桂龍煤礦勘查區(qū)位于密山市西北部的中興村，礦區(qū)煤系地層為石炭系上統(tǒng)珍子山組，分為上、中、下三個(gè)煤組。礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層發(fā)育，巖漿巖侵入嚴(yán)重，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)育不佳，這些都給本區(qū)的煤層對(duì)比工作造成了極大的困難。

煤層對(duì)比；標(biāo)志層；巖漿巖；沉積旋回；斷層

【作者簡介】洪常久，男，1987年畢業(yè)于阜新礦業(yè)學(xué)院，現(xiàn)任東北煤田地質(zhì)局勘察設(shè)計(jì)研究總院地質(zhì)高級(jí)工程師；研究方向：煤田地質(zhì)。

1.前言

密山市煤礦勘查區(qū)位于密山市西北部，距密山市大約40公里處的裴德鎮(zhèn)中興村，東西長約4公里，南北寬約2.5公里，面積約10平方公里。桂龍煤礦勘查區(qū)就處在本勘查區(qū)的中西部，地貌為低山丘陵，植被較好。其構(gòu)造形態(tài)為軸線近東西的向斜，向斜北翼較平緩，地層傾角一般為15白笥遙荒弦斫隙福一般危0白笥搖？

該勘查區(qū)的地層層序自下而上為：石炭系中-上統(tǒng)光慶組；石炭系上統(tǒng)珍子山組；二迭系下統(tǒng)塔頭河組、二龍山組及第四系。含煤地層為石炭系上石炭統(tǒng)珍子山組，該組共發(fā)育14組煤層，編號(hào)1～14。由于本區(qū)的煤層厚度和結(jié)構(gòu)變化大，既有單一結(jié)構(gòu)，又有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，而且斷層和褶皺發(fā)育，再加上巖漿巖的大面積侵入，使得本區(qū)的煤層賦存形態(tài)變化較大，這種情況給勘探工作帶來很多困難，給煤層的對(duì)比劃分造成了一定的障礙。

2.煤層復(fù)雜原因

該地區(qū)的含煤地層集中在石炭系上統(tǒng)珍子山組，該組在本次勘查施工中所見厚度變化較大，從150～350米，一般約為300米，以向斜的軸部厚度最大，向兩翼逐漸變薄。該組地層的含煤特點(diǎn)是煤層層數(shù)多，厚度變化大，連續(xù)性差，可采范圍分布不均。從目前掌握的數(shù)據(jù)來看，區(qū)內(nèi)只有10號(hào)煤層全區(qū)發(fā)育可采，其它煤層為大部可采或局部可采。

上述情況的產(chǎn)生原因是：原始成煤條件不好，成煤環(huán)境不穩(wěn)定，成煤區(qū)在成煤過程中，由于橫向環(huán)境變化過快，導(dǎo)致在一定的時(shí)間內(nèi)未能形成大片的、連續(xù)的、穩(wěn)定的煤層。具體表現(xiàn)為煤層厚度變化大，呈透鏡體狀、藕節(jié)狀，甚至是雞窩狀；結(jié)構(gòu)變化大，從單一結(jié)構(gòu)到復(fù)雜結(jié)構(gòu)，夾矸成分多樣化。

成煤期后構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響：在煤層形成后，該地區(qū)經(jīng)歷了多次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，本區(qū)位于新華夏系第二褶皺隆起帶的北部，那丹哈達(dá)嶺東緣，處在二龍山向斜和老黑山向斜的交接部位，因而構(gòu)造極為復(fù)雜。從本區(qū)斷層的發(fā)育情況來看，該區(qū)經(jīng)歷了二次大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，前次為來自南北向的區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的作用，形成了一套NE和NW向的剪性斷層和EW向的壓性斷層；后次該區(qū)受到來自NNW和SSE向的應(yīng)力作用，形成了一套NNE和NWW向的剪性斷層構(gòu)造，前者又受到后者影響，進(jìn)一步加劇了該地區(qū)的構(gòu)造復(fù)雜程度。

火成巖的侵入影響：該區(qū)火成巖侵入及其發(fā)育，從以往鉆探成果和本次勘查結(jié)果來看，火成巖的侵入對(duì)本區(qū)煤層的賦存形態(tài)、厚度和儲(chǔ)量、煤質(zhì)變化影響極大，特別是對(duì)中、上部煤層破壞嚴(yán)重。通過分析研究，發(fā)現(xiàn)本區(qū)火成巖的侵入以東北部最為發(fā)育，而對(duì)煤層的破壞程度以東北部、西南部最為嚴(yán)重，向西北、東南逐漸減弱?；鸪蓭r的產(chǎn)狀以巖床為主，沿層間侵入，破壞巖性較軟的泥巖、炭質(zhì)泥巖和煤層。而對(duì)于巖性較硬的砂礫巖等，則起到了加大層間距的作用。

煤質(zhì)變化大的影響：由于在成煤過程中環(huán)境不穩(wěn)定，連續(xù)沉積時(shí)間短，變化快，導(dǎo)致煤層厚度薄，夾矸層數(shù)薄而多，很多夾矸厚度在1～10毫米，這樣就使得礦區(qū)內(nèi)整個(gè)煤層的灰分變化較大。即使是同一煤層的灰分在不同的區(qū)域、不同的深度也變化很大，個(gè)別地段在較短的距離內(nèi)煤層就相變成炭泥巖。

3.煤層對(duì)比方法

從前面的敘述中可以看出本區(qū)的煤層發(fā)育很不穩(wěn)定，構(gòu)造非常復(fù)雜，這也給我們?cè)阢@探施工中及工程結(jié)束后的煤層對(duì)比工作帶來很大的困難。經(jīng)過我們對(duì)區(qū)內(nèi)地層的沉積規(guī)律、變化特征、巖性地層和環(huán)境對(duì)比及測(cè)井成果的分析研究，取得了較好的煤層對(duì)比效果，基本上掌握了本區(qū)煤層對(duì)比的方法和依據(jù)。總結(jié)起來有以下幾點(diǎn)：

通過巖性層段劃分進(jìn)行對(duì)比：本區(qū)的含煤地層為上石炭統(tǒng)珍子山組，該組自下而上由河流相、湖盆相沉積，逐漸變化為河流相、沖積扇相及火山碎屑沉積。從沉積中期開始，火山活動(dòng)逐漸增多，在這一過程中，出現(xiàn)了三次較穩(wěn)定的成煤期，從而形成了上、中、下三個(gè)煤層集中層位，即珍子山組一段、二段、三段。每一含煤段的巖性都可以作為煤層對(duì)比的標(biāo)志。一、二段是一套砂巖、含礫砂巖、粉砂巖含煤地層，沒有火山碎屑成分，而三段則是一套砂巖、泥巖、凝灰?guī)r和凝灰角礫巖含煤地層，含有大量火山碎屑成分。根據(jù)這一特征，先將區(qū)內(nèi)鉆孔所見地層按巖性劃分成段，再進(jìn)行含煤段中的煤層對(duì)比，這樣就不易造成煤層組間的對(duì)比差錯(cuò)，同時(shí)也克服了單個(gè)煤層無對(duì)比標(biāo)志的困難。

通過沉積旋回分析進(jìn)行對(duì)比：區(qū)內(nèi)沉積較為完整的含煤地層旋回較多。我們?cè)谌〉每煽康你@孔巖性柱狀后，繪出每個(gè)柱狀的相變化曲線，進(jìn)行柱狀間的沉積旋回對(duì)比，同時(shí)用測(cè)井曲線配合進(jìn)行沉積環(huán)境分析，在鉆孔間找到相應(yīng)的沉積層。通過這種方法發(fā)現(xiàn)煤層都發(fā)育在旋回的上部，旋回找到了，煤層對(duì)比也就比較清楚了。如果在兩個(gè)較完整的旋回之間發(fā)育一個(gè)不完整的含煤旋回，我們通過研究得出的結(jié)果是，該旋回為不穩(wěn)定旋回，只在局部地段發(fā)育，并不影響全局。這之間的煤層存在有兩種形態(tài)，一種是煤層出現(xiàn)分叉，主煤層穩(wěn)定，分煤層發(fā)育不遠(yuǎn)就尖滅了；另一種是煤層的上部或下部出現(xiàn)另一個(gè)兩端尖滅的呈透鏡狀的不穩(wěn)定煤層。

通過煤層自身特征進(jìn)行對(duì)比；煤層的自身特征包括煤層的厚度、結(jié)構(gòu)、頂?shù)装鍘r性、煤層間距等，雖然本區(qū)煤層發(fā)育不穩(wěn)定，但是在有些地段還是能夠找到自身對(duì)比的標(biāo)志的。例如91～3、3～2、4～1、4～2等，就是根據(jù)煤層的厚度和層間距進(jìn)行對(duì)比的。這一方法雖然在遠(yuǎn)距離鉆孔之間無法使用，但在相鄰勘探線或同一完整地塊上的鉆孔之間使用，效果還是很好的，煤層對(duì)比也比較可靠。

通過尋找標(biāo)志層進(jìn)行對(duì)比：本區(qū)雖然地層本身不穩(wěn)定，無明顯標(biāo)志層，對(duì)比較難，但是通過不斷的對(duì)比、分析，還是發(fā)現(xiàn)了一些可供利用的標(biāo)志層。例如10煤層頂板的含泥礫灰白色中-細(xì)砂巖，在本區(qū)所見10煤層鉆孔中全部發(fā)育，可作為珍子山組一段與二段的分界面，還有3煤層頂板的凝灰質(zhì)角礫巖，在2、3線鉆孔比較發(fā)育，可作為珍子山二段與三段的對(duì)比標(biāo)志層，但這種對(duì)比只能適用相鄰鉆孔之間的比對(duì)。

通過分析測(cè)井曲線特征進(jìn)行對(duì)比：測(cè)井曲線對(duì)不同時(shí)代的地層、煤層與巖層反映不同，經(jīng)過先期的普查工作再結(jié)合本次補(bǔ)充勘查，初步探索出幾種巖、煤層的對(duì)比方法。

測(cè)井曲線對(duì)地層沉積旋回反映較好，可通過旋回劃分完成鉆孔與鉆孔之間的地層對(duì)比，再進(jìn)行煤層間的對(duì)比。

測(cè)井曲線在各含煤段之間的反映較明顯，無論是電性曲線還是放射性曲線，不同鉆孔的同一個(gè)含煤段都有著相似或較相似的特征。通過劃分含煤段，再結(jié)合層間距及結(jié)構(gòu)變化特征，進(jìn)行單個(gè)煤層的對(duì)比。

相鄰或近距離鉆孔間的同一煤層在測(cè)井曲線上有著相同或相近的反映，甚至在相距較遠(yuǎn)的鉆孔間也有類似的反映，可以進(jìn)行單個(gè)煤層的對(duì)比。

4.取得成果

通過上述方法和手段，經(jīng)過反復(fù)推敲和認(rèn)真細(xì)致的研究，在煤、巖層對(duì)比上取得了很大成果，基本上查清了勘查區(qū)內(nèi)各煤層的分布范圍、結(jié)構(gòu)特征，掌握了煤質(zhì)及煤層厚度變化趨勢(shì)，了解了構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及巖漿巖活動(dòng)對(duì)煤層穩(wěn)定產(chǎn)生的影響程度和范圍，從而保證了所提交勘查報(bào)告的準(zhǔn)確性及可靠程度。

確定了以全區(qū)發(fā)育最好的10煤層為對(duì)比基線。劃定了上、中、下三個(gè)含煤段的含煤層數(shù)、巖層厚度，其中上部含煤段有2層煤，編號(hào)1～2；中部含煤段有7層煤，編號(hào)3～9；下部含煤段有5層煤，編號(hào)10～14。

確定了上、中部含煤段的分界線為3煤頂板凝灰質(zhì)角礫巖；中、下部含煤段的分界線為10煤頂板含泥礫中砂巖。

可采煤層中以10煤的厚度最大，與9煤的間距較大，約80～120米，這也是判斷9、10煤層的依據(jù)。以3～7煤的間距最小，一般2～6米。

桂龍煤礦勘查區(qū)雖然地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤層發(fā)育欠佳，巖漿巖侵入嚴(yán)重，給巖、煤層對(duì)比帶來了很多困難。但是只要我們通過認(rèn)真的分析研究，從煤層形成的條件、賦存的形態(tài)、圍巖的特征等入手，再結(jié)合后期受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及巖漿巖活動(dòng)的影響，從中找出進(jìn)行煤層對(duì)比的著眼點(diǎn)和共同點(diǎn)，以點(diǎn)帶線，以線帶面，由簡單到復(fù)雜，就能夠找到煤層對(duì)比的方法和依據(jù)，逐步弄清本區(qū)煤層的分布范圍、發(fā)育情況、埋藏深度及受構(gòu)造影響的程度，為今后礦山的建井和生產(chǎn)提供可靠的依據(jù)和有力的保證。