永利探区上古生界烃源岩特征

永利探区上古生界烃源岩特征 永陇矿区东段延安组煤层赋存规律 李 鹏 ()陕西省煤田地质局一八六队 ,陕西 西安 710054 摘 要 :黄陇侏罗纪煤田永陇矿区东段延安组含煤 5 层 , 3 煤为主采煤层 ,厚度 0. 35 ,34. 20 m ,平 2 2 - 3 均 16. 89 m ,含煤面积 33 km,可采面积 30 km, ; 2 煤为局部可采煤层 ,厚度 0. 40 ,12. 31 m ,平均 2 3. 47 m ,可采面积 5 km。论述了煤层发育特征 、分布规律 、聚煤规律及控制因素 。 关键词 :煤层 ;聚煤规律 ;沉积环境 ;延安组 中图分类号 : P618. 11文献标识码 : B( ) 文章编号 : 1671 - 749X 2011 02 - 0009 - 03 厚度大 ,煤质优良 ,可采条件优越 ,具有建设大型煤 0 前言 矿的资源基础 。 永陇矿区东段某勘查区属陇东黄土高原南缘梁 1 煤层发育规律及控煤因素塬 、沟壑区 ,总体地势呈南高北低之势 。区内最高处 是井田 南 侧 之 崔 木 梁 一 带 , 高 程 达 1 400 m , 最 高 1. 1 煤层发育规律 ) (1 501. 10 m 毛英疙瘩 ; 最低处是西北部的合阳沟 延安组自上而下划分三个含煤段 ,分别含 1、2、 ) (谷 ,高程 1 106. 30 m 当地侵蚀基准面 ; 最大高差 3 ( 3三个煤 组 , 其 层位 位于 延安 组 各中 级旋 回 Jy 、 2 () 394. 80 m。南距勘查区 5 km 的崔木梁 俗称页岭 2 1 )Jy 、Jy 的中下部和下部 。井田内共施工钻孔 74 2 2 是渭河与泾河的南北分水岭 ,区内所有的河流由南 个 ,见煤孔 57个 ,占 79. 1 % ,单孔一般见煤 1 层 ,局 流向北部或东北部 ,勘查区延安组发育有可采煤层 , 部 2 , 3层 , 最 多 达 5层 , 含 煤 系 数 2 . 7 5 % , (层顶 、底板 岩 性 从 砂 质 泥 岩 ϖ 粉 砂 岩 ϖ 砂 岩 灰 ,为以后的开发利用提供可靠的科学依据 。 学性质 ) 岩 ,岩石的强度指数 、体积模量 、切变模量 、杨氏模 3 结论 量等各种参数的数值逐渐增大 ,即岩石质量逐渐变 山阳井田煤层顶底板地质特征 ,通过岩石 好 ,岩体质量逐渐完整 ,此结果与整个勘查区岩石 、 物理力学性质测试及地球物理测井两种方法对 岩体质量评价相吻合 。测井资料计算的参数值都比 比 ,可以得出 :煤层顶 、底板岩性从砂质泥岩 ϖ 粉砂 较高 ,据文献介绍 ,声波 、密度测井对岩石中的微小 () 岩 ϖ砂岩 灰岩 ,岩石的强度指数 、体积模量 、切变 裂隙响应不灵敏 ,绝大部分地层都存在微小裂隙 ,因 模量 、杨氏模量等各种参数的数值逐渐增大 ,即岩石 质量逐渐变好 ,岩体质量逐渐完整 。 此而削弱的岩石强度无法估计 ,这样计算出的岩石 参考文献 :强度指数为其上限 。也可以看出由于同一地区 、同 一组内岩石的矿物成分 、胶结物 、胶结程度 、以及岩 [ 1 ] 杨 起 ,韩德馨 . 中国煤田地质学 [M ]. 北京 : 煤炭 石的完整性 、裂隙发育程度 、层理等影响岩石强度的 工业出版社 , 1979. 因素变化不大 ,故岩石的强度主要取决于岩石的颗 陕西省煤田地质局一三九队 . 渭北煤田澄合矿区 [ 2 ] 粒大小 。所以利用测井资料计算岩石的物理力学性 中深部详查地质报告 [ D ]. 1984. 陕西省煤田地质 局一三九队 . 陕西省渭北石炭二 叠纪煤田澄合矿质参数客观 、准确 、成果可靠 ,全面反映了 岩 石 的 力 [ 3 ] 区山阳井田煤炭勘探报告 [ D ]. 收稿日期 : 2010 - 09 - 08 2009. ( ) 作者简介 :李 鹏 1981 —,男 , 陕西扶风人 , 2003 年毕业于西北工 业大学计算机应用专业 ,助理工程师 ,从事地质勘查及计算机应用工 作 。 (42. 32 % ,平均 16. 58 % 。上含煤段含煤 1层 编号 1 : 三叠系基底构造在井田内表现 构造控制因素 ) 煤层 ,见煤点 1个 ,厚度 1. 11 m ,含煤系数 3. 16 % ;为古地貌形态 。东部大范围隆起区含煤地层缺失 , - 1 - 2 - 3 () 中含煤段含煤 3 层 编号 2 、2 、2 , 含煤系数西部凹陷区则含煤地层与煤层沉积厚 。凹陷呈一反 - 1 ()0. 10 % ,31. 35 % , 平均 8. 78 % 。其 中 : 2 煤见 煤 “S”形 ,由于沉降的差异 同沉积构造 亦控制着煤 - 2点 3 个 ,厚度 0. 75 ,2. 65 m ,平均 1. 77 m; 2 煤见 系与煤层的聚集 ,如西北部的 P1 —1 号孔 ,下含煤段 - 3煤点 4个 ,厚度 0. 70 ,1. 26 m ,平均 2. 05 m; 2 煤 厚度 30. 40 m , 3 煤层厚 15. 30 m。中部 K2 - 2、K2 见煤点 14 个 ,厚度 0. 40 ,12. 31 m ,平均 3. 47 m;下 - 4 号孔 ,下含煤段分别厚 42. 80 m 与 48. 02 m , 3 () 含煤段含煤 1层 编号 3 煤层 ,见煤点 57 个 ,含煤 煤层分别厚 34. 20 m 与 28. 89 m。 P1 - 3孔 ,下含煤 系数 段厚 10. 74 % ,92. 19 % ,平均含煤系数 60. 11 % , 3 35. 75 m , 3 煤层厚 22. 60 m。均表明沉降幅度 () 煤厚度 0. 35 ,34. 20 m ,平均 16. 89 m 表 1 。纵向 与煤系 、煤厚的密切关系 。 环境控制因素 : 古环境对聚煤的控制作用表现 上 ,下含煤段含煤性最好 ,中含煤段含煤性差 ,上含 在煤层的形态 。 3煤层主要是在覆水不深的河间湿 煤段段含煤性极差 。平面分布上 ,区内含煤地段主 地沼泽体系下的产 物 , 因而 分布 面 积较 广 , 厚度 较 要分布在井田西部 。含煤性较好的地段在汤家 —邵 大 ; 1、2 煤层主要形成于河流沉积体系之泛滥平原 ,含煤系数 > 30 % ,向古 家沟 —硬家沟 —桐树坪一带 上 ,受多期河流干扰的影响 ,煤层形态则为条带及透 镜体 ,因而厚度小 ,连续性差 。 () 隆起及边缘方向变薄缺失 图 1 。 表 1 延安组见煤情况一览表 无煤区成因分析 : 井田内无煤钻孔 15 个 ,其中煤层厚度/m 含煤系数/ % 8个钻孔见延安组 。井田东部高西部低 , 无煤钻孔 含煤 煤层 见煤 可采 最小, 最大最小, 最大可采性 段 编号 点 点 均分布在东南部基底隆起部位 。对见到延安组的 8 平均 平均 上含 个钻孔进行分析 ,主要为成煤期古地形较高 ,加之半1煤 00,1. 11 不可采 0. 1 1 煤段氧化环境 ,因而沉积了厚度极小的炭质泥岩与紫杂 0. 00,2. 65 - 1色泥岩 。其中 K3 - 6、K4 - 1、K4 - 4、K6 - 4 钻孔缺 3 2 不可采 2 煤 ()1. 77 3 中含 失下含煤段 , K11 - 1 孔下含煤段厚 7. 26 m ,在 2. 04 0. 00,1. 262. 89,3. 22 - 2 煤段5 4 不可采 2 煤m 的铝质泥岩之上沉积了 5. 22 m 的黑色泥岩 ; P13 )(0. 95 4 06 3. 2Jy 2 0. 40,12. 31 3. 21,37. 43- 3- 1 钻孔下含煤段为 4. 02 m ,底部铝土质泥岩之上 13 9 不可采 2 煤 ( ) 3. 47 14 13. 28 沉积了黑色泥岩 ,顶部风化显褐黄色与紫红色团块 ; 0. 35,34. 20 10. 74,92. 19 下含 55 3煤 57 大部可采 P9 - 1、P9 - 3 孔下含煤段分别厚 13. 29 m 与 3. 36 ()煤 16. 89 57 60. 11 m ,则为紫色铝质泥岩 ,均反映出高出水面的氧化环 境 ,与焦坪矿区南部无煤区的形成原因基本一致 。 2 可采煤层 - 3 延安组含煤 5 层 , 3 煤为主采煤层 ; 2 煤虽为 不可采煤层 ,但井田西北地段仍有一定的可采范围 。 - 32. 1 2 煤层 - 3 2 煤层位于 延 安 组 中 含 煤 段 下 部 , 距 3 煤 层 1. 35,34. 83 m ,平均间距 15. 54 m。仅见于井田西 北及南部 , ,厚 0. 40 ,12. 31 m ,平均 3. 47 m。标准 延安组含煤总厚度等值线图 图 1 差为 3. 41 ,变异系数 79. 74 % ,属不稳定煤层 。夹矸 0,2层 ,最多 9 层 ,夹矸厚度 0. 03,0. 60 m ,含矸率与可采煤层总厚度等值线图叠置对比 ,规律性 0 % ,9. 50 % ,平均 3. 84 % 。夹矸岩性为炭质泥岩 、 基本一致 ,证实了王双明提出的古地形对煤层形成 、 分析 :其中 5个钻孔为单煤层 , 2 个钻孔分叉为两个 , 灰色泥岩 、灰褐色含铝质泥岩或含铝质粉 —细砂岩 煤分层 , 3 个钻孔分叉为 2 ,3 个煤分层 ,为一煤层 厚度 0. 20,18. 30 m;多有炭质泥岩伪底 ,一般 2 ,3 - 3m ,最大厚度 8. 88 m。 组 。对 2 煤层 17个煤分层夹矸统计 ,无夹矸 5层 , 占 29. 41 % ,夹矸 1 层 8 个 , 占 47. 06 % , 夹矸 2 ,3 3 结论 层 4 个 ,占 23. 53 % 。矸石厚度 0. 10,0. 30 m ,表明 - 3 研究区延安组发育煤层 2 层 , 3 煤层以构造控 2 煤属结构简单煤层 。- 32 2 2 煤层含煤面积约 5. 2 km, 可采面积 5 km煤因素为主 , 1、2煤层以沉积环境控煤因素为主 。 3 占井田面积 4. 82 % 。夹矸岩性为深灰 —灰 黑色 泥 煤层为巨厚煤层 ,全区大部可采 ,结构简单 ,煤层稳 - 3- 3 岩 、砂质泥岩 。 2 煤顶板为深灰色泥岩 、砂质泥岩 定 ; 2 煤为局部可采煤层 。 3 煤层煤质为低灰分 、 中高挥发分 、低 —特低硫 、高热值煤 ,可选性属易选 , 及细 —粗粒砂岩 ,底板为深灰 —灰黑色泥岩 、砂质泥 煤层挥发分产率平均值 35. 09 % ,33. 67 % ,粘结指 岩 、粉砂岩 、细 —粗粒砂岩 。 () 2. 2 3 煤层数为 0 , 属不粘煤 31 号 BN 31 , 煤类单一 , 变化较 3煤层位于延安组下含煤段中部 , 下距延安组 小 ,是优质动力 、气化用煤 ,开发条件简单 ,适合建设 底界面 0. 42 ,18. 30 m ,平均 6. 90 m ,上距中含煤段 大型现代化煤矿 。 底部砂岩 0,13. 90 m ,平均 3. 27 m。最小埋深 314. 参考文献 : [ 1 ] 王双明 . 鄂尔多斯盆地聚煤规律及煤炭资源评价 42 m ,最大埋深 777. 03 m ,大部为 400,500 m ,埋深 [M ]. 北京 :煤炭工业出版社 , 1996. 适中 ,底板标高最低 626. 10 m ,最高 937. 39 m。 王双明 , 张 玉平 . 鄂尔 多斯侏罗纪盆地形成演化 [ 2 ] 厚度及变化规律 : 3 煤层厚度 0. 35 ,34. 20 m ,( ) 和聚煤 规 律 [ J ]. 地 学 前 缘 , 1999. 6 S: 147 - 见煤 点 57 个 , 平 均 煤 厚 16. 89 m , 最 大 可 采 厚 度155. 王双明 , 李 思田 . 焦坪 矿区南部封闭状无煤区的 32. 55 m ,标准差为 7. 84 ,变异系数为 58. 99 % ,属较 [ 3 ] 特征及成因探讨 [ J ]. 煤田地质与勘探 , 1987, 15 稳定煤层 。在 55 个可采见煤工程点中 ,除 K1 - 3、 ( ) 4 : 9 - 11. K4 - 5 两个钻孔煤层厚度为薄煤层外 ,其余厚度均W ang Shuangm ing, O rigin Typ e s of Pa leo topograp hy 大于 6. 00 m 以 上 , 其 中 大 于 8. 0 m 的 48 个 , 占[ 4 ] B efo re Coa l Fo rm a tion and The ir Influence on Coa l 2 87. 27 % ,为巨厚煤层 。含煤面积 33 km,可采面积A ccum u la tion [ A ] , P rogre ss in Geo sc ience s of Ch ina 2 30 km。其沉积规律是 ,隆起部位沉积薄或缺失 ,凹 ( ) 1985 - 1988 - Pap e rs to 28 th IGC, B e ijing: Geo2 logica l Pub lish ing Hou se, Vo l. ?, 181 - 185. 1989: 陷部位沉积厚 ,西部近河道区沉积薄 ,远河道区沉积 181,185. 厚 ,富煤区煤层厚度 25,30 m 以上 。张 韬 . 中 国 主 要 聚 煤 期 沉 积 环 境 与 聚 煤 规 律 煤层结构 : 3煤层一般夹矸 0 ,2 层 ,最多 9 层 。 [M ]. 北京 :地质出版社 , 1995. [ 5 ] 李存购 . 孟村井田边部煤层赋存潜力分析 [ J ]. 陕 夹矸厚度 0. 03,0. 60 m ,含矸率 0 % ,9. 50 % ,平均 ( ) 西煤炭 , 2008 , 27 2 : 37 - 38. 3. 84 % 。夹矸岩性为炭质泥岩 、泥岩及泥质粉砂岩 张亚莉 , 宋 鉴定 . 彬长 矿区延安组沉积环境分析 [ 6 ] 或细砂岩 。其煤 层顶 部 和底 部夹 矸 多中 部少 。在 ( ) [ J ]. 陕西煤炭 , 2008, 27 2: 39 - 41. 赵德政 ,王 英 ,信一心 . 焦坪矿区的斜向交织构造 58 个 可 采 分 煤 层 中 , 含 矸 石 0 , 2 层 44 个 , 占[ 7 ] () 及其控煤作用 [ J ]. 长安大学学报 地球科学版 , 75. 86 % ,含矸石 3 ,4 层 8个 ,占 13. 79 % ,含矸石 5( ) 1987, 9 1 : 79 - 92. ,6层 3层 ,占 5. 18 % ,大于 6 层以上的 3 个 ,占 5.[ 8 ] 王 兴 . 黄陇侏罗纪煤田优质富煤带及其构造因素 18 % ,表明 3 煤层结构简单 。在 K2 - 2、K2 - 3、K3[ A ] / /煤田地质与可持续发展研究 [ C ]. 西安 : 陕 西科学技术出版社 , 2003: 11 - 16. - 1 三 个钻 孔煤 层 分叉 , 仅 限于 局 部地 段 , 总 厚 度林文姬 ,汤达祯 ,徐凤银 ,许 浩 ,刘艳红 . 彬长地 [ 9 ] 39. 70 m。区延 安 组 层 序 地 层 划 分 [ J ]. 中 国 煤 炭 地 质 , 煤层顶底板岩性 : 3煤层顶板多为深灰色泥岩 、 ( ) 2009 , 21 10 : 5 - 8. 砂质泥岩及粉砂岩 、细中粒砂岩 ,最大厚度 12. 76m。 [ 10 ] 局部有 0. 20 ,1. 00 m 的炭质泥岩伪顶 。在 K1 - 1、 K1 - 2、K2 - 7、K4 - 5、K4 - 8、K5 - 4、K6 - 1、K7 - 1 孔直接与中含煤段底部接触 。 3 煤层底板为灰 —深