合阳中东深煤层对比方法研究

贺粉萍+李效益+郭晓红

摘要：本文以陕西省合阳县中东深部勘查区地质资料为基础，简要介绍了研究区范围、地层、含煤地层、煤层，详细研究了5种煤层对比方法，清楚、可靠地划分了该区的岩、煤层。

关键词：煤层对比  石炭二叠系  可采煤层  标高追索

0 引言

合阳县中东深部勘查区位于陕西省渭北石炭二叠系煤田东部，本区煤层层数多，为了准确掌握可采煤层的详细特征，煤层对比显得尤为重要。本文研究的5种煤层对比方法科学可靠，这对本区以后进一步的勘探或周边地域的勘查都将起到很大的帮助作用。

1 研究区概况

1.1 范围 研究区处于渭北石炭二叠纪煤田韩城矿区与澄合矿区的衔接部位，陕西省合阳县城以北，合阳县同家庄乡以南，西南边界与合阳县城紧邻，行政区划隶属合阳县同家庄乡、杨家庄乡、南知堡乡管辖。地理坐标为东经110°08′09″～110°17′22″，北纬35°14′27″～35°17′52″，东西长约13km，南北宽约3km，面积约37km2。该区东与百良预测区相邻，西南与澄合中深部勘查区相邻，北为乔子玄普查区。

1.2 地层 研究区黄土覆盖面积大，基岩出露较少，煤系地层没有出露。上部地层在各沟谷中有出露，但出露不全，且不连续，只在研究区西北角的三叠系和尚沟组与纸坊组地层在钻孔揭露较全。钻孔揭露的地层由老到新为：古生界奥陶系中统峰峰组;石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组;二叠系下统山西组、下石盒子组;二叠系上统上石盒子组、孙家沟组;中生界三叠系下统刘家沟组、和尚沟组;三叠系中统纸坊组;新生界新近系上新统和第四系中上更新统。

1.3 含煤地层 区内含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，是一套海陆交互的含煤建造。

石炭系上统太原组：为区内主要含煤地层之一，属海陆交互相沉积，由于受构造影响，倾伏于地下，区内未见出露，厚度为24.40～73.00m，平均厚度44.99m，岩性较复杂，由砂岩、泥岩、灰岩、砂质泥岩及煤层组成。下部岩性以深灰色泥岩、粉砂质泥岩及粉砂岩为主，局部含砾，砾径最大1cm，一般0.2cm。其中11号煤层就位于（K2）泥灰岩下面0.30～6.45m处。中部岩性以黑色、深灰色泥岩及浅灰色泥灰岩为主，夹有少量石英砂岩、粉砂岩，含有不稳定之薄煤层，其编号为10号。泥灰岩浅灰色，块状坚硬，并含有蜓科化石，层位较稳定，一般1～3层，钻孔揭露厚度为3.70～15.65m，为研究区煤层对比标志层（K2），上部岩性主要为粉砂岩、砂质泥岩、泥岩，含4、5、6号及11号煤层。5号煤层为区内主采煤层，煤层稳定，较厚，易于分辩。4号煤层为区内大部可采煤层，6号煤层为区内局部可采煤层。该组地层厚度变化不大，中部较薄，向外侧变厚。

二叠系下统山西组：为研究区另一主要含煤地层，属纯陆相沉积，区内未出露，钻孔揭露厚度为20.59～51.11m，平均厚度37.98m。与下伏石炭系太原组为整合接触。岩性由深灰、黑灰等色的中、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及煤层组成。含煤层1～3层，编号为2、3号。煤层顶板一般为粉砂岩、泥岩，泥岩中含较多的植物化石。中下部有一层较稳定的厚层状灰白色中粒砂岩及细粒砂岩，富含白云母碎片，局部层面可见大量的黄铁矿结核，裂隙较发育，一般厚度为6m。该层为区内标志层（K花）。其底部砂岩一般为厚层状中～细粒砂岩，斜层理发育，含泥岩及煤的包裹体，全区普遍沉积，一般厚度为4m左右，定为标志层（K4）。

1.4 煤层 研究区含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，共含煤7层，编号为2、3、4、5、6、10、11号，其中2、3号煤层赋存于山西组，4、5、6、10、11号煤层赋存于太原组。2、3、10、11号为不可采煤层，4、5、6号为可采煤层，5号为全区可采煤层，4号为大部分可采煤层，6号为局部可采煤层。

2 煤层对比方法

2.1 煤层自身特征对比法 煤层自身特征包括：煤层厚度、结构、宏观煤岩特征、物性特征等诸方面因素。

4号煤层特征：平均厚度1.40m，结构简单，一般不含夹矸，宏观煤岩类型为半暗煤，粉未状及块状。

5号煤层特征：平均厚度5.82m，结构较简单，一般1～3层夹矸，宏观煤岩类型为半暗煤，粉末状。

6号煤层特征：平均厚度0.82m，结构简单，一般不含夹矸，宏观煤岩类型为半暗煤，粉末状及块状。

2.2 沿走向、倾向煤层标高追索对比法 太原组含煤地层，属构造中等地区，区内断层较多，在一定范围内各主要煤层沉积间距相对稳定，采用煤层底板标高、层间距法进行逐孔逐层追索对比，方法简单，直观可靠，是“三边”工作中采用的主要煤层对比方法之一。4号煤层底板高程-220～+190m，5号煤层底板高程-230～+180m，6号煤层底板高程-170～+170m。4号煤层距5号煤层4m左右，5号煤层距6号煤层3m左右，6号煤层距11号煤层21m左右，煤层易于辨认。

2.3 地球物理特征对比法 区内煤层与围岩物性差异明显，各煤层均有高电阻率、低密度、低自然珈玛、声波时差大之特点。根据多种曲线组合对比，主要煤层的曲线形态各具特征。

4号煤层测井曲线特征：伽玛伽玛曲线在4号煤层上为剑状的高异常反映，自然伽玛曲线为小箱状的低异常反映，视电阻率曲线为尖峰状的高异常反映，各种参数曲线在煤层与围岩的物性特征有较大差异，煤层的物性异常明显。

5号煤层测井曲线特征：伽玛伽玛曲线在5号煤层上为宽箱状的高异常反映，在异常顶部曲线为齿状的起伏变化，在煤层的夹矸位置曲线有倒齿状的低值反映;自然伽玛曲线为箱状的低异常反映，与伽玛伽玛曲线图互为倒向对应;视电阻率曲线为箱状的高阻值反映，煤层异常的上部值较低，下部值较高，呈台阶状，自然电位曲线在煤层上为负异常反映。各种参数曲线在煤层和围岩的物性差异明显，异常反映突出。endprint

6号煤层测井曲线特征：6号煤层比较薄，伽玛伽玛曲线在该煤层上为剑状的高异常反映，自然伽玛曲线为齿状的低异常反映，视电阻率曲线为尖峰状的高异常反映。各种参数曲线在煤层与围岩的物性特征有较大的差异，煤层的物性异常较明显。

2.4 标志层对比法 研究区标志层比较多，且层位稳定，易于辨认，本区钻孔揭露标志层有5～8层，一般6层，利用标志层对比煤层在煤层对比研究中起到了主导作用。

K1标志层：位于石炭系中统本溪组，仅在区内西部及中部钻孔中有揭露，厚度3.76～18.33m，平均厚度8.98m，与下伏地层呈假整合接触。岩性主要为灰色泥岩，研究区西部及西南部泥岩富含铝质和菱铁质鲕粒，该标志层的出现意味着煤系地层的结束。

K2标志层：为太原组中部泥灰岩，厚度3.70～15.65m，浅灰色，块状坚硬，并含有蜓科化石，层位较稳定，一般1～3层，位于11号煤层之上，5号煤层之下，其中11号煤层就位于K2泥灰岩下面0.30～6.45m处。

K花标志层：为山西组中下部一较稳定的厚层状灰白色中粒砂岩及细粒砂岩，富含白云母碎片，一般厚度为6m，下距4号煤层17m左右。

K4标志层：为二叠系下统山西组底部一中～厚层状中～细粒砂岩，斜层理发育，含泥岩及煤的包裹体，层面可见大量的白去母星片，全区普遍沉积，厚度4m左右，下距4号煤层7m左右。

K中标志层：为下石盒子组底部一厚层状浅灰色中～粗粒砂岩，水平层理，富含云母片，氧化层面为浅黄色，厚度10m左右，下距4号煤层41m左右，是预测见煤深度的重要标志。

2.5 地震反射波组特征追索煤层对比法 研究区发育的反射波主要为T5波，是来自4、5、6号煤层的一组复合波，一般以2个强相位出现，反射频率约50Hz，时间深度350～550ms。利用参数孔提供的地层、煤层和测井资料制作人工合成记录，对时间剖面的5号煤层反射波T5波进行了标定，确定有效波与主要地质层位（煤层）之间的对应关系。T5波全区稳定，可以全区追踪对比。

经过和《澄合中深部详查地质报告》及《渭北石炭二叠纪煤田韩城矿区乔子玄普查地质报告》的煤层对比，原5下号煤层为6号煤层。

3 结论

本文运用5种方法对区内岩、煤层对比进行了综合研究，岩层划分、可采煤层层位的确定对比清楚、可靠。

参考文献：

[1]冉广庆.陕西省合阳县中东深部勘查区煤炭资源详查（中间）报告[R].韩城：陕西省煤田地质局一三一队，2011.

[2]何光强.煤田地质勘查中煤层对比方法的探讨[J].煤炭科学技术，2009（06）.

[3]李务论，毛宝安.优势分析在煤层对比中的应用[J].煤田地质与勘探，1995（01）.

作者简介：贺粉萍（1968-），女，陕西渭南人，陕西省煤田地质局一三一队，工程师，主要从事煤田地质工作。endprint