陕北西王寨井田煤层对比

2015-03-31唐玉虎李晓英王卫东

地球 2015年10期

关键词：石英砂井田太原

■唐玉虎李晓英王卫东

（西安地质矿产勘查开发院陕西西安 710100）

陕北西王寨井田煤层对比

■唐玉虎李晓英王卫东

（西安地质矿产勘查开发院陕西西安 710100）

陕北府谷矿区的西王寨井田具有含煤层数多、煤层间距小和厚度变化大的特征，因此给煤层对比带来了难度。本研究根据井田钻孔地质资料，采用综合方法对煤层进行了对比，为整个勘查区地层及煤层的划分提供了可靠的依据。

煤层山西组太原组对比方法西王寨井田

0 前言

煤层对比工作，是将天然露头、槽硐探和钻孔揭露的煤层，根据对比标志，研究、分析判断不同地点两个或两个以上煤层按其自然形态把它们连线起来进行对比的工作。其用于查明煤系地层层序、煤层层位、层数、厚度、煤质及其在空间上的变化规律，以便进行煤层评价，构造判断,储量计算，指导矿井开发生产等，是煤田地质勘探、煤炭资源的开发的基础地质工作。本文以西王寨井田为例浅谈煤层对比的方法。

1 研究区概况

西王寨井田位于陕北石炭二叠纪煤田府谷矿区中部，地层区划属华北地层区伊克昭盟-陕甘宁分区准格尔旗-临县小区，地层由老至新依次为：奥陶系中统马家沟组，石炭系中统本溪组，上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组、石千峰组，三叠系下统刘家沟组及新近系、第四系等。

山西组和太原组是井田内的含煤地层，共含煤层8～18层，具有对比意义的12层。井田内构造较为发育，煤层较多、不甚稳定，煤层间距小，给煤岩层对比带来很大困难。

2 煤层对比方法

本区采用沉积旋回法、标志层法、地球物理测井曲线法、地震剖面法等综合手段进行煤层对比。

2.1 沉积旋回法

山西组为一套河湖交替相含煤沉积，其沉积厚度、含煤性、煤层的赋存状态均受古地理环境的控制。根据沉积体系的演化和聚煤周期性，采用由下向上从粗碎屑沉积到细碎屑夹炭质泥岩、煤层沉积结束，作为一个沉积旋回的划分方法，将山西组划分为3个旋回（图1）。3、4号煤层均赋存于下部各沉积旋回的顶部或上部。

太原组则为一套海陆交互相的含煤沉积，按沉积特征、岩性组合及含煤情况由下向上可划分为三个岩性段。第一段为滨海环境向有利于聚煤环境阶段过渡的产物，可进一步划分为2～3个次级旋回，11号煤层赋存于中部旋回的顶部或上部；第二段为一套由滨海演化为三角洲平原为主的沉积，可划分为4个次级旋回，9-1、9-2、10-1、10-2号煤层赋存于各旋回的顶部或上部；第三段主要为三角洲平原成煤环境下的代表性沉积，可划分为4个次级旋回，5、6、7、8号煤层赋存于各旋回的顶部或上部。

2.2 标志层法

井田层位稳定，分布范围广，在厚度、颜色、岩性特征等方面不同于相邻岩层，可作为地层、煤层对比标志的有H1、H2、H3等3层灰岩、海相泥岩标志层及S1、S2、S3、S4、S5等5层砂岩标志层。

（1）H1标志层：为灰黑色生物碎屑灰岩，厚0～6m，局部相变为含生物碎屑的泥灰岩或泥岩，井田内层位非常稳定。位于太原组第一段顶部，其下为11号煤层，上部为10-2号煤层，是划分11和10-2号煤层及第一、二段界线的重要标志层。（2）H2标志层：为断续分布的薄层迭锥灰岩，位于太原组第二段中上部，其下为9-2号煤层，上为9-1号煤层。（3）H3标志层：灰黑色海相泥岩，含生物化石，夹有迭锥灰岩、泥灰岩或菱铁矿薄层。井田内分布广泛，层位稳定，位于太原组第三段中上部。其下为7号煤层，上为6号煤层，是区分7号和6号煤层的重要标志层。（4）S1标志层（晋祠砂岩）：位于太原组第一段底部，层位稳定，厚度一般1～15m。岩性为灰白、灰褐色厚层状中—粗粒长石石英砂岩，分选性中等，磨圆度为棱角～次棱角状。钙质胶结，硬度较大。该砂岩以其稳定的厚度和特殊的岩性特征不同于相邻岩层，是划分太原组和本溪组地层的重要标志层。（5）S2标志层：位于太原组第二段的中下部，以中、粗粒石英砂岩为主，其下为10-1号煤层，本旋回顶部为9-2号煤层。（6）S3标志层：井田内分布广泛，位于太原组第三段的底部，主要为中、粗粒长石石英砂岩，局部相变为细砂岩，是区分8号与9-1号煤层及第二、三段界线的重要标志层。（7）S4标志层：灰白色细粒石英砂岩或长石石英砂岩，局部相变为泥质粉砂岩或泥岩，在井田内分布较稳定，厚1～7m，平均3m。位于太原组第三段中部，其下为8号煤层，上为7号煤层，是8号和7号煤层之间的重要标志。（8）S5标志层：灰白色中、粗粒石英砂岩或长石石英砂岩，在井田内分布广泛，厚度5～23m，平均15m。位于山西组中下部，其下为4号煤层，该旋回顶部为3号煤层，是4号和3号煤层之间的主要标志层。

2.3 地球物理测井曲线法

井田含煤地层的沉积环境、旋回特征、煤层及岩性组合特征不同，因此其地球物理特征亦不相同，反映在测井曲线上的幅值、形态、组合特征等各异。

从各煤层曲线异常幅值上看：4号和6号煤层视电阻率值特高，而3号和9-1号煤层相对较低；7号煤层相对其它煤层，表现出较低的自然电位异常；从自然伽玛曲线看，11号煤层异常值特高，7、8号煤层异常值特低；密度异常值9-1、10-2号煤层最高，6、7号煤层最低。此外，5、6、7、8和11号煤层测井曲线上有明显的高阻与低自然伽玛异常组合特征，且十分稳定。

从各煤层岩性组合曲线形态上看：4号煤层所赋存的山西组第一旋回，从底部到顶部视电阻率曲线呈波浪状由高变低，自然伽玛曲线呈波浪状由低变高；8号煤层所赋存的太原组第三段下次级旋回，从底部到顶部视电阻率曲线由高到低再到特高，自然伽玛曲线异常波浪状由低变高再变低，具明显的正序列沉积特征；11号煤层与其上部的高炭质泥灰岩，在密度与自然伽玛曲线上显示为一刀形异常，生物碎屑灰岩上为密度较高，视电阻率曲线特高的异常特征。

上述煤层、地层曲线特征的差异性，为煤层对比提供了较为可靠的依据。

2.4 地震剖面对比法

地震时间剖面经处理，其信噪比高、同相轴连续性好、地质现象反映清晰、效果明显。如4号煤层反射波组整体同相轴连续～较连续、能量强，2～3个相位，视主频40～60Hz，稳定性较好，近水平延续，全区连续性好。根据波组对比的基本原则，即：相位相同、波形相似、振幅能量横向变化较小、波组特征基本一致等，利用Landmark地震解释系统对工区已标定的4号煤层反射波组反射层进行主、联测线及平面一体化精细解释。在解释中充分利用地震剖面的压缩、放大、自动追踪及交点闭合等地震解释技术，利用这些手段可进行煤层对比工作。