新安煤田中部煤岩层对比的研究.pdf

51 新安煤田中部煤岩层对比的研究 黄平华,宁超 焦作工学院 资源与环境工程系,河南 焦作454003 摘要分析了主要含煤层段二叠系山西组和上、 下石盒子组的岩性组合特征及主要可采煤层二1煤对比标志和 局部可采煤层,二2煤、 七2煤的对比标志,确定了煤层对比的主要方法为标志层法,层间距法,煤质特征分析法和 物性法。 关键词煤层对比;标志层;岩性组合 中图分类号P641. 4 6 文献标识码A 作者简介黄平华1978 - ,男,江西抚州人,焦作工学院资源与环境工程系研究生,主要从事煤层瓦斯预测研究工作。 文章编号1671 - 53142004 02 - 0051 - 03 Study of Correlation of Coal and Rock Seams in the Central Part of Xin’an Coalfield HUANG Ping- hua , NINGChao Jiaozuo Institute of T echnology, Jiaozuo 454003 , China Abstract The combinedlithological characteristicsof main coal - bearing members , the Shanxi ation and the upper andlow2 er Shihezi ations are analyzed , accompanied by the correlation marks of the main minable coal seams ,Ⅱ1coal and the local minable coal seams includingⅡ2coal andⅦ2coal. Then the major s for coal seam correlation such as analysis of the mark seams , spacing between coal beds , coal quality characteristics and physical properties are established. Key words correlation of coal seams; mark seam; combined lithological characteristics 新安煤田位于豫西地区,由于上覆非煤系地层 盖层较厚,煤层埋藏较深,地质条件复杂,以前未涉 及勘探开发,地质研究程度较低。 近年来,随着中、 浅 部煤炭资源量日益减少,深部煤炭资源的勘探开发 已进入实质性操作阶段。深部掩埋的主要含煤层段 的地层划分、对比和多煤层地区煤层层位的对比是 准确划分煤层,进行分煤层储量计算的重要环节。 1可采煤层和局部、 偶尔可采煤层 新安煤田含可采煤层和局部、偶尔可采煤层为 二叠系山西组和上石盒子组。山西组含主要可采煤 层二1煤层和局部可采煤层二2煤层。 上石盒子组含 偶尔可采煤层七2煤层。 二1煤层赋存于山西组下部,上距下石盒子组底 部砂岩78. 04 m,下距太原组顶层灰岩 L 7 16. 07m。 煤层厚度0～14. 30 m,平均厚度4. 15 m,煤层结构简 单。 二2煤层上距砂锅窑砂岩64. 30 m,下距二1煤 层20. 54 m,厚度0～2. 63 m,平均厚度0. 81 m,煤层 结构较简单。 七2煤层赋存于上石盒子组中部,上距平顶山 砂岩133. 70 m,下距上石盒子组底部田家沟砂岩 62. 67 m。 煤层厚度0～0. 95 m,见煤点平均厚度 0. 72 m6个点平均 , 为偶尔可采煤层。 2煤岩层对比 2. 1标志层法 标志层指具有独立岩矿特征,岩层厚度稳定,具 有明显标志的岩层,利用标志层可划分地层的分组 段界线和确定煤层层位。 2. 1. 1太原组顶部硅质泥岩 太原组顶部海相泥岩,具明显的二分性,上部为 南通工学院学报自然科学版 Journal of Nantong Institute of T echnologyNatural Science Vol. 3No. 2 Jun. 2004 第3卷第2期 2004年6月 南通工学院学报自然科学版522004年 黑灰色泥岩,夹有2～3层硅质泥岩或菱铁质泥岩薄 层,致密,性脆;下部为硅质泥岩,致密坚硬,节理发育, 俗称 “铁里石”,全区发育稳定,厚度3. 28～7. 83 m,一 般厚度4. 29 m。全区发育厚度稳定,岩性特征明显, 极易对比,属区域性标志层。 2. 1. 2山西组底部 “波浪带砂岩” “波浪带砂岩”位于山西组底部,为二1煤层直 接底板,厚度3. 14～7. 85 m,一般厚度4. 44 m,由灰 -深灰色薄层细粒砂岩、粉砂岩夹灰黑色泥岩条带 组成,呈黑白相间显示透镜状-细波状层理,黄铁矿 结核顺层分布。 全区稳定发育,特征明显,是确定二1 煤层底板的良好标志。 2. 1. 3大占砂岩 浅灰色,中、 细粒岩屑石英砂岩,镜下岩矿鉴定 石英约占78 ,长石占5 ,岩屑占12 ,菱铁矿占 5 ,偶见海绿石。 层面含大片白云母片和炭屑为其 典型特征。 厚度1. 64～27. 97 m,一般厚度4. 96 m。 全 区稳定,为二1煤层直接顶板,是对比二1煤层的区 域性标志层。 2. 1. 4砂锅窑砂岩 浅灰-灰白色,中、 细粒石英砂岩,石英占85 , 长石占7 ,岩屑占8 。见微量锆石、 电气石及磷 灰石。 分选好,发育大型板状交错层理。 厚度1. 15～ 12. 86 m,一般厚度5. 43 m。 全区发育,为山西组和下 石盒子组的分界标志。 2. 1. 5田家沟砂岩 浅灰、 灰白色,细-中粒长石石英砂岩,主要成 分为石英,约占80 ,次为长石,含暗色岩屑及泥质 包体。 分选较好,磨圆度较好,硅质胶结,底部多为粗 粒砂岩,偶见石英细砂砾岩。 发育大型板状交错层理 和平行层理,厚度1. 08～15. 60 m,一般厚度6. 45m。 全区发育,为下石盒子组和上石盒子组的分界层。 层 位稳定,岩性特征明显,为区域性标志之一。 2. 1. 6平顶山砂岩 浅灰-灰白色,微带红色,厚层状,中、 粗粒长石 石英砂岩、 石英砂岩,底部含石英砾。 分选中等,硅质 胶结,具大型板状交错层理和平行层理。 平顶山砂岩厚度44. 00～66. 90 m,一般厚度 55. 63 m,厚度较稳定,岩性坚硬,宏观特征明显,野 外露头常形成陡壁和山包。该砂岩为良好的区域标 志层。 本区标志层明显,以标志层特征准确划分了各 组段地层。 由于沉积环境较为稳定,主要煤层与标 志层有一定组合关系,掌握标志层特征,及其与煤层 的组合关系,钻探生产中,预测煤层位和深度,有重 要的指导意义和明显的成效。 2. 2层间距法 区内地层厚度及煤层间距相对比较稳定,虽有 一定变化,但有规律可循。 煤层间距及主要煤层及主 要标志层间距横向上均具对比性,见表1。 2. 3物性特征 煤层相对围岩具有较高的电阻率,低密度,低自 然伽码的特点,电阻率值大部分在300～600Ω,密度 值在1. 25～1. 45 g/ cm3,自然伽码值在50 API以下, 所以在视电阻率曲线上是较高异常反映,在密度和 自然伽码曲线上是低异常反映,与围岩物性差异明 显,易于识别,见图1。 2. 4煤中硫含量的差异特征 二1煤层硫含量相对较高,主要为无机硫,呈黄 铁矿结核赋存于煤层中。 全硫含量最低值为1. 09 , 表1主要煤层与主要标志层间距统计表单位 m 间距 层位 勘探线 平均 间距 1921222324252626′272831 P2sh 1 七2 St Ss 二2 Sd 二1 L7 134. 10 133. 31 137. 63 138. 34 139. 47 137. 02 136. 51 131. 02 122. 54 136. 69 134. 11 133. 70 67. 8464. 2064. 5357. 5362. 3763. 1464. 9960. 1356. 6370. 3157. 7562. 67 241. 72 252. 68 240. 80 249. 67 258. 38 246. 57 256. 80 233. 23 237. 23 237. 92 256. 35 246. 36 61. 2256. 9868. 1155. 4451. 5459. 2857. 8484. 8481. 1063. 0867. 8364. 30 21. 9714. 1314. 4223. 7116. 6318. 1013. 6019. 0320. 2722. 7524. 8719. 10 2. 352. 693. 110. 872. 380. 421. 440. 340. 520. 2801. 44 12. 2711. 8512. 9411. 3212. 7814. 7613. 4712. 3112. 8913. 8010. 1912. 60 53 最高值为5. 40 ,平均值为2. 76 。 二2煤层硫含量相对较低,主要为无机硫,呈分 散状黄铁矿细小颗粒,全硫含量最低值为0. 11 , 最高值为1. 43 ,平均值为0. 93 。 相距较近的二1 煤层和二2煤层硫含量差异较大,是区别二个煤层的 一个重要特征。 2. 5古生物化石法 新安煤田精查阶段,煤系地层山西组全取芯含 二1、 二2煤层 , 上石盒子组含七煤层,部分钻孔取 芯。 太原组部分取芯。 在取出的岩芯及地表露头岩层 中均能见到较多的古植物和古动物化石,根据化石 特征的鉴定对地层划分有着重要意义。 2. 5. 1太原组灰岩 含有典型的动物化石 Quasifusulina sp.似纺锤蜓 Pseudoschwagerina sp.假希瓦格蜓 Triticites sp.麦粒蜓 Bothrophyllum sp.沟珊瑚 Caninia sp.犬齿珊瑚 2. 5. 2山西组 动物化石本区未见,植物为三角织羊齿一中国 瓣轮叶一翅编羊齿组合带,主要特征是 a 大羽羊 齿、 瓣轮叶始现 ; b 美羊齿类、 栉羊齿、 带羊齿类、 齿 羊齿全面繁盛 ;c 楔叶目繁盛。 主要代表有 Sphenophyllum verticiuatum轮生楔叶 Plagiozamites oblongifolius椭圆斜羽叶 Pecopteris marginata厚缘栉羊齿 P. P. arcuata弧曲栉羊齿, P. A orientalis东方栉羊齿 2. 5. 3上石盒子组七煤段 七煤段上部的黑色泥岩中具舌形贝化石,且与 大量植物化石共生,是判别七煤段层位的可靠标志 之一。主要特征在于 a 肾掌蕨于本组合中非常多 见,并达到高峰期 ; b 多裂掌叶开始出现个体数量 多,在组合中也很常见。主要代表有 Chiropteris reniis肾掌蕨 Lobatannuiaria multifollia多叶瓣轮叶 Psygmophyllum multipartitum多裂掌叶 3结论 通过标志层,层间距等方法进行煤层对比,准确 确定了七2、 二2、 二1煤层的层位,为精确分煤层计算 储量提供了重要的依据。 参考文献 [1]陈钟惠.华北晚古生代含煤岩系的沉积环境及聚煤规律 [M].武汉中国地质大学出版社,1993. [2]李宝若,温显贵,李贵东.华北石炭二叠系高分辫率层序 地层分析[J ].地学前缘,1999 ,6增 81 - 94. [3]庞世臣,宋萍.红会一矿煤层对比分析及主要标志层 的确定[J ].西安科技学院学报,2000 ,204 304 - 306. 黄平华,等新安煤田中部煤岩层对比的研究 图12203孔含煤岩系测井响应