密山市桂龙煤矿勘查区煤层对比依据

桂龙煤矿勘查区位于密山市西北部的中兴村，矿区煤系地层为石炭系上统珍子山组，分为上、中、下三个煤组。矿区内地质构造复杂，断层发育，岩浆岩侵入严重，煤层结构复杂，发育不佳，这些都给本区的煤层对比工作造成了极大的困难。

煤层对比；标志层；岩浆岩；沉积旋回；断层

【作者简介】洪常久，男，1987年毕业于阜新矿业学院，现任东北煤田地质局勘察设计研究总院地质高级工程师；研究方向：煤田地质。

1.前言

密山市煤矿勘查区位于密山市西北部，距密山市大约40公里处的裴德镇中兴村，东西长约4公里，南北宽约2.5公里，面积约10平方公里。桂龙煤矿勘查区就处在本勘查区的中西部，地貌为低山丘陵，植被较好。其构造形态为轴线近东西的向斜，向斜北翼较平缓，地层倾角一般为15白笥遥荒弦斫隙福话阄？0白笥摇？

该勘查区的地层层序自下而上为：石炭系中-上统光庆组；石炭系上统珍子山组；二迭系下统塔头河组、二龙山组及第四系。含煤地层为石炭系上石炭统珍子山组，该组共发育14组煤层，编号1～14。由于本区的煤层厚度和结构变化大，既有单一结构，又有复杂结构，而且断层和褶皱发育，再加上岩浆岩的大面积侵入，使得本区的煤层赋存形态变化较大，这种情况给勘探工作带来很多困难，给煤层的对比划分造成了一定的障碍。

2.煤层复杂原因

该地区的含煤地层集中在石炭系上统珍子山组，该组在本次勘查施工中所见厚度变化较大，从150～350米，一般约为300米，以向斜的轴部厚度最大，向两翼逐渐变薄。该组地层的含煤特点是煤层层数多，厚度变化大，连续性差，可采范围分布不均。从目前掌握的数据来看，区内只有10号煤层全区发育可采，其它煤层为大部可采或局部可采。

上述情况的产生原因是：原始成煤条件不好，成煤环境不稳定，成煤区在成煤过程中，由于横向环境变化过快，导致在一定的时间内未能形成大片的、连续的、稳定的煤层。具体表现为煤层厚度变化大，呈透镜体状、藕节状，甚至是鸡窝状；结构变化大，从单一结构到复杂结构，夹矸成分多样化。

成煤期后构造运动的影响：在煤层形成后，该地区经历了多次的构造运动，本区位于新华夏系第二褶皱隆起带的北部，那丹哈达岭东缘，处在二龙山向斜和老黑山向斜的交接部位，因而构造极为复杂。从本区断层的发育情况来看，该区经历了二次大的构造运动，前次为来自南北向的区域应力场的作用，形成了一套NE和NW向的剪性断层和EW向的压性断层；后次该区受到来自NNW和SSE向的应力作用，形成了一套NNE和NWW向的剪性断层构造，前者又受到后者影响，进一步加剧了该地区的构造复杂程度。

火成岩的侵入影响：该区火成岩侵入及其发育，从以往钻探成果和本次勘查结果来看，火成岩的侵入对本区煤层的赋存形态、厚度和储量、煤质变化影响极大，特别是对中、上部煤层破坏严重。通过分析研究，发现本区火成岩的侵入以东北部最为发育，而对煤层的破坏程度以东北部、西南部最为严重，向西北、东南逐渐减弱。火成岩的产状以岩床为主，沿层间侵入，破坏岩性较软的泥岩、炭质泥岩和煤层。而对于岩性较硬的砂砾岩等，则起到了加大层间距的作用。

煤质变化大的影响：由于在成煤过程中环境不稳定，连续沉积时间短，变化快，导致煤层厚度薄，夹矸层数薄而多，很多夹矸厚度在1～10毫米，这样就使得矿区内整个煤层的灰分变化较大。即使是同一煤层的灰分在不同的区域、不同的深度也变化很大，个别地段在较短的距离内煤层就相变成炭泥岩。

3.煤层对比方法

从前面的叙述中可以看出本区的煤层发育很不稳定，构造非常复杂，这也给我们在钻探施工中及工程结束后的煤层对比工作带来很大的困难。经过我们对区内地层的沉积规律、变化特征、岩性地层和环境对比及测井成果的分析研究，取得了较好的煤层对比效果，基本上掌握了本区煤层对比的方法和依据。总结起来有以下几点：

通过岩性层段划分进行对比：本区的含煤地层为上石炭统珍子山组，该组自下而上由河流相、湖盆相沉积，逐渐变化为河流相、冲积扇相及火山碎屑沉积。从沉积中期开始，火山活动逐渐增多，在这一过程中，出现了三次较稳定的成煤期，从而形成了上、中、下三个煤层集中层位，即珍子山组一段、二段、三段。每一含煤段的岩性都可以作为煤层对比的标志。一、二段是一套砂岩、含砾砂岩、粉砂岩含煤地层，没有火山碎屑成分，而三段则是一套砂岩、泥岩、凝灰岩和凝灰角砾岩含煤地层，含有大量火山碎屑成分。根据这一特征，先将区内钻孔所见地层按岩性划分成段，再进行含煤段中的煤层对比，这样就不易造成煤层组间的对比差错，同时也克服了单个煤层无对比标志的困难。

通过沉积旋回分析进行对比：区内沉积较为完整的含煤地层旋回较多。我们在取得可靠的钻孔岩性柱状后，绘出每个柱状的相变化曲线，进行柱状间的沉积旋回对比，同时用测井曲线配合进行沉积环境分析，在钻孔间找到相应的沉积层。通过这种方法发现煤层都发育在旋回的上部，旋回找到了，煤层对比也就比较清楚了。如果在两个较完整的旋回之间发育一个不完整的含煤旋回，我们通过研究得出的结果是，该旋回为不稳定旋回，只在局部地段发育，并不影响全局。这之间的煤层存在有两种形态，一种是煤层出现分叉，主煤层稳定，分煤层发育不远就尖灭了；另一种是煤层的上部或下部出现另一个两端尖灭的呈透镜状的不稳定煤层。

通过煤层自身特征进行对比；煤层的自身特征包括煤层的厚度、结构、顶底板岩性、煤层间距等，虽然本区煤层发育不稳定，但是在有些地段还是能够找到自身对比的标志的。例如91～3、3～2、4～1、4～2等，就是根据煤层的厚度和层间距进行对比的。这一方法虽然在远距离钻孔之间无法使用，但在相邻勘探线或同一完整地块上的钻孔之间使用，效果还是很好的，煤层对比也比较可靠。

通过寻找标志层进行对比：本区虽然地层本身不稳定，无明显标志层，对比较难，但是通过不断的对比、分析，还是发现了一些可供利用的标志层。例如10煤层顶板的含泥砾灰白色中-细砂岩，在本区所见10煤层钻孔中全部发育，可作为珍子山组一段与二段的分界面，还有3煤层顶板的凝灰质角砾岩，在2、3线钻孔比较发育，可作为珍子山二段与三段的对比标志层，但这种对比只能适用相邻钻孔之间的比对。

通过分析测井曲线特征进行对比：测井曲线对不同时代的地层、煤层与岩层反映不同，经过先期的普查工作再结合本次补充勘查，初步探索出几种岩、煤层的对比方法。

测井曲线对地层沉积旋回反映较好，可通过旋回划分完成钻孔与钻孔之间的地层对比，再进行煤层间的对比。

测井曲线在各含煤段之间的反映较明显，无论是电性曲线还是放射性曲线，不同钻孔的同一个含煤段都有着相似或较相似的特征。通过划分含煤段，再结合层间距及结构变化特征，进行单个煤层的对比。

相邻或近距离钻孔间的同一煤层在测井曲线上有着相同或相近的反映，甚至在相距较远的钻孔间也有类似的反映，可以进行单个煤层的对比。

4.取得成果

通过上述方法和手段，经过反复推敲和认真细致的研究，在煤、岩层对比上取得了很大成果，基本上查清了勘查区内各煤层的分布范围、结构特征，掌握了煤质及煤层厚度变化趋势，了解了构造运动及岩浆岩活动对煤层稳定产生的影响程度和范围，从而保证了所提交勘查报告的准确性及可靠程度。

确定了以全区发育最好的10煤层为对比基线。划定了上、中、下三个含煤段的含煤层数、岩层厚度，其中上部含煤段有2层煤，编号1～2；中部含煤段有7层煤，编号3～9；下部含煤段有5层煤，编号10～14。

确定了上、中部含煤段的分界线为3煤顶板凝灰质角砾岩；中、下部含煤段的分界线为10煤顶板含泥砾中砂岩。

可采煤层中以10煤的厚度最大，与9煤的间距较大，约80～120米，这也是判断9、10煤层的依据。以3～7煤的间距最小，一般2～6米。

桂龙煤矿勘查区虽然地质构造复杂，煤层发育欠佳，岩浆岩侵入严重，给岩、煤层对比带来了很多困难。但是只要我们通过认真的分析研究，从煤层形成的条件、赋存的形态、围岩的特征等入手，再结合后期受构造运动及岩浆岩活动的影响，从中找出进行煤层对比的着眼点和共同点，以点带线，以线带面，由简单到复杂，就能够找到煤层对比的方法和依据，逐步弄清本区煤层的分布范围、发育情况、埋藏深度及受构造影响的程度，为今后矿山的建井和生产提供可靠的依据和有力的保证。