趙麗
摘 要:根據(jù)多年的勘查實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),總結(jié)提出了滇東晚二疊系煤田正常地層層序下鉆孔見煤前的一般巖心巖性特征,對指導(dǎo)見煤預(yù)告、鉆機(jī)鉆遇煤層、地質(zhì)鑒定員等有重要的參考或借鑒意義。根據(jù)區(qū)域性特點(diǎn)滇東晚二疊系含煤地層稱為宣威組或長興組+龍?zhí)督M,對我們進(jìn)一步認(rèn)識含煤地層的特性、煤層、巖層都有重要意義。文章通過實(shí)例白龍山煤礦勘探及老廠礦區(qū)的成果資料作詳細(xì)概述了含煤地層、煤層的頂?shù)装逄卣骷皫r性特征,掌握了它的基本特征與規(guī)律,對我們的煤田勘探設(shè)計(jì)、認(rèn)知煤層號等有參考性作用,才能較準(zhǔn)確提前預(yù)告煤層,同時(shí)也能讓鉆機(jī)更好的控制煤層的深度、厚度,為地質(zhì)提供良好的研究環(huán)境。
關(guān)鍵詞:巖性及特征;聚煤作用;見煤特征;標(biāo)志層
1 滇東二疊系含煤地層的巖性及特征
1.1 長興組(P2c)
礦區(qū)內(nèi)含煤地層為海陸交互相含煤沉積。包括龍?zhí)镀诤烷L興期的同期異相沉積,由于在老廠礦區(qū)及昭通鎮(zhèn)雄礦區(qū)煤系上部地層中發(fā)現(xiàn)了含Palaeofusulina(紡綞蜓)、Colaniella(柯蘭尼蟲)化石而證明煤系中有長興組存在。這些長興組的標(biāo)準(zhǔn)化石,在老廠礦區(qū)出現(xiàn)在C2煤層頂板(一勘區(qū)出現(xiàn)在C4煤層頂板)以上,鎮(zhèn)雄煤田出現(xiàn)在M5煤層(相當(dāng)?shù)釚|統(tǒng)一編號的M7煤層)頂板。由于長興期海侵海岸線由東向西推進(jìn),含動物化石的海相灰?guī)r或海相碎屑巖的層位,也相應(yīng)地由東向西超覆而逐漸抬高,劃分滇東龍?zhí)督M與長興組同期異相但不含動物化石的最低界線,是根據(jù)在川南、鎮(zhèn)雄、黔西發(fā)現(xiàn)長興階標(biāo)準(zhǔn)化石所確定的最低層位,再通過區(qū)域性大面積分布的、具有等時(shí)性的煤層中高嶺石粘土巖夾矸(火山灰蝕變粘土巖夾矸)的特征。老廠礦區(qū)各礦區(qū)以發(fā)現(xiàn)長興階標(biāo)準(zhǔn)化石的層位劃分長興組底界。C2煤層頂界作為長興組的底界,厚10.49~41.77m,平均25.12m,巖性以粉砂巖與細(xì)砂巖為主,含薄煤或炭質(zhì)泥巖2~3層,總厚0~1.16m,平均0.29m,無可采煤層。底部C2煤層頂板、C1+1、C1煤層頂板及C1+1與C2煤層之間,共4個(gè)層位含動物化石,其中小古蜓、非蜓有孔蟲柯蘭尼蟲、假菲氏三葉蟲、南京蜓等為長興階的標(biāo)準(zhǔn)化石組合,為標(biāo)準(zhǔn)長興組的同期異相沉積。
根據(jù)以往勘查成果,結(jié)合本次勘探成果分析,老廠礦區(qū)煤系沉積除區(qū)域沉積特征外,有以下特點(diǎn):
1.1.1 沉積前基底上升遭受剝蝕,缺失玄武巖,煤系直接與茅口組灰?guī)r呈假整合接觸,是滇東唯一缺失玄武巖的礦區(qū)。底部有鐵鋁質(zhì)粘土巖(厚4.64~34.32m),為古風(fēng)化殼產(chǎn)物,或有底礫巖(厚1.10~7.98m)為沉積間斷特征。
1.1.2 煤系沉積過程沉降強(qiáng)烈,煤系厚度大,與鄰近礦區(qū)比較,增厚100~150m,而且主要是多出下部一段。上覆地層也相應(yīng)有所加厚。
1.1.3 為滇東各礦區(qū)中受海侵影響最大,海陸交互相沉積最明顯的礦區(qū)。下部為海相灰?guī)r夾碎屑巖。中部為瀉湖潮坪濱海湖沼沉積的富煤段,上部為有規(guī)律的濱海平原(上潮坪)成煤到短期海侵交替的聚煤沉積,幾乎所有煤層頂板都有含動物化石的薄層海相層。全煤系都夾有海相動物化石層位,尤以下部最多。
1.1.4 茅口灰?guī)r頂部有斷裂造成的低溫?zé)嵋夯顒?,礦化形成似層狀和脈狀螢石礦,并出現(xiàn)地溫高溫異常區(qū)。
1.1.5 沉積時(shí)構(gòu)造沉降快,煤系厚度大,上覆地層加厚,缺失玄武巖隔熱層以及地溫異常等綜合因素,是造成本區(qū)煤變質(zhì)程度高的原因。
1.2 龍?zhí)督M(P2l)
為一套海陸交互相的碎屑巖夾灰?guī)r的含煤沉積,地層總厚平均439.53m,含煤總厚31.25m,含煤系數(shù)7.11%。地層中普遍含動物化石,下部夾多層薄層灰?guī)r,含較多動物化石和黃鐵礦結(jié)核,含煤性差;上部(C2~C19)含煤性好為富煤段。按巖性巖相、含煤性、標(biāo)志層、生物群的特征和變化規(guī)律,沿用以往地層劃分,將區(qū)內(nèi)龍?zhí)督M自下而上劃分為三個(gè)段六個(gè)亞段,分述如下:
1.2.1 龍?zhí)督M第一段(P2l1)
地表無出露,本次勘探亦無鉆孔揭露,總結(jié)以往勘查成果,其劃分自茅口灰?guī)r頂至C23煤層頂,地層厚102~175m,平均169.63m。為一套以淺海相灰?guī)r為主的海陸交互相含薄煤的地層。按其特征分為兩個(gè)亞段。
第一亞段(P2l1-1):
下自茅口灰?guī)r頂往上至一層夾數(shù)層灰?guī)r的厚層砂巖,地層厚104.43m。以中厚層狀粉晶灰?guī)r、介屑灰?guī)r為主,間夾白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r,頂部和中部各有一層沉凝灰質(zhì)砂礫巖,鐵鋁質(zhì)粘土巖及少量粉砂巖、細(xì)砂巖,基本不含煤。含黃鐵礦結(jié)核,富含腕足類動物化石。
第二亞段(P2l1-2):
下自第一亞段頂,上至C23煤頂,地層厚65.20m,以灰色粉砂巖為主,間夾細(xì)砂巖及細(xì)晶灰?guī)r,含煤3~5層,其中C23、C24、C25煤層為層位穩(wěn)定厚度變化大的組合煤層、標(biāo)志明顯。C24煤層頂板灰?guī)r,全區(qū)穩(wěn)定,厚1.00~16.20m,為主要標(biāo)志層。除C23煤層局部可采之外,其余均不可采。產(chǎn)動物化石:
Squamularia sp . (魚鱗貝)、Oldhamina sp. (歐姆貝)
Codonofusiella sp. (喇叭蜓)等化石。
1.2.2 龍?zhí)督M第二段(P2l2):
自C23煤層頂至C17煤層頂;本次勘探僅xk4221-4孔揭露齊全,據(jù)以往勘查成果,地層厚129.65~151.95m,平均厚141.70m。C19煤層以下巖性以粉砂巖、細(xì)砂巖為主,夾泥質(zhì)粉砂巖、炭質(zhì)粉砂巖,含少量菱鐵巖及薄層灰?guī)r或生物碎屑灰?guī)r,含薄煤和煤線3~15層。產(chǎn)動物化石。Squamularis sp.(魚鱗貝)、Perlgcyerella sp.Costellata sp.等。
C19煤層以上為礦區(qū)富煤段(主含煤段)最底部的一個(gè)煤組,本次勘查工程揭露地層厚9.14~46.86m,平均20.63m。含C17、C18、C18+1、C19四層編號煤層,平均煤層總厚4.03m,其中:C19煤層全區(qū)可采;C17煤層為層位穩(wěn)定的不可采薄煤層;C18+1煤層為不穩(wěn)定局部可采煤層,屬潮坪環(huán)境沉積的煤層。巖性以粉砂巖、細(xì)砂巖或含礫細(xì)砂巖為主,夾透鏡狀、似層狀菱鐵巖,巖層厚度變化較大,細(xì)砂巖多呈透鏡狀產(chǎn)出。含大量星散狀、結(jié)核狀黃鐵礦。產(chǎn)動物化石:endprint
Waagenites Sochowensis(Chao)(瓦斯貝)、Plicochonetes dissulcata Liao(線戟貝)、Orthotetina sp(直房貝)
1.2.3 龍?zhí)督M第三段(P2l3):自C17煤層頂至C2煤層頂。地層厚102.17~160.05m,平均厚129.00m,含煤10~15層,一般11層,煤層總厚16.15m,含煤系數(shù)12.52%。本段含可采及局部可采煤層C2、C3、C4、C7+8、C9、C13、C14、C16等8層,可采總厚14.60m,可采含煤系數(shù)11.32%。根據(jù)沉積特征可分為三個(gè)亞段:據(jù)其巖性、含煤性和生物化石特征,本段又分為三個(gè)亞段。
第一亞段(P2l3-1):
由C17煤層頂至C9煤層頂,本次完整揭露鉆孔控制點(diǎn)75個(gè),地層厚41.65~87.25m,平均58.68m。地層厚度較穩(wěn)定,偶見增厚或變薄區(qū)。由粉砂巖、細(xì)砂巖、菱鐵巖和煤層交替組成,為潮坪、潮溝組成的網(wǎng)狀河沼澤相組合。含煤3~9層,一般5層。巖性變化大,上部常由含礫細(xì)砂巖取代粉砂巖,透鏡狀、似層狀菱鐵巖發(fā)育。底部C17煤層頂板在礦區(qū)范圍內(nèi)普遍發(fā)育的0.10~0.80m的生物碎屑灰?guī)r或泥質(zhì)灰?guī)r和大量的動物化石(見照片1-1、1-2),含豆?fàn)盍忤F質(zhì)結(jié)核,富含動物化石Enfelfina sp.Schizophoria sp.(裂線貝)、Waagenites guizhouensis Liao(瓦崗貝)、Orbiculoiodea sp.(圓凸貝)、Squamularia sp.(魚鱗貝)、Cupressocrinites sp.(毯海百合)等化石,層位穩(wěn)定,是礦區(qū)可靠的標(biāo)志層之一。本段頂部C9煤層是礦區(qū)特征明顯,可單獨(dú)作標(biāo)志層的中厚煤層。C14、C15煤層變化大,尖滅點(diǎn)較多。C13、C16為較穩(wěn)定的中厚煤層。
第二亞段(P2l3-2):
由C9煤層頂至C4煤層頂,本次完整揭露鉆孔控制點(diǎn)72個(gè),地層厚36.5~61.52m,平均48.69m,為礦區(qū)最穩(wěn)定的沉積段。下部以細(xì)砂巖為主,上部以粉砂巖為主,含煤3~5層,一般3層(C4、C7+8、C8+1),其中:C4煤層為全區(qū)較穩(wěn)定大部可采的薄煤層,C7+8為全區(qū)較穩(wěn)定大部可采的中厚煤層;C8+1煤層為全區(qū)層位穩(wěn)定的薄煤層,厚度在0.40~0.80之間,一般不可采,本段地層為潮坪下部的砂坪沉積,見零星動物化石,中部產(chǎn)Ambocoelia sp.(雙腔貝)、Schellwienella sp.(帥爾文貝)、Orbiculoiodea sp.(雙凸貝)等化石(見圖3)。
圖3 C8+1煤層頂板動物化石
第三亞段(P2l3-3):
由C4煤層頂至C2煤層頂,本次完整揭露鉆孔控制點(diǎn)77個(gè),地層厚14.53~27.93m,平均21.63m,厚度較穩(wěn)定,巖性簡單,主要為細(xì)砂巖,次為粉砂巖,夾薄層菱鐵巖,含C2、C3兩個(gè)煤層,均為全區(qū)較穩(wěn)定大部可采的薄~中厚煤層。底部C4煤層頂板有0.05~1.00m的黑色薄層狀含炭泥質(zhì)粉砂巖,其中偶夾條帶狀水云母粘土巖,產(chǎn)Schellwienella sp.(帥爾文貝)等動物化石,是進(jìn)行煤層對比的重要標(biāo)志特征。
2 老廠礦區(qū)的煤系地層的聚煤作用
滇東晚二疊世含煤地層沉積區(qū)內(nèi)為淺陸表海,由于物質(zhì)補(bǔ)償較充分,缺乏海相環(huán)境,因而沒有河流入海的典型三角洲,而主要是網(wǎng)狀河發(fā)育的濱海平原。老廠聚煤區(qū)離陸源區(qū)相對較遠(yuǎn),沒有古陸山口控制的位置比較固定的主河流沉積帶,而離南部海相區(qū)較近,受海水進(jìn)退的影響較大,羅平坳陷上二疊統(tǒng)沉積厚達(dá)1500m,間夾薄煤和炭質(zhì)泥巖,說明沉積補(bǔ)償也經(jīng)常達(dá)到平衡,使得老廠沉積區(qū)受海水影響的沉積環(huán)境,主要為有障壁島阻隔的潮坪環(huán)境,包括潮下坪、潮間坪和潮上坪環(huán)境的交替。來自西北部的陸源河,通過沖積平原進(jìn)入廣闊平坦的濱海平原即發(fā)生分流形成網(wǎng)狀河,多源頭網(wǎng)狀河分叉合并聯(lián)結(jié)成巨大的網(wǎng)狀河濕地沼澤體系,其中的一些主要分流河道與潮坪上的潮道相接,使海水沿分流河道深入到濱海平原中,形成老廠沉積區(qū)受潮汐影響明顯的網(wǎng)狀河濕地沼澤成煤的景觀。如果把潮道沉積理解為三角洲沉積,那么,上三角洲平原與潮上帶、下三角洲與潮間帶的性質(zhì)極相似,在海水進(jìn)退變化中,有海相沉積,必定有過渡相的潮坪沉積。眾多煤層在其頂板出現(xiàn)海相動物化石說明沉積環(huán)境的變化。
當(dāng)聚煤沼澤處在潮間帶上部及潮上坪時(shí),聚煤條件較好,其特點(diǎn)是:穩(wěn)定的厚煤帶平行海岸線延伸(在老廠礦區(qū)為大致平行地層走向),煤層的穩(wěn)定性向海、陸兩側(cè)漸變,一般受潮汐影響大的一側(cè)煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,如C19煤層,其底板細(xì)砂巖或粉砂巖砂粒成分純凈,為海灘環(huán)境沉積的主要特征。
當(dāng)聚煤沼澤處在潮間帶下部,受潮汐影響較大,潮道潮溝發(fā)育,呈指狀橫切海岸線,其特點(diǎn)是:煤層沿走向變化大,含煤區(qū)與無煤區(qū)相間出現(xiàn),可采區(qū)與無煤區(qū)突變,不可采區(qū)帶狹窄,而垂直海岸線的方向,在一定范圍內(nèi)煤層連續(xù)性較好,如C14、C18、C18+1煤層。
受潮道影響的煤層,若為前進(jìn)型潮道,煤層發(fā)育在兩岸稍高的沼澤區(qū),向潮道邊緣漸變尖滅,煤層含硫稍低,如C15煤層。若為后退型潮道,煤層發(fā)育在潮道低洼處,向岸坡突變尖滅,煤層含硫稍高,如C18煤層。層位相鄰的受潮道控制的煤層,兩者的含煤區(qū)與無煤區(qū)互為消長關(guān)系,上下重疊后近似為互補(bǔ)關(guān)系,如C15與C18煤層。
一次大范圍的短期海侵(C17、C8+1、C4煤層頂板)之后,形成廣闊平坦的濱海平原環(huán)境,逐漸發(fā)育為網(wǎng)狀河濕地沼澤形成的煤層,厚度較大,穩(wěn)定性好,結(jié)構(gòu)簡單,如C16、C7+8、C3等煤層。
C8+1煤層頂板海相層沉積后,其上發(fā)育一層厚度大,分布廣的C7+8煤層,在C8煤層沉積期間由陸地方向沖來一層陸相砂層,呈楔狀覆蓋在C8煤層之上,之后又沉積C7煤層,使C7、C8煤層在淺部勘探區(qū)分叉,在深部四勘區(qū)合并。C7頂板海侵為下潮坪沉積,有零星動物化石,厚度較穩(wěn)定。C7為中硫煤,C8為低硫煤。endprint
在礦區(qū)內(nèi)C2、C3、C4煤層頂板都有薄的海相動物化石層,形成C4~C2煤層沉積呈由海——潮下坪——潮上坪成煤的小韻律,煤層層位、厚度都較穩(wěn)定。
3 鉆孔見煤前的特征
通過多年工作總結(jié),對礦區(qū)煤田勘查鉆孔見煤前的特征有以下幾點(diǎn):
3.1 硅質(zhì)海綿巖或硅質(zhì)泥巖的出現(xiàn)。對應(yīng)在二疊系頂部或者是三疊系底部卡以頭組,是判斷和識別進(jìn)處入煤系地層的良好標(biāo)志。巖芯顏色由淺變深。泥炭形成之后,受水盤地處于厭氧、微堿或微酸狀態(tài)。脫硫弧菌等硫酸鹽還原菌最益在PH=6.22-7.9、Eh=(-50)-(-150)mv的條件下生存。這些細(xì)菌分解有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生甲烷和硫化氫。同時(shí)又將有機(jī)質(zhì)作為給氫體把介質(zhì)中的硫酸鹽也還原成硫化氫。硫化氫與水介質(zhì)中鐵離子化合成水隕硫鐵(FeS.nH2o).水隕硫鐵絮凝成黑色微細(xì)顆粒沉積或混同共它生顆粒一并形成黑色或暗色沉積物。
3.2 巖芯中植物化石及其碎屑越來越多。在陸源碎屑沉積和覆蓋泥炭層過程中,水體會破壞、磨蝕搬運(yùn)和傾卸大量古植物殘骸及其碎屑。在時(shí)空上,離聚煤期和聚煤地越近,這種物質(zhì)越豐富。也即越靠近煤層,頂板巖石內(nèi)植物化石及其化石碎屑越多。研究區(qū)二疊系煤層頂板泥巖中普遍產(chǎn)以Pcopteris sp(櫛羊齒,未定種)、Gigantopteris sp(大羽羊齒,未定種)和Taeniopteris sp等為代表的植物化石(見圖4)。這將成為判定接近7、16煤層的一個(gè)重要特征。
圖4
3.3 巖芯中有特定的動物化石。研究區(qū)龍?zhí)督M為海陸交互相一般存在動值物化石及煤層相間出現(xiàn)的石灰?guī)r,內(nèi)含豐富的蜓、腕足、海白合莖等動物化石及其化石碎屑(見照片1-2、1-3)。每層灰?guī)r內(nèi)內(nèi)其豐富程度、組合、種類和個(gè)體特征又有不同。老廠礦區(qū)煤田的8+1煤層頂板灰?guī)r中的Ambocoelia sp.(雙腔貝)、Schellwienella sp.(帥爾文貝)、Orbiculoiodea sp.(雙凸貝)等化石(見圖3)。進(jìn)而預(yù)見8+1煤層。
3.4 巖石層面見到越來越多的灰綠色水云母片。研究區(qū)二疊系含煤巖系多為淺水河控三角洲沉積體系沉積。懸浮的片狀云母也只有在坡降變小、水域變寬、流速驟減、動能釋放的三角洲前緣的入??谔庪S同其它沉積顆粒一起沉積。如老廠礦區(qū)1+1煤層頂板砂巖含有大量水云母片。
3.5 巖心中出現(xiàn)黃鐵礦集合體。大量晶粒狀、結(jié)核狀、團(tuán)塊狀或浸染狀黃鐵礦集合體常出現(xiàn)在煤層頂(底)板鉆孔巖心中。其特征明顯,易于辨認(rèn),有利于幫助判定煤層。C2煤層頂板多為灰黑色泥巖及泥質(zhì)粉砂巖,含黃鐵礦結(jié)核,產(chǎn)腕足類等動物化石,是老廠礦區(qū)長興組同期異相含煤沉積中含長興階標(biāo)準(zhǔn)化石的最低層位。
3.6 巖心中出現(xiàn)黑色泥質(zhì)條帶、包體、鏡煤條帶或炭質(zhì)薄膜。在沉積建造中,上覆水體對下伏泥炭層的沖蝕,所以是煤前的巖心中常有上述特征。泥質(zhì)巖中的鏡煤條帶或炭質(zhì)薄膜多表示聚煤盆地的一種緩慢而連續(xù)的不足補(bǔ)償和一種過渡接觸關(guān)系。
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在礦區(qū)內(nèi)C2、C3、C4煤層頂板都有薄的海相動物化石層,形成C4~C2煤層沉積呈由?!毕缕骸鄙掀撼擅旱男№嵚?,煤層層位、厚度都較穩(wěn)定。
3 鉆孔見煤前的特征
通過多年工作總結(jié),對礦區(qū)煤田勘查鉆孔見煤前的特征有以下幾點(diǎn):
3.1 硅質(zhì)海綿巖或硅質(zhì)泥巖的出現(xiàn)。對應(yīng)在二疊系頂部或者是三疊系底部卡以頭組,是判斷和識別進(jìn)處入煤系地層的良好標(biāo)志。巖芯顏色由淺變深。泥炭形成之后,受水盤地處于厭氧、微堿或微酸狀態(tài)。脫硫弧菌等硫酸鹽還原菌最益在PH=6.22-7.9、Eh=(-50)-(-150)mv的條件下生存。這些細(xì)菌分解有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生甲烷和硫化氫。同時(shí)又將有機(jī)質(zhì)作為給氫體把介質(zhì)中的硫酸鹽也還原成硫化氫。硫化氫與水介質(zhì)中鐵離子化合成水隕硫鐵(FeS.nH2o).水隕硫鐵絮凝成黑色微細(xì)顆粒沉積或混同共它生顆粒一并形成黑色或暗色沉積物。
3.2 巖芯中植物化石及其碎屑越來越多。在陸源碎屑沉積和覆蓋泥炭層過程中,水體會破壞、磨蝕搬運(yùn)和傾卸大量古植物殘骸及其碎屑。在時(shí)空上,離聚煤期和聚煤地越近,這種物質(zhì)越豐富。也即越靠近煤層,頂板巖石內(nèi)植物化石及其化石碎屑越多。研究區(qū)二疊系煤層頂板泥巖中普遍產(chǎn)以Pcopteris sp(櫛羊齒,未定種)、Gigantopteris sp(大羽羊齒,未定種)和Taeniopteris sp等為代表的植物化石(見圖4)。這將成為判定接近7、16煤層的一個(gè)重要特征。
圖4
3.3 巖芯中有特定的動物化石。研究區(qū)龍?zhí)督M為海陸交互相一般存在動值物化石及煤層相間出現(xiàn)的石灰?guī)r,內(nèi)含豐富的蜓、腕足、海白合莖等動物化石及其化石碎屑(見照片1-2、1-3)。每層灰?guī)r內(nèi)內(nèi)其豐富程度、組合、種類和個(gè)體特征又有不同。老廠礦區(qū)煤田的8+1煤層頂板灰?guī)r中的Ambocoelia sp.(雙腔貝)、Schellwienella sp.(帥爾文貝)、Orbiculoiodea sp.(雙凸貝)等化石(見圖3)。進(jìn)而預(yù)見8+1煤層。
3.4 巖石層面見到越來越多的灰綠色水云母片。研究區(qū)二疊系含煤巖系多為淺水河控三角洲沉積體系沉積。懸浮的片狀云母也只有在坡降變小、水域變寬、流速驟減、動能釋放的三角洲前緣的入??谔庪S同其它沉積顆粒一起沉積。如老廠礦區(qū)1+1煤層頂板砂巖含有大量水云母片。
3.5 巖心中出現(xiàn)黃鐵礦集合體。大量晶粒狀、結(jié)核狀、團(tuán)塊狀或浸染狀黃鐵礦集合體常出現(xiàn)在煤層頂(底)板鉆孔巖心中。其特征明顯,易于辨認(rèn),有利于幫助判定煤層。C2煤層頂板多為灰黑色泥巖及泥質(zhì)粉砂巖,含黃鐵礦結(jié)核,產(chǎn)腕足類等動物化石,是老廠礦區(qū)長興組同期異相含煤沉積中含長興階標(biāo)準(zhǔn)化石的最低層位。
3.6 巖心中出現(xiàn)黑色泥質(zhì)條帶、包體、鏡煤條帶或炭質(zhì)薄膜。在沉積建造中,上覆水體對下伏泥炭層的沖蝕,所以是煤前的巖心中常有上述特征。泥質(zhì)巖中的鏡煤條帶或炭質(zhì)薄膜多表示聚煤盆地的一種緩慢而連續(xù)的不足補(bǔ)償和一種過渡接觸關(guān)系。
參考文獻(xiàn)
[1]何嘉亮.云南省富源縣白龍山煤礦二井勘探報(bào)告[Z].
[2]楊起,韓德馨.中國煤田地質(zhì)學(xué),上冊[M].北京:煤炭工業(yè)出版,2009.
[3]李公明,宋佩德,煤田勘查鉆孔見煤前的一般巖性特征[J].中國煤田地質(zhì),2001.endprint
在礦區(qū)內(nèi)C2、C3、C4煤層頂板都有薄的海相動物化石層,形成C4~C2煤層沉積呈由?!毕缕骸鄙掀撼擅旱男№嵚桑簩訉游?、厚度都較穩(wěn)定。
3 鉆孔見煤前的特征
通過多年工作總結(jié),對礦區(qū)煤田勘查鉆孔見煤前的特征有以下幾點(diǎn):
3.1 硅質(zhì)海綿巖或硅質(zhì)泥巖的出現(xiàn)。對應(yīng)在二疊系頂部或者是三疊系底部卡以頭組,是判斷和識別進(jìn)處入煤系地層的良好標(biāo)志。巖芯顏色由淺變深。泥炭形成之后,受水盤地處于厭氧、微堿或微酸狀態(tài)。脫硫弧菌等硫酸鹽還原菌最益在PH=6.22-7.9、Eh=(-50)-(-150)mv的條件下生存。這些細(xì)菌分解有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生甲烷和硫化氫。同時(shí)又將有機(jī)質(zhì)作為給氫體把介質(zhì)中的硫酸鹽也還原成硫化氫。硫化氫與水介質(zhì)中鐵離子化合成水隕硫鐵(FeS.nH2o).水隕硫鐵絮凝成黑色微細(xì)顆粒沉積或混同共它生顆粒一并形成黑色或暗色沉積物。
3.2 巖芯中植物化石及其碎屑越來越多。在陸源碎屑沉積和覆蓋泥炭層過程中,水體會破壞、磨蝕搬運(yùn)和傾卸大量古植物殘骸及其碎屑。在時(shí)空上,離聚煤期和聚煤地越近,這種物質(zhì)越豐富。也即越靠近煤層,頂板巖石內(nèi)植物化石及其化石碎屑越多。研究區(qū)二疊系煤層頂板泥巖中普遍產(chǎn)以Pcopteris sp(櫛羊齒,未定種)、Gigantopteris sp(大羽羊齒,未定種)和Taeniopteris sp等為代表的植物化石(見圖4)。這將成為判定接近7、16煤層的一個(gè)重要特征。
圖4
3.3 巖芯中有特定的動物化石。研究區(qū)龍?zhí)督M為海陸交互相一般存在動值物化石及煤層相間出現(xiàn)的石灰?guī)r,內(nèi)含豐富的蜓、腕足、海白合莖等動物化石及其化石碎屑(見照片1-2、1-3)。每層灰?guī)r內(nèi)內(nèi)其豐富程度、組合、種類和個(gè)體特征又有不同。老廠礦區(qū)煤田的8+1煤層頂板灰?guī)r中的Ambocoelia sp.(雙腔貝)、Schellwienella sp.(帥爾文貝)、Orbiculoiodea sp.(雙凸貝)等化石(見圖3)。進(jìn)而預(yù)見8+1煤層。
3.4 巖石層面見到越來越多的灰綠色水云母片。研究區(qū)二疊系含煤巖系多為淺水河控三角洲沉積體系沉積。懸浮的片狀云母也只有在坡降變小、水域變寬、流速驟減、動能釋放的三角洲前緣的入??谔庪S同其它沉積顆粒一起沉積。如老廠礦區(qū)1+1煤層頂板砂巖含有大量水云母片。
3.5 巖心中出現(xiàn)黃鐵礦集合體。大量晶粒狀、結(jié)核狀、團(tuán)塊狀或浸染狀黃鐵礦集合體常出現(xiàn)在煤層頂(底)板鉆孔巖心中。其特征明顯,易于辨認(rèn),有利于幫助判定煤層。C2煤層頂板多為灰黑色泥巖及泥質(zhì)粉砂巖,含黃鐵礦結(jié)核,產(chǎn)腕足類等動物化石,是老廠礦區(qū)長興組同期異相含煤沉積中含長興階標(biāo)準(zhǔn)化石的最低層位。
3.6 巖心中出現(xiàn)黑色泥質(zhì)條帶、包體、鏡煤條帶或炭質(zhì)薄膜。在沉積建造中,上覆水體對下伏泥炭層的沖蝕,所以是煤前的巖心中常有上述特征。泥質(zhì)巖中的鏡煤條帶或炭質(zhì)薄膜多表示聚煤盆地的一種緩慢而連續(xù)的不足補(bǔ)償和一種過渡接觸關(guān)系。
參考文獻(xiàn)
[1]何嘉亮.云南省富源縣白龍山煤礦二井勘探報(bào)告[Z].
[2]楊起,韓德馨.中國煤田地質(zhì)學(xué),上冊[M].北京:煤炭工業(yè)出版,2009.
[3]李公明,宋佩德,煤田勘查鉆孔見煤前的一般巖性特征[J].中國煤田地質(zhì),2001.endprint