陸 媛,韓長云
(江西省煤田地質(zhì)局 一九五地質(zhì)隊(duì),江西 豐城331100)
洛市礦區(qū)流舍井田位于“萍樂凹陷”中部南緣,出露的地層由老至新為:上元古界神山群(Pt3)、三疊系上統(tǒng)安源組(T3a)、第四系(Qh)。
流舍井田主要煤系地層為三疊系安源組,根據(jù)巖性組合、古生物特征及含煤性,從下往上分為5段,含煤層段為3~5段。
3段:上部由粉砂巖、細(xì)砂巖和中粒砂巖及幾層可采煤層組成,下部以砂巖為主,夾粉砂巖和不穩(wěn)定薄煤層,底部由礫巖或砂巖組成,含煤10~23層,可采煤層4層:13、15、19及22煤層,其余均為不可采薄煤層,地層厚度220m左右,產(chǎn)較多植物化石,偶見微量瓣鰓類、腹足類化石。
4段:由粉砂巖、細(xì)砂巖和煤層組成,夾少量泥巖,底部為砂巖或礫巖與3段分界,含煤3~10層,可采煤層5層:24、25、26、32、33煤層,地層厚度90~100m,產(chǎn)較多植物化石和少量瓣鰓類及腹足類化石。
5段:粉砂巖為主,少量泥質(zhì)鈣質(zhì)細(xì)砂巖,局部為中粗粒砂巖,含較多不穩(wěn)定薄煤層和炭質(zhì)泥巖,含煤多于20層,僅底部34煤層可采,下部粉砂巖中產(chǎn)豐富的植物化石、少量瓣鰓類和腹足類化石,中上部植物化石數(shù)量和屬種均減少,而瓣鰓類和腹足類化石增多。本段地層出露不全,鉆孔揭露最大厚度為434m。
由于勘探手段所限,煤層對比方法主要是根據(jù)巖性特征、煤層特征、層間距、古生物特征等常用手段來進(jìn)行對比,對比工作中采用由大(層段)到?。簩踊蛎航M),由工程控制較密的沉積相對穩(wěn)定的井田中部逐步向外對比的工作步驟。
1)巖性特征:雖然全區(qū)無穩(wěn)定的明顯標(biāo)志層,但是在局部小范圍內(nèi)尚有一些規(guī)律可循,其巖性、巖層組合特征仍可作為對比標(biāo)志。
(1)煤系底部的1段山麓相礫巖和2段濱海湖泊相的粉砂巖作為已過含煤層段的標(biāo)志。
(2)分段砂礫巖組特征見表1。
表1 分段砂礫巖組特征
(3)局部巖性特征:①5段的粉砂巖多含鈣質(zhì),滴酸起泡。②15號煤層附近常見灰白色、淺灰綠色巖漿巖侵入。③ 13號、15號煤層上部常有較厚的中細(xì)粒砂巖,巖性相似、不易區(qū)別,需根據(jù)上、下層位和組合關(guān)系來定。
2)煤層(組)特征:煤系地層中有些煤層本身特征也可作為對比標(biāo)志,例如:34號煤層在井田中部一般為厚煤層,結(jié)構(gòu)極復(fù)雜,揮發(fā)份高,粘結(jié)性好;26號煤層與25號煤層在井田中呈煤組形式出現(xiàn),間距小且以中厚層狀煤層為主,向四周變??;15號煤層常因巖漿巖侵入變?yōu)樘烊唤够虮粠r漿巖侵吞。
3)層間距特征:本井田地層巖性不穩(wěn)定,變化大,沉積厚度由東南向西北有增厚趨勢,所以煤層間距也是有變化的,但煤層間距仍可作為對比的一個(gè)依據(jù)。
4)電測井曲線特征:根據(jù)電阻率和rr曲線的形態(tài)特征作為對比標(biāo)志。例如:22號煤層在視電阻率和rr曲線的形態(tài)是從上到下逐步升高,構(gòu)成階梯狀的形態(tài);34號煤層在視電阻率和rr曲線上其形態(tài)為一較厚的上低下高的臺階狀寬異常,其上面常有一層薄煤層,為一單峰窄異常,這二層在曲線上構(gòu)成一窄一寬的二個(gè)明顯的高異常組合;30號~33號煤組是由3~4個(gè)單峰異常組成,異常距離往往是上面二個(gè)近,中間距離大;25號、26號煤層其異常特點(diǎn)是高度、寬度相差不大,間距小常成對出觀。
5)化石特征對比:根據(jù)收集53個(gè)鉆孔化石資料的統(tǒng)計(jì),植物化石計(jì)有31屬47種,瓣鰓類計(jì)有8屬11種,腹足類計(jì)有3屬4種,昆蟲計(jì)有3屬3種,以及葉肢介和介形蟲化石。根據(jù)化石組合特征,化石的富集程度和保存狀況等特征在不同層段是不相同的,利用這些特征作為煤層對比的依據(jù),本井田安源煤系化石組合特征見表2。
表2 流舍井田安源煤系化石組合特征
在10線與12線的8個(gè)鉆孔中,煤層層間距由東往西增大,13號煤到34號煤層的間距185m增大到242m,煤組的間距也有變大的趨勢,33號至30號的間距由15m增大到25m,對比究竟是否可靠,化石資料提供了可靠的依據(jù)。13號煤層附近羽毛側(cè)羽葉—丁菲羊齒化石組合在8個(gè)鉆孔中有6個(gè)孔見到,22號煤層附近等形側(cè)羽葉—叉羽葉化石組合在8個(gè)鉆孔中有7個(gè)孔見到,對確定13號、22號煤層提供了可靠的依據(jù)。24號煤層附近含介形蟲、瓣鰓類、腹足類化石的泥質(zhì)粉砂巖有5個(gè)鉆孔見到,另外3個(gè)鉆孔未見到是因?yàn)樽優(yōu)楹忤F質(zhì)結(jié)核的泥質(zhì)粉砂巖。33號至30號煤組附近有7個(gè)鉆孔見到瓣鰓類或腹足類化石,且有4個(gè)鉆孔見到上、下兩層動物化石,這充分說明了是由于沉積間距增大的原因而使煤組的間距也拉大了,在這8個(gè)鉆孔中33號、34號煤層附近見有江西腹羽葉—具瘤大網(wǎng)羽葉化石組合的有4個(gè)鉆孔,由于動物化石在這幾個(gè)鉆孔中較為發(fā)育,所以植物化石的數(shù)量和種屬就比較少。從上述8個(gè)鉆孔的化石對比情況看,煤層對比是可靠的。
根據(jù)收集36個(gè)鉆孔化石資料的統(tǒng)計(jì),劃分出上述3個(gè)化石組合可作為煤層對比依據(jù)之一,認(rèn)為利用化石組合的規(guī)律來解決大段的劃分(1、2、3、4、5段)其效果是可靠的,根據(jù)化石組合中重要分子的分布規(guī)律,結(jié)合巖層層序,巖性特征來解決煤層(組)的對比是行之有效的。
(6)顯微特征對比:在井田內(nèi)對8個(gè)鉆孔進(jìn)行了系統(tǒng)的巖石、煤巖樣品的采樣、試驗(yàn),共采集巖礦樣1434個(gè),重礦物樣265個(gè),煤巖鑒定樣168個(gè),煤巖反射率樣50個(gè),光譜樣1500個(gè),化學(xué)成分樣35個(gè),從這些樣品鑒定成果中尋找出一定的規(guī)律(見表3)作為煤層對比依據(jù)。
從表中可知各段之間是有不同特征的。重礦物對比中發(fā)現(xiàn)15號煤層附近磁鐵礦含量高(7.7%~22.9%),而下面的13號煤層磁鐵礦含量很低(0.2%~1.6%);26號煤層附近硝石含量很高(30%~64.5%)而其它層含量都很低;34號煤層附近以重礦物共生組合復(fù)雜,重量大而區(qū)別于其它煤層。煤巖特征是煤層從上到下變質(zhì)程度增高,鏡質(zhì)組反射率依次升高;15號煤層絲炭含量高(10%~30%),而13號煤層絲炭含量很低(3.3%~6.8%)。這些特點(diǎn)綜合起來對于確定15號、13號煤層是很有幫助的。
表3 樣品鑒定成果
通過深入細(xì)致的分析研究工作,用多種手段來進(jìn)行綜合對比,安源煤系的煤層對比是可能得到解決的。根據(jù)巖性特征、化石特征、重礦物特征、煤巖特征來區(qū)別大段的劃分和對比其結(jié)果是可靠的。
總的來說,本區(qū)煤層都是復(fù)結(jié)構(gòu)煤層,很多煤層由于夾矸加厚而成為幾個(gè)分層,所以像13號、22號、25號、26號、32號、33號、34號煤層嚴(yán)格來說是呈煤組形式出現(xiàn)的。
井田中部高級儲量分布區(qū),由于沉積相對較穩(wěn)定煤層發(fā)育較好,鉆孔密度大,工作程度研究程度較高,所以對比基本可靠,向四周由于煤層發(fā)育不好又不穩(wěn)定,鉆孔也稀,對比可靠性要差些。
(1)流舍井田內(nèi)的22號煤層與山西井田內(nèi)的23號煤層究竟是同一層煤,還是分別為22號與23號煤層,根據(jù)井田內(nèi)22號煤層普遍距4段底部砂巖比較遠(yuǎn),而認(rèn)為它可能是低于22號煤層下面的一層煤。
(2)煤分層對比可能會存在串層現(xiàn)象,例如:25號和26號煤層在井田邊緣可能存在這種情況。
煤層對比其實(shí)有許多方法,比如說:標(biāo)志層法、相旋回對比法、煤層自身特征法(煤層厚度、煤層結(jié)構(gòu)、煤巖特征、灰份、硫份、物性參數(shù)特征、砂體、孢粉分析、結(jié)核、包裹體、稀散元素)等。經(jīng)過實(shí)踐證明,煤層對比僅靠某一種手段進(jìn)行對比難以取得好的效果,只有采用多種手段進(jìn)行綜合對比才是最佳的對比方法。