红岭井田煤岩层对比分析

刘 瑾

(河南省煤田地质局三队，河南新乡 453003)

红岭井田位于安阳煤田的北部，由于受多期构造运动叠加的影响，井田内断裂构造较为发育，使地层的连续性遭到破坏，给地层的对比，特别是煤层的对比造成了一定的困难。但是，根据钻孔揭露及井田外围地表出露的地层进行研究分析，探寻地层中的内在规律，通过多种方法和手段的综合运用，可以准确地判定地层层位和确定煤层，从而更好地指导和服务于生产。

1 井田概况

红岭井田位于河南省北部安阳县铜冶、伦掌镇境内，南东距安阳市约38 km，南距水冶镇约15 km，北东距岳城水库约3 km。

区域地层划分属华北地层区山西分区太行山小区，井田内地层由老至新为寒武系中统及上统、奥陶系中统、石炭系中统和上统、二叠系、第三系和第四系，缺失奥陶系下统和上统、志留系、泥盆系和石炭系下统地层。大地构造位置属于华北板块内太行构造亚区之太行断隆，夹持于汤东断裂与林县断层之间，受汤东断裂的直接控制，井田内构造特征以断裂为主，主要发育北北东向和北东向两组高角度正断层，并以北北东向断裂为主，局部发育小型宽缓褶曲。

2 井田主要含煤地层特征

本区为第四系全掩盖区，发育煤系地层为石炭系上统本溪组、太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组，地层平均总厚792.71 m，共划分为9个煤段，含煤20层，平均煤层总厚15.69 m，含煤系数为1.98%。其中主要含煤段为太原组的一煤段(发育一1～一9煤，共15层)和山西组的二煤段(二1～二5煤，共5层)，含煤性较好;而本溪组及上、下石盒子组仅含煤线，含煤性较差。井田内共含可采煤层5层，其中赋存于太原组地层中的一1煤层全区可采，一2，一4煤层大部分可采，一8煤层局部可采，赋存于山西组地层中的二1煤层全区可采，可采煤层平均总厚度10.52 m，可采含煤系数1.33%。

3 井田煤岩层对比分析

根据井田含煤地层沉积规律，本次煤岩层对比主要采用煤岩层组合特征、煤层、标志层及层间距、物性特征和煤质特征等多种手段进行。

3.1 煤岩层组合特征

井田内太原组地层为一典型的海陆交互相沉积体系，山西组地层则为三角洲陆相沉积体系，其煤岩层组合特征存在明显差异，易于区别。1)二1煤层:赋存于山西组下部，主要由砂岩、泥岩和煤层组成，以不含石灰岩区别于太原组各含煤层段。其顶部的大占砂岩层面常含大量的云母片，尤以炭质薄层显示出的密集水平及波状层理为其特征;底部的北岔沟砂岩最突出的特征是黑白相间的花纹，中下部常含黑色泥岩斑块，形成花斑结构。2)一8煤层:赋存于太原组上部灰岩段，该段地层主要由石灰岩、砂岩、泥岩和煤层组成。煤层层位稳定，一般含一层夹矸而将其分为上下两个分层，直接顶板为L8石灰岩，厚度一般2 m～3 m且层位稳定。3)一4，一2，一1煤层:赋存于太原组下部灰岩段，该段地层主要由石灰岩、砂岩、泥岩和煤层组成。L4位于顶部，一般厚1.80 m左右，为一4煤层的直接顶板;L3较薄(一般0.50 m左右)且不直接压煤;L2位于下部，一般厚约5.00 m，为一2煤层的直接顶板;一1煤层位于底部，其底板为本溪组铝土质泥岩。

3.2 煤层、标志层及层间距特征

井田内的主要标志层有:本溪组铝土质泥岩(G层铝土)，太原组L2及L8石灰岩，山西组北岔沟砂岩(Sb)，二1煤层及大占砂岩(Sd)，下石盒子组砂锅窑砂岩(Ss)，上石盒子组田家沟砂岩(St)等共计8个，各标志层特征明显，易于识别，且层间距也较为稳定，是地层划分与对比的重要依据。

1)铝土质泥岩(G层铝土):具鲕状结构，含黄铁矿结核及晶体，为一1煤层的直接底板。2)L2石灰岩:含大量纺缍虫、海百合茎、腕足类等海生动物化石，其次含黄铁矿晶体及燧石结核，是一2煤层的直接顶板，下距O2石灰岩约23 m，上距二1煤层约125 m。3)L8石灰岩:为含泥质生物灰岩，生物化石有原生动物门(蜓和有孔虫)、棘皮动物门、节肢动物门(三叶虫、介形虫)及腕足动物门化石组成，为一8煤层上分层的直接顶板，上距二1煤约43 m，下距L2石灰岩约82 m。4)北岔沟砂岩(Sb):浅灰色、灰色黑白相间形成花斑，具水平波状层理，平均厚度3.80 m。5)二1煤层:全区可采，层位稳定，煤厚一般约5 m，仅此一点即可将二1煤层与太原组各煤层区分开。6)大占砂岩(Sd):中细粒砂岩，具明显的水平及波状层理，层面含大量白云母片，平均厚6.73 m，为二1煤的间接顶板，是见煤的重要标志。7)砂锅窑砂岩(Ss):中粗粒石英砂岩，可见平行及交错层理，底部具石英燧石小砾石，分选差，下距二1煤约83 m。8)田家沟砂岩(St):中粗粒～巨粒石英砂岩，具平行及波状层理，底部常含石英燧石小砾石及泥质包体，以硅质胶结为主，井田内多发育2层～3层，下距二1煤层平均290 m。

3.3 煤质对比

山西组二1煤层属低～中灰、特低硫、特高发热量之无烟煤、贫煤、瘦煤和焦煤;太原组的一8煤属中灰、中硫、高发热量之瘦煤;一4煤属中灰、中硫、中发热量之贫煤和瘦煤;一2煤属低灰、中硫、中发热量之贫煤和瘦煤;一1煤属低灰、中高硫、中高发热量之贫煤和瘦煤。

二1煤与一8，一4，一2，一1煤硫分含量悬殊，是区分山西组煤层与太原组煤层的一个重要标志。

3.4 物性曲线特征对比

测井曲线是进行山西组、太原组对比的重要手段之一，各个煤组及煤层本身的测井曲线形态在纵向上有较大差异，横向上有共性，主要可采煤层测井曲线的组合规律性强。

1)太原组下部灰岩段。一1煤层因含薄层夹矸各曲线皆呈“锯齿状”;一2煤层的直接顶板L2石灰岩厚且沉积稳定，在DLW曲线上呈“鸽翼状”，视电阻率值高达300 Ω·M ～400 Ω·M，在HM曲线上似一个缺边的矩形;一4煤层大多含一层夹矸在DLW曲线上呈“燕尾状”，在HM曲线上则呈“叉状”，见图1。

2)太原组上部灰岩段。一8煤常分叉为上下两个煤分层，在HM曲线上呈“蟹夹状”;L8石灰岩在测井曲线上则呈高阻高密度反应，视电阻率值在250 Ω·M～320 Ω·M左右，见图2。

3)山西组二1煤段。二1煤层在DLW曲线上呈极为突出的正异常反应，视电阻率值达250 Ω·M～300 Ω·M左右，在HM曲线上呈现低密度宽幅高异常反应，顶底界面清楚，定性定厚解释可靠，见图3。

4 结语

井田内主要煤层赋存集中，标志层及煤岩层组合特征明显，具有易于对比的特点。

1)主要煤层集中于一、二煤组，根据各自煤组独有的标志层、煤岩层组合、煤质及物性曲线形态等特征，能够很好地识别和对比。

2)二1煤层为山西组地层中唯一全区可采的厚煤层，其下部的L8石灰岩和顶部的大占砂岩，是对比二1煤层的良好标志层;一8煤层赋存于L8石灰岩之下，且分为上下两个煤分层，极易辨认;一2，一4煤层位于太原组下部灰岩段，其顶板均为层位稳定的石灰岩;一1煤层底板为本溪组铝土质泥岩，岩性特殊，层位稳定，是对比一1煤层的可靠标志。再结合标志层间距、煤质特征及物性曲线形态进行综合分析对比，故各可采煤层对比结果可靠。