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第37卷第6期 煤 炭 科 学 技 术 Vol137 No16 2009年6月Coal Science and TechnologyJun. 2009 地质与测量 煤田地质勘查中煤层对比方法的探讨 何 光 强 贵州省西能煤炭勘查开发有限公司,贵州 贵阳 550002 摘 要综合应用了标志层、古生物、煤层煤质、测井等煤层对比方法,对贵州地瓜坡煤田的煤层 进行了对比,结果表明煤层对比是一项较为复杂的工作,采用单一对比方法难以准确地确定煤层 层位,需要多种方法共同使用;研究区煤层对比是采用以标志层为主,煤层煤质、测井曲线为辅的 对比方法,煤层对比的效果良好。 关键词煤层对比;标志层;古生物;测井曲线 中图分类号TD15 文献标志码 A 文章编号 0253 - 2336 2009 06 - 0106 - 04 D iscussion on Seam Comparison M ethods in Coalfield Geological Exploration HE Guang2qiang Guizhou Xineng Coal Exploration and Development Company Ltd. , Guiyang 550002, China Abstract The seam comparison s of the symbolized stratum, paleontology, seam quality, logging and otherwere comprehensively applied to the comparison of the seams inDiguapo Coalfield of Guizhou Province. The results showed that the seam comparisonwas a com2 plicated work, a signal comparison could was hard to correctly set the seam location and multi s of the seam comparison should be jointly required.The seam comparison swith the symbolized stratum asmain and the seam quality and logging curve as the secondarywere applied the seams in the study area and the results of the seam comparison were good. Key words seam comparison; symbolized stratum; paleontology; logging curve 1 概 述 煤层对比是将天然露头及槽硐探测井和钻孔等 揭露的岩煤层,按其自然形态把它们连线起来进行 对比,以便查明煤层在煤系地层剖面中的层位、层 数、赋存情况及其在空间上的变化规律 [1 - 2 ]。岩煤 层对比直接影响到构造形态的推断和解释。诸多煤 矿区建井开采表明,由于岩煤层对比不正确造成的 储量误差,较之储量计算方法和技术方面导致的误 差要大得多。实践证明只有在岩煤层对比可靠的基 础上,才能正确地编制出勘探区的各种地质图件, 避免产生错误的评价,提交符合实际情况的地质勘 探报告 [3 - 6 ]。本文以贵州省普安县境内的地瓜坡煤 田为研究区,对煤层对比的方法进行了研究。 地瓜坡煤田煤炭资源丰富,经煤炭详查获得资 源量约20亿t,具备建设大型现代化矿井的条件。 该区含煤地层为上二叠系龙潭组,厚度280～ 320 m,平均厚296 m,含煤18～26层,一般20层 左右,煤层总厚度20133～29116 m,平均25137 m。含可采煤层7层,可采煤层总厚度15122～ 26191 m,平均19127 m。在垂向上,龙潭组根据 含煤性分上中下3段,龙潭组中段含煤性较好,下 段、上段含煤较差。上段顶部仅近3号煤层为全区 可采煤层;中段的上部含12, 17- 1, 17- 2, 19号 四层可采煤层,下部沉积变化大,煤层极不稳定, 无可采煤层;下段仅有26, 29号煤层为大部可采 煤层。其 可 采 煤 层 由 上 至 下 为3,12,17- 1, 17- 2, 19, 26, 29号煤层。由于煤层较多,煤层 对比较为复杂 [7 ]。 2 煤层对比 煤层对比方法可采用标志层法、层间距法、煤 岩层组合岩性法、古生物组合法、物性特征 测井曲线及煤层特征等方法进行煤层对比 [8 ]。 根据该勘查区的特征,区内煤层对比,主要依据标 志层、古生物、测井曲线、煤层煤质特征、煤层间 距等进行综合对比。在岩性方面,选择厚度较稳定 的泥质灰岩,铝土质泥岩作为标志层。在古生物方 601 何光强煤田地质勘查中煤层对比方法的探讨2009年第6期 面,各煤层顶板化石丰富,根据部分煤层顶板仅产 植物化石,不产动物化石的特点,可以与上、下顶 板产动物或动、植物化石混生的煤层区别开来。测 井曲线方面,主要根据测井曲线的幅度异常、形态 特征及其相互组合特征等对比煤层。在煤层煤质特 征方面,根据煤层厚度、结构、夹石、煤质及煤层 组合关系,亦可确定煤层层位。 211 标志层对比 利用标志层对比煤层,简明直接,由于不需要 大量的室内工作和专门的仪器设备,所以在煤炭地 质勘查中得到了最普遍的应用。所谓标志层,是指 那些具有肉眼易于辨别的特征且稳定而又广泛分布 的岩层。只要抓住了一个勘查区内的标志层,就可 以正确地对比其上、下层位的煤层。在含煤地层 中,作为标志层的岩层很多。实际上,任何一个岩 层,只要在颜色、成分、结构、构造、结核、生物 化石等任何一个方面具有显著不同于相邻岩层的特 征,又在一定范围内稳定展布,均可以作为标志 层。标志层对比法常同其他对比方法配合使用,得 到组合标志层。 212 古生物对比法 含煤地层中富含各种动植物化石,由于古生物 在地层剖面具有一定的共生组合特征,因而可以把 地层按化石组合面貌进行分带。但在地质历史上, 由于聚煤期相对很短,所以依靠标准化石只能用以 划分含煤组或段,而不能直接用于煤层对比。古生 物对比法是利用古生物化石的种类、数量、生态、 组合关系、保存的完整程度、矿化特征及生物活动 遗迹等方面的特征,进行煤层对比。对比时还应注 意结合岩相 ～ 旋回研究进行。该区含煤地层为海陆 交互相沉积环境,一些可采煤层的顶板常分别含海 相动物化石和植物化石,含海相动物化石层具有厚 度小,分布广泛,化石丰富、种类单调的特点。该 区的动物化石主要为腕足类、瓣鳃类、腹足类,植 物化石主要为大羽羊齿、栉羊齿、带羊齿等植物化 石。依据勘查区含煤地层岩性及古生物特征的组合 标志,建立了8个煤层对比标志,从上到下编号为 标一至标八。该区主要选择厚度稳定、分布广泛的 泥质灰岩、碎屑岩、铝土质泥岩作为标志层。 1 标一位于飞仙关组底部、龙潭组顶部, 是龙潭组与飞仙关组的分界标志。为深灰色薄至中 厚层状泥质灰岩,产丰富瓣鳃类动物化石,厚 0162～1120 m,下距3号煤层6130～9100 m,一般 8 m左右,是3号煤层的间接顶板和对比标志,全 区发育。 2 标二位于龙潭组上段3号煤下部。为灰 色泥质灰岩,产丰富腕足类为主的动物化石,中部 有时夹一层0145 m左右的粉砂质泥岩。厚为1101 ～2186 m,上距3号煤层一般22 m,全区发育。 3 标三位于龙潭组中段,为17- 1和17- 2煤 层顶板, 12号煤层底板。为深灰色泥质粉砂岩、 粉砂岩,含完整的大羽羊齿、栉羊齿、带羊齿等植 物化石,不含动物化石;其上的12号煤层顶板和 其下的19号煤层顶板均含动物化石。厚度8136～ 12186 m,全区发育。故该植物化石层位是对比17 号煤组的可靠标志,易与上面12号煤和下部19号 煤层区分。 4 标四位于龙潭组中段中部,为19号煤 层顶板和17- 2煤层底板,为灰色泥质灰岩,有时 相变为粉砂质泥岩,含完整的腕足类、腹足类等动 物化石。厚度0120～3116 m,其层位稳定,是控 制19号煤层的可靠标志。 5 标五位于龙潭组中段下部,位于1926 号煤层之间,为深灰色泥质灰岩,产丰富动物化 石。厚0134～1151 m,一般厚度小于016 m。层位 稳定,是控制龙潭组中段下部煤层的可靠标志。 6 标六位于龙潭组下段,为26号煤层顶 板,为粉砂质泥岩或泥质粉砂岩,局部为泥岩,产 大羽羊齿等植物化石,不产动物化石。厚3～6 m。 7 标七位于龙潭组下段下部, 29号煤层与 26号煤层之间,为29号煤层顶板,为细砂岩、粉 砂岩,含完整的大羽羊齿等植物化石。厚2～8 m。 其层位稳定。 8 标八位于龙潭组最底部,为铝土质泥 岩,此标层为铝土质泥岩标志层。厚度0152～ 13109 m,一般2160 m左右,块状,富含菱铁矿鲕 粒。本标志层之下为峨眉山玄武岩组的凝灰岩。 以上各标志层因物质成分、颜色特征、动植物 化石易于识别,且层位分布广泛,是煤层对比的重 要标志。如图1所示。 213 煤层煤质对比法 主要利用煤层自身的特征,如煤层厚度、夹 矸、煤质等不同特征进行区别对比。从煤层厚度、 夹矸情况、煤质研究中获得的大量工业分析、元素 701 2009年第6期 煤 炭 科 学 技 术 第37卷 图1 41勘探线煤层对比标志 分析及其他测试数据中,找出某些具有特征的指 标,可以作为煤层对比的良好标志。区内煤层的特 征如下 1 3号煤层煤厚0181～2100 m,全区稳定; 煤芯一般呈块状,有时中夹一层粉末状煤;煤层结 构较简单,含夹矸1～2层,一般为1层,为泥岩 或炭质泥岩。其硫质量分数一般为2～3 ,磷 质量分数为01008 ,为特低磷煤,这是与其他煤 层磷含量有明显的差异。 2 12号煤层煤厚一般1120～1160 m,结构 简单,多为单一煤层,偶含一层夹石;煤芯一般呈 块状。煤层硫质量分数一般为4以上,含硫很 高,为高硫煤。其砷质量分数为01000 78 ,砷含 量明显高于其他煤层。12号煤层具有厚度稳定、 单一结构、块状、高硫、高砷的特点,易与其他煤 层区别。 3 17- 1号煤层煤厚一般1180～2100 m;煤 层呈粉末状,该煤层易分叉合并,含夹矸1～3层, 一般1层。煤层低硫,硫质量分数在019以下, 是区内唯一的一层低硫煤,是区别其他煤层的重要 标志。其灰分中酸性矿物成分占85 ,远高于其 他煤层的70左右,易与其他煤层区分。 4 19号煤层煤层厚度大,一般3150～5100 m;煤层多呈粉粒状,夹矸0～6层,一般1～3 层。19号煤层具有较大的厚度,中高硫,粉粒状 的特点,其煤层下方有一层稳定的小煤线,为煤层 对比的良好标志。 214 测井对比法 测井曲线是煤、岩层物性的客观反映,利用测 井曲线特征进行综合对比是确定煤组、煤层、标志 层,解释构造的主要手段之一 [9 - 10 ]。 测井技术早已应用于识别煤岩层,根据煤岩层 的物性特征及其差异,利用测井曲线的峰值和曲线 形态可以精确的确定煤岩层。数字测井技术更是为 定量确定煤层及对比煤层提供了先进手段。本区的 测井曲线反映良好,尤其对煤层、泥质灰岩反映较 为明显。 1 P3l地层顶部的标一泥质灰岩厚0162～ 1120 m,曲线为中-高视电阻率 96 Ω m 、低自 然伽玛 0 162 pA /kg、低伽玛伽玛95 s - 1 的 异常反映,物性组合特征明显,以此作为进入含煤 地层的可靠标志。如图2所示。 NR 视电阻率;GR 自然伽玛;GG 密度 图2 标一灰岩测井曲线特征 2 3号煤层一般为含一层夹矸的简单结构 煤层,该煤层呈高视电阻率 79 Ω m 、低自然伽 玛为0138 pA /kg、高伽玛伽玛为1468 s - 1的异常反 映;其视电阻率曲线呈上下高、中间低的双峰状形 态,其夹矸为明显的低视电阻、高自然伽玛一 般为1179 pA /kg、最大值为2134 pA /kg异常反 映;此组合特征作为确定3号煤层的标志。如图3 所示。 图3 3号煤层测井曲线特征 3 12煤层单一结构,曲线呈上高下低的双 尖峰高视电阻率 89 Ω m 、高伽玛伽玛值1 736 s - 1 异常反映,与之对应自然伽玛呈上低下高的 低伽玛值 0 118 pA /kg异常反映,其视电阻率 曲线形态较为单一,呈中间高、两端低,曲线组合 特征明显。 4 26号煤层在曲线上呈一峰更比一峰高的 “ 山峰状 ”形态的中高视电阻率 92 Ω m 、高伽玛 伽玛值1 679 s - 1 的异常反映,上部煤层、夹 矸及底板为高自然伽玛一般为312 pA /kg、最大 值达8186 pA /kg的异常反映,以此组合特征确 定26号煤层。 测井曲线法常和标志层法、煤层煤质对比法等 结合使用,互为补充,相互验正。特别是在其他特 801 何光强煤田地质勘查中煤层对比方法的探讨2009年第6期 征不太明显或钻孔取芯率不是太高的情况下,能利 用测井曲线的形态、峰值解释确定煤岩层。 3 结 语 煤层对比是一项基础性的工作,在煤田地质勘 查中具有重要的作用,其对比结果直接影响到煤 层、煤质的评价,煤炭资源量估算的可靠性。煤层 对比又是一项较为复杂的工作,有时采用某一种对 比方法难以准确地确定煤层层位,需要多种方法共 同使用,有时针对某一地层采用其中一种方法更为 有效。该区的煤层对比就是采用以标志层为主,煤 层煤质、测井曲线为辅的对比方法,煤层对比的效 果很好,能准确的识别煤层,取得准确的地质资 料,为正确评价该区的煤炭资源提供了可靠依据。 参考文献 [1 ] 钱大都,魏斌贤,李 钰,等 1中国煤炭资源丛书[M ]. 北京地质出版社, 1996. 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