沁水煤田煤層對比

王志學，王 權，畢 真

（山西省地質勘查局212地質隊，山西長治046000）

沁水煤田煤層對比

王志學*，王 權，畢 真

（山西省地質勘查局212地質隊，山西長治046000）

為服務沁水煤田勘探、生產的煤層對比需要，參考勘查資料，用標志層及層間距法，結合巖性組合規律、沉積環境分析對山西組、太原組主要煤層進行對比，煤層編號從上到下編號為1～16號。

沁水煤田；煤層對比；砂巖

1 概述

沁水煤田是山西省內六大煤田中范圍最大，煤炭開發時久，各地煤層資料較多，但編號存在較大差別，為煤田勘探、生產的煤層對比參考需要，本文參考大量勘查資料對沁水煤田內的主要含煤地層太原組、山西組的煤層進行編號對比。

2 沁水煤田概況

沁水煤田地理位置位于山西省中東部至東南部。國家規劃煤炭礦區有：東山礦區、陽泉礦區、武夏礦區、潞安礦區、晉城礦區、霍東礦區[1]。見圖1。

圖1 沁水煤田煤炭礦區分布圖

3 地層的含煤性

沁水煤田主要含煤地層為二疊系的山西組及石炭系太原組。太原組巖性組合為灰色（泥）頁巖、粉砂質（泥）頁巖夾白色、灰色石英（雜）砂巖—炭質頁巖、煤—石灰巖。山西組巖性組合為灰色（泥）頁巖、粉砂質（泥）頁巖夾白色、灰色石英（雜）砂巖—炭質頁巖、煤[2]。

2組地層含煤16層左右，主要有9層。可采煤層太原組2～5層，山西組1～3層。

太原組地層平均厚度90（晉城）～137m（武夏），含煤系數5.96%（晉城）～8.96%（武夏）。太原組一段、二段（K4灰巖以下層位）含煤5～7層。太原組三段地層含煤性各礦區差異較大，在東山礦區含煤3層，在陽泉礦區含煤8層，在武夏、潞安、晉城礦區含煤6～8層，在霍東礦區含煤1層。

山西組地層平均厚度46（霍東）～57m（武夏、潞安），含煤系數4.03%（武夏）～13.88%（霍東）。地理位置上大致沿沁源縣城—武鄉縣城—左權縣城連線分界，以北山西組地層含煤6層，以南山西組地層含煤4層。

4 煤層對比

沁水煤田內含煤地層沉積相對穩定，巖性組合特征具有規律性，標志層及煤層特征明顯，變化規律清晰，客觀上為煤層對比提供了可靠的地質依據。

采用標志層及層間距法，結合巖性組合規律，沉積環境分析對山西組、太原組主要煤層進行對比，煤層編號從上到下編號為1～16號。

對比標志的主要標志層：K2、K3、K4灰巖，K7、K8砂巖及3號、15號煤層。次要標志層：K5、K6灰巖及K1、S1砂巖[1，3-4]。自下而上分述如下。

4.1 K1砂巖

太原組底砂巖，灰白色—淺灰色，中粒—細粒砂巖，成分以石英為主，含斜長石。分選性較好，磨圓度高，硅質及鈣質膠結，常為黃鐵礦浸染成黃色，底部含楔形之黃鐵礦結核，厚度2～6m，與下伏本溪組呈整合接觸。北部東山、陽泉礦區粒度粗；南部潞安、晉城礦區常相變為粉砂巖、泥質粉砂巖或粉砂質泥巖。

4.2 K2灰巖

太原組下部海相灰巖，夾有燧石結核或條帶。深灰色，中—厚層狀，該灰巖中蜓類動物化石碎屑含量較高。厚度5.27～14.50m，平均7.00m。層位穩定，厚度大。在東山礦區俗稱關門溝灰巖和澗道溝灰巖；在陽泉礦區，由于該灰巖中夾三薄層泥巖將其分為四層，故名“四節石”；在晉東南（武夏、潞安、晉城礦區）稱第一灰巖和松窯溝灰巖。

在K1砂巖和K2灰巖之間發育有14、15、16號煤層，15號煤層是主要可采煤層。K2灰巖是14號煤層的直接頂板，15號煤層的老頂。

16號煤層：位于太原組底部，下距K1砂巖0～25.34m，平均10.02m。在霍東礦區為主要可采煤層，舊稱11號煤層，煤層厚度0～3.59m，平均厚度1.61m。在其他礦區煤層厚度0.00～3.55m，平均0.18m。在晉城礦區東部陵川縣和長子縣趙莊勘探區局部可采。

15號煤層：為沁水煤田的主采煤層之一。在東山礦區厚度3.45～11.85m，平均厚度7.20m。結構較復雜，頂板為K2灰巖、泥巖。在陽泉礦區厚度0.27～8.60m，平均厚度4.15m。結構較復雜，一般含夾矸1～4層，上距K2灰巖2.60m左右。在霍東礦區舊稱9+10號煤層，有分叉復合現象，厚度1.46～3.81m，平均厚度2.45m，結構較簡單，含夾矸1～2層，頂板為K2灰巖、泥巖。在武夏礦區厚度0.60～6.60m，平均厚度4.89m，局部夾2-3層夾矸，層位穩定，上距K2灰巖5.86～11.92m，平均11m。夏店區分為15-1、15-2、15-3號煤層。在潞安礦區厚度1.81～6.00m，平均厚度4.06m，在長治以北的屯留、襄垣逐步分叉為15-1、15-2和15-3號，上距K2石灰巖0.00～5.37m，平均4.00m。在晉城礦區煤層煤層厚度0.86～5.88m，平均2.75m左右，含夾矸一般1～4層，結構屬較簡單—復雜，上距K2石灰巖0.00～2.04m，平均0.60m。

14號煤層：為不穩定、局部或零星可采煤層。煤層厚度0～2.26m，平均厚度0.60m，總體北部發育較南部差。在潞安、晉城礦區下距15號煤層3m左右。

4.3 K3灰巖

太原組中下部海相灰巖，夾燧石結核和條帶。該灰巖中含蜓、腕足、海百合莖等動物化石。深灰色、煅燒后呈淺灰色、灰紫色，固結中等。厚度為3.00～7.00m，一般3～4m，其厚度由南而北，由東到西略有增厚趨勢。在東山俗稱為石齊凹灰巖，在陽泉俗稱錢石灰巖，在晉東南稱老金溝灰巖和第二灰巖。

K2與K3灰巖間距：在東山、陽泉礦區平均在23m左右，霍東礦區平均在14m左右，武夏、潞安礦區在4.50～9.00m，晉城礦區0.92～10.19m。間距總體南小北大。K3灰巖為13號煤層的直接頂板。

13號煤層：沁水煤田內層位穩定，工程見煤率平均90%，局部可采。在東山礦區厚度0.00～1.72m，平均厚度0.84m,俗稱三尺煤。在陽泉礦區厚度0.00～1.00m，平均厚度0.59m，俗稱錢石下煤。在霍東礦區厚度0.00～1.52m，平均0.58m，北厚南薄，舊稱8號煤層。在武夏礦區厚度0.00～2.05m,平均0.41m。在潞安礦區厚度0.00～0.94m,平均0.44。在晉城礦區厚度0.00～0.60m，平均0.32m。

4.4 K4灰巖

太原組中部海相灰巖，夾大量燧石結核、條帶。深灰色、微晶—細晶方解石為主，含黃河菊石等動物化石及碎屑。零星地段相變為泥質灰巖、黑色泥巖。在部分區域分叉為上下兩層，中夾薄層泥巖、頁巖。總體在煤田中部厚，南北兩邊薄，在武夏、霍東及潞安礦區，厚度3.02～4.27m。在東山、陽泉、晉城礦區，厚度0.92～1.79m。東山俗稱瓜地溝灰巖，陽泉俗稱猴石灰巖，晉東南俗稱紅礬溝灰巖和第三灰巖。

下距K3灰巖4.51～21.54m，平均11.00m。為11號煤層的直接頂板，K4與K3之間賦存有11、12號煤層。霍東礦區煤層舊稱7號、7下號。

12號煤層厚度0.00～2.04m，平均厚度0.56m,工程見煤率平均70%，在東山、陽泉、霍東、武夏礦區北部局部可采。

11號煤層厚度0.00～1.00m,平均厚度0.31m，工程見煤率平均75%。沁水煤田煤層對比見圖2。

4.5 S1砂巖

太原組中上部砂巖，為粗粒—細粒長石石英砂巖，局部含礫，厚度1.00～20.00m，層位相對穩定，普遍發育，總體北部厚度大、粒度粗；南部厚度小、粒度細。在東山、陽泉礦區俗稱第一砂巖，晉東南俗稱黃水溝砂巖、落紅砂巖。

圖2 沁水煤田煤層對比圖

下距K4灰巖3.00～17.32m。S1砂巖與K4灰巖之間局部沉積有9號、10號煤層。

10號煤層：厚度0～1.17m，平均0.18m。

9號煤層：主要分布于襄垣縣夏店往南至沁水，局部可采。煤層厚度0～6.69m，平均0.66m。煤層結構簡單，一般不含夾矸。陽泉礦區稱猴石上煤；晉東南俗稱半香煤[3]。

4.6 K5灰巖

為太原組上部海相灰巖，夾大量燧石結核和條帶，含海百合莖等動物碎屑。該標志層沁水煤田南部發育，在東山、陽泉、霍東及武夏礦區北部為海相頁巖或砂質灰巖，厚度多小于1m。在武夏礦區南部、潞安、晉城礦區層厚0.82～5.64m，平均2.53m。在陽泉俗稱南峪灰巖，晉東南俗稱附城灰巖和第四灰巖。

下距K4灰巖10.00～43.34m，平均29.36m。為7號煤層的直接頂板。K5與S1砂巖之間沉積有7號、8號煤層。

8號煤層：厚度0.00～6.69m，平均0.44m，在東山、陽泉、晉城的澤州等地局部可采。東山舊稱9號煤層，俗稱滿天四尺炭；陽泉舊稱9號、9號上煤層俗稱第二砂巖上煤。霍東礦區不發育。

7號煤層：煤層厚度0.00～2.10m，平均0.47m。在多地有分叉現象，霍東、東山、陽泉礦區不發育。

4.7 K6灰巖

為太原組頂部海相硅質泥晶灰巖或燧石灰巖，含少量生物碎屑。該標志層沁水煤田南部發育，在潞安、晉城礦區因其層位穩定，特征較明顯，往往將它作為劃分太原組與山西組的輔助標志。層厚0.00～3.92m，平均1.44m。下距K5灰巖1.14～25.03m，平均12.18m。為5號煤層的直接頂板。晉城稱小東溝灰巖，東山稱疊錐灰巖，陽泉稱豐垢層——砂質灰巖。

K6與K5之間賦存有5、6號煤層。在東山、陽泉礦區舊稱8-1、8-2號煤層，煤層分叉較多，俗稱小齊煤、七尺下煤，局部可采。

6號煤層：厚度0.00～3.15m，平均0.39m。

5號煤層：厚度0.00～5.84m，平均0.49m。

4.8 K7砂巖

山西組底砂巖，灰白色、淺灰色，細—粗粒長石石英砂巖、粉砂巖，一般是中上部粒度細，向下部變粗，局部含礫石或相變為粉砂質泥巖。東山、陽泉礦區俗稱第三砂巖，晉東南俗稱陵川砂巖。層厚0.00～33.86m，平均 7.81m。下距 K4灰巖 29.23～71.20m,平均48.36m,在東山、陽泉及霍東礦區北部平均間距為25m左右。

4.9 K8砂巖

為下石盒子組底砂巖。具交錯層理，煅燒后呈紫斑、淺灰—淡黃色。在東山、陽泉、霍東礦區巖性常為石英砂巖，俗稱第四砂巖，厚度4.00～10.00m。在武夏、潞安及晉城礦區巖性以長石石英中細粒砂巖為主，橫向上常相變為細砂巖或粗砂巖俗稱老頂砂巖和佳祥砂巖。砂巖厚度0.45～16.03m,平均厚度5.70m。

K8與K7砂巖間為山西組地層，總體呈灰—灰黑色，與上覆下石盒子組地層的灰黃色、黃綠色相區別。賦存3～6層煤層。

地理位置上大致沿沁源縣城—武鄉縣城—左權縣城連線分界，以北山西組地層共含煤6層，在東山礦區和陽泉礦區煤層舊編號從上到下為1、2、3、4、5、6號，在霍東礦區以往僅對可采煤層進行了編號，煤層舊編號從上到下為1、2、3號；以南山西組地層共含煤4層，武夏、潞安、晉城礦區煤層舊編號從上到下為1、2、3、4號。本次對比參照霍東礦區山西組煤層舊編號，把層位較穩定可采煤層編號為1、2、3號。東山、陽泉礦區煤層舊編號1、2號取消，舊編號3、4、6號對應編號為1、2、3號，煤層在山西組中的位置由北往南逐步抬升。

3號煤層：在武夏、潞安、晉城礦區為大部—全區可采，為山西組內主要可采煤層，位于山西組下部，厚度0.60～12.10m,平均厚度5.58m。在陽泉、霍東礦區為局部可采煤層，位于山西組下部，厚度0.10～3.55m,平均厚度0.77m。

2號煤層：位于山西組中部。在霍東礦區大部可采，為主要可采煤層，厚度0.45～2.52m,平均厚度1.24m。在東山、陽泉、武夏、晉城礦區為局部可采煤層，厚度0.00～3.97m，平均厚度0.68 m。潞安礦區厚度0～0.79m,平均厚度0.18m。

1號煤層：在東山、陽泉礦區大部可采，為山西組內主要可采煤層，位于山西組中部，厚度0.00～4.75m,平均厚度1.12m。在霍東、晉城礦區局部可采，位于山西組上—頂部，厚度0.00～1.64m,平均厚度0.54m。

5 結論

沁水煤田煤層總體對比性明顯可靠，太原組K4以下層位南北沉積差別小，K4以上層位大致以沁源縣城—武鄉縣城—左權縣城連線分界，以北區域沉積環境穩定性差，以南區域沉積環境較穩定，厚度較大，15號煤層是主要可采煤層。山西組大致以沁源縣城—武鄉縣城—左權縣城連線分界，以北區域沉積煤層層數多達6層，穩定可采層3層，以南區域沉積煤層層數最多4層，其中3號煤層厚度大、穩定可采。本次煤層對比編號可以為煤田勘探、生產的煤層對比參考使用。

[1]王潤福.山西省國土資源廳.山西省煤炭資源圖集[E].2012：8-190.

[2]武鐵山.山西省巖石地層[M].中國地質大學出版社（武漢），1997:173-179.

[3]張耀隆.山西省煤炭資源遠景調查匯總報告[R].山西省地質礦產局二一二地質隊，1988:102-120.

[4]武鐵山.山西省區域地質志[M].地質出版社，1989:140-173.

P618.11

A

1004-5716(2015)11-0104-04

2014-11-24

王志學（1968-），男（漢族），山西芮城人，工程師，現從事地質礦產勘查工作。