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摘 要:平庄煤田古山矿区位于内蒙古自治区赤峰市元宝山区境内 ,由古山矿一、三井、六家立井、古山深部扩大区及古山深部普查勘探区组成。本文通过对比方法和参照《平庄煤田古山深部普查地质报告》对煤岩层进行了详细的分析,得出了有益的结果。
关键词: 平庄煤田;煤层对比;结构规律
一、对比方法
参照《平庄煤田古山深部普查地质报告》的煤岩层对比成果,遵循先大组对比,后煤组对比其后煤层对比的原则,按岩性相变规律,煤组特征及煤层厚度、结构、间距和分叉变薄的规律,并参照4条主要物性曲线形态进行逐步追索的方法来确定煤层的层位。由浅部孔向深部孔对比,再沿走向对比,倾向线走向线相互对照,多次交叉,综合分析研究,符合总体空间分布规律,剖、平面连线合理顺畅,经反复调整,最后确定单个孔煤层层位。
二、对比依据
1、 砂砾岩段。区内普遍发育,厚层状,分选较差,圆度较差,岩性特征明显,颜色特点显著,为煤系上部的标志层。
2、沉积相。 1煤为薄煤线,上下岩性多为粗岩性,沉积环境表现为冲积、河流相,成煤过程短暂;2煤厚度薄,顶底也多为粗岩性,成煤过程短暂,但粗颗粒明显增加,说明盆地下沉变缓;3煤组过度为沼泽及泥碳沼泽相,顶底板及层间多为粉砂岩或砂质泥岩;在3-4煤组之间有较长的一段冲积相及湖相沉积,岩性多为厚层状粉砂岩夹薄层粗砂岩及砂砾岩;4,5,6,7煤之间湖沼相交替沉积,环境较稳定,持续时间长;8、9、10煤组之间又有一段湖相夹冲积相的沉积,沉积旋回比较明显,说明盆地在持续下降的过程中存在间歇。沿煤层倾向分析,同一时期表现为浅部河流相-中部沼泽相-深部湖泊相沉积。
3、标志层。平庄煤田古山深部勘探报告利用钻孔48个,其中见4组煤钻孔34个,占全区钻孔70.8%,煤层较稳定,分布全区,其物性特征明显,故以4煤组为对比基线。3、4、5、6、7、煤组为全区主要标志层,厚度相对较大,浅部集中,向深部分叉,表现为成煤环境最好时期,也反映出盆地成煤期的最佳状态,本次对比主要以3、4、5、6、7、煤组做为基础,然后上下推沿,3煤分差出3-1、3-2煤,基本全区发育。4煤分差出4-1煤,分布于8线以南。5煤分差出5-1、5-2煤,分布于6线以南。9煤局部分叉,但范围很小。
4、煤组间距。平庄煤田古山深部各煤组之间的赋存距离,结合物性特征,是煤层对比方法之一,间距特征是浅部间距小,煤层合并;向深部分叉,煤组及煤层间距增大。总体看1、2、3煤组之间间距较大;3煤和4煤组间距较大,而且变化有规律,沿走向南部间距较小,向北部明显增大;倾向上浅部间距小,向深部迅速增大,4到7煤组比较集中,间距较小而均等;8、9、10煤组间距较均等,而到北部边缘较集中。
5、测井曲线形态法。以测井曲线特征为依据,根据四种物性参数的幅值、宽度、幅度及组合规律,异常形态特征进行对比。煤层的物性特征与基岩的有较大的差别,表现为侧向电阻率高阻值,密度为低值,自然伽玛为低含量,声波为高声速。四种参数曲线的反映称之为“二高二低”或侧向电阻极低值,密度是低密度,自然伽玛低含量,声波为高声速的物性特征称之为“一高三低”,依此可区分岩煤层。各煤层之间由于沉积时代不同及气候、环境等因素影响,各种物性参数的幅值,宽度、异常形态等组合规律亦不相同,依此可将各煤组及煤层区分开来。
各煤组物性特征如下:
二煤组:
全区见2煤组钻孔18个,其中2个孔见可采层,主要分佈1-3线,8线-11,线分佈不均,煤层赋存深度397.06-943.55m,煤层厚度0.1m-1.10m。曲线呈剑状,煤层顶底板为粉砂岩和细砂岩,四种物性参数在煤层上呈“二高二低”反映,煤层与围岩差异明显。本区见3-2分煤层钻孔26个,有15个钻孔见可采层,主要分作在6-11线。煤层赋存深478.20-833.20m煤层厚度0.2-1.79m。可采煤层平均厚度1.09m。曲线显剑状反映。煤层顶底板岩性为砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、四种物性参数在煤层上呈“二高二低”反映,煤层与围岩差异明显。 本区见3-1分煤层钻孔36个,分布全区。煤层赋存深度438.89-864.43m。深度特征为东南方向浅,西北方向深,西南方向深,东北方向浅。见可采层钻孔22个,平均煤厚1.42m,煤层厚度特征,东南方向厚,西北方向薄,西南方向薄,东北方向厚。可采煤层由0-3个分层组成。曲线呈“剑”状和“山”字型,曲线呈锯齿状。煤层顶底板多为砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩。
煤层呈“二高二低”物性反映,煤层与围岩差异明显。该区见3煤钻孔38个,分布全区,煤层赋深度450.10-883.15m,见煤厚度0.09-5.2m,见可采层钻孔27个,平均煤层1.52m,由0-3个分煤组成。煤层态度呈东南厚,西北薄;西南薄,东北厚。曲线呈双峰状,煤层顶底板的岩性为砂岩泥岩,粉砂岩、细砂岩。 煤层呈“二高二低”物性反映,煤层与围岩差异明显。本区见4-1分煤层钻孔18个,主要分布在1-7线煤层赋存深度591.17-903.22m其特征东南方向深,西北方向浅。见煤厚度0.25-4.8m,可采钻孔14个,平均煤层2.02m。厚度特征,东南厚,西北薄。曲线呈单指和双指型。0510号孔4-1分煤层,因受岩浆的浸入,煤层接触后变质,变为无烟煤。无烟煤均是良导体,侧向电阻率极低值反映,密度呈低密度,自然伽玛低含量,声速为高声速。煤层顶底板岩性为砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩。
煤层物性呈“二高二低”,“一高三低”反映,煤层与基石差异明显。本区见4煤钻孔34个,占全区钻孔71%,分布全区。煤层的赋存特征,煤层深度467.01-932.02m,东南方向深,往西北方向越浅;西南方向深,东北方向浅。全区见可采层钻孔27个,煤厚0.25-5.78m,平均1.8m。煤厚的赋存特征:东南方向后,往西北方向渐薄,东北方向厚。煤层由0-2分煤组成,曲线呈单指和双指型。煤层顶底板的岩性多为砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩。 四种物性在煤层上呈“二高二低”的反映,煤层与围岩差异较大,反映明显。本区见5-2煤有7个钻孔,主要分布在3-6线。煤层的赋存深度370.86-891.00m,见煤层厚度0.38-1.94m,其中见可采层6个钻孔,平均1.50m。曲线呈剑状反映。煤层顶底板为砂质泥岩、粉砂岩。
四种物性参数曲线在煤层上呈“二高二低”的反映,煤层与围岩差异明显。
本区见5-1分煤钻孔11个,主要分布在1-6线赋存深度615.60-894.60m。见煤厚度0.50-4.64m,可采层9个钻孔,平均煤层2.09m。由0-6个分煤层组成。侧向电阻率呈大锯齿状,密度、自然伽玛,声速小锯齿状,0508号孔5-1煤,因受岩浆浸入变为无烟煤。煤层顶底板岩性为砂岩泥岩、粉砂岩、细砂岩,四种物性参数曲线在煤层上呈“二高二低”“一高三低”反映,煤层与围岩差异明显。本区见5煤钻孔32个,分布全区,煤层赋深度474.74-951.16m,赋存特征,东南深,西北浅,西南深,东北浅。煤层厚度0.15-5,81m,煤厚特征,东南厚,西北薄;西南薄,东北厚。可见采25个钻孔,平均煤厚2.03m。由0-4个分煤层组成。曲线呈双指和山字型,侧向电阻率锯齿状,密度,自然伽玛,声速小锯齿,煤层顶底板为砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩。
煤层物性呈“二高二低”“一高三低”反映,煤层与围岩差异明显。本区见6煤组29个钻孔,分布全区,煤层赋存深度492.20-908.20m。赋存特征,东南深,西北浅,西南深,东北浅,煤层厚度0.33-6.30m,煤层厚度特征,东南厚,往西北方向渐薄,西南薄,往东北方向渐厚,见可采23个钻孔,平均煤层厚度2.11m。曲线呈单指和双指型,由0-2个分煤层组成。煤层顶底板的岩性为粉砂岩、细砂岩。
四种物性在煤层上呈“二高二低”反映,煤层与围岩差异较大,反映明显。本区见7煤组30个钻孔,分布全区,煤层赋存深度514.01-923.85m,赋存特征“东南深,西北浅,西南深,东北浅。煤层厚度0.17-6.23m,煤层厚度特征:东南厚,西北薄,西南薄,东北厚,见可采钻孔21个,平均煤厚2.29m。由0-3个分煤层组成。煤层顶底板岩性为砂质泥岩。粉砂岩。细砂岩。
煤层物性呈“二高二低“反映,煤层与围岩差异明显。本区见8煤组27个钻孔,主要分布在5-11线,赋存深度502.68-891.10m,其特征是东南深,西北浅,西南深,东北浅。煤厚0.05-6.61m,煤厚特征:以6线起,往西北方向渐薄。东南方向厚,西北方向薄,西南方向薄,东北方向厚。见可采钻孔13个,平均煤厚2.01m。由0-2分煤层组成,曲线呈“剑”状,煤层顶底板岩性多为粉砂岩、细砂岩。
四种物性在煤层上呈“二高二低”反映,煤层与围岩差异明显。本区见9煤组18个钻孔,主要分布在5线-11线,赋存深度58158-904.35m。其特征是:东南深,西北浅,西南深,东北浅。煤厚0.14-6.26m,煤厚特征:东南方向厚,西北方向薄,西南方向薄,东北方向厚。见可采10个钻孔,平均煤厚3.09m,由0-4个分煤层组成,曲线呈山字型。煤层顶底板的岩性多为粉砂岩、细砂岩。
四种物性在煤层上呈“二高二低”反映,煤层与围岩差异明显。本区见10煤组钻孔12个,煤层的赋存深度593.10-867.50m,煤层厚度0.14-12.53m,平均6.51m,3个点在区外。视电阻率、人工伽玛锯齿状,煤层顶底板岩性均为细砂岩、砾岩,三种物性参数在煤层上呈一高二低反映,煤层与围岩差异明显。
三、含煤段厚度
勘探区含煤段厚度变化范围一般在110-180m之间,浅部在80-110m左右,深部在140-180m之间,排除断层和火成岩的影响,遵循湖滨相和河漫滩沉积的规律性,可控制煤系地层的总厚度。含煤段的颜色特征也很明显,多为灰。深灰及灰白色。
四、结构规律
浅部煤层厚而集中,结构相对复杂,深部分叉变薄,结构相对简单;南部煤层较厚而集中,结构相对复杂,北部分叉尖灭,结构相对简单。由于本区煤层厚度不稳定、变薄分叉尖灭急剧,岩性变化较大,煤层部分被辉绿岩侵蚀破坏,煤层对比比较困难。本次对照了勘探区东南部的生产矿井的煤层情况,进行了综合分析,保持了同一煤组层位的统一性和连续性。本区煤层对比,依据上述方法,对各煤组进行综合分析研究,地质与测井互相配合,互相验证,经反复推敲,最终确定了各煤层层位。
关键词: 平庄煤田;煤层对比;结构规律
一、对比方法
参照《平庄煤田古山深部普查地质报告》的煤岩层对比成果,遵循先大组对比,后煤组对比其后煤层对比的原则,按岩性相变规律,煤组特征及煤层厚度、结构、间距和分叉变薄的规律,并参照4条主要物性曲线形态进行逐步追索的方法来确定煤层的层位。由浅部孔向深部孔对比,再沿走向对比,倾向线走向线相互对照,多次交叉,综合分析研究,符合总体空间分布规律,剖、平面连线合理顺畅,经反复调整,最后确定单个孔煤层层位。
二、对比依据
1、 砂砾岩段。区内普遍发育,厚层状,分选较差,圆度较差,岩性特征明显,颜色特点显著,为煤系上部的标志层。
2、沉积相。 1煤为薄煤线,上下岩性多为粗岩性,沉积环境表现为冲积、河流相,成煤过程短暂;2煤厚度薄,顶底也多为粗岩性,成煤过程短暂,但粗颗粒明显增加,说明盆地下沉变缓;3煤组过度为沼泽及泥碳沼泽相,顶底板及层间多为粉砂岩或砂质泥岩;在3-4煤组之间有较长的一段冲积相及湖相沉积,岩性多为厚层状粉砂岩夹薄层粗砂岩及砂砾岩;4,5,6,7煤之间湖沼相交替沉积,环境较稳定,持续时间长;8、9、10煤组之间又有一段湖相夹冲积相的沉积,沉积旋回比较明显,说明盆地在持续下降的过程中存在间歇。沿煤层倾向分析,同一时期表现为浅部河流相-中部沼泽相-深部湖泊相沉积。
3、标志层。平庄煤田古山深部勘探报告利用钻孔48个,其中见4组煤钻孔34个,占全区钻孔70.8%,煤层较稳定,分布全区,其物性特征明显,故以4煤组为对比基线。3、4、5、6、7、煤组为全区主要标志层,厚度相对较大,浅部集中,向深部分叉,表现为成煤环境最好时期,也反映出盆地成煤期的最佳状态,本次对比主要以3、4、5、6、7、煤组做为基础,然后上下推沿,3煤分差出3-1、3-2煤,基本全区发育。4煤分差出4-1煤,分布于8线以南。5煤分差出5-1、5-2煤,分布于6线以南。9煤局部分叉,但范围很小。
4、煤组间距。平庄煤田古山深部各煤组之间的赋存距离,结合物性特征,是煤层对比方法之一,间距特征是浅部间距小,煤层合并;向深部分叉,煤组及煤层间距增大。总体看1、2、3煤组之间间距较大;3煤和4煤组间距较大,而且变化有规律,沿走向南部间距较小,向北部明显增大;倾向上浅部间距小,向深部迅速增大,4到7煤组比较集中,间距较小而均等;8、9、10煤组间距较均等,而到北部边缘较集中。
5、测井曲线形态法。以测井曲线特征为依据,根据四种物性参数的幅值、宽度、幅度及组合规律,异常形态特征进行对比。煤层的物性特征与基岩的有较大的差别,表现为侧向电阻率高阻值,密度为低值,自然伽玛为低含量,声波为高声速。四种参数曲线的反映称之为“二高二低”或侧向电阻极低值,密度是低密度,自然伽玛低含量,声波为高声速的物性特征称之为“一高三低”,依此可区分岩煤层。各煤层之间由于沉积时代不同及气候、环境等因素影响,各种物性参数的幅值,宽度、异常形态等组合规律亦不相同,依此可将各煤组及煤层区分开来。
各煤组物性特征如下:
二煤组:
全区见2煤组钻孔18个,其中2个孔见可采层,主要分佈1-3线,8线-11,线分佈不均,煤层赋存深度397.06-943.55m,煤层厚度0.1m-1.10m。曲线呈剑状,煤层顶底板为粉砂岩和细砂岩,四种物性参数在煤层上呈“二高二低”反映,煤层与围岩差异明显。本区见3-2分煤层钻孔26个,有15个钻孔见可采层,主要分作在6-11线。煤层赋存深478.20-833.20m煤层厚度0.2-1.79m。可采煤层平均厚度1.09m。曲线显剑状反映。煤层顶底板岩性为砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、四种物性参数在煤层上呈“二高二低”反映,煤层与围岩差异明显。 本区见3-1分煤层钻孔36个,分布全区。煤层赋存深度438.89-864.43m。深度特征为东南方向浅,西北方向深,西南方向深,东北方向浅。见可采层钻孔22个,平均煤厚1.42m,煤层厚度特征,东南方向厚,西北方向薄,西南方向薄,东北方向厚。可采煤层由0-3个分层组成。曲线呈“剑”状和“山”字型,曲线呈锯齿状。煤层顶底板多为砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩。
煤层呈“二高二低”物性反映,煤层与围岩差异明显。该区见3煤钻孔38个,分布全区,煤层赋深度450.10-883.15m,见煤厚度0.09-5.2m,见可采层钻孔27个,平均煤层1.52m,由0-3个分煤组成。煤层态度呈东南厚,西北薄;西南薄,东北厚。曲线呈双峰状,煤层顶底板的岩性为砂岩泥岩,粉砂岩、细砂岩。 煤层呈“二高二低”物性反映,煤层与围岩差异明显。本区见4-1分煤层钻孔18个,主要分布在1-7线煤层赋存深度591.17-903.22m其特征东南方向深,西北方向浅。见煤厚度0.25-4.8m,可采钻孔14个,平均煤层2.02m。厚度特征,东南厚,西北薄。曲线呈单指和双指型。0510号孔4-1分煤层,因受岩浆的浸入,煤层接触后变质,变为无烟煤。无烟煤均是良导体,侧向电阻率极低值反映,密度呈低密度,自然伽玛低含量,声速为高声速。煤层顶底板岩性为砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩。
煤层物性呈“二高二低”,“一高三低”反映,煤层与基石差异明显。本区见4煤钻孔34个,占全区钻孔71%,分布全区。煤层的赋存特征,煤层深度467.01-932.02m,东南方向深,往西北方向越浅;西南方向深,东北方向浅。全区见可采层钻孔27个,煤厚0.25-5.78m,平均1.8m。煤厚的赋存特征:东南方向后,往西北方向渐薄,东北方向厚。煤层由0-2分煤组成,曲线呈单指和双指型。煤层顶底板的岩性多为砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩。 四种物性在煤层上呈“二高二低”的反映,煤层与围岩差异较大,反映明显。本区见5-2煤有7个钻孔,主要分布在3-6线。煤层的赋存深度370.86-891.00m,见煤层厚度0.38-1.94m,其中见可采层6个钻孔,平均1.50m。曲线呈剑状反映。煤层顶底板为砂质泥岩、粉砂岩。
四种物性参数曲线在煤层上呈“二高二低”的反映,煤层与围岩差异明显。
本区见5-1分煤钻孔11个,主要分布在1-6线赋存深度615.60-894.60m。见煤厚度0.50-4.64m,可采层9个钻孔,平均煤层2.09m。由0-6个分煤层组成。侧向电阻率呈大锯齿状,密度、自然伽玛,声速小锯齿状,0508号孔5-1煤,因受岩浆浸入变为无烟煤。煤层顶底板岩性为砂岩泥岩、粉砂岩、细砂岩,四种物性参数曲线在煤层上呈“二高二低”“一高三低”反映,煤层与围岩差异明显。本区见5煤钻孔32个,分布全区,煤层赋深度474.74-951.16m,赋存特征,东南深,西北浅,西南深,东北浅。煤层厚度0.15-5,81m,煤厚特征,东南厚,西北薄;西南薄,东北厚。可见采25个钻孔,平均煤厚2.03m。由0-4个分煤层组成。曲线呈双指和山字型,侧向电阻率锯齿状,密度,自然伽玛,声速小锯齿,煤层顶底板为砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩。
煤层物性呈“二高二低”“一高三低”反映,煤层与围岩差异明显。本区见6煤组29个钻孔,分布全区,煤层赋存深度492.20-908.20m。赋存特征,东南深,西北浅,西南深,东北浅,煤层厚度0.33-6.30m,煤层厚度特征,东南厚,往西北方向渐薄,西南薄,往东北方向渐厚,见可采23个钻孔,平均煤层厚度2.11m。曲线呈单指和双指型,由0-2个分煤层组成。煤层顶底板的岩性为粉砂岩、细砂岩。
四种物性在煤层上呈“二高二低”反映,煤层与围岩差异较大,反映明显。本区见7煤组30个钻孔,分布全区,煤层赋存深度514.01-923.85m,赋存特征“东南深,西北浅,西南深,东北浅。煤层厚度0.17-6.23m,煤层厚度特征:东南厚,西北薄,西南薄,东北厚,见可采钻孔21个,平均煤厚2.29m。由0-3个分煤层组成。煤层顶底板岩性为砂质泥岩。粉砂岩。细砂岩。
煤层物性呈“二高二低“反映,煤层与围岩差异明显。本区见8煤组27个钻孔,主要分布在5-11线,赋存深度502.68-891.10m,其特征是东南深,西北浅,西南深,东北浅。煤厚0.05-6.61m,煤厚特征:以6线起,往西北方向渐薄。东南方向厚,西北方向薄,西南方向薄,东北方向厚。见可采钻孔13个,平均煤厚2.01m。由0-2分煤层组成,曲线呈“剑”状,煤层顶底板岩性多为粉砂岩、细砂岩。
四种物性在煤层上呈“二高二低”反映,煤层与围岩差异明显。本区见9煤组18个钻孔,主要分布在5线-11线,赋存深度58158-904.35m。其特征是:东南深,西北浅,西南深,东北浅。煤厚0.14-6.26m,煤厚特征:东南方向厚,西北方向薄,西南方向薄,东北方向厚。见可采10个钻孔,平均煤厚3.09m,由0-4个分煤层组成,曲线呈山字型。煤层顶底板的岩性多为粉砂岩、细砂岩。
四种物性在煤层上呈“二高二低”反映,煤层与围岩差异明显。本区见10煤组钻孔12个,煤层的赋存深度593.10-867.50m,煤层厚度0.14-12.53m,平均6.51m,3个点在区外。视电阻率、人工伽玛锯齿状,煤层顶底板岩性均为细砂岩、砾岩,三种物性参数在煤层上呈一高二低反映,煤层与围岩差异明显。
三、含煤段厚度
勘探区含煤段厚度变化范围一般在110-180m之间,浅部在80-110m左右,深部在140-180m之间,排除断层和火成岩的影响,遵循湖滨相和河漫滩沉积的规律性,可控制煤系地层的总厚度。含煤段的颜色特征也很明显,多为灰。深灰及灰白色。
四、结构规律
浅部煤层厚而集中,结构相对复杂,深部分叉变薄,结构相对简单;南部煤层较厚而集中,结构相对复杂,北部分叉尖灭,结构相对简单。由于本区煤层厚度不稳定、变薄分叉尖灭急剧,岩性变化较大,煤层部分被辉绿岩侵蚀破坏,煤层对比比较困难。本次对照了勘探区东南部的生产矿井的煤层情况,进行了综合分析,保持了同一煤组层位的统一性和连续性。本区煤层对比,依据上述方法,对各煤组进行综合分析研究,地质与测井互相配合,互相验证,经反复推敲,最终确定了各煤层层位。