征

選取井田內(nèi)巖性組合特征及巖性特征明顯、巖性發(fā)育、巖層厚度及地質(zhì)層位穩(wěn)定的石灰?guī)r或生物碎屑灰?guī)r作為標(biāo)志，主要有標(biāo)一、標(biāo)二。各標(biāo)志層特點(diǎn)分述如下：

標(biāo)一（B1）：位于龍?zhí)督M頂部長興組底部深灰色燧石灰?guī)r，厚度47.29m～91.37m，平均56.86m，是劃分長興組與龍?zhí)督M的重要標(biāo)志。層位穩(wěn)定。

標(biāo)二（B2）：位于12煤層以下龍?zhí)督M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?zhí)督M與茅口組的標(biāo)志。層位穩(wěn)定。

3.2煤層物性曲線特征

井田內(nèi)可采煤層物性特征比較明顯，是煤層對(duì)比的基礎(chǔ)，現(xiàn)簡述如下：

B1與5煤層：B1為一層厚1米左右的灰?guī)r標(biāo)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(gè)高幅值單尖峰狀凸起。如圖1所示。

8號(hào)煤層：為一厚煤層。其三側(cè)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(jìn)反映。如圖2所示。

12號(hào)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(hào)煤層的三側(cè)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(duì)比連線的有5、8及12等3層煤層，其間距一般較為穩(wěn)定，各煤層特征見表1。

3.4煤層對(duì)比可靠性

依據(jù)以上標(biāo)志層、煤層特征、煤層間距等對(duì)比標(biāo)志，對(duì)各煤層進(jìn)行對(duì)比如下：

（1）5號(hào)煤層：是區(qū)內(nèi)最上一個(gè)可采煤層，位于龍?zhí)督M中上部，上距龍?zhí)督M頂界26.45m～59.91m，平均37.70m，煤層層位穩(wěn)定，煤層厚度變化較大，結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)比較可靠。

（2）8號(hào)煤層：位于龍?zhí)督M中下部，上距5號(hào)煤23.89m～58.88m，平均37.35m，煤層層位穩(wěn)定，煤層厚度變化較大，結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)比較可靠。

（3）12號(hào)煤層：位于龍?zhí)督M底部，上距8號(hào)煤21.79m～34.75m，平均27.99m，煤層層位穩(wěn)定，煤層厚度變化較大，結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)比較可靠。

4.結(jié)語

本文主要以富泓煤礦區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)煤層對(duì)比的方法進(jìn)行了探究，根據(jù)本文的分析可見，井田內(nèi)的可采煤層5煤層賦存于煤系地層上部，位于B1標(biāo)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(biāo)志層之上。從賦存層位、煤層間距以及有B1、B2標(biāo)志層作對(duì)比依據(jù)，根據(jù)各煤層的層間距以及測井曲線特征，即可將井田內(nèi)煤層對(duì)比清楚。雖然部分煤層的厚度變化幅度較大，但根據(jù)煤層的綜合情況分析煤層對(duì)比可靠。

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