蔣昌華　向明華

摘要:文章闡述了貴州織納煤田補作勘探區(qū)高嶺土泥巖夾矸的分布特點、宏觀巖性特征、物質(zhì)成分及其變化情況;研究其等時性及其在煤巖層對比中的作用,初步探討了高嶺石泥巖夾石(層)的成因。

關鍵詞:補作勘查區(qū);高嶺石泥巖;夾矸;煤層對比

中圖分類號:P618

文獻標識碼:A

文章編號:1009-2374(2009)18-0180-02

煤巖層對比是煤田地質(zhì)勘查的一項十分重要的基礎工作,直接關系到含煤地層層序、構造判斷、煤層穩(wěn)定性研究、煤質(zhì)煤類確定及資源量計算等方方面面,直接關系到地質(zhì)勘查報告的質(zhì)量。尤其在地質(zhì)構造復雜、多煤層及煤層穩(wěn)定性較差地區(qū),搞好此項工作尤為重要。

煤巖層對比方法很多,目前常用的有標志層、古生物、層間距、煤質(zhì)、煤層頂?shù)准懊簬r層物性特征等對比方法,一般是各種方法進行綜合對比。本文就貴州省納雍補作井田煤層中高嶺石泥巖夾石在煤層對比中的作用,談一點粗淺認識。

一、井田地質(zhì)概況

(一)井田范圍及概況

補作勘查區(qū)位于貴州省納雍縣張家灣鎮(zhèn)境內(nèi)。其范圍北起F1及F3號斷層,南止F17號斷層;西自水公河向斜軸,東至龍?zhí)睹航M底界。走向長15.5km,平均寬4.2km,面積約65km2。該區(qū)已完成普查施工,共布設勘探線9條,施工鉆孔32個,鉆探總進尺18075.21m,并進行了相應的地質(zhì)填圖、測井、水文地質(zhì)及采樣化驗等工作?？辈楣こ滩贾们闆r,如圖1所示:

(二)含煤地層

該區(qū)含煤地層為二迭系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)。主要由灰色至黑灰色細砂巖、、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤層組成,間夾數(shù)層生物碎屑灰?guī)r。含煤43～57層,其中編號煤層35層,煤層總厚24.31～42.24m,平均總厚為30.91m,含煤系數(shù)為10.2%,其中計量可采煤層7層。含煤地層厚度為277.00～350.00m,平均302.56m。

龍?zhí)督M可根據(jù)巖性、巖相和古生物特征,分為三段:上段(K2～K5)含主要煤層5層(2、5、6、7、9號),是主要可采煤層的富集地段,為海陸交互相沉積,其中灰?guī)r標志層多。中段(K5～K7)含主要煤層5層(13、14、16、17、20號),屬過渡相(三角洲)沉積,以產(chǎn)植物化石為主,海相標志層少。下段(K7～底界),含主要煤層4層(23、29、32、33號),其上部標志層少,下部屬瀉湖-潮坪相沉積,標志層較多,但中上部標志層少。

龍?zhí)督M地層層序、煤層及標志層編號,如圖2所示:

二、高嶺石泥巖賦存特點

(一)分布特點

補作勘查區(qū)高嶺石泥巖在龍?zhí)督M中分布較廣,絕大多數(shù)作為煤層夾石賦存,在垂向上,自上而下2、7、13、27、29、32、34號等煤層均有高嶺石夾石。少數(shù)高嶺石泥巖呈薄層狀夾于灰?guī)r或泥巖間(如標五)。單層厚度一般為1～10cm,有時與泥巖、粉砂質(zhì)泥巖伴生。

(二)巖性特征

宏觀特征:一般呈灰、淺灰色、暗灰紫色,少數(shù)呈黃綠色。鱗片狀、結晶狀或凍膠狀,具滑感。標五灰?guī)r中高嶺石泥巖夾層,含大量白云母片。風化后呈粘土狀。作為煤層夾石時,其中常含少量植物根部化石。夾于灰?guī)r或海相泥巖中的高嶺石泥巖,有時含少量腕足等動物化石。

微觀特征:主要成份為高嶺石,含量40%～50%,呈細小鱗片狀分布。其次為巖屑、菱鐵礦、水云母。巖屑含量變化大,巖屑大部分蝕變?yōu)榧毿△[片狀,巖屑由泥質(zhì)粘土組成,呈砂粒狀(粒度0.06～0.2mm),含量有時高達53%(29煤夾石)。水云母含量一般常在15%以下,呈細小鱗片狀分布。菱鐵礦多呈不規(guī)則的球粒狀、放射狀不均勻分布,其含量有時高達30%(13煤夾石)。煤層中高嶺石夾石一般含少量炭質(zhì)(2%～5%)和黃鐵礦(一般<2%)。

區(qū)中不同層位的高嶺石泥巖夾石,其宏觀特征和組分含量均不相同,如13號煤夾石,呈暗紫色、結晶狀,巖屑含量少,菱鐵礦含量高(30%),屬菱鐵礦化水云母高嶺石粘土巖。而29號煤夾石,則呈灰-灰紫色、凍膠狀,致密,巖屑含量高(52%),屬巖屑砂質(zhì)高嶺石粘土巖。而標五中高嶺石夾層,呈黃綠色,鱗片狀,富含白云母片,蒙脫石化,屬白云母蒙脫石化粘土巖。

三、高嶺石泥巖夾石在煤層對比中的作用

勘探資料表明,該區(qū)高嶺石泥巖夾石橫向上較穩(wěn)定,具有一定等時性,其中,以13、29號煤高嶺石泥巖夾石和標五灰?guī)r中夾層穩(wěn)定性最好。

13號煤層中夾一層暗紫色、結晶狀高嶺石泥巖,似砂糖狀,區(qū)內(nèi)分布較廣,大部分鉆孔均可見及,一般厚5～10cm。13號煤位于龍?zhí)督M中段,該段煤層多,以植物化石為主,海相標志層極少,故13號煤中高嶺石泥巖夾石,則是對比該煤層的良好標志。

29號煤層為一復雜結構煤層,夾石2～7層,其中,頂部1～2層為灰、灰紫色凍膠狀高嶺石泥巖,一般單層厚10～15cm,全區(qū)發(fā)育,十分穩(wěn)定,是對比29號煤的良好標志。

標五中高嶺石泥巖夾層:位于標五(硅質(zhì)灰?guī)r)的下部,灰白、黃綠色鱗片狀高嶺石泥巖,常蒙脫石化,富含白云母片,十分特征,厚2～10cm。橫向上十分穩(wěn)定,不僅在補作井田,而且在織納煤田都廣泛分布,是一區(qū)域性等時面,是對比標五和劃分中、上段的良好標志。

四、高嶺石泥巖夾石成因初探

煤層中高嶺石泥巖夾石,其上下圍巖均為煤層,其中常含植物根部化石,其沉積古地理環(huán)境應為沼澤或泥炭沼澤中的沉積產(chǎn)物。其物質(zhì)來源可能多樣,一種是母巖風化分解時游離出來的SiO2與Al2O3,呈膠體狀被水流搬運到沼澤中凝聚形成。另一種可能是鋁硅酸鹽礦物風化殘余形成高嶺土后,被水流搬運至沼澤或泥炭沼澤中,機械沉積而形成于泥炭之中。

此外,少量高嶺石泥巖夾石可能與火山灰有關,如7號煤中高嶺石泥巖夾石,呈結晶狀,在織金地區(qū)其中發(fā)現(xiàn)有β石英,部分呈尖針狀,似未經(jīng)過搬運或搬運距離不遠,可能屬火山灰飄落沉積所致。尤其是標五中高嶺石泥巖夾層,位于灰?guī)r之中,具蒙脫石化,富含白云母,有時含少量腕足類化石,應為淺海環(huán)境中生成的,其厚度雖薄,但分布十分廣泛,至勘查區(qū)西側馬中嶺一帶,標五灰?guī)r尖滅了,而該層高嶺石泥巖仍然存在,可能為火山灰的產(chǎn)物。

五、結語

貴州省納雍補作勘查區(qū)的含煤地層中,高嶺石泥巖夾石(層)分布較廣,其單層厚度雖薄(一般數(shù)厘米),但在一定范圍內(nèi)具有等時性,有的橫向分布很廣;而且不同層位的高嶺石泥巖夾石,巖性(顏色、結構、成分等)差異明顯。因此,在煤巖層對比中,作為煤層自身特征的一部分,是一個重要對比手段,尤其是在以陸相沉積為主,海相標志層少的多煤層地區(qū),顯得更為重要。但在煤層對比中,不能割裂開來,必須進行各種方法綜合對比,互相補充,相互印證,才能收到較好的效果。

參考文獻

[1]武漢地質(zhì)學院煤田教研室.煤田地質(zhì)學[M].地質(zhì)出版社,1985.

[2]貴州省煤田地質(zhì)勘探勘探公司一四二隊.貴州納雍縣補作勘探區(qū)普查地質(zhì)報告[R].1996.

作者簡介:蔣昌華(1963-),女,貴州省煤田地質(zhì)局142隊地質(zhì)助理工程師,研究方向:煤田地質(zhì)勘探。