庆阳地区中侏罗世延安组煤层分布控制因素研究.doc

庆阳地区中侏罗世延安组煤层分布控制因素研究 李振华 陈占军 曹峰 王玉风 于江涛 陇东学院能源工程学院 摘 要： 通过地球物理测井方法对庆阳地区中侏罗世延安组煤层的识别之后, 按照煤层厚度预测区域煤炭的资源量分布, 其结果表明:庆阳中部与西部是煤层的主要发育区, 煤层厚度基本呈西厚东薄、南厚北薄的大格局, 区域煤层的厚度介于1020m研究认为, 该区煤炭资源储量巨大, 保存完好, 煤层结构简单, 因此具有重大经济开发潜力对该区煤层的形成背景进行分析, 认为中侏罗世沉积期的三角洲平原湖泊、沼泽相古地理环境与古植被分布是庆阳地区聚煤的主要控制因素关键词： 延安组; 煤煤环境; 庆阳地区; 鄂尔多斯盆地; 基金：甘肃省高等学校科研基金《地球物理测井技术在庆阳地区宁县煤层勘探中的应用》 (2015-148A) Controlling factors of coal-bed distribution in Jurassic Yan'an Formation, Qingyang AreaLi Zhenhua Chen Zhanjun Cao Feng Wang Yufeng Yu Jiangtao Longdong University; Abstract： Geophysical well logging was used to identify the coal-bed in Jurassic Yan'an formation, Qingyang area. The coal distribution in this area is predicted according to the thickness of coal bed. The results show that the coal bed is mainly developed in the central and west Qingyang, where thickness of coal bed in the west is thicker than that in the east and that of the south is thicker than that of the north. The thickness of coal bed ranges from 10 to 20 m. This research concludes that the coal in Qingyang area are abundant and well preserved with simple coal bed structure, which represents great future in economic development. The coal-bed formation background in this area was analyzed to find out the main factors contributing to the coal accumulation in Qingyang area, which include delta plain and lakes, swamp facies paleogeographic environment and paleovegetation spread.Keyword： Yan'an formation; coal accumulation environment; Qingyang area; Ordos Basin; 庆阳地区在构造上位于鄂尔多斯盆地的西部, 得益于中生代稳定的沉积环境, 该期沉积地层的石油与煤炭资源均十分丰富[1-5]。

其中侏罗系延安组是该区最主要的含煤岩系, 为了深入勘探与认识区域内的煤炭资源分布, 通过研究区或煤层的厚度研究, 分析煤层发育的控制机理, 对今后进一步详细刻化庆阳地区煤炭资源的分布及后期开发工作具有重要的指导意义1 地质概况庆阳地区位于鄂尔多斯盆地的西部, 横跨天环凹陷和伊陕斜坡两个一级构造单元, 研究区域面积约 4.8×10km (图 1) 已查明的预测煤炭资源量超过2000×10t, 约占全省的 95%延安组是庆阳区块的主力含煤层, 主要发育2#、5#、8#煤层[6-9], 分布范围广, 可采煤层的结构单一, 分布相对稳定, 局部厚度较大, 因此具有重要经济开发潜力图 1 研究区构造位置图 下载原图2 煤层展布特征研究区延安组沉积时期发育多段煤层, 煤层的累积总厚度可达 40m 以上其中研究区东南部的华亭地区煤层厚度最大, 在聚煤中心部位, 煤层厚度可达 50m, 资源相对丰富且集中[10-14]在纵向上, 自下而上发育编号煤层为9#、8#、6#、5#及 2#煤层8#煤层位于延安组第一段, 区域发育厚度为 3~8m, 为中深埋深 (700~1500m) , 是本区延安组的主力开采煤层。

6#与 5#煤层属于复式中—薄厚度煤层, 2#煤层厚度太薄, 一般认为其不具经济开发价值在平面上, 延安组煤层总厚度基本上呈西厚东薄、南厚北薄的格局, 庆城—合水以西是煤炭资源分布的主要区域, 正宁—华池以东区域, 基本不发育煤层[15-17]研究区西部区域存在数个煤炭资源集中区, 如环县地区, 煤层最大厚度达 20m;在镇原北部, 煤层厚达 25m;而在研究区西南部, 煤层厚度最大在 30m以上因此认为, 庆阳地区大范围发育煤层, 局部区域存在聚煤点 (图 2) 图 2 陇东地区延安组煤层累积厚度图 下载原图3 聚煤控制因素虽然庆阳地区经在成煤时期经历了相对稳定地质演化, 但由于陆相沉积环境的动荡变化以及局部的非均质性, 煤层在纵向上及横向上的分布亦不完全相同, 因此不同的煤层之间、甚至同一煤层在不同的区域之间, 其煤层性质都可能有所差别, 进一步表现为煤层测井曲线的物理响应之间的差别[19]由于区域煤层分布的非均质性, 因此必须对聚煤的主控因素进行分析, 该研究成果是进一步研究本地区煤层细致分布与精细勘探的基础在延安组沉积期早期, 区域性的地层沉降使本区处于相对稳定的坳陷演经阶段, 但沉积物的差异性压实和阶段性的潜水面上升、局部沼泽化的洪泛平原等地质作用, 在温暖湿润的气候条件下, 各类植被在沼泽演化的不同时期大量繁盛, 这一时期沼泽化的范围广、时间长, 因此泥炭沼泽的沉积环境与煤炭物源充足, 因此形成了广泛分布的 8#煤层。

至延安组沉积中期阶段, 随着盆地的持续性稳定沉降, 在研究区内发生了大面积的湖侵作用, 形成陆相向湖相延伸的三角洲体系域, 该期沼泽主要呈南北条带形分布, 并为 6#煤层的发育提供了地质基础在相对短暂的沉积旋回之后, 稳定且平缓的沉降让部分分流河道沼泽化, 因此局部区域形成了利于 5#煤层发育的有利沉积环境在延安组沉积晚期阶段, 频繁、剧烈且振荡性的构造运动使地层沉积在三角洲平原沼泽化—平原化之间摇摆, 因此利于成煤的沼泽化时间短、范围小, 所形成 2#煤层也较薄, 分布范围有限[20-22]上述结果表明, 在早中侏罗、中侏罗世时期, 温暖湿润的古气候环境、相对繁茂的沼泽性植物发育、以及三角洲平原相的古地理环境对庆阳地区的聚煤作用具有重要控制作用通过煤展布与沉积环境的响应对比 (图 1, 图 2) , 认为气候湿润、植物繁茂, 在相对稳定的坳陷演化时期, 区内形成了广阔的河流汇聚的湖泊与沼泽环境, 而煤层主要发育于泛滥平原与湖湾 (沼泽) 相区, 说明陆相、沼泽相是煤层的地质基础, 而陆相植被与沼泽植被是聚煤的物质基础, 因此认为:古气候、繁茂的植物、三角洲平原相古地理环境庆阳地区聚煤的重要控制因素。

图 3 陇东地区延安组古地理图 下载原图4 结束语1) 庆阳中部与西部是煤层的主要发育区, 煤层厚度基本呈西厚东薄、南厚北薄的格局, 主要区域煤层的厚度介于 10~20m, 具有重大经济开发潜力2) 通过对煤系地层的形成背景进行分析, 认为中侏罗世沉积期的三角洲平原湖泊、沼泽相的古地理环境与古植被分布是庆阳地区聚煤的主要控制因素3) 庆阳地区的煤炭资源分布与煤层沉积时不均质的区域性陆相沉积环境明显正相关, 因此, 寻找局部沼泽相对发育区不但对本区煤藏的“聚煤点”勘探具有重要支撑, 而且对于寻找煤层气发育区也具引领作用参考文献[1]王普.甘肃省煤炭资源赋存特征[J].中国煤炭地质, 2014, 26 (11) :17-22 [2]管学海, 刘永茜, 张浪.鄂尔多斯盆地东区煤层气赋存规律分析[J].煤炭技术, 2014, 8 (10) . 。