楊 甫，趙雪嬌，馬東民，段中會(huì)，閆和平，張育平，田 濤，賀 丹

（1.國土資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710021；2.陜西省煤田地質(zhì)有限公司，西安 710021；3.西安科技大學(xué)地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院，西安 710054；4.陜西省一九四煤田地質(zhì)有限公司，陜西銅川 727000；5.陜西煤田地質(zhì)勘查研究院有限公司，西安 710021）

黃隴侏羅紀(jì)煤田轉(zhuǎn)角勘查區(qū)延安組聚煤規(guī)律研究

楊 甫1，2，趙雪嬌1，5，馬東民1，3，段中會(huì)1，2，閆和平4，張育平1，2，田 濤1，2，賀 丹1，5

（1.國土資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710021；2.陜西省煤田地質(zhì)有限公司，西安 710021；3.西安科技大學(xué)地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院，西安 710054；4.陜西省一九四煤田地質(zhì)有限公司，陜西銅川 727000；5.陜西煤田地質(zhì)勘查研究院有限公司，西安 710021）

依據(jù)鉆探資料對黃隴侏羅紀(jì)煤田焦坪礦區(qū)轉(zhuǎn)角勘查區(qū)含煤地層分布特征及可采煤層的分布與厚度進(jìn)行了分析，認(rèn)為轉(zhuǎn)角勘查區(qū)含煤地層為中侏羅統(tǒng)延安組，主采煤層4-2號(hào)煤位于第一段。含煤地層及主采煤層的展布特征主要受三疊系頂板構(gòu)造形態(tài)的控制，凹陷區(qū)延安組沉積厚度大，煤層較厚，隆起區(qū)煤層較薄或缺失。

轉(zhuǎn)角勘查區(qū)；延安組；4-2號(hào)煤層；聚煤規(guī)律

轉(zhuǎn)角勘查區(qū)位于陜西省黃隴侏羅紀(jì)煤田焦坪礦區(qū)西北部，勘查區(qū)東西寬6.5～8 km，南北長12.5 km，面積85.63 km2，行政區(qū)劃屬于陜西省旬邑縣馬欄鎮(zhèn)管轄。本文通過對轉(zhuǎn)角勘查區(qū)侏羅系延安組含煤地層及可采煤層的厚度變化與分布特征進(jìn)行了分析，研究了含煤地層形成的基底形態(tài)特征，分析認(rèn)為轉(zhuǎn)角勘查區(qū)煤層賦存規(guī)律主要受控于三疊系頂面形態(tài)的影響。

1 區(qū)域地質(zhì)

鄂爾多斯盆地是在古生代華北克拉通陸表海-濱淺海盆地基礎(chǔ)之上疊合發(fā)育的中生代內(nèi)陸河湖相多旋廻沉積盆地[1]，主要經(jīng)歷了盆地西南緣多期次的逆沖推覆-前淵坳陷和盆地東部多旋廻構(gòu)造抬升及其顯生宙以來盆地沉積范圍由東向西不斷退縮的過程。晚白堊世以來，盆地全面進(jìn)入了多旋廻差異抬升剝蝕和周緣斷陷的后期改造階段，現(xiàn)今面貌主要受控于盆地及其相鄰造山帶晚古生代和中-新生代的建造和改造作用，形成了南部隆起、東部掀斜和北側(cè)向北、向西傾斜的構(gòu)造單元分區(qū)面貌。

王雙明等將鄂爾多斯盆地分為西緣褶皺沖斷帶、天環(huán)坳陷、伊陜斜坡、渭北隆起、河?xùn)|斷褶帶、烏拉山-呼和浩特?cái)嘞莺头谖紨嘞萜邆€(gè)構(gòu)造單元[2]。按成煤時(shí)代和地域分布，陜西省主要有陜北石炭-二疊紀(jì)、渭北石炭-二疊紀(jì)、陜北三疊紀(jì)、陜北侏羅紀(jì)和黃隴侏羅紀(jì)5大煤田。黃隴侏羅紀(jì)煤田賦煤構(gòu)造單元橫跨鄂爾多斯盆地渭北隆起、西緣褶皺沖斷帶和伊陜斜坡（圖1）。構(gòu)造分帶性較為明顯，西部呈北西向、中部東西向、東部以北東向?yàn)橹鳎w呈現(xiàn)為傾向北西，向東南凸出的平緩單斜，地層傾角一般在10°以下[3]。

圖1 黃隴侏羅紀(jì)煤田賦煤構(gòu)造分區(qū)位置Figure 1 Huanglong Jurassic coalfield coal hosting structural subarea setting

2 勘查區(qū)地質(zhì)背景

2.1 構(gòu)造特征

轉(zhuǎn)角勘查區(qū)位于陜西省黃隴侏羅紀(jì)煤田東部，構(gòu)造位置屬于鄂爾多斯盆地陜北斜坡南部。區(qū)內(nèi)構(gòu)造形態(tài)簡單，為一整體北傾的單斜構(gòu)造，在此基礎(chǔ)上發(fā)育寬緩褶皺，包括上轎子向斜、轉(zhuǎn)角背斜、江南站向斜、五溝背斜等，地層傾角一般小于5°（圖2），研究區(qū)內(nèi)未見斷層及巖漿巖活動(dòng)。

圖2 研究區(qū)構(gòu)造特征Figure 2 Study area structural features

（1）上轎子向斜。軸向沿Z21、Z6號(hào)孔連線向北方向延伸，長度約6.0 km，南翼傾角3°～4°，北翼傾角1°～2°。

（2）轉(zhuǎn)角背斜。位于轉(zhuǎn)角村一帶，軸向沿Z17、Z16、Z15孔連線呈北西方向延伸，長度約7.0 km，南翼傾角3°～5°，北翼傾角3°～4°。背斜軸部無可采煤層，將勘查區(qū)分為南北兩個(gè)聚煤區(qū)。

（3）江南站向斜。位于江南站附近，該向斜為復(fù)式向斜，軸向沿1-2、5-5、9-4、Z14號(hào)孔連線呈北西方向延伸，長度約7.0 km，南翼傾角1°～2°，北翼傾角3°～5°。向斜軸部部位是勘查區(qū)內(nèi)主要聚煤區(qū)。

（4）五溝背斜。在勘查區(qū)南部Z2、Pu15號(hào)鉆孔連線向北東方向延伸，長度約5.0 km，兩翼傾角約3°～4°。受三疊紀(jì)頂面構(gòu)造形態(tài)影響，煤層變薄。

圖3 研究區(qū)地層綜合柱狀圖Figure 3 Study area comprehensive stratigraphic column

2.2 地層特征

據(jù)地表露頭及以往鉆孔鉆遇地層（圖3），研究區(qū)中新生代地層發(fā)育齊全，包括三疊系（未穿），侏羅系下統(tǒng)富縣組（J1f）、中統(tǒng)延安組（J2y）、直羅組（J2z）和安定組（J2a），白堊系下統(tǒng)宜君組（K1y）、洛河組（K1l）和華池組（K1h），第四系上更新統(tǒng)馬蘭組（Q3m）及全新統(tǒng)沖-洪積層（Q4al）。含煤地層為中侏羅統(tǒng)延安組。

3 含煤地層及煤層特征

3.1 含煤地層

中侏羅統(tǒng)延安組（J2y）為本區(qū)含煤地層，依據(jù)其巖性特征和沉積規(guī)律分為三段五個(gè)旋廻，與下伏地層假整合接觸。據(jù)鉆孔揭露并與礦區(qū)對比，本區(qū)大部分地段僅保留第一、二段，局部地段保留有第三段下部。

第一段。第一旋廻，主要由灰黑色、深灰色砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、4-2號(hào)煤（4-2號(hào)煤局部分岔有4-2下號(hào)煤）及泥巖組成，具波狀層理，常見植物化石及碎片。該段在本區(qū)向東逐漸變厚，向西變薄至缺失；向斜軸部厚，背斜軸部薄，本段厚度為0～48.4 m，平均厚度為20.85 m。

第二段。第二、三旋廻，局部地段見有第四旋廻。主要由灰黑色粉砂巖、深灰色、灰色砂質(zhì)泥巖及2、3號(hào)煤層組成，夾泥巖及細(xì)粒砂巖薄層。該段在勘查區(qū)內(nèi)東厚西薄，常見植物化石碎片，厚度為0～74.5 m，平均厚度為32.75 m。

第三段。第五旋廻，主要由深灰色粉砂巖、細(xì)-中粒砂巖組成，夾薄層灰黑色泥巖及砂質(zhì)泥巖，具水平層理。泥巖中常見植物化石碎片。區(qū)內(nèi)大部分缺失，僅個(gè)別鉆孔見到，厚度為0～41.9 m，平均厚度為15.54 m。

3.2 煤層特征

轉(zhuǎn)角勘查區(qū)的煤層為3、4-2、4-2下號(hào)煤層，其中4-2號(hào)煤層為大部可采煤層的主要可采煤層（表1），3號(hào)和4-2下號(hào)煤層為次要可采煤層。

表1 研究區(qū)可采煤層綜合特征Table 1 Study area mineable coal seams integrated features

3.2.1 4-2號(hào)煤層

4-2號(hào)煤層位于延安組第一段中下部，上與3號(hào)煤層間距2.86～53.25 m，平均20.10 m，下與4-2下號(hào)煤層間距0.80～11.80 m，平均2.99 m，勘查區(qū)4-2號(hào)煤層可采部分為南北兩塊，中部Z15、Z16、Z17、13-5號(hào)鉆孔一帶由于三疊系地層抬升，致使侏羅系中統(tǒng)延安組受沖刷剝蝕變薄，形成了一條狹長的西北-東南向的煤層不可采帶，由這條不可采帶將勘查區(qū)內(nèi)4-2號(hào)煤層可采范圍分為南北兩塊。北部C9、Z6、Z20、Z21、6-8、9-6、3-3號(hào)鉆孔一帶煤層可采；南部煤層最厚處集中Z22、10-3號(hào)鉆孔一帶，由這一帶向四周煤層逐漸變薄，勘查區(qū)內(nèi)4-2號(hào)煤層分布面積75.91 km2，可采面積46.35 km2，勘查區(qū)內(nèi)大部可采（表1，圖4）。

圖4 研究區(qū)4-2號(hào)煤層厚度等值線Figure 4 Isogram of study area coal No.4-2thickness

4-2號(hào)煤層埋深為380～560 m，煤層厚度為0～14.25m，平均厚度為5.81 m，屬薄-厚煤層。勘查區(qū)內(nèi)煤層一般含1～2層夾矸，僅在個(gè)別鉆孔中見到3層夾矸，單層夾矸厚度一般厚0.05～0.40 m，巖性以泥巖、粉砂巖為主，煤層結(jié)構(gòu)簡單。煤層頂板巖性大多為灰黑色粉砂巖及細(xì)粒砂巖，煤層老頂為中-細(xì)粒砂巖（小街砂巖）。

3.2.2 3號(hào)煤層

3號(hào)煤層主要分布于勘查區(qū)北部和中西部，連片鉆孔主要分布在勘查區(qū)北部，3號(hào)煤層位于延安組第二段的中上部，上與2號(hào)煤層為2.20～32.46 m，平均9.21 m，下與4-2號(hào)煤層為2.86～52.25 m，平均20.1 m。勘查區(qū)內(nèi)3號(hào)煤層分布面積42.68 km2，可采面積13.43 km2（表1，圖5）。

3號(hào)煤層底板標(biāo)高650～910 m，煤層埋深340～600 m。煤層夾矸為1～2層，個(gè)別點(diǎn)含夾矸3層，夾矸厚0.2～0.7 m，夾矸巖性為泥巖，結(jié)構(gòu)簡單。煤層厚度0.2～5.55 m，平均厚度為1.18 m，屬薄煤層。煤層頂板巖性大多以灰色粉砂巖和泥巖為主。

圖5 研究區(qū)3號(hào)煤層厚度等值線Figure 5 Isogram of study area coal No.3 thickness

3.2.3 4-2下號(hào)煤層

4-2下號(hào)煤層位于延安組第一段中下部，屬于4-2號(hào)煤層下分叉，與4-2號(hào)煤層的間距為0.80～11.80 m，平均2.99 m?？刹煞秶饕植加诳辈閰^(qū)中東部，可采面積7.44 km2，局部可采（表1，圖6）。厚度0.2～7.6 m，平均厚度為3.59 m，可采厚度1.25～7.45 m，平均厚度為4.13 m[4]。

圖6 研究區(qū)4-2下號(hào)煤層厚度等值線Figure 6 Isogram of study area coal No.4-2Lthickness

4-2下號(hào)煤層底板標(biāo)高為700～820 m，煤層埋深在430～550 m。煤層夾矸一般為1層，僅1個(gè)鉆孔中含夾矸4層，夾矸厚0.1～0.6 m。夾矸巖性為泥巖，煤層結(jié)構(gòu)簡單。煤層頂板巖性為粉砂巖，底板多為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖（圖7）。

圖7 研究區(qū)三疊系頂板標(biāo)高等值線Figure 7 Isogram of study area Triassic top surface elevation

4 聚煤規(guī)律

在三疊紀(jì)末期發(fā)育的印支運(yùn)動(dòng)，在三疊紀(jì)頂部形成長期、廣泛、明顯的侵蝕地貌，對其上的侏羅系的沉積展布特征起到?jīng)Q定性作用。侏羅紀(jì)成煤時(shí)期，受三疊系基底形態(tài)的控制，在經(jīng)過早期的充填沉積之后成為泥炭均衡補(bǔ)償沉積，沉積速度變慢，煤層較為發(fā)育[5]。

轉(zhuǎn)角勘查區(qū)含煤地層的含煤性總體表現(xiàn)為含煤層數(shù)多，可采煤層少，勘查區(qū)內(nèi)主要可采煤層共有一層，為4-2號(hào)煤。勘查區(qū)邊緣地帶煤層最薄或尖滅，中部受到風(fēng)化剝蝕，將勘查區(qū)內(nèi)主要可采煤層分為南北兩個(gè)聚煤區(qū)；整體上北部煤層發(fā)育較差，煤層較薄，由東北向西南方向煤層逐漸變厚；南部區(qū)域中，由于中間部位凸起，在兩側(cè)形成凹陷區(qū)，泥炭沼澤最為發(fā)育的部位，形成富煤區(qū)，在西南部位的煤層最厚。勘查區(qū)南部煤層厚度的分布特征與聚煤期同沉積凹陷具有良好的一致性，凹陷的部位煤層增厚，凸出的部位煤層相對減薄。

4.1 平面變化規(guī)律

勘查區(qū)整體上煤層呈現(xiàn)南厚北薄，邊緣帶煤層變薄或尖滅的特點(diǎn)，由東北向西南方向煤層呈遞增的關(guān)系，煤厚變化較大，這種差異性主要與沉積中心位置有關(guān)，勘查區(qū)南部靠近深水區(qū)，沉降快地下水位淺，易于泥炭沼澤環(huán)境的發(fā)育，而北部距深水區(qū)遠(yuǎn)，地下水位深沉降慢，不易于泥炭沼澤發(fā)育，因而形成勘查區(qū)內(nèi)煤層分布不均的特點(diǎn)。

4.2 垂向變化規(guī)律

勘查區(qū)含煤地層由下往上整體表現(xiàn)為含煤性變差、層數(shù)增多、煤層變薄的特點(diǎn)。前期形成煤層少但厚度大且分布穩(wěn)定，后期形成煤層多，但煤層均較薄，而且穩(wěn)定性差的特點(diǎn)。這種變化規(guī)律與河湖沉積體系的特點(diǎn)一樣，在含煤地層下段，泥炭沼澤在湖泊濱岸上大量發(fā)育，沉積了穩(wěn)定較厚的煤層，且煤層少，在含煤地層上段，在廢棄湖泊三角洲上河流相和泥炭沼澤交替出現(xiàn)，成煤期短，形成了較薄且不穩(wěn)定的煤層。

根據(jù)鉆孔揭露，研究區(qū)內(nèi)存在北西-南東方向的背斜和向斜構(gòu)造，形成多個(gè)凹陷與隆起相間的地形地貌特征(圖7)，這些隆起與凹陷控制了侏羅系延安組沉積范圍及沉積厚度，呈現(xiàn)從凹陷中心向邊部逐漸變薄，在隆起區(qū)延安組含煤沉積地層較凹陷區(qū)薄，厚煤區(qū)與薄煤層呈波狀分布，煤層厚度與含煤地層沉積厚度呈正相關(guān)性(圖8)，在凹陷中心含煤地層厚度最大，煤層厚度也大。

5 結(jié)論

前期煤炭勘查資料表明，轉(zhuǎn)角勘查區(qū)侏羅系延安組含煤地層的賦存主要受控于侏羅系基底形態(tài)，并控制了含煤地層的分布范圍和厚度。在研究區(qū)內(nèi)部凹陷區(qū)煤層厚度大，相反在隆起區(qū)煤層較薄。

4-2號(hào)煤層在勘查區(qū)內(nèi)層位穩(wěn)定、大部可采、厚度變化較大，但規(guī)律明顯，結(jié)構(gòu)較簡單、煤類較單一，屬較穩(wěn)定型煤層；3號(hào)煤層在勘查區(qū)內(nèi)層位不穩(wěn)定、局部可采、結(jié)構(gòu)簡單、厚度有一定變化，煤類單一，屬不穩(wěn)定型煤層。4-2下號(hào)煤層局部分布，在分分布內(nèi)層位較穩(wěn)定、分叉區(qū)內(nèi)全部可采、結(jié)構(gòu)簡單、厚度有一定變化，煤類較單一，屬較穩(wěn)定型煤層。

[1]楊俊杰.鄂爾多斯盆地構(gòu)造演化與油氣分布規(guī)律[M].北京：石油工業(yè)出版社，2002：1-228.

[2]王雙明.鄂爾多斯盆地聚煤規(guī)律及煤炭資源評(píng)價(jià)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1996：1-547.

[3]賀丹，李智學(xué).黃隴侏羅紀(jì)煤田控煤構(gòu)造研究[J].中國煤炭地質(zhì)，2011，23（10）：14-18.

[4]閆和平，等.陜西省黃隴侏羅紀(jì)煤田焦坪礦區(qū)轉(zhuǎn)角勘查區(qū)詳查地質(zhì)報(bào)告[R].陜西銅川：陜西省一九四煤田地質(zhì)有限公司，2012.

[5]李增學(xué)，李江濤，韓美蓮，等.鄂爾多斯盆地中生界聚煤規(guī)律及對多能源共存富集的貢獻(xiàn)[J].山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，25（2）：1-5.

Study on Yan'an Coal Accumulation Pattern in Zhuanjiao Exploration Area,Huanglong Jurassic Coalfield

Yang Fu1,2,Zhao Xuejiao1,5,Ma Dongmin1,3,Duan Zhonghui1,2,Yan Heping4,Zhang Yuping1,2,Tian Tao1,2and He Dan1,5
(1.Key Laboratory of Coal Resources Exploration and Comprehensive Utilization,Ministry of Land and Resources,Xi'an,Shaanxi 710021;2.Shaanxi Coal Geology Group Co.Ltd.,Xi'an Shaanxi 710021;3.Department of Geology and Environmental Engineering,Xi 'an University of Science and Technology,Xi'an Shaanxi 710054;4.Shaanxi Provincial No.194 Coal Geological Exploration Co.Ltd., Tongchuan,Shaanxi 727000;5.Shaanxi Provincial Coal Geological Exploration Research Institute Co.Ltd.,Xi'an,Shaanxi 710021)

Zhuanjiao exploration area;Yan'an Formation;coal No.4-2;coal accumulation pattern

Based on drilling data have carried out analysis on coal-bearing strata distribution features,mineable coal seams distribution and thickness variation in the Zhuanjiao exploration area,Jiaoping mine area,Huanglong Jurassic coalfield.The result has considered that the coal-bearing strata in Zhuanjiao exploration area belong to the Yan'an Formation;main mineable coal seam is coal No.4-2.The extending features of coal-bearing strata and main mineable coal seams are mainly controlled by Triassic top surface structural form.In the depression region,Yan'an Formation has large thickness with thicker coal seams;while in the uplift region has thinner coal seams or hiatus.

陜西省工業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目(2016GY-187)和國土資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主課題(ZZ2015-2)共同資助

楊甫(1986—)，男，陜西戶縣人，2015年畢業(yè)于西北大學(xué)，工程師，從事盆地分析與非常規(guī)天然氣地質(zhì)工作。

2016-06-17

責(zé)任編輯：宋博輦

P618.1

A

10.3969/j.issn.1674-1803.2017.01.02

1674-1803(2017)01-0006-05