富泓煤矿矿区地质特征与煤层对比分析

何石

摘要：在地质勘查中，煤层对比会对勘探结果产生较大影响。本文主要讨论富泓煤矿可采及局部可采煤层5、8及12号等三层煤的对比情况。煤层对比方法主要为岩性特征（标志层）、物性特征（测井曲线）、煤层层间距及煤层自身特征进行综合分析对比。

关键词：煤矿矿区地质；煤层对比；标志层；测井曲线

1.区域地质特征

1.1区域地层

区域内出露的地层均为沉积岩地层，无岩浆岩层出露。出露地层有震旦系上统、寒武系、奥陶系、志留系下统、二叠系、三叠系、侏罗系及第四系。其中二叠系、三叠系地层发育较全，且分布最广；区域内缺失的地层为志留系中统及上统、泥盆系、石炭系、晚侏罗系、白垩系及第三系缺失。

1.2区域构造

区域位于扬子（Pt）准地台黔北（Z-T23）台隆遵义（D-C）断拱毕节北东向构造变形区和四川台坳古蔺山字形构造前弧东翼北西侧交汇部位的桑木场背斜。区域主体构造为桑木场背斜，在该背斜近轴部一带，北东向和北北西向的断裂构造交错展布，广泛发育。矿区位于桑木场背斜北西翼，在矿区外北部发育有次一级龙宝背斜、龙家坝向斜、木担坝背斜以及尖山子—倪家向斜。

2.富泓煤矿矿区地质特征

2.1地层

富泓煤矿矿区及周边出露地层由老到新依次为：二叠系中统茅口组、二叠系上统龙潭组、长兴组，三叠系下统夜郎组、三叠系下统茅草铺组及第四系。地层由老到新概况如下：

2.1.1中二叠统茅口组

由灰色、深灰色中厚层状、厚层状含少量燧石斑块及结核的灰岩组成，晶粒结构，具缝合线构造，产丰富的海相生物化石。地层厚度大于100m，与上覆龙潭组地层呈假整合接触。地层出露于矿区南部外。

2.1.2上二叠统龙潭组

区内主要含煤地层，由一套海陆交互相沉积的浅灰、灰、深灰、灰黑色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩、粉砂岩、灰岩及泥质灰岩、铝土质泥岩、炭质泥岩及煤层（线）等组成。底部浅灰色、黄灰色夹紫红色似层状铝土质泥岩与茅口组顶灰色中厚层状灰岩作为龙潭组和茅口组的分界标志，顶部为深灰色薄层状粉砂质泥岩或泥质粉砂岩与长兴组深灰色中厚层状燧石灰岩分界。含煤10～19层，一般13层，其中可采煤层3层，即5、8、12号煤。上部富产腕足类、腹足类、瓣鳃类及头足类等动物化石和下部产大羽羊齿、蕉羊齿、栉羊齿等植物化石。厚84.10m～105.05m，平均厚约95.57m，与上覆长兴组地层呈整合接触。

2.1.3上二叠统长兴组

灰、深灰色中厚层状及厚层状燧石灰岩组成，含团塊状、透镜状、结核状燧石，见少量黄铁矿，产球蜓、科尔尼虫、腕足类海登贝及瓣鳃类、腹足类、藻类等动物化石。顶部夹1～2层厚度为0.05m左右的黄绿色蒙脱石泥岩，层位及厚度稳定。顶部为深灰色团块状产动物化石的钙质泥岩与夜郎组底部浅灰色、风化后呈黄灰色薄层状泥质灰岩作为长兴组与上覆三叠系下统夜郎组的分界标志。厚44.58m～ 65.25m，平均厚度约54.91m。与上覆三叠系下统夜郎组呈整合接触。

2.1.4下三叠统夜郎组

由紫色、灰紫色夹灰绿、灰黄色粉砂质泥岩、粉砂岩及灰色中厚层状、厚层状灰岩、泥质灰岩、鲕粒灰岩组成。厚约437.72m～487.89m，平均厚度约462.81m。与上覆茅草铺组地层呈整合接触。根据岩石组合特征、颜色及厚度分为2段。

（1）沙堡湾段+玉龙山段

灰色、浅灰色中厚层状灰岩、泥质灰岩。上部常夹鲕粒灰岩，中部为灰白色中厚层状灰岩，质纯性脆，晶粒结构，缝合线构造，下部为灰绿色、灰色薄—中厚状泥质灰岩。本组产少量腕足类、瓣鳃类、头足类、腹足类动物化石。底部为灰绿色、灰黄色，薄层状粉砂质泥岩、泥岩，夹少量浅灰色薄层状泥质灰岩，具波状层理及斜层理；下部常夹1～2层灰绿色蒙脱石泥岩；层面偶具细小炭屑，含星散状、线理状黄铁矿，产少量蚌形蛤、舌形贝等瓣鳃类动物化石。本段厚约144.04m～194.39m，平均厚度约167.14m。

（2）九级滩段

上部为紫色、灰紫色夹灰黄色薄层状水平层理的泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩，中部为灰色浅灰色中厚层状、厚层状灰岩、泥质灰岩，下部为紫色、灰紫色薄层状泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，产瓣鳃类等动物化石。本段厚约287.63m～303.71m，平均厚度约295.67m。

2.1.5茅草铺组

灰色、浅灰色中厚层至厚层块状泥微晶灰岩、白云质灰岩、蠕虫状灰岩、虫迹灰岩等。具蠕虫状、虫迹、缝合线构造，泥微晶结构、生物碎屑结构、鲕粒结构等。厚度>300m，与下伏夜郎组九级滩段整合接触。

2.1.6第四系

坡积、残积物及冲洪积物。残积、坡积物多分布山间沟谷、缓坡、山间坝子、洞穴等地带，为砂土、砂质粘土、粘土及碎石等；冲积物分布河谷中，以卵石、砾石及砂土等为主。平均厚约5m。与下伏地层呈角度不整合接触。

2.2矿区构造

2.2.1矿区褶皱

富泓煤矿矿区位于桑木场背斜北西翼，岩层倾向北西287°～北西330°，倾角2°～44°，平均倾角15°。矿区内发育四梗上向斜、团山堡背斜及茶湾向斜，矿区内小断层较发育，在矿井生产中偶见3m～5m的小断层。矿区内褶皱情况如下：

（1）团山堡背斜：轴向近东西，井田内长约2300m向东延出图幅，背斜轴面近直立，两翼对称宽缓，北翼地层倾角9°～44°，南翼地层倾角2°～22°，横切面呈较协调的圆弧形。

（2）四梗上向斜：与团山堡背斜平行展布，其延伸规模，褶皱形态十分相似，向斜在井田内延伸长约3000m，向东延出图幅，北翼地层倾角2°～22°，南翼地层倾角6°～22°，两翼对称宽缓。

（3）茶湾向斜：位于矿区北部，轴向NE-SW，井田内长约800m向东延出图幅，背斜轴近直立两翼对称宽缓。

矿区内地层受以上褶皱影响，大体可以分为4块单斜区域。①矿区北端区域：即茶湾向斜北翼，地层倾向南东，倾角9°～44°；②矿区北部区域：即茶湾向斜南翼、团山堡背斜北翼，地层倾向为近北—北西向，倾角9°～44°；③矿区中部：即团山堡背斜南翼、四梗上向斜北翼，地层倾向为南东—南西向，倾角2°～22°；④矿区南部：即四梗上向斜南翼，地层倾向为北东—北西向，倾角6°～22°。根据勘探资料可知3条褶皱均影响煤系地层，后期煤矿的开采方案应考虑此地层情况。

2.2.2矿区断裂

矿区内发育2条逆断层（F1、F2），断层造成煤系地层重复，对本区煤层造成一定影响。

F1断层：位于矿区西侧，长度约660m，走向EN-WS，倾向344°，倾角60°，落差约9m，为逆断层。地表上此断层不明显，两侧地层产状变化不大，基本和地层倾角一致。深部受钻孔控制，在钻孔可见断层角砾岩，角砾厚度一般在0.70m左右，断层附近小褶曲发育，角砾岩为基底式胶结，角砾呈小块状，主要以泥岩、砂岩为主，胶结物主要为泥质。根据勘查资料可知，该断层位于龙潭组地层中，使得该地层变厚，此断层走向和煤层走向大致一致，对未来煤矿开采有一定影响。

F2断层：位于井田范围中部，长度约700m，走向WNES，倾向36°，倾角46°，落差约16m，为逆断层。地表上此断层不明显，两侧地层产状变化不大，基本和地层倾角一致。深部受钻孔控制，在钻孔中8号煤层重复，龙潭组地层厚度变厚，在钻孔中长兴祖地层厚度变厚，钻孔可见断层角砾岩，角砾厚度在1.0m左右，断层附近小褶曲发育，角砾岩为基底式胶结，角砾呈小块状，主要以泥岩、砂岩为主，胶结物主要为泥质。根据勘查资料可知，该断层位于长兴祖、龙潭组地层中，使得该地层变厚，此断层走向和煤层走向大致一致，对未来煤矿开采有一定影响。

3.富泓煤矿煤层对比

富泓煤矿井田内含煤地层为一套海陆交互相沉积地层，岩石类型以陆源碎屑为主，由细、粉砂岩占26.2%（含率，下同），泥质岩占59.6%，碳酸盐岩占4.7%，煤岩占8.2%组成。龙潭组含煤10～19层，自上而下编号为1～15号，总厚一般7.20m～16.04m，平均10.52米，含煤系数11%，可采及局部可采煤层为5、8及12号等3层，可采煤层总厚4.37m～11.04m，平均7.00m，可采含煤系数7.3%。区内含煤地层厚度较稳定，厚84.10m～105.05m，平均厚95.57m。

在地质勘查中，煤层对比会对勘探结果产生较大影响。本次主要讨论可采及局部可采煤层5、8及12号等3层煤的对比情况。煤层对比方法主要为岩性特征（标志层）、物性特征（测井曲线）、煤层层间距及煤层自身特征进行综合分析对比。

3.1标志层特征

选取井田内岩性组合特征及岩性特征明显、岩性发育、岩层厚度及地质层位稳定的石灰岩或生物碎屑灰岩作为标志，主要有标一、标二。各标志层特点分述如下：

标一（B1）：位于龙潭组顶部长兴组底部深灰色燧石灰岩，厚度47.29m～91.37m，平均56.86m，是劃分长兴组与龙潭组的重要标志。层位稳定。

标二（B2）：位于12煤层以下龙潭组底部与茅口组交界处灰色、浅灰色铝土岩，是确定12煤层及划分龙潭组与茅口组的标志。层位稳定。

3.2煤层物性曲线特征

井田内可采煤层物性特征比较明显，是煤层对比的基础，现简述如下：

B1与5煤层：B1为一层厚1米左右的灰岩标志层。其视电阻率曲线呈高幅值双峰反映，自然伽马曲线和人工伽马曲线均呈低幅值。5煤层下距B1约25m。煤层视电阻率曲线和人工伽马曲线均呈高幅值单峰反映，煤层自然伽马曲线呈低幅值。煤层底板视电阻率曲线有一个高幅值单尖峰状凸起。如图1所示。

8号煤层：为一厚煤层。其三侧向电阻率曲线为高幅值宽峰状反映；煤层自然伽马曲线为低幅值中间有小幅突出呈“W”形反映；长源距伽马伽马曲线为高幅值上窄峰下尖峰状中有针状凹进反映。如图2所示。

12号煤层：下距B3约10m。为一厚煤层，局部含夹矸，底板为铝土岩。12号煤层的三侧向电阻率曲线总体呈中幅值秃峰状反映；自然伽马曲线为上低幅值下高幅值尖峰突出反映；长源距伽马伽马曲线呈高幅值的窄峰状反映。如图3所示。

3.3煤层特征

富泓煤矿对比连线的有5、8及12等3层煤层，其间距一般较为稳定，各煤层特征见表1。

3.4煤层对比可靠性

依据以上标志层、煤层特征、煤层间距等对比标志，对各煤层进行对比如下：

（1）5号煤层：是区内最上一个可采煤层，位于龙潭组中上部，上距龙潭组顶界26.45m～59.91m，平均37.70m，煤层层位稳定，煤层厚度变化较大，结构简单，对比较可靠。

（2）8号煤层：位于龙潭组中下部，上距5号煤23.89m～58.88m，平均37.35m，煤层层位稳定，煤层厚度变化较大，结构简单，对比较可靠。

（3）12号煤层：位于龙潭组底部，上距8号煤21.79m～34.75m，平均27.99m，煤层层位稳定，煤层厚度变化较大，结构简单，对比较可靠。

4.结语

本文主要以富泓煤矿区域为研究对象，对煤层对比的方法进行了探究，根据本文的分析可见，井田内的可采煤层5煤层赋存于煤系地层上部，位于B1标志层之下；8煤层赋存于煤系地层中部；12煤层赋存于煤系地层底部，位于B2标志层之上。从赋存层位、煤层间距以及有B1、B2标志层作对比依据，根据各煤层的层间距以及测井曲线特征，即可将井田内煤层对比清楚。虽然部分煤层的厚度变化幅度较大，但根据煤层的综合情况分析煤层对比可靠。

参考文献：

[1]周一平.贵州安家寨煤矿龙潭组煤层特征及对比[J].煤炭科学技术， 2016， 39（10）： 104～107.

[2]张康.织金源盛煤矿14号与16号煤层地质特征及对比分析[J].资源信息与工程，2017， 32（06）： 51～52.

[3]常东，高占华，彭鸿鹄，张景考，靳彦彬等；测井曲线在淮东煤田大井矿区一井田煤层对比中的应用[J].中国煤炭地质， 2008， 20（12）： 26～27+31.