平顶山二1煤层厚度变化及控制因素

平顶山二1煤层厚度变化及控制因素（1、中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院河北涿州072750；2、铁法煤业（集团）有限责任公司辽宁调兵山112700）

[摘要]：平顶山二叠系含煤地层发育在海退时期，这个时期煤层的沉积是以过渡相为主。通过对平顶山煤矿区地层岩性和沉积旋回的对比，将山西组地层分为4段，即二1煤段、大占砂岩段、香炭砂岩段和小紫泥岩段。在研究了该区的沉积环境和聚煤期古构造特征后，发现二1煤层厚度在煤层厚度为0～20.54m，平均厚度为4.0m，区内有零星分布的无煤带和煤层变薄带；该区煤层沉积环境及聚煤期基底差异沉降影响二1煤层厚度，河流冲刷及构造对煤层厚度变化影响较小。

[关键词]：平顶山煤层厚度控制

中图分类号：td355+.44 文献标识码：td 文章编号：1009-914x（2012）32- 0407 -01

平顶山煤矿区广泛发育二叠系山西组地层，构造线方向以nw向为主，表现为逆冲推覆构造和左行走滑构造。通过对地层岩性和沉积旋回的比，将山西组地层分为4段，即二1煤段、大占砂岩段、香炭砂岩段和小紫泥岩段。

1、二叠系山西组含煤地层的沉积环境

平顶山煤矿区二叠纪含煤地层是以碎屑滨岸、下三角洲平原和

滨海平原为主沉积的。在碎屑滨岸沉积环境情况下，煤层主要发育在海侵体系域的中下部；对于滨海平原相的沉积环境煤层主要发育于高位体系域中的下部；对于下三角洲平原相的沉积环境，煤层主要发育于初期海泛面和最大海泛面区域。根据不同的岩性段将中二叠世早期划为四个沉积相段。

①、二1煤段：从早二叠世晚期海退过程中，由晚石炭世的广阔陆表海碳酸盐台地和碎屑堡岛环境逐渐演化为半咸水海湾环境，形成了河控三角洲体系、潮控三角洲体系及堡岛体系沉积区，在泥炭沼泽相的基础上沉积了二1煤层。

②、大占砂岩段：为一充填淡化海湾的一套浅水河流三角洲体系沉积，以河流三角洲沉积为主，上部多为正粒序的分流河道沉积，局部有河口坝沉积。分流河道的冲刷使得局部地段大占砂岩直接覆盖在二1煤层之上。在大面积的间湾相泥岩、粉砂岩发育基础上，沼泽化环境沉积了局部可采的二2煤层。

③、香炭砂岩段：是山西组第二次沉积旋回的三角洲沉积，属于分流河道沉积、天然堤、泛滥平原、决口扇、沼泽等亚环境组成。在分流河道局部极不稳定的泥炭沼泽相环境下沉积了不可采的薄

煤层（煤二4、二5煤）。

④、小紫泥岩段：是淡水漫滩湖泊相沉积的泥岩。小紫泥岩含菱铁质鲕粒，云朵状、灰绿色斑块具紫斑，从其8～10%的古盐度不难看出它是淡水漫滩湖泊相沉积。

2、二1煤层厚度变化规律

在中二叠世早期海退潮坪沉积基础上沉积的二1煤层，因其靠近古海盆，泥炭堆积过程中局部受间歇性潮汐水流的影响，造成二1煤层的分岔、变薄。二1煤层赋存于山西组下部大占砂岩（sd）之下，上距砂锅窑砂岩（ss）的间距约75m，下距一4煤层的间距约52m。山西组二1煤层的赋存与厚度变化南北分带、北厚南薄，自西向东由薄厚薄的规律。

平顶山矿区的二1煤层厚度为0～20.54m，平均厚度为4.0m，为中厚煤层，受河流冲刷的影响局部发育有无煤带或者薄煤带。受沼泽内小型河流的影响，二1煤层在十三矿、首山一矿、一矿、十二矿、八矿等区域分岔为二1 1、二2 1煤层，夹矸为泥岩、砂质泥岩。局部夹矸1～2层，夹矸厚0.05～0.70m，煤层结构较简单，全区可采，全区属较稳定型的可采厚煤层。

3、煤层厚度变化的控制因素

3.1 沉积环境对煤厚的影响

因为二1煤层的聚煤受聚煤前的古沉积环境控制，所以煤层的基地是控制二1煤层厚度的主要因素。区内厚煤层的形成与其以混合坪相为主的潮坪相接吻合，泥炭沼泽堆积厚区域煤层赋存好，煤层厚度大，结构简单；当砂坪演化为泥炭沼泽所形成的煤层厚度较大，结构较简单；潮沟、潮池演化为泥炭沼泽所形成的煤层厚度相对较小；泻湖相发育的煤层，煤层较薄。局部的沉积分异和泥炭沼泽发育的不均衡，致使二1煤层发生分岔及变薄缺失。所有这些就是成煤前的沉积环境（岩相类型）决定二1煤层的厚度变化及分布

规律证据。

3.2 河流冲刷对二1煤层厚度的影响

二1煤层顶板以大占砂岩为代表，岩性以细砂岩、粉砂岩为主，局部为中砂岩，厚度变化较大； 6323孔揭露的二1煤层顶板为大占砂岩（中砂岩的厚度超过10m），中砂岩下的二1煤厚为6.53m，与周围钻孔相比煤层厚度没有发生地质变化，这个例子证明了大占砂岩对于二1煤层几乎没有发生河流冲刷或者是冲刷小，因此二1煤层的厚度变化不是河流冲刷影响的。

3.3 构造对煤层厚度的影响

（1）小褶曲对煤层厚度的影响

在挤压应力的作用下煤层会发生塑性和流变变形，在背斜的轴部易形成煤层缺失变薄带，在向斜的轴部煤层往往增厚。在北西向断层的弧形拖曳褶曲部位煤层厚度发生变化，在北西向左行走滑断层带及其伴生的弧形拖曳褶曲部位，煤层厚度往往发生急剧的变化，向斜的轴部煤层厚度往往有增厚的情况发生，处于背斜的轴部煤层厚度大多是要变薄。

（2）层间滑动对煤厚的影响

受青草岭逆冲推覆构造的控制和作用，二1煤层及其附近地层层间滑动普遍，煤矿井下多见二1煤层及顶、底板岩层层滑构造，煤层流变、揉皱、煤层透镜体、岩石透镜体多见，煤层局部增厚或变薄现象多见，使位于该推覆构造下盘的韩庄矿的二1煤层厚度陡增，最大煤层厚为31.28m。

（3）断裂对煤厚的影响

平顶山煤矿区后期断裂构造对二1煤层煤厚的影响总体不甚明显。

参考文献

杨起、韩德馨，中国煤田地质学，北京：煤炭工业出版社，1979。

作者简介：

程增庆，男，1962年11月生，汉族，本科学历，湖北安陆人，1984年7月毕业于江汉石油学院地球物理勘探专业，高级工程师，副总工程师，中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院，研究煤炭地震勘探与矿井物探28年，发表学术论文50余篇。