李志兴

（宁夏回族自治区煤炭地质局，宁夏银川 750000）

青海省鱼卡矿区三井田位于鱼卡煤田东部，介于南侧的绿梁山与北侧的达肯大坂隆起之间，属柴北缘残山断褶带的一部分。20世纪80年代开始，煤炭、石油、地矿等不同行业的地质学者对该区地层进行研究[1-4]，井田晚奥陶世有活动型沉积出现构成基底，中生代地层发育，间有新生代沉积，是一个典型的多旋回复合型造山带地层分布区。井田大煤沟组一段以发育冲积扇—河流相沉积为特征，大煤沟组二段、石门沟组一段以三角洲沉积相为特征，石门沟组二段以深—半深湖沉积相为特征[5]，岩相和古地理环境复杂。区内煤层层数多、厚度变化巨大且无明显规律，夹矸层数多，煤层稳定性差，煤层对比依据缺乏、存在多解等难点，直接影响煤层正确评价及资源/储量估算结果的可靠性。采用多种方法进行煤层（组）对比[6-10]，提高煤层对比的可靠程度，这对于勘探生产保障和煤矿资源合理开发具有现实意义。

1 地质概况

井田地层由老至新发育有：奥陶系滩间山群（O3Tj）；侏罗系中统大煤沟组（J2d）、石门沟组（J2s）、侏罗系上统采石岭组（J3c）、红水沟组（J3h）；古近系古—始新统路乐河组（E1-2l）及第四系（Q）。

井田总体构造形态为一走向近东西、向西倾伏的背斜构造即北山背斜，靠近轴部地层倾角大，向南北两侧地层倾角逐渐变小；并伴生有一组走向近东西向的逆推断层和一组近南北向的逆断层，并且断裂构造破坏了褶曲构造的完整性，属中等偏复杂构造。

井田含煤地层为侏罗系石门沟组含煤段（J2s1）和大煤沟组含煤段（J2d2），地层平均厚度550.41m，含编号煤层7层（组），有编号煤层共21层，自上而下依次为M1、M2、M3、M4、M5-1、M5-2、M6-1、M6-2、M6-3、M6-4、M6-5、M6-6、M7-1、M7-2、M7-3、M7-4、M7-5、M7-6、M7-7、M7-8、M7-9，煤层平均总厚度为39.84m，总含煤系数为7.24%。其中：M1、M2、M3、M4 为不可采煤层，M5、M6、M7为可分层对比的复煤层组，经岩煤层对比，M5 煤层（组）分为2 个煤分层，自上而下依次为M5-1、M5-2；M6 煤层（组）分为6 个煤分层，自上而下依次为M6-1、M6-2、M6-3、M6-4、M6-5、M6-6；M7 煤层（组）分为9个煤分层，自上而下依次为M7-1、M7-2、M7-3、M7-4、M7-5、M7-6、M7-7、M7-8、M7-9。其中可采煤层6层，不可采煤层15层（见表1）。

表1 含煤性系数表

2 煤层对比

2.1 标志层对比法

（1）M7煤层下伏古老变质岩地层。区域上侏罗系沉积基底为上奥陶统滩间山群，它与侏罗系含煤地层之间普遍有一个古风化壳，岩石组成主要以绢云母化、绿泥石化、高岭土化、赤铁矿化的砂泥岩为主，色调上以浅色的灰白、浅灰绿及灰褐色为特征，M7 煤层是其上沉积的第一层煤层组。井田内东部有ZK48-1 钻孔见到了含煤地层老底，其上近500m 厚细、中砾岩之上才为M7 煤层，其它地段钻孔以控制M7 煤层以下也有200m 以上的粗粒砂岩等粗碎屑岩沉积。M7 煤层之下地层厚度巨大，表明在M7 煤层沉积之前，三井田处于地形相对低洼处，沉积速度较大，M7 煤层及其中侏罗统下含煤段沉积是在凹凸不平的古风化壳上的一个填平补齐作用，造成可采煤层结构相对复杂。

（2）大煤沟组含煤岩段上部砂（泥）岩段。本段以一套较稳定的灰—灰白色中厚层状粗粒长石石英砂岩夹有细碎屑岩及煤层组（M6）为特征，层位稳定、厚度大、含有小型斜层理、波纹层理及植物茎杆化石为判层依据，其下有M7煤组，上覆有M5煤组，其中含M6煤组。

（3）石门沟组上部砂页岩段。该段以棕褐、深灰色页岩为主，下部以薄层状灰色泥岩粉砂质泥岩为主，水平层理发育，风化后呈薄片状，含有一层瓣鳃类化石层位。其下出现的M1煤层，对比性较强。

2.2 沉积旋回及岩性与煤层组合关系法

建立高分辨率层序地层与旋回地层相结合的地层划分方法，上侏罗统均划分出6 个长期旋回（LSC1-LSC6）和12个中期旋回（MSC1-MSC12）（表2）。

表2 鱼卡矿区三井田侏罗纪层序地层划分表

井田含煤地层自下而上共识别出5个层序界面，可划分出4 个长期基准面旋回LSC1-LSC4 层序，即大煤沟组砂砾岩段（J2d1）、大煤沟组含煤段（J2d2）、石门沟组含煤段（J2s1）、石门沟组砂页岩段（J2s2）。

井田内中侏罗统主要在MSC3、MSC4、MSC5 中期基准面旋回中聚煤。

MSC3：为大煤沟组下部，层序顶底界面均为冲刷侵蚀面。上升半旋回由辫状河洼地和泥炭沼泽微相，由灰色、深灰色的泥岩和煤组成，泥炭沼泽发育了M7煤层组，下降半旋回为天然堤和泥炭沼泽的灰色、深灰色粉砂岩和煤。

MSC4：为大煤沟组中上部，层序顶底界面均为冲刷侵蚀面。上升半旋回主要发育心滩、天然堤、泛滥平原以及泥炭沼泽微相，由灰色、深灰色中厚层状粗粒砂岩、泥质粉砂岩、灰色、深灰色泥岩以及煤组成，泥炭沼泽发育了M6煤层组。下降半旋回由心滩、天然堤以及泛滥平原微相组成。

MSC5：为石门沟组含煤段，层序底界面为岩性、岩相转换面，顶界面为整合面。上升半旋回由天然堤、泛滥平原、泥炭沼泽微相组成，下降半旋回主要由天然堤和泛滥平原微相组成。由于所处层序格架不一样，M5煤层组无论是厚度、还是平面分布稳定性均较M7煤层组差。从大煤沟组一段至石门沟组二段为湖平面逐渐上升的过程，MSC5 中期旋回较MSC3 中期旋回沉积期水体深，造成该时期成煤时间短，同时，高水位对成煤物质的抑制作用，使得成煤物质减少，因而聚煤作用较M7成煤期差。

2.3 煤层层间距及底板标高逐点追索法

井田内大部分见煤钻孔地层层序正常，各可采煤层的间距因沉积环境的差异而不同，呈现出渐变关系，有规律可寻。通过煤层特征可以看出，主采煤层间距变化不大，煤层间距或主要煤层的间距横向上均具对比性。M7和M6之间、M6和M5的间距比较大，其次为M2和M3的间距，M3和M4距离较小。

2.4 地球物理特征对比法

以ZK36-12 的典型物性剖面作为基准剖面，由下到上划分：M7 煤组含煤段、B2-M7 上部粗粒砂岩体标志层、M6含煤段、M6上部砂（泥）岩段、M5含煤段、B1-M5上部粗砂岩标志层，井田测井曲线煤（岩）层对比沿走向、倾向逐孔、逐层对比全过程均以此为基本模型，典型物性剖面特征分述如下：

（1）M7 煤层含煤段：本层煤结构属复杂—极复杂型，自然伽马群峰值包络体呈块型，为互层组合型，反映了沉积环境频繁变化而形成泥岩、炭质泥岩、煤互层。这个过程持续时间比较长，这种特征类型全区普遍发育，但它在层段内成煤的层数与后代变化时较大的，有的甚至没有煤层沉积而层段特征还是明显多变的，如41勘查线以东的钻孔。

（2）B2：本段为灰色厚层状粗粒长石砂岩、长石石英岩、含砾粗砂岩组成的单一岩体。总体形态呈顶底界面夹石渐变光滑堰型，底部渐变反映了砂层堆积速度越来越快，顶部渐变则为沉积物源逐渐减少直至中断，曲线高幅值平滑说明组成砂岩体岩屑比较均匀、矿物成分单一，自然电位明显负异常、低视电阻率显示岩体孔隙度大并有高矿化度地层水充填。

（3）M6煤层段：本含煤段沉积持续时间长，井田范围内38勘查线以东结构比较简单，沉积厚度比较薄，一般在20～30m 范围内，以西结构极复杂，夹石层数高度18层，沉积厚度一般在50m，曲线形态分为两类。一类是结构简单的，自然伽马低异常、自然电位相对负异常均为较规则的块型，与其顶、底部岩段物性有较大差异；二类是结构复杂型，整个岩段各种物性参数显示其沉积剖面主要由煤层、炭质泥岩、粉砂岩、泥岩及薄层砂岩组合。本岩段的下部是沼泽及泥炭沼泽稳定发育的段。M6煤层段的主要厚煤层沉积此段部位（在其以上由于沉积相变化频繁），为炭质泥岩（泥岩）、薄煤层交互层。曲线形态自然电位为大台阶型，即下部厚煤层部位负异常幅值大，上部煤与炭质泥岩薄互层相负异常幅值低，视电阻率群脉中锋包络线形态。

（4）M6上部砂（泥）岩段：本段由厚度不等的粗、中粒砂岩中间夹有薄层泥岩、粉砂岩和煤线，由自然电位和自然伽马合成组合形态特征是比较典型的河流相沉积曲线特征，它是有四个粗—中—细—粉砂岩正反相序旋回组成的，每个旋回底部正对粗砂岩自然伽马曲线幅值最低，往上岩性由粗到中至细过渡，自然伽马曲线幅值逐渐增大，直到下一个相序的开始，这种垂直层序在本岩段重复出现形成多阶结构。

（5）M5含煤段：本段是井田含煤系第Ⅲ旋回上部，B1 粗砂岩体下部由湖泊、沼泽、泥炭沼泽环境由粉砂岩、泥岩、煤层组成。井田内主要可采煤层赋存在此层段内，其厚煤层群峰包络体为块体特征，其中参差不齐的齿状曲线是间歇性相间沉积特征。段内下部的薄煤层（薄互层煤）自然伽马都是不规则群峰与上、下部为砂岩体和多层砂岩叠加体物性有较大区分。

（6）B1：本段沉积环境与B2 上部粗砂岩体相似即视电阻率与密度两种参数对应此段为近平行的两条直线。

3 煤层（组）对比结果

M5 煤层组位于石门沟组含煤段底部，分为2 个煤分层，M5-2 是该含煤段最下面的一层可采煤层，对比结果为比较可靠煤层（见图1）。

图1 M5煤层分层对比格架图

M6煤层、M7煤层组厚度大，夹矸层数多且夹矸厚度和岩性变化大，煤分层多，无法对各个自然煤分层逐一进行对比，选取分层标志较明显的钻孔建立M6 煤层、M7 煤层组分层对比格架，然后以这些钻孔见煤点的煤分层结构特征及煤层间距为基准，对相邻钻孔进行分层对比，依次类推，完成全区M6 煤层、M7 煤层分层对比。

M6 煤层组分为6 个煤分层，除M6-6 为可采煤层外，其它煤分层均为不稳定煤层，底板发育粗粒碎屑岩，为M6组聚煤期结束的标志。对比结果为对比较可靠煤层（见图2）。

图2 M6煤层分层对比格架图

M7 煤中M7-6、M7-7、M7-8 分层上部其它煤分层均为不稳定煤层，局部存在煤层厚度、结构发生较大变化或尖灭的情况，煤层对比相对比较困难，不排除个别见煤点煤层串层，对比结果为对比较可靠煤层；M7-9分层底板与M7 煤层组底板一致，为对比可靠煤层（见图3）。

图3 M7煤层分层对比格架图

4 结论

本文通过采用标志层、地球物理特征、层间距及煤层结构特征、辅以岩相旋回多种对比方法对三井田进行煤层（组）对比，确定了石门沟组（M1、M2、M3、M4、M5-1、M5-2）和大煤沟组（M6-1、M6-2、M6-3、M6-4、M6-5、M6-6、M7-1、M7-2、M7-3、M7-4、M7-5、M7-6、M7-7、M7-8、M7-9）含煤地层及煤层，对比结果基本可靠。