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宁夏煤炭资源特征及预测

时间:2023-09-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:恢复等时层序地层格架下高分辨率的岩相古地理面貌,以三级层序组为作图单位,绘制出地层厚度等值线图、砂体等厚线图、泥岩等厚线图、砂泥岩比等值线图、石灰岩等厚线图、煤层等厚线图等,根据这些单因素等值线图,绘制岩相古地理图,恢复主要成煤期古地理面貌,为聚煤作用分析提供理论依据。(一)古地理单因素统计方法及地质意义古地理单因素统计方法及地质意义见表3-4-1。

宁夏煤炭资源特征及预测

恢复等时层序地层格架下高分辨率的岩相古地理面貌,以三级层序组为作图单位,绘制出地层厚度等值线图、砂体等厚线图、泥岩等厚线图、砂(砂岩+砾岩)泥(泥岩+粉砂岩)岩比等值线图、石灰岩等厚线图、煤层等厚线图等,根据这些单因素等值线图,绘制岩相古地理图,恢复主要成煤期古地理面貌,为聚煤作用分析提供理论依据。

(一)古地理单因素统计方法及地质意义

古地理单因素统计方法及地质意义见表3-4-1。

表3-4-1 古地理单因素统计方法及地质意义

(二)单因素分析

1.宁东煤田红墩子矿区晚石炭世—早二叠世太原组—山西组参数分析

宁东煤田红墩子矿区晚石炭世—早二叠世太原组—山西组2个三级层序砂泥比、煤层厚度、地层厚度、泥岩厚度及砂岩厚度等值线见图3-4-1、图3-4-2、图3-4-3、图3-4-4、图3-4-5。

从图3-4-1砂泥比等值线图可以看出,在三级层序中,砂泥比展布呈现较好的继承性,在1802、1804、1901井以及701、702、804井连线附近砂泥比呈现大值,反映分流河道在该区持续发育,但SⅢ3层序比SⅢ2层序砂体发育程度强,同时分流河道分布范围也变大。在SⅢ2三级层序中(图3-4-1-A),砂泥比多在0.5以下分布,砂泥比整体相对较小。而SⅢ3三级层序中(图3-4-1-B),砂泥比相对变化大。从SⅢ2层序沉积来看,主要发育以障壁岛—潮坪—潟湖相沉积以及三角洲分流间湾沉积为主,而SⅢ3局部地区以三角洲分流间湾沉积为主,其他大部分地区砂泥比大于0.5,1901井附近达到3,与分流河道的发育有较大关系。

图3-4-1 宁东煤田红墩子矿区太原组—山西组砂泥比等值线图(SⅢ2 —SⅢ3)

从图3-4-2煤层厚度等值线图可以看出,从SⅢ2(图3-4-2-A)到SⅢ3(图3-4-2-B)层序,煤层厚度明显减薄。SⅢ2层序煤层总厚度15~35m,SⅢ3层序煤层总厚度3~14m,东北局部出现15m以上的总煤层厚度分布区。煤层厚度的发育情况与沉积相的发育关系密切,在SⅢ2层序中,分流间湾和泥炭沼泽微相发育,在该时期,泥炭堆积厚度相对较大,而在SⅢ3层序中,分流河道微相相对于SⅢ2层序发育,虽然物质供应明显增强,但并不利于成煤,所以泥炭堆积厚度相对较薄。

从煤层的发育情况来看,煤层的沉积中心基本处于物源供给较丰富但分流间湾和泥炭沼泽相对发育的地区,SⅢ2层序中,701井区和1901井区泥炭沼泽较发育,形成的煤层总厚度较大,SⅢ3层序也发育有煤层,以802井区和1805井区为沉积中心,但总厚度较小。

从地层等厚图(图3-4-3)可以看出,SⅢ2层序地层(图3-4-3-A)的沉积中心基本沿804、803、1201、1804、1901、2401、2402井连线呈南北向展布,沉积地层厚度在200m以上,地层厚度基本沿南北向东侧逐渐变薄。SⅢ3层序地层(图3-4-3-B)沉积中心沿802、1201、1203、1804、1901、2403井连线呈南北向展布,沉积地层厚度在80~160m,地层厚度基本沿南北向东侧逐渐变薄。SⅢ2层序和SⅢ3层序的沉积趋势基本一致,主要差异在于,SⅢ2层序在北部803和804井附近具有较大的地层厚度,而SⅢ3层序在北部802井附近出现极大值。

图3-4-2 宁东煤田红墩子矿区太原组—山西组煤层厚度等值线图(SⅢ2—SⅢ3)

图3-4-3 宁东煤田红墩子矿区太原组—山西组地层厚度等值线图(SⅢ2—SⅢ3)

从图3-4-4砂岩等值线图和图3-4-5泥岩等值线图可以看出,SⅢ2(图3-4-4-A)和SⅢ3(图3-4-4-B)层序上砂体沉积趋势相似,整体呈现由西向东逐渐变薄的趋势。SⅢ2沉积时期,整体砂体呈现从南到北的延展,代表了分流河道的展布,而向东侧,沉积微相逐渐变为分流间湾沉积。从SⅢ2层序泥岩等值线图(图3-4-5-A)上可以看出,该区域泥岩总厚度相对较大,同时泥炭沼泽相发育较好,煤层总厚较大。在SⅢ3层序(图3-4-5-B)沉积时期,砂体总厚度略小于SⅢ2层序时期沉积的砂体,但泥质沉积明显小于SⅢ2层序泥岩总厚度,SⅢ3层序砂泥比较高,对煤层的形成不利,SⅢ3层序煤层的发育明显比SⅢ2层序差。

2.宁东煤田李家小庄矿区中侏罗统延安组参数分析

宁东煤田李家小庄矿区中侏罗统延安组3个三级层序砂泥比、煤层厚度、地层厚度、泥岩厚度及砂岩厚度等值线见图3-4-6、图3-4-7、图3-4-8、图3-4-9、图3-4-10。

图3-4-4 宁东煤田红墩子矿区太原组—山西组砂岩厚度等值线图(SⅢ2—SⅢ3)

图3-4-5 宁东煤田红墩子矿区太原组—山西组泥岩厚度等值线图(SⅢ2—SⅢ3)

图3-4-6 宁东煤田李家小庄矿区中侏罗统延安组砂泥比等值线图(SⅢ1—SⅢ3)

从图3-4-6砂泥比等值线图可以看出,从SⅢ1到SⅢ3层序,SⅢ3层序(图3-4-6-C)砂泥比整体变高,反映冲积河道(分流河道)微相发育逐渐增强。在SⅢ1层序(图3-4-6-A)中,在L102井附近呈现极大值,然后沿L102井向南、向东呈现逐渐减小,向东减少的梯度较大,但总体上该期砂泥比值不太高,反映冲积河道(分流河道)在该区发育,但强度较弱,SⅢ1层序漫滩沼泽和泥炭沼泽在区块东部较发育;SⅢ2层序(图3-4-6-B)冲积河道(分流河道)相对较发育,在L205井区出现较大的砂泥比,在区块南部发育部分漫滩沼泽;SⅢ3层序冲积河道(分流河道)发育范围和强度增大,整体呈现南北向东、西两侧减少的趋势,砂泥比整体大于40%,整体属于冲积河道(分流河道)沉积。

从图3-4-7煤层厚度等值线图可以看出,从SⅢ1、SⅢ2到SⅢ3层序,煤层厚度呈现增厚到减薄的过程。SⅢ1层序煤层总厚度(图3-4-7-A)在4~14m之间;SⅢ2层序煤层总厚度(图3-4-7-B)在4~6m之间,L205井区出现1m的总煤层分布区;SⅢ3层序煤层总厚度(图3-4-7-C)在3~6m之间,在南部L301井出现0.5m的总厚度。煤层厚度的发育情况与沉积相的发育关系密切,在SⅢ1层序中,漫滩沼泽和泥炭沼泽微相发育,在该时期,泥炭堆积厚度相对较厚,而在SⅢ2层序中,冲积河道(分流河道)微相相对于SⅢ1层序发育,加上物质供应的增强,使泥炭堆积厚度相对较厚,对SⅢ3层序,冲积河道(分流河道)微相发育范围和强度增大,不利于泥炭的堆积,泥炭堆积较薄,煤层不发育。

从煤层的发育情况来看,煤层的沉积中心基本处于物源供给较丰富,但漫滩沼泽和泥炭沼泽相对发育的地区,SⅢ1层序中,L201和L205井区泥炭沼泽较发育,形成的煤层总厚度较大,SⅢ2以及SⅢ3层序均发育有煤层,但沉积中心不太明显。

图3-4-7 宁东煤田李家小庄矿区中侏罗统延安组煤层厚度等值线图(SⅢ1—SⅢ3)

图3-4-8 宁东煤田李家小庄矿区中侏罗统延安组地层厚度等值线图(SⅢ1—SⅢ3)

从图3-4-8地层厚度等值线图可以看出,3个三级层序的地层厚度分布与煤层发育呈现了一定的相关性,主要原因表现为该区的砂泥比较低,煤层的发育与物源供给有更紧密的联系。SⅢ1层序地层(图3-4-8-A)沉积中心在L201和L205井区展布,沉积地层厚度大,沉积微相基本属于冲积河道(分流河道),但泥岩在该区分布较广,所以仍出现相对较大的煤层总厚度,地层厚度自东向西逐渐变薄。SⅢ2层序地层(图3-4-8-B)沉积中心主要在L203井及L204井附近,地层厚度由西以及东北方向朝东侧逐渐变薄。SⅢ3层序地层(图3-4-8-C)沉积中心反映不明显,沉积基本沿西向东侧逐渐变薄。

图3-4-9 宁东煤田李家小庄矿区中侏罗统延安组泥岩厚度等值线图(SⅢ1—SⅢ3)

图3-4-10 宁东煤田李家小庄矿区中侏罗统延安组砂岩厚度等值线图(SⅢ1—SⅢ3)

从图3-4-9砂岩厚度等值线图和图3-4-10泥岩等值线图可以看出,在SⅢ1层序(图3-4-9-A和图3-4-10-A)沉积时期,在L102井及附近砂岩厚度呈现高值,然后向东侧逐渐砂体变薄,在L205井及附近,泥岩厚度最大。SⅢ1沉积时期,整体砂体呈现从西北到东南逐渐减薄的趋势,南北方向的延展代表了冲积河道的展布。在SⅢ2层序(图3-4-9-B和图3-4-10-B)沉积时期,砂体总厚度明显大于SⅢ1层序时期沉积的砂体,SⅢ2层序中砂体的沉积趋势从北到南逐渐减薄,分流河道沿南北向展布。在SⅢ3层序(图3-4-9-C和图3-4-10-C)沉积时期,砂体沉积的趋势与SⅢ2类似,但砂体总厚度明显增厚,冲积河道(分流河道)的发育范围明显增大,但由于泥炭沼泽发育程度减弱,所以在该时期煤层的沉积较薄。(www.xing528.com)

3.宁南煤田王洼矿区中侏罗统延安组含煤性及变化规律

对于王洼矿区,由于多数钻孔没有钻穿延安组底部,所以缺少三级层序的第一层序组(SⅢ1)的相关统计分析资料。宁南煤田王洼矿区中侏罗统延安组SⅢ2和SⅢ3 2个三级层序砂泥比、煤层厚度、地层厚度、泥岩厚度及砂岩厚度等值线见图3-4-11、图3-4-12、图3-4-13、图3-4-14、图3-4-15。

从图3-4-11砂泥比等值线图可以看出,SⅢ2(图3-4-11-A)和SⅢ3层序(图3-4-11-B)砂泥比表现凌乱,高值区和低值区砂泥比差异较大,在SⅢ2层序东北角102井砂泥比为2.4,而在东部604井和中西部10井和602井地区砂泥比仅为0.01;在SⅢ3层序,西北角22井砂泥比为3,而在西南部8井、15井、39井地区砂泥比仅为0.3。SⅢ2和SⅢ3层序大部分区域砂泥比大于0.5,反映冲积河道微相发育,其中SⅢ2砂泥比集中于0.5~2分布,而SⅢ3砂泥比集中于0.5~1.5分布,说明SⅢ3冲积河道微相发育强度比SⅢ2弱,SⅢ3泛滥盆地和泥炭沼泽的发育比SⅢ2强。SⅢ2和SⅢ3层序的中南部及南部表现为泛滥盆地和泥炭沼泽相的发育。SⅢ2和SⅢ3层序冲积主河道表现为从西到东向展布。

从图3-4-12煤层厚度等值线图可以看出,SⅢ2层序煤层总厚度(图3-4-12-A)大部分区域大于15m,最厚达26m,而SⅢ3层序煤层(图3-4-12-B)发育明显变差,煤层总厚度在1~6m,部分区域小于1m。SⅢ2和SⅢ3层序煤层总厚度分布呈南北向展布,西部煤层厚度呈现减薄趋势。

从煤层的发育情况来看,煤层的沉积中心基本处于物源供给较丰富,但漫滩沼泽和泥炭沼泽相对发育的地区,SⅢ2层序中,中东部地区物源供给较丰富,泥炭沼泽较发育,形成的煤层总厚度较大,是该区煤层的沉积中心,SⅢ3层序煤层发育情况与SⅢ2类似,但总厚度较小。

图3-4-11 宁南煤田王洼矿区中侏罗统延安组砂泥比等值线图(SⅢ2和SⅢ3)

图3-4-12 宁南煤田王洼矿区中侏罗统延安组煤层厚度等值线图(SⅢ2和SⅢ3)

从图3-4-13地层等厚图可以看出,SⅢ2层序地层厚度(图3-4-13-A)在60~160m之间,SⅢ3层序地层厚度(图3-4-13-B)在30~90m之间,SⅢ2层序地层厚度整体由中部向东西两侧有逐渐变薄趋势,在东北部沿203井、202井及201井连线厚度达150m,并呈现向西北和东南方向的减薄趋势,在502井区附近地层达160m。而SⅢ3层序呈现从东部向西部逐渐变薄的趋势。虽然从砂泥比等值线图来看,SⅢ2和SⅢ3层序砂泥比数值整体趋势差异不大,但由于SⅢ2层序比SⅢ3层序地层厚度明显要大,说明物源供给、泥岩和炭质泥岩沉积总厚度大,故SⅢ2层序煤层总厚度大。

图3-4-13 宁南煤田王洼矿区中侏罗统延安组地层厚度等值线图(SⅢ2和SⅢ3)

从图3-4-14泥岩厚度等值线图和图3-4-15砂岩厚度等值线图可以看出,砂岩的分布基本与地层的分布趋势一致,SⅢ2层序砂岩厚度(图3-4-15-A)整体由中部向东西有逐渐变薄趋势,在东北部沿203井、202井及201井连线较厚,并呈现向西北和东南方向的减薄趋势,而SⅢ3层序(图3-4-15-B)呈现从东部向西部逐渐变薄的趋势。SⅢ2和SⅢ3层序中泥岩的分布趋势与砂岩吻合,SⅢ2层序泥岩厚度(图3-4-14-A)整体由中部向东西两侧有逐渐变薄趋势,在502井及附近出现较厚泥岩沉积,而SⅢ3泥岩厚度(图3-4-14-B)呈现从东向西逐渐减薄的趋势。SⅢ2层序沉积时期,整体砂体南北方向的延展代表了冲积河道的展布,而SⅢ3层序沉积时期,冲积河道的展布仍然沿南北方向,但冲积河道主体向东偏移。

图3-4-14 宁南煤田王洼矿区中侏罗统延安组泥岩厚度等值线图(SⅢ2和SⅢ3)

图3-4-15 宁南煤田王洼矿区中侏罗统延安组砂岩厚度等值线图(SⅢ2和SⅢ3)

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