宁县中部矿区的分布特征

宁县中部矿区的分布特征

宁县中部矿区位于鄂尔多斯盆地西南缘（隆东油田）。根据宁县中部普查前期工作所取得的资料分析,该区煤层同南部的正宁南部和宁县南部勘查区相比,煤层层数多,煤层沉积环境有较大变化,煤层对比较困难。借鉴李思田在盆地东北部,李宝芳在盆地中部层序地层研究取得的成果。展开区内岩煤层对比方法的综合研究:包括层序地层划分,岩相古地理研究,结合标志层、煤层煤质特征、测井曲线及地震时间剖面的分析和研究,找到了煤层对比依据和方法,现将研究方法和结果介绍如下。1层的划分与比较1.1织物上植物及孢粉化石含量及划分标志煤岩层对比首先要解决地层层序的划分。参照李宝芳在鄂尔多斯盆地中部的研究成果,盆地西南缘的延安组与上下地层的主要依据构造层并结合古生物和岩性特征划分,延安组与其上覆直罗组的不整合面的重要依据是颜色和以河道充填相沉积的冲刷面为界。直罗组的颜色一般为黄绿色、灰绿色、紫灰色及暗紫色,而延安组则为灰色、灰黑色,在色调上两者差别较大。直罗底部岩性以粗砂岩或含砾粗砂岩为主。其它划分标志还有植物及孢粉化石含量,由延安组到直罗组植物及孢粉化石突然减少,也是二者划分的重要依据。延安组与下伏地层的划分,首先在测井曲线上,区域上延安组砂岩一般为高阻砂岩,延长群砂岩为低阻砂岩。在延安组与延长群接触地区,砂岩电阻率的差异是延安组底界划分依据。另外,三叠延长群砂岩颜色发绿也是划分的辅助标志。在延安组与富县组接触的地区,以富县组特有的紫杂色色调划定延安组与富县组界线,岩性上似鲕状结构的湖相泥岩也是划分富县组的标志。富县组与三叠系延长组呈平行不整合或微角度不整合接触关系清楚。延安组的一反一正粒序变化的特有的三角洲层序特征;延安组富含丰富的植物化石,而且植物化石保存完整,锥叶蕨比较常见;延安组砂岩中的水平波状层理都是与直罗组和富县组划分的重要标志。1.2顶界及沉积相中侏罗统延安组(J第一单元(段):为主要含煤段,岩性为灰、深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩、炭质泥岩、厚煤层及少量粉砂岩、细砂岩。煤8层(组)位于顶部,其底部普遍为含炭屑及植物化石的灰褐色砂质泥岩、泥质粉砂岩或根土岩。主要由河流沉积体系组成,区内主要由一个向上变细的层序组成,向上悬浮物增多,并逐渐发育浅水湖泊沉积,最后出现明显的沼泽化,沉积了延安组下部的煤8层(组),构成该段的顶界。第二单元(段):为次要含煤段,岩性为灰白色粗砂岩、含砾粗砂岩,灰、深灰、灰黑色中、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤。本段为湖泊三角洲序列,从下向上反映了一个湖侵的过程,由两个小层序叠加而成。两个小层序有一共同特征:岩石粒度变化趋势为细-粗-细。其中底部较细部分代表前三角洲沉积(或称底积层),向上渐粗部分代表三角洲前缘部分(前积层),上部由粗到细部分代表三角洲平原分流河道沉积(顶积层)。每个小层序均各为一个完整的三角洲朵体沉积,下部小层序顶部沉积煤6层,上部小层序顶部为煤5层(组)。第三单元(段):也为次要含煤段,岩性为灰、深灰、灰黑色中、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤。本段为湖泊三角洲序列,岩性较第二段细,垂向上反映由第二段到第三段延续的湖侵事件,湖水水面扩大,岩石粒度变化同样为细-粗-细。底部代表前三角洲沉积(或称底积层),向上渐粗部分代表三角洲前缘部分(前积层),上部由粗到细部分代表三角洲平原分流河道沉积(顶积层)。垂向上为一完整的三角洲朵体沉积,顶部发育煤2层。延安组层序合理的划分,系统地解决了煤层的发育部位和对比框架,为煤层对比打下坚实的理论基础。2岩相古地理研究延安组分为三个煤段,聚煤期也可三分。煤8层是区内的主要可采煤层,位于第一含煤段的顶部。根据含砂率等值线图,恢复延安1期岩相古地理图(见图2)。矿区西部则以沼泽为主,局部存在分流河道,煤8层普遍发育;东部在第一期成煤时就有湖泊存在,湖水面的西岸大致为煤8层由西分布至东尖灭的界限。煤8层偏东的钻孔仅有不可采的薄煤层或无煤层,含煤性差3比较因子的研究3.1煤8底板及煤下沉积相区内标志层主要为两类:一是煤层顶板中广泛发育的深灰色泥岩,具水平层理的湖相泥岩从下至上分别构成了煤8层、煤6、煤5和煤2层的顶板,部分顶板焦油含量较高,可视为油页岩有益矿产,可作为划分层序和对比煤层的依据;二是煤8底板之下可见“似鲕状”结构的泥岩或粉、细砂岩,分布较普遍,标志特殊,岩性中的似鲕状颗粒物核心主要为菱铁质,反映了动荡的浅湖环境下化学和机械沉积的组合,是地壳运动相对较为稳定的构造环境下胡泊淤浅沉积的结果,在此基础上发育广泛的泛滥平原上沉积了稳定的厚度较大的煤8层,为本区煤层主要对比标志层。绝大多数钻孔可见及。为煤层对比中确定煤8层的直接依据。见图3。3.2中高硫煤的形成环境煤质是沉积环境和成岩过程综合特征的重要表现。经过分析,煤质特征中综合比较明显差异是硫分含量的变化。从煤8到煤2层,煤中全硫平均从0.67%增至1.67%,即从低硫煤逐渐变成中高硫煤(见表1)。煤8沉积时以河流体系的三角洲沉积为主,泥炭沼泽覆水较浅,处于弱氧化环境,煤中硫分较低;煤6、煤5沉积时湖水不断扩张,逐渐演变为湖泊体系的三角洲沉积,沼泽覆水不断加深,泥炭沼泽处于弱还原环境,煤中硫分逐渐增大。表明本区主要成煤作用(煤8)形成于较潮湿的高位泥炭沼泽3.3煤系地层中的低异常现象及其特征总体上矿区内各煤层的地球物理特征表现为视电阻率值高、自然伽玛低、密度小、负电位等,且具有良好的物性规律,与顶、底板围岩物性差异大。煤2在LL3曲线上呈“锥状”高异常反映,在DNL曲线上呈“谷状”低异常,在GR曲线上表现为低异常的“倒单峰”。距直罗组只有数米或数十米。煤5层位于煤系地层中部,LL3曲线上呈“指状峰”或“笔架状”高异常反映,在DNL曲线上呈“箱式形”或“倒双峰状”低异常反映,在GR曲线上表现为低异常的“倒单峰”或“W”状,物性曲线形态特征较为明显(见图4)。煤6层位于煤系地层中部,LL3曲线上多呈“笋状”高异常反映,在DNL曲线上呈“箱式犬牙状”低异常反映;在GR曲线上表现为低异常的“漏斗状”或“山字型”。煤8层位于煤系地层下部,由于煤8厚度变化较大,勘查区范围内随各钻孔中煤层的变化致使曲线形态各有所异3.4地震时期的比较因煤8层厚度较大,层位稳定,可形成能量强、连续性好的地震反射波(T4理论基础和实践结果通过系统的岩煤层对比研究,最终确定了运用层序地层理论,研究成煤期岩相古地理结合煤层对比方法中标志层、煤层煤质特征、地震及测井物性特征来进行矿区的岩煤层对比,并得出以下结论:1)通过层序地层的研究,将含煤地层延安组根据湖侵事件划分为三个层序单元,煤8、煤5、煤2分别位于第一单元、第二单元、第三单元的顶部。系统地解决了煤层的发育部位和对比框架,为煤层对比打下坚实的理论基础。2)延安1期岩相古地理的研究,掌握了主要成煤期胡泊和河道的分布范围,也就掌握了相应煤层的平面分布规律,成为煤8层分布对比的依据。3)主要可采煤8层(组)层位较稳定,底板可见“似鲕状”砂岩或泥岩,标志特殊,湖相泥岩常构成可采煤层的顶板;煤质特征中原煤硫分含量,垂向上从煤8至煤2层,从小变大,规律明显;煤8层地震反射波明显反映构造起伏;各煤层测井曲线有明显特征。4)运用上述研究成果找到了很好的煤层对比方法,得到对比结果:主要可采煤8层(组)层位较稳定,煤层特征明显,底板可见“似鲕状”砂岩或泥岩,标志特殊,地震反射波明显,并结合煤层分布规律,厚度变化规律等综合对比依据充分,对比结果可靠,为较稳定的主要可采煤层。煤2层、煤5层(组)、煤6尽管本身特征不甚明显,但通过层序分析,煤层顶板泥岩对比,测井曲