密山市桂龍煤礦勘查區煤層對比依據

桂龍煤礦勘查區位于密山市西北部的中興村，礦區煤系地層為石炭系上統珍子山組，分為上、中、下三個煤組。礦區內地質構造復雜，斷層發育，巖漿巖侵入嚴重，煤層結構復雜，發育不佳，這些都給本區的煤層對比工作造成了極大的困難。

煤層對比；標志層；巖漿巖；沉積旋回；斷層

【作者簡介】洪常久，男，1987年畢業于阜新礦業學院，現任東北煤田地質局勘察設計研究總院地質高級工程師；研究方向：煤田地質。

1.前言

密山市煤礦勘查區位于密山市西北部，距密山市大約40公里處的裴德鎮中興村，東西長約4公里，南北寬約2.5公里，面積約10平方公里。桂龍煤礦勘查區就處在本勘查區的中西部，地貌為低山丘陵，植被較好。其構造形態為軸線近東西的向斜，向斜北翼較平緩，地層傾角一般為15白笥遙荒弦斫隙福一般危0白笥搖？

該勘查區的地層層序自下而上為：石炭系中-上統光慶組；石炭系上統珍子山組；二迭系下統塔頭河組、二龍山組及第四系。含煤地層為石炭系上石炭統珍子山組，該組共發育14組煤層，編號1～14。由于本區的煤層厚度和結構變化大，既有單一結構，又有復雜結構，而且斷層和褶皺發育，再加上巖漿巖的大面積侵入，使得本區的煤層賦存形態變化較大，這種情況給勘探工作帶來很多困難，給煤層的對比劃分造成了一定的障礙。

2.煤層復雜原因

該地區的含煤地層集中在石炭系上統珍子山組，該組在本次勘查施工中所見厚度變化較大，從150～350米，一般約為300米，以向斜的軸部厚度最大，向兩翼逐漸變薄。該組地層的含煤特點是煤層層數多，厚度變化大，連續性差，可采范圍分布不均。從目前掌握的數據來看，區內只有10號煤層全區發育可采，其它煤層為大部可采或局部可采。

上述情況的產生原因是：原始成煤條件不好，成煤環境不穩定，成煤區在成煤過程中，由于橫向環境變化過快，導致在一定的時間內未能形成大片的、連續的、穩定的煤層。具體表現為煤層厚度變化大，呈透鏡體狀、藕節狀，甚至是雞窩狀；結構變化大，從單一結構到復雜結構，夾矸成分多樣化。

成煤期后構造運動的影響：在煤層形成后，該地區經歷了多次的構造運動，本區位于新華夏系第二褶皺隆起帶的北部，那丹哈達嶺東緣，處在二龍山向斜和老黑山向斜的交接部位，因而構造極為復雜。從本區斷層的發育情況來看，該區經歷了二次大的構造運動，前次為來自南北向的區域應力場的作用，形成了一套NE和NW向的剪性斷層和EW向的壓性斷層；后次該區受到來自NNW和SSE向的應力作用，形成了一套NNE和NWW向的剪性斷層構造，前者又受到后者影響，進一步加劇了該地區的構造復雜程度。

火成巖的侵入影響：該區火成巖侵入及其發育，從以往鉆探成果和本次勘查結果來看，火成巖的侵入對本區煤層的賦存形態、厚度和儲量、煤質變化影響極大，特別是對中、上部煤層破壞嚴重。通過分析研究，發現本區火成巖的侵入以東北部最為發育，而對煤層的破壞程度以東北部、西南部最為嚴重，向西北、東南逐漸減弱。火成巖的產狀以巖床為主，沿層間侵入，破壞巖性較軟的泥巖、炭質泥巖和煤層。而對于巖性較硬的砂礫巖等，則起到了加大層間距的作用。

煤質變化大的影響：由于在成煤過程中環境不穩定，連續沉積時間短，變化快，導致煤層厚度薄，夾矸層數薄而多，很多夾矸厚度在1～10毫米，這樣就使得礦區內整個煤層的灰分變化較大。即使是同一煤層的灰分在不同的區域、不同的深度也變化很大，個別地段在較短的距離內煤層就相變成炭泥巖。

3.煤層對比方法

從前面的敘述中可以看出本區的煤層發育很不穩定，構造非常復雜，這也給我們在鉆探施工中及工程結束后的煤層對比工作帶來很大的困難。經過我們對區內地層的沉積規律、變化特征、巖性地層和環境對比及測井成果的分析研究，取得了較好的煤層對比效果，基本上掌握了本區煤層對比的方法和依據。總結起來有以下幾點：

通過巖性層段劃分進行對比：本區的含煤地層為上石炭統珍子山組，該組自下而上由河流相、湖盆相沉積，逐漸變化為河流相、沖積扇相及火山碎屑沉積。從沉積中期開始，火山活動逐漸增多，在這一過程中，出現了三次較穩定的成煤期，從而形成了上、中、下三個煤層集中層位，即珍子山組一段、二段、三段。每一含煤段的巖性都可以作為煤層對比的標志。一、二段是一套砂巖、含礫砂巖、粉砂巖含煤地層，沒有火山碎屑成分，而三段則是一套砂巖、泥巖、凝灰巖和凝灰角礫巖含煤地層，含有大量火山碎屑成分。根據這一特征，先將區內鉆孔所見地層按巖性劃分成段，再進行含煤段中的煤層對比，這樣就不易造成煤層組間的對比差錯，同時也克服了單個煤層無對比標志的困難。

通過沉積旋回分析進行對比：區內沉積較為完整的含煤地層旋回較多。我們在取得可靠的鉆孔巖性柱狀后，繪出每個柱狀的相變化曲線，進行柱狀間的沉積旋回對比，同時用測井曲線配合進行沉積環境分析，在鉆孔間找到相應的沉積層。通過這種方法發現煤層都發育在旋回的上部，旋回找到了，煤層對比也就比較清楚了。如果在兩個較完整的旋回之間發育一個不完整的含煤旋回，我們通過研究得出的結果是，該旋回為不穩定旋回，只在局部地段發育，并不影響全局。這之間的煤層存在有兩種形態，一種是煤層出現分叉，主煤層穩定，分煤層發育不遠就尖滅了；另一種是煤層的上部或下部出現另一個兩端尖滅的呈透鏡狀的不穩定煤層。

通過煤層自身特征進行對比；煤層的自身特征包括煤層的厚度、結構、頂底板巖性、煤層間距等，雖然本區煤層發育不穩定，但是在有些地段還是能夠找到自身對比的標志的。例如91～3、3～2、4～1、4～2等，就是根據煤層的厚度和層間距進行對比的。這一方法雖然在遠距離鉆孔之間無法使用，但在相鄰勘探線或同一完整地塊上的鉆孔之間使用，效果還是很好的，煤層對比也比較可靠。

通過尋找標志層進行對比：本區雖然地層本身不穩定，無明顯標志層，對比較難，但是通過不斷的對比、分析，還是發現了一些可供利用的標志層。例如10煤層頂板的含泥礫灰白色中-細砂巖，在本區所見10煤層鉆孔中全部發育，可作為珍子山組一段與二段的分界面，還有3煤層頂板的凝灰質角礫巖，在2、3線鉆孔比較發育，可作為珍子山二段與三段的對比標志層，但這種對比只能適用相鄰鉆孔之間的比對。

通過分析測井曲線特征進行對比：測井曲線對不同時代的地層、煤層與巖層反映不同，經過先期的普查工作再結合本次補充勘查，初步探索出幾種巖、煤層的對比方法。

測井曲線對地層沉積旋回反映較好，可通過旋回劃分完成鉆孔與鉆孔之間的地層對比，再進行煤層間的對比。

測井曲線在各含煤段之間的反映較明顯，無論是電性曲線還是放射性曲線，不同鉆孔的同一個含煤段都有著相似或較相似的特征。通過劃分含煤段，再結合層間距及結構變化特征，進行單個煤層的對比。

相鄰或近距離鉆孔間的同一煤層在測井曲線上有著相同或相近的反映，甚至在相距較遠的鉆孔間也有類似的反映，可以進行單個煤層的對比。

4.取得成果

通過上述方法和手段，經過反復推敲和認真細致的研究，在煤、巖層對比上取得了很大成果，基本上查清了勘查區內各煤層的分布范圍、結構特征，掌握了煤質及煤層厚度變化趨勢，了解了構造運動及巖漿巖活動對煤層穩定產生的影響程度和范圍，從而保證了所提交勘查報告的準確性及可靠程度。

確定了以全區發育最好的10煤層為對比基線。劃定了上、中、下三個含煤段的含煤層數、巖層厚度，其中上部含煤段有2層煤，編號1～2；中部含煤段有7層煤，編號3～9；下部含煤段有5層煤，編號10～14。

確定了上、中部含煤段的分界線為3煤頂板凝灰質角礫巖；中、下部含煤段的分界線為10煤頂板含泥礫中砂巖。

可采煤層中以10煤的厚度最大，與9煤的間距較大，約80～120米，這也是判斷9、10煤層的依據。以3～7煤的間距最小，一般2～6米。

桂龍煤礦勘查區雖然地質構造復雜，煤層發育欠佳，巖漿巖侵入嚴重，給巖、煤層對比帶來了很多困難。但是只要我們通過認真的分析研究，從煤層形成的條件、賦存的形態、圍巖的特征等入手，再結合后期受構造運動及巖漿巖活動的影響，從中找出進行煤層對比的著眼點和共同點，以點帶線，以線帶面，由簡單到復雜，就能夠找到煤層對比的方法和依據，逐步弄清本區煤層的分布范圍、發育情況、埋藏深度及受構造影響的程度，為今后礦山的建井和生產提供可靠的依據和有力的保證。