高麗潔

(大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司地質(zhì)勘測處，山西 大同 037003)

引 言

色連一號礦位于東勝煤田西北部，面積35.7 km2。由于該地區(qū)的沉積過程受復(fù)雜的古水系和物源的控制，其沉積相帶、頂?shù)装鍘r性、沉積特征等變化較大，煤層層厚變化急劇、成煤主控因素復(fù)雜、導(dǎo)致侏羅系中統(tǒng)延安組(J2y)煤層的層厚與煤質(zhì)在縱、橫向非均質(zhì)性明顯，給煤層對比帶來一定的難度。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地位于華北地臺西緣，是一個多構(gòu)造體系、多旋回演化、多沉積類型的克拉通盆地[1]。東勝煤田大地構(gòu)造分區(qū)屬鄂爾多斯盆地東勝隆起區(qū),處于隆起區(qū)中東部[2](如第142頁圖1所示)。東勝煤田基本構(gòu)造形態(tài)為一向南西緩傾斜的單斜構(gòu)造，煤田內(nèi)局部有小的波狀起伏，褶皺、斷層發(fā)育程度低，無巖漿巖侵入。侏羅系中-下統(tǒng)延安組及侏羅系中統(tǒng)是東勝煤田主要含煤地層，為一套大型內(nèi)陸盆地含煤建造，含6個煤組。本區(qū)侏羅紀(jì)聚煤盆地的沉積基底是三疊系上統(tǒng)延長組(T3y)地層。

2 色連一號礦地質(zhì)簡況

2.1 地層

依據(jù)區(qū)域地質(zhì)填圖及勘探成果，井田地層自下而上有：三疊系上統(tǒng)延長組(T3y)、侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1-2y)、侏羅系中統(tǒng)(J2)、白堊系下統(tǒng)志丹群(K1zh)、第三系上新統(tǒng)(N2)和第四系(Q)。

井田含煤地層為侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1-2y)，平均厚度223.36 m，由一套淺灰、灰白色各粒級的砂巖，灰色、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖和煤層互層組成，含6個煤組。其中，1號煤組位于侏羅系中統(tǒng)(J2)下部(井田內(nèi)僅見炭質(zhì)泥巖層位)；2號煤組位于侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1-2y)上部三巖段；3、4號煤組位于侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1-2y)中部二巖段；5、6號煤組位于侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1-2y)下部一巖段。

2.2 構(gòu)造

色連一號井田構(gòu)造形態(tài)與區(qū)域形態(tài)一致。井田內(nèi)地層總體為一緩傾斜的單斜構(gòu)造，傾角4°～5°，南部發(fā)育有近EW走向的寬緩褶曲。井田內(nèi)中小規(guī)模的正斷層較為發(fā)育，勘探控制及采掘揭露正斷層66條，其中落差大于10 m的6條，310 m～10 m的10條，井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)陷落柱。

3 煤層對比

色連一號井田含煤層數(shù)多，僅從煤層本身的物理特征、厚度及巖層標(biāo)志層，難以準(zhǔn)確進(jìn)行煤層對比。通過綜合分析研究煤層的理化特征宏觀煤巖類型、巖層標(biāo)志層、各煤層的沉積間距、煤巖層的巖性組合特征及地球物理特性等方面，可以找出規(guī)律進(jìn)行煤層對比。

3.1 標(biāo)志層法確定煤層底界面及對比基線

延安組(J1-2y)底部普遍發(fā)育一層灰白色中粗粒砂巖(局部為灰色礫巖)，是區(qū)域地層劃分的標(biāo)志層，可用來識別含煤地層的底界面。井田內(nèi)4號煤組1煤層全區(qū)賦存、厚度及埋深穩(wěn)定，其下部鏡煤逐漸增多，絲炭逐漸減少，電測三側(cè)向電阻率曲線煤層底部幅值明顯增大，表現(xiàn)為正叢樹形；而在散射伽瑪曲線上幅值中部低，呈“凹”字形，特征明顯，因此確定該煤層為對比基線。

圖1 東勝煤田大地構(gòu)造示意圖

3.2 層間距法

色連一號礦含煤地層主要以湖灣相沉積為主，在此環(huán)境下形成的地層在一定的區(qū)域范圍內(nèi)沉積物厚度相對穩(wěn)定，各煤層組間的層間距在一定的范圍內(nèi)變化。成煤后東勝煤田整體受區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動影響較小，地層基本保持原始的賦存狀態(tài)，因此可利用各煤層組間的層間距作為煤層對比的輔助依據(jù)。經(jīng)勘探地質(zhì)資料整理統(tǒng)計，2號煤組與3號煤組間距4.11 m～44.83 m，平均18.34 m；3號煤組與4號煤組間距5.96 m～16.95 m，平均9.78 m；4號煤組與5號煤組間距9.96 m～35.14 m，平均19.48 m；5號煤組與6號煤組間距5.00 m～36.10 m，平均13.56 m；通過以上數(shù)據(jù)同時結(jié)合井田各條地質(zhì)剖面的對比分析可知，各煤組的層間距均在一定的幅度范圍內(nèi)變化，且層間距是線性漸變的，可作為局部范圍煤組劃分的參考依據(jù)。

3.3 巖性組合法

地層在垂向上巖性組合特征反映了沉積環(huán)境的變遷，在某一區(qū)域同一沉積環(huán)境下沉積的地層其巖性組合基本相同或大致相似。2號、6號煤組沉積相主要是由河流沖積形成的泥炭沼澤環(huán)境，因此煤組底部沉積物呈現(xiàn)下粗上細(xì)的正粒序沉積特征，可作為2號、6號煤組對比的依據(jù)之一。而3號與4號煤組、4號與5號煤組之間的巖性組合沉積物為下細(xì)上粗的逆粒序特征，反映出沉積環(huán)境主要為湖灣或湖泊三角洲的巖相特征，可作為3號、4號、5號煤組對比的依據(jù)之一。

3.4 物性特征法

在穩(wěn)定的沉積環(huán)境下，沉積物呈現(xiàn)出穩(wěn)定的厚度及相似的巖性組合特征；而相似的巖性組合和同一煤層會呈現(xiàn)出相似的地球物理曲線形態(tài)特征。色連一號井田煤層物性條件較好，可通過物性曲線形態(tài)的對比分析進(jìn)一步提高煤層對比的質(zhì)量。第143頁圖2是4號煤組1煤層(單層)的標(biāo)準(zhǔn)曲線形態(tài)，三側(cè)向電阻率曲線LL3輻值底部增高，呈正叢樹形；散射伽瑪曲線GGL幅值中部低，呈“凹”字形，兩種曲線形態(tài)明顯，可作為確定4-1煤層的主要依據(jù)。第143頁圖3是5號煤組1煤層(單層)的標(biāo)準(zhǔn)曲線形態(tài)，LL3曲線中部幅值高，呈錐形；GGL曲線幅值平緩呈鋸齒“箱”形；兩種曲線特征明顯，可作為確定5-1煤層的主要依據(jù)。

圖2 4-1煤層測井曲線特征圖

圖3 5-1煤層測井曲線特征圖

通過綜合運(yùn)用上述煤層對比方法，相互驗證，完成了色連一號井田各煤層對比。

4 結(jié)論

4.1 煤層劃分

2號煤組位于侏羅系中下統(tǒng)延安組三巖段(J1-2y3)，含煤0～9層，編號4層分別為：2-1上、2-1下、2-2上、2-2中；3號煤組位于侏羅系中下統(tǒng)延安組二巖段(J1-2y2)上部，含煤3～5層，編號3層分別為：3-1、3-1下、3-2；4號煤組位于侏羅系中下統(tǒng)延安組二巖段(J1-2y2)下部，含煤3～5層，編號3層分別為：4-1上、4-1、4-2；5號煤組位于侏羅系中下統(tǒng)延安組一巖段(J1-2y1)上部，含煤5～6層，編號2層分別為：5-1上、5-1；6號煤組位于侏羅系中下統(tǒng)延安組一巖段(J1-2y1)下部，含煤5～7層，編號4層分別為：6-1上、6-1下、6-2中、6-2下(如表1所示)。

4.2 結(jié)果評價

本次對比在侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1-2y)中共劃分出16個煤層，其中可采煤層9層，分別為2-2上、2-2中、3-1、4-1、5-1上、5-1、6-1下、6-2中、6-2下，可采煤層總厚19.54 m。通過運(yùn)用以上多種方法，井田內(nèi)主要煤層中可采、不可采煤層均對比清楚、可靠，在煤礦建設(shè)生產(chǎn)中得到了驗證。

表1 煤層劃分表