王立剛，于松，馮園園，趙寶聚，魏偉，王琳琳，薛玉琴

(山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟南 250014)

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地質(zhì)與礦產(chǎn)

青海省祁連縣大拉洞-柏楊溝礦區(qū)煤巖層對比研究

王立剛，于松，馮園園，趙寶聚，魏偉，王琳琳，薛玉琴

(山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟南 250014)

通過研究太原組的沉積特征及聚煤變化規(guī)律，采用了標(biāo)志層、煤巖層組合特征、層間距、測井曲線形態(tài)等方法，對礦區(qū)內(nèi)煤層、巖層進行了綜合對比。確定了該區(qū)主要煤層的賦存層位、形態(tài)、分布及變化特征，對周邊地區(qū)找煤工作具有一定的指導(dǎo)作用。

煤巖層對比；太原組；大拉動-柏楊溝礦區(qū)；祁連；青海

大拉洞-柏楊溝礦區(qū)位于祁連山褶皺系北祁連優(yōu)地槽帶北祁連拗褶帶中段，青羊溝大向斜構(gòu)造西段轉(zhuǎn)折端附近，煤層分布于向斜的兩翼。含煤地層為海陸交互相沉積，該區(qū)主要煤層的穩(wěn)定程度屬較穩(wěn)定，部分地段由于構(gòu)造的影響導(dǎo)致含煤地層斷缺、剝蝕，使得煤巖層的對比較困難，該次采用綜合對比的方法對區(qū)內(nèi)的含煤地層進行了煤巖層對比，滿足了勘探階段的任務(wù)要求，并對周邊煤田地質(zhì)勘查工作起到了一定的指導(dǎo)作用[1]。

1 地質(zhì)概況

大拉洞-柏楊溝礦區(qū)位于青海省海北州祁連縣境內(nèi)，工作區(qū)中心南距祁連縣城約5km，區(qū)內(nèi)地勢陡峭，交通不便，該區(qū)為華北型石炭系含煤沉積，已揭露地層有石炭系、二疊系、三疊系及第四系(圖1)[2]。

2 煤、巖層對比方法

主要采用標(biāo)志層、煤巖層組合法、測井、輔以煤層結(jié)構(gòu)特征、煤質(zhì)特征、層間距、古生物化石等進行綜合對比[3]。

2.1 標(biāo)志層對比

區(qū)內(nèi)主要標(biāo)志層為二疊系底部一套灰綠色石英礫巖、含礫石英粗砂巖、石炭紀(jì)太原組三灰、七灰[4]。

(1)礫巖、含礫石英粗砂巖。二疊系底部為一套致密堅硬的灰綠色石英粗砂巖、石英礫巖，發(fā)育較穩(wěn)定，礫石次圓狀、分選性差。與下伏太原組一灰平行不整合接觸，是劃分二疊系與石炭系太原組分界的重要依據(jù)。

(2)石灰?guī)r。石灰?guī)r分布于太原組上部，厚10.60～17.54m，平均厚14.05m，灰色，含大量燧石結(jié)核，沉積穩(wěn)定。上距二疊系底界面20.34～28.72m，平均25.87m。M2煤層上距三灰25.80～30.77m，平均28.85m。

1—第四系；2—新近系；3—白堊統(tǒng)；4—侏羅統(tǒng)；5—三疊系；6—二疊系；7—上石炭統(tǒng)太原組；8—下石炭統(tǒng)臭牛溝組；9—泥盆系；10—志留系；11—奧陶系；12—寒武系；13—花崗巖；14—閃長巖；15—超基性巖；16—輝長巖；17—整合地質(zhì)界線；18—角度不整合及平行不整合界線；19—逆斷層及正斷層圖1 區(qū)域地質(zhì)圖

(3)石灰?guī)r。石灰?guī)r分布于太原組上部，厚1.22～16.68m，平均厚6.39m，灰色，厚層狀，富含蜓科化石，沉積穩(wěn)定。上距三灰44.64～51.88m，平均47.59m。為M3煤層頂板。M2煤層下距三灰11.94～19.13m，平均16.57m。

此外，M2煤層頂板泥巖、粉砂巖含植物化石碎屑，M2煤層下7.00m為含菱鐵質(zhì)鮞粒泥巖，厚1.90m，具滑面，沉積較穩(wěn)定，為確定M2煤層的輔助標(biāo)志層。

2.2 煤巖層組合對比

太原組為淺海與濱海過渡環(huán)境下形成的一套碳酸鹽巖與細(xì)碎屑巖含煤交替沉積[5]。共由Ⅷ個沉積旋回組成，一般由淺海相開始，以沼澤相或泥炭沼澤相結(jié)束，巖性組合為灰色石灰?guī)r、淺灰色細(xì)砂巖、深灰色粉砂巖、灰黑色泥巖及煤層。M2煤層出現(xiàn)在Ⅵ旋回中下部，間接底板為細(xì)砂巖，具波狀層理。頂板為泥巖，間接頂板為細(xì)砂巖。M3，M4煤層出現(xiàn)在Ⅱ旋回中上部，M3煤頂板為七灰，底板為泥巖，M4煤層底板為泥巖，間接底板為八灰(圖2)。

圖2 巖性巖相旋回結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 測井曲線對比

采用測井相分析法[6]，通過綜合研究，依據(jù)所有見煤鉆孔測井編錄的物性剖面上，主要物性參數(shù)(自然伽瑪、視電阻率)在煤層及各種巖層處所顯示獨立組合圖相特征，將礦區(qū)含煤剖面由下到上定名三層煤(M4，M3，M2)，劃分了測井Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ相。在測井Ⅰ相形態(tài)整體圖(M4，M3)中，其中兩層煤層(M4，M3)上部都有較高的自然伽瑪值，頂部有2.3pA/kg，1.7pA/kg的高自然伽瑪值(圖3)；也是測井Ⅰ賦存的又一依據(jù)，在該區(qū)把這一灰?guī)r層確定為測井Ⅱ相。由于灰?guī)r的特高電阻率和特低自然伽瑪?shù)奈镄苑从程卣鳎M成了箱型形態(tài)的物性特征(圖4)，它的頂板自然伽瑪有一高值反映，也是確定測井Ⅱ相的又一種依據(jù)。它的頂部有一層約10m左右的石灰?guī)r，Ⅱ相的上部有一層與高電阻率異常值的灰?guī)r，定為測井Ⅲ相，它的物性反映與Ⅱ相相同，但底板上自然伽瑪有高幅值反映，這是區(qū)分與Ⅱ相的一種依據(jù)，M2的上部自然伽瑪有一段E字型形態(tài)反映段，它是確定M2煤層的依據(jù)。

圖3 測井Ⅰ相形態(tài)特征圖

圖4 測井Ⅱ相物性形態(tài)反映圖

2.4 煤層結(jié)構(gòu)及煤質(zhì)對比

M2煤層一般為雙層結(jié)構(gòu)，M3，M4煤層均為單一結(jié)構(gòu)。M2煤層灰分、揮發(fā)分均高于M3，M4煤層。該區(qū)全硫含量M4煤層最高，M3煤層次之，M2煤層最低。M4煤層發(fā)熱量高于M3煤層。

3 煤層巖層對比的意義

(1)確定了主要含煤地層的沉積規(guī)律，該區(qū)主要含煤地層為太原組，淺海與濱海過渡環(huán)境下形成的一套碳酸鹽巖與細(xì)碎屑巖含煤交替沉積。共由Ⅷ個沉積旋回組成，一般由淺海相開始，以沼澤相或泥炭沼澤相結(jié)束[7]，形成海退型沉積建造。巖性為灰色石灰?guī)r、淺灰色細(xì)砂巖、深灰色粉砂巖、灰黑色泥巖及煤層。

(2)確定了煤層、巖層對比的主要標(biāo)志層及其特征，一灰、三灰、七灰沉積穩(wěn)定，為該組地層的主要標(biāo)志層，二灰、四灰、五灰、六灰沉積較穩(wěn)定，八灰局部沉積。一灰方解石充填裂隙較發(fā)育，其頂界面為該組與二疊系的平行不整合界面。三灰以厚度較大、堅硬、含燧石結(jié)核，沉積穩(wěn)定為特征；七灰厚度相對較大，沉積穩(wěn)定，含豐富的蜓科化石[8-10]。

(3)確定了主要煤層，主要含煤6層，分別為M1，M2，M3，M4，M5，M6煤層，總平均厚5.51m，該組含煤系數(shù)為4.35%。其中可采煤層2層，為M2，M3煤層，M2煤層沉積穩(wěn)定，為大部分可采煤層，為主采煤層，M3煤層沉積較穩(wěn)定，局部可采，為次要可采煤層；不可采煤層4層，為M1，M4，M5，M6煤層。

(4)確定了主要可采煤層的賦存層位及特征[11]，M2煤層位于太原組中上部[12]，為該區(qū)的主要可采煤層，上距二疊系底界(一灰頂界面)73.33m，下距M3煤層21.50～43.70m，平均厚度1.12m，局部有合并及分叉現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)簡單—中等，厚度由向斜的兩翼向軸部逐漸變薄，向斜的北翼F4斷層以北煤層缺失。

4 結(jié)語

通過該次工作，運用多種方法對大拉洞-柏楊溝礦區(qū)內(nèi)的主要含煤地層的煤、巖層進行了綜合對比，確定了該區(qū)主要含煤地層太原組的沉積特征及聚煤規(guī)律，對勘查區(qū)及周圍的勘查區(qū)的找煤工作具有較好的指導(dǎo)意義。

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Comparative Study on Coal Strata and Rock Strata in Daladong-Baiyanggou Mining Area in Qilian County of Qinghai Province

WANG Ligang, YU Song, FENG Yuanyuan, ZHAO Baoju, WEI Wei, WANG Linlin, XUE Yuqin

(No.1 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources, Shandong Jinan 250014, China)

Through study on sedimentary characteristics and variation law of coal-bearing layers in Taiyuan group, using marker-bed, coal and rock assemblages, layer spacing and logging curve and other methods, a comprehensive comparison is made on coal and rock in the mining area. Coal-bearing strata, morphology, distribution and change characteristics of Taiyuan group have been determined. It has a certain instructive effect on coal prospecting in the surrounding area.

Comparative study on coal strata and rock strata; Taiyuan formation; Daladong - Baiyanggou mining area; Qilian county; Qinghai province

2015-10-08；

2015-11-24；編輯：曹麗麗

王立剛(1977—)，男，遼寧鐵嶺人，工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作；E-mail:nishishui2006292@sina.com

P61

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王立剛，于松，馮園園，等.青海省祁連縣大拉洞-柏楊溝礦區(qū)煤巖層對比研究[J].山東國土資源，2016,32(9)：6-9.WANG Ligang, YU Song, FENG Yuanyuan,etc.Comparative Study on Coal Strata and Rock Strata in Daladong-Baiyanggou Mining Area in Qilian County of Qinghai Province[J].Shandong Land and Resources, 2016,32(9)：6-9.