禹州煤田葡萄寺矿区煤岩层对比方法

摘要：煤岩层对比是煤田地质勘探中的重要工作之一。综合运用标志层法、层间距法、煤层煤质特征法、测井曲线法对葡萄寺井田煤岩层进行了对比，探讨了针对不同层段采用不同组合能取得较好效果，对本区及邻区下一步煤田地质勘探具有借鉴和指导作用。

关键词：煤岩层对比；标志层；测井曲线；禹州煤田

中图分类号：TD15     文献识别码：A

概况

葡萄寺矿区位于禹州煤田北部，区内大部被新生界覆盖，北部有零星基岩露头，地层区划属华北地层区豫西地层分区嵩箕地层小区。构造区划属华北板块南部，嵩箕构造区，荟翠山~风后岭背斜南翼，白沙—许昌向斜北翼西段。根据地表出露及钻孔揭露情况，地层层序由老至新依次为奥陶系，石炭系，二叠系，三叠系，新近系、第四系。

1 含煤性

本区含煤地层为石炭系上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组和二叠系上统上石盒子组，地层总厚度700.12m，可分为9个煤段，含煤34层，煤层总厚度9.13m，含煤系数1.30%。区内可采煤层为二1、七2煤层，二1煤层为全区可采为是区内主要煤层；二2煤层为局部可采煤层，可采煤层合计厚度5.73m，可采含煤系数0.82%。

2 煤岩层对比

煤岩层对比主要用标志层、层间距、煤层煤质特征、测井曲线特征四个方法进行对比。

2.1 标志层

平顶山砂岩：为二叠系上统石千峰组底界砂岩，灰—灰白色中粗粒长石石英砂岩，分选中等，硅质孔隙式胶结，镜下可见再生式胶结，岩石致密竖硬。是寻找煤系，推测七2煤层和二1煤层深度，对比七2煤层的主要标志层。

田家沟砂岩：位于上石盒子组底部，浅灰色、灰白色中厚层状中粗粒长石石英砂岩，硅质胶结，分选性差，交错层理发育，底部常含泥砾及细砾石，平均厚8.21m。为七煤段底界和上、下石盒子组分界砂岩，对比七2煤层的主要标志层。

砂锅窑砂岩：位于下石盒子组底部，浅灰—灰白色中粗粒长石石英砂岩，碎屑呈次棱角—次圆状，分选性差，泥硅质胶结，含较多的暗色岩屑，发育交错层理，底部常含石英细砾和泥砾，表面粗糙，平均厚13.54m。为下石盒子组与山西组分界砂岩，对比二1煤层的标志层。

大占砂岩：位于山西组下部，灰色中细粒长石石英砂岩，泥、硅质胶结，交错层理发育，纹理面上分布有大白云母片及炭屑，自下而上由逆粒序变为为正粒序，平均厚11.13m，层位稳定,为二1煤层直接顶板，是判断二1煤层的最重要标志层。

L7灰岩：位于石炭系太原组上部，深灰色石灰岩，含生物碎屑，泥质含量较高，局部菱铁质、硅质含量较高或含黄铁矿，层位稳定，平均厚2.09m。

以上各标志层岩性特征明显，层位稳定，测井曲线异常突出，是划分、对比及煤层的主要依据。另外，九、八煤段分界砂岩，八、七煤段分界砂岩，七、六煤段分界砂岩，六、五煤段分界砂岩、位于三煤段中上部的大紫泥岩、位于山西组上部的小紫泥岩和中部的香炭砂岩等均可作为煤岩层对比的辅助标志层。

2.2 层间距

本区二1煤层、七2煤层层位稳定，普遍发育，因此二1煤层、七2煤层本身即为良好的标志层，区内主要标志层、煤层的间距虽有一定的变化，但都有相对稳定，是确定地层和对比煤层的主要方法之一。主要煤层及标志层间距见表1

表1 标志层及煤层间距表

2.3 煤层煤质特征

二1煤层位于山西组下部，大占砂岩之下，具有厚度大，煤层结构简单，局部见夹矸1～2层。发热量较高，其中原煤干燥基高位发热量(Qgr,d)26.99～31.83MJ/kg ，平均29.56MJ/kg，原煤干燥基低位发热量(Qnet,d)平均28.66MJ/kg，二1煤为中（低）灰、特低硫、低磷贫瘦煤和贫煤。二1煤层主要化学成分特点见表2。

七2煤层位于上石盒子组七煤段的中下部，下距田家沟砂岩38.26m，上距平顶山砂岩220.38m。具有厚度相对较大，煤层结构简单，局部有1层夹矸。七2煤为中灰、低硫、特低磷焦煤，七2煤层主要化学成分特点见表2。

表2 可采煤层化学特征对比表

本区二1煤层与七2煤层比较好区分，当遇到断层地层出露不全、重复或煤层厚度有变化时，可利用煤层煤质特征进行辅助判别，其它煤层多为薄煤层（不可采）或煤线，且不稳定，据以上各自特征可以对比区分。

2.4 测井曲线特征

测井曲线是煤岩层的客观反映，利用测井曲线特征进行对比是确定煤段、煤层、标志层和解释构造的主要手段之一，本区煤、岩层物性差异明显，不同煤层、岩层的视电阻率、自然伽玛、伽玛伽玛及自然电位等物性参数和测井曲线组合形态不同。

二1煤层视电阻率曲线峰值较高，视电阻率曲线呈中高异常，曲线形态钟形，镘头形，园滑对称，低密度；人工伽玛曲线一般峰值较高，厚层呈箱形波状，介面陡直，薄层呈笔状，有夹矸者呈多峰笔状；天然伽玛低异常，三种参数“两高一低”，特征明显。二1煤层曲线特征见图1。

图1 二1煤层测井曲线特征

七2煤层由于灰分高，所以人工伽玛曲线峰值较低，但与围岩相比仍呈高大的异常，曲线形态一般呈单峰（无夹矸）及驼峰状（有夹矸）；电阻率曲线峰值较高，天然伽玛低异常，特征较明显。七2煤层曲线特征见图2。

图2 七2煤层测井曲线特征

平顶山砂岩视电阻率曲线异常高，圆滑，有起伏，人工伽玛曲线平直，天然伽玛曲线异常起伏较大。

大占砂岩视电阻率曲线一般上低下高，带有锯齿，天然伽玛曲线一般比其它段砂岩较高。

测井曲线常与其他方法结合使用，互为补充，相互验证。当标志层特征不明显或岩芯采取率低时，可利用测井曲线进行层位确定。

3 结 语

在煤炭地质勘探中煤岩层对比是一项基础性的工作，同时也是一项非常重要且复杂的地质工作。各种对比方法在不同地区或层位均有其优缺点，单采用一种对比方法进行煤岩层位确定和划分，容易出现煤岩层位误判，综合利用各种方法进行煤岩层对比是比较可靠的。结合本区实际情况，得出适合本区的对比方法。利用标志层法、层间距法为主，煤层煤质特征、测井曲线特征法相辅助的方法。取得较好的效果，对本区及周边地区下一步煤田地质勘探工作具有一定指导意义。

参考文献

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