山东阳谷-茌平煤田阿城井田山西组煤岩层对比研究

2014-03-20赵宝聚乔增宝宫海明张来恩赵体群冯园园卢文东

山东国土资源 2014年6期

赵宝聚，乔增宝，宫海明，张来恩，赵体群，冯园园，卢文东

(山东省第一地质矿产勘查院，山东济南 250014)

①山东省第一地质矿产勘查院，山东省阳谷-茌平矿区煤炭勘查资料汇编报告，2011年。

阿城井田受区域上东阿断裂、谭庄-阿城断裂[1-2]及次级断裂构造的影响，区内构造较为复杂(Ⅱ类)，山西组沉积环境以三角洲沉积环境为主，分流河道相最为发育，使煤层沉积的连续性、过渡性差，区内煤层稳定程度属较稳定(Ⅱ型)[3]。部分区域含煤地层断缺、剥蚀、冲刷严重，使得煤岩层对比较困难。该次采用综合对比的方法对区内山西组地层进行了煤岩层对比，满足了勘探阶段任务需要，并对周边煤田地质勘查工作起到了指导作用。

1 地质概况

阿城井田属山东省阳谷-茌平煤田，位于山东省阳谷县境内七级镇至东阿县刘集镇之间，阳谷-茌平煤田东南部，西北距聊城市32km，交通便利。地层属华北地层区鲁西地层分区济宁地层小区，由老至新依次发育有奥陶系、石炭系、二叠系、新近系和第四系(图1)。

其中石炭纪本溪组、石炭—二叠纪太原组、二叠纪山西组为含煤地层，平均总厚度244.10m，含煤24层，可采10层。山西组含煤8层，可采3层(2、3上、3下)，位于中下部的3上煤层为该区主要可采煤层，全区可采①。

图1 研究区区域地质略图

2 煤、岩层对比方法

煤、岩层对比主要采用了煤岩层组合特征对比、标志层对比、层间距对比、测井曲线形态对比、地震物性特征对比等方法，重点对山西组煤、岩层进行综合对比[4-8]。

2.1 煤岩层组合特征对比

山西组下部的沉积环境以海陆交互的三角洲沉积环境为主，浅水三角洲环境沉积了3煤层下至太原组顶部的一套三角洲前缘亚相和下三角洲平原相地层[9-11]，主要由砂岩、泥岩组成。岩性主要为灰色中砂岩、细砂岩和泥岩互层，层位稳定，含煤屑和泥质条带，厚度较大，定名为“花砂”，位于3煤层底界。在此基础上沉积了3煤层，分流河道使三角洲前缘沉积厚度变小，或被分流河道入侵分叉、冲刷变薄甚至缺失。中上部沉积环境从海陆交互沉积环境开始转化为河流-湖泊沉积环境。3煤层上部沉积了一套以陆相沉积物为主的地层，主要由灰白色中粗粒—中细粒长石石英砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成，砂岩具斜层理，含镜煤条带和泥质包体，厚度较大，定名为“三砂”，位于3煤层顶界，是标志层之一(图2)。

图2 山西组沉积旋回特征图

山西组沉积环境稳定，宏观结构类型及变化趋势全区清楚，层位对比可靠。

2.2 标志层对比

山西组主要标志层有：“三砂”(3煤层顶板砂岩)，“花砂”(3煤层底板砂岩)和三灰(山西组与太原组分界层位)；3煤层局部分叉为3上、3中、3下煤层，其中3上煤层赋存在山西组中下部，平均厚度2.97m，除个别钻孔受断层影响变薄外全区可采，其本身就是一个良好的标志层；各标志层特征明显，厚度、层位稳定，易于对比(图3)。

图3 主要标志层对比图

2.3 层间距对比

区内山西组各煤层、标志层层间距较稳定，利用主要标志层层间距可有效进行煤和岩层对比(表1)。

表1 区内主要标志层平均间距 m

2.4 测井曲线形态对比

区内煤岩层物性特征差异明显，不同煤岩层的聚焦电阻率、自然伽马、伽马-伽马和自然电位等物性参数和测井曲线组合形态均不同[12]。砂岩、泥岩段呈中—高阻、高密度、中—高声速、高自然伽马形态，煤层两侧对称分布；煤层段呈高阻、低密度、最高声速、最低自然伽马形态，位于砂岩、泥岩段中间；对比显示煤层段电阻率明显高于砂岩、泥岩段，密度、声速、自然伽马明显低于砂岩、泥岩段，各段物性特征较为明显，对比准确(图4)。