川南某区宣威组煤层标志层特征研究

2015-08-28王文恒

河南科技 2015年4期

王文恒郑曦

（1.四川华源矿业勘查开发有限责任公司，四川成都610059；2.新疆维吾尔自治区地质矿产开发局第九地质大队，新疆乌鲁木齐830000）

四川盆地是我国煤炭资源重要产地。其中二叠系内探明储量为89.53亿吨，占总储量的75.41%。宣威组是二叠系主要的产煤层位之一。从岩性特征及地球物理特征两个方面，对煤层标志层经行对面研究，为分析煤层展布特征及分布规律及储集计算提供有利的地质依据。

1 宣威组地层特征及含煤层段岩性特征

四川盆地靠近康滇古陆两侧为宣威组沉积区，从康滇古陆向东向南逐渐从陆相变为海陆交互相，厚度逐渐增大，含煤性变好。本区上二叠系统宣威组（P3x）为一套海陆交互相碎屑含煤建造[1]。宣威组厚130m-160m，平均150m。按岩性组合及含煤特征可分为两段，上段含煤性较好。宣威组上段是其主要含煤地层。下部岩性为灰、黄灰色薄层状泥质粉砂岩、砂质泥岩和粘土岩及煤层。层间有砂体存在，含鲕状、豆状菱铁矿；中部以黄灰色砂质泥岩、泥岩和泥质粉砂岩为主。宣威组上段，按岩性组合和化石、结核特征划分四个亚段：第一亚段位于上段下部，含较多的鲕状菱铁矿，岩性为浅灰、灰色薄层水云母泥岩、泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩，含炭质泥岩及3煤层，具微波状层理、水平层理，顶部含少量黄铁矿结核。第二亚段位于上段中下部，岩性为灰、深灰色薄层砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩及细砂岩，含炭质泥岩及2煤层，具波状、微波状及少量板状交错层理，含较多黄铁矿结核和小个体的腕足类动物化石是该亚段的特征。在C5煤层伪顶常含丰富的植物叶片化石，其上的老顶为灰、浅灰色中厚层状细砂岩。具微波状层理，少量楔状交错层理。第三亚段位于上段中上部，岩性为灰色薄层泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及细砂岩，不含煤层，含肾状、豆状菱铁矿结核。第四亚段位于上段顶部，岩性为。灰深灰色薄层砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩，含3煤层，具微波状及水平层理。

2 标志层岩性特征

通过对矿区内宣威组上段含煤岩系剖面和钻孔资料详细研究，依据岩石特征、化石特征等划分了7个标志层，其中三层为分布在C1、C5、C7煤层顶板的生物碎屑灰岩[2]。

图1 煤层标志层照片

①Ⅰ号标志层：位于飞仙关组一段(T1f1)底部，浅灰色薄层状粉砂质泥岩中发育白色“龙须状”方解石脉（图1），其下有厚约0.1m-0.3m的含动物化石的薄层生物碎屑泥质灰岩，显晶结构，局部有纤维状结构，块状构造。岩石主要由方解石组成。镜下鉴定为灰色粉晶—细砂晶灰岩，方解石含量占90%以上，生物碎屑占5%左右。生物种类有瓣腮、腕足、介形虫、海绵骨针、棘屑、腹足、有孔虫等。其颜色浅，含生物碎屑少，这是与其他标志层的区别，该层在本区中部较厚，向两边变薄，庆岭由北向南变薄。钻孔中均有揭露，分布广泛，层位稳定，是进入宣威组含煤段的重要标志（图1）。②Ⅳ号标志层：位于5号煤层顶板以上3m左右，为棕灰-深灰色生物碎屑灰岩（图1），隐晶-显晶结构，含较多生物碎片化石。镜下鉴定为深灰色含藻屑、骨屑泥晶灰岩，具泥晶-微晶结构。岩石主要由藻屑组成，其它生物碎屑占10%左右，泥晶方解石填隙物占20%左右，胶结物为隐晶质方解石与炭泥质的混生物。除藻屑外，其它生物种类同Ⅰ号标志层。该层在灰岩标志层中厚度最大，平均达1m。③Ⅳ号标志层：为生物碎屑灰岩，产大量动物化石，含泥质、星散状及团粒状黄铁矿。镜下鉴定为深灰色含介藻屑泥晶灰岩-藻屑微晶灰岩。生物碎屑中，仍以藻类占多数，其种类有始角藻、米齐藻、圆孔藻、仙掌藻等，其余生物碎屑种类有瓣腮、有孔虫、介形虫、腹足类、腕足类、海百合。本层灰岩含泥质较重。紧贴次灰岩之上，有一层厚1-2m黑色泥岩或泥质粉砂岩，呈块状结构，具贝壳状断口，易碎，富含被黄铁矿交代的瓣腮、腹足类完整化石（1），层位十分稳定，是区分与其它几层灰岩标志层的主要辅助标志。

3 标志层地球物理特征

各标志层物性特征明显，视电阻率曲线呈平滑单峰或高单峰突起，是确定标志层层位的依据之一[3]（图2）。①Ⅰ号标志层：电阻率高、密度大、天然放射性照射率低，在测井曲线上形成LL3曲线的高异常和GR曲线低异常相对的组合形态。其对应处的GG曲线幅值低平。该标志层由三叠系下统飞仙关组第一段（T1f1）底部的生物碎屑灰岩组成，厚度一般0.55m-2.36m，平均1.76m，全区稳定，是进入煤系地层的重要标志。②Ⅳ号标志层：电阻率较高，天然放射性含量较低，密度较大，在LL3曲线上呈高幅值的单峰异常，GR曲线呈明显低值异常。该标志层位于宣威组第二段中上部，为生物碎屑灰岩，厚0.28m-1.29m，平均厚度0.80m，上距标Ⅰ约25.50m，是对比C7、C8煤层的辅助标志。③Ⅳ号标志层：电阻率比较高，天然放射性含量较低，密度较大，在LL3曲线上呈高幅值的单峰异常，GR曲线呈明显低值异常。该标志层位于宣威组第二段中部，为生物碎屑灰岩，厚0.20m-0.80m，平均厚度0.40m，上距标Ⅱ约8m全区可见，是对比C7、C8煤层的主要标志。