1、np 自然伽玛测井曲线在云南省弥勒县跨竹矿区第三纪褐煤沉积特征剖析摘要：在煤田地质勘探过程中，地球物理测井起到重要的作用，自然伽玛曲线是区分火山或陆源物质的重要标志，本文主要论述自然伽玛测井，分析自然伽玛的物理特征，自然伽玛曲线形态，进一步揭示褐煤沉积特点，通过分析弥勒县跨竹矿区 M1 煤层底部自然伽玛曲线异常反映，从另一方面认识第三纪时代褐煤的沉积环境特征有重要的地质意义。 关键词： 测井自然伽玛曲线褐煤 M1 煤层粘土岩沉积特征 中图分类号：P631.8+14 文献标识码： A 文章编号： 酸性火山碎屑岩及其衍生的粘土岩中钍、铀、钾的含量高，铀在氧化环境中不稳定，在还原环境中较稳定，酸性火
2、山灰沉降后，未经分解者形成酸性凝灰岩，不容物质在原地形成残余粘土，粘土岩中天然放射性元素含量较陆源沉积的粘土者高，是重要的成因特征，火山事件粘土岩形成过程为火山喷发物被大气流搬运降沉水解成岩。本文对云南省弥勒县跨竹矿区第三纪褐煤勘探过程中，共施工探煤钻孔 69 个，全部进行地球物理测井，所测钻孔内发现一般最后一层煤的底部自然伽玛值偏高，分析自然伽玛测井曲线在 M1 煤层底部的特征，对矿区的煤层对比及第三纪沉积环境分析有重要的实际指导意义。 1 矿区地质背景 矿区为于华南褶皱系滇东南幼褶皱断裂带，师宗广南拗陷区中部，弥勒深大断裂带东侧的断陷盘地带，跨竹煤矿区南段勘探基底为岩溶侵蚀成因的山间盆地，
3、中心地带煤系地层厚度大，在压实成岩过程中累计压缩沉降量大，地层形成一个不对称的类似向斜构造的形式，含煤地层为新近系中新统，钻孔中未发现大的断裂，矿区盖层构造属简单类型。火山活动在区域内主要受西期 F2 断裂活动控制，地下玄武岩浆沿断裂上升喷溢而形成的熔岩，火山碎屑岩、凝灰岩等。但形成时代较早，地域上距离相差较远，对跨竹煤矿区南段勘探的煤层赋存，煤层的变质程度无影响。海西期，沉积了石炭纪到上二叠纪的浅海相碳酸盐岩，生物极其丰富，含大量蜓科化石，早石炭纪普遍富含硅质，变化大，中、晚石炭纪和早二叠纪，一般均为稳定的石灰岩沉积，晚期伴有火山喷发，成分为玄武岩。印支运动，本区内构造活动强烈，沉积了厚大的
4、碳酸盐岩及碎屑岩，晚期上升为陆地，地壳长期遭受风化剥蚀，并缺失了侏罗、白垩纪的地层，喜山期运动，使跨竹煤矿区下降沉为内陆湖泊，且活动频繁，时为较深的水体，时为陆地沼泽地带，由已施工钻孔可见，煤层与粘土层基本上呈互层状产出，从煤的层数及厚度，可看出运动的频繁及沉积环境的变化。 2 矿区地层 跨竹盆地是岩溶侵蚀成因盆地，先形成盆地，其沉积作用不依赖于基底的沉降，同沉积构造和后期构造活动影响微弱。盆地沉积为自下而上充填超覆逐渐扩大的沉积过程，底部煤层受基底地形限制沉积范围小，煤层厚度变化突变，向上各煤层沉积范围逐渐扩大，向边缘分岔变薄而尖灭。沉积作用发生在一个封闭的、没有地表河流出口的盆地内，以湖泊
5、相、沼泽相沉积为主，没有穿越盆地的河流沉积。由于盆地相对狭窄，周边有小冲沟汇入形成一些“垅岗”性沉积地貌，充填物在交替迁移补偿中达到沉积面平衡，因此各煤层的厚度及分布范围变化很大，跨竹煤矿区南段勘探煤层为尚可对比的不稳定较稳定煤层。盆地原始沉积顶面较平坦，目前盆地地面高差也很小，因此上部煤层对比基线不会相差太大，但由于盆地中心（对应基底最深处）煤系地层厚度大，在压实成岩过程中累计压缩沉降量大，上部岩煤层保存较多，盆地边缘煤系地层厚度小，累计压缩沉降量小，上部煤层被剥蚀较多，保存对比层位相对低。 3 煤层及煤质 工作区岩煤层的沉积旋回、岩性组合特征，在宏观及微观上均表现各异，特别是含煤地层为第三
6、系中新统小龙潭组（N1）地层，受同沉积构造和后期构造活动影响微弱，矿区含煤地层为第三系中新统小龙潭组（N1）地层，为内陆湖泊含煤建造，含煤层数较多，一般大于 6 层，编号煤层 6 层,由下向上编为 M1、M2、M6,矿区有全区可采煤层，局部、大部可采 6 层（组） ，厚度变化不大，最大单层厚度为 64.72m，最大层纯煤厚度 58.74m；M4、M5、M6 煤层为较稳定，其余煤层为较稳定偏不稳定煤层。跨竹煤矿区南段勘探煤质的基本特征，为为中灰高灰、特高挥发份、中高硫高硫、高热值、低磷分、四级含砷的褐煤一号。M1 煤层之下 020 米的残积粘土及砾石层以及该煤层下 323 米的砖红色泥质粉砂岩为
7、终孔标志。M1-3 煤组中上部夹矸大多为灰白色硅藻土。 跨竹煤矿区南段勘探煤岩类型为暗淡型煤，煤岩组分以暗煤、丝炭，惰质组为主，煤层呈褐黑色褐色，条痕亦为褐黑色，均一状、条带状结构，内生裂隙发育，多呈块状、碎块状。断口呈不规则棱角状。硬度小，性脆，易破碎。火焰较长，具浓烟；残渣多呈粉状。各可采煤层视相对密度为 1.32t/m31.69t/m3。煤中的稀散元素含量：M4-6 煤层：Ge,d含量为 09.5g/g ，平均为 1.12g/g ;Ga,d 含量为2.617.5g/g ，平均为 6.32g/g ;Ud 含量为1.23.7g/g ，平均为 1.32g/g ;M1-3 煤层：Ge,d 含量为
8、 0.338.0g/g ，平均为 1.78g/g ;Ga,d 含量为4.3328g/g ，平均为 9.77g/g ;Ud 含量为0.8317.20g/g ，平均为 7.35g/g ;均未达到工业要求。4 自然伽玛曲线特征 （1）M1 煤层自然伽玛物理特征 本次勘探共施工探煤钻孔 69 个，全部进行地球物理测井，所测钻孔内，一般最后一层煤的底部自然伽玛值偏高，钻孔 302 号自然伽玛值为18.3PA/Kg，为矿区所测量钻孔最大值，经“云南省核工业二 0 九地质大队测试研究中心” ， 对 301、302、303、608 号钻孔化验测试，含有铀元素。矿区共有 21 个钻孔的自然放射性值超过煤炭地球物
9、理测井规范DZ/T 00802010，可采煤层在 1.00 米以上，自然放射性超过 4.3PA/Kg的煤层为异常值的规定，钻孔底部 M1 煤层有明显自然放射性异常，见铀元素含量及自然伽玛值对照表 1： 表 1 铀元素含量及自然伽玛值对照表 对矿区所测钻孔天然放射性超过规范的规定，并对钻孔最后一层煤M1 底部自然伽玛异常统计见表 2： 表 2 矿区自然放射性异常 M1 煤层统计表 （2）M1 煤层自然伽玛曲线形态 矿区内岩性组合主要有煤、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、灰岩等。在自然伽玛曲线上出现高幅值“尖峰”状，与围岩形成强烈的反差正异常，其自然伽玛曲线多为窄的匕首或剑形异常，是矿区重要的特征
10、对比标志，视电阻率曲线显示与沉积旋回相适应，并有明显渐变关系，该层位自然伽玛曲线最大值为 18.3PA/Kg，超过正常值，经化验含有铀元素，其含量为 9.7310-5g/g，在该矿区相对稳定，M1 煤层曲线形态特征见下图 1： 图 1M1 煤层底部曲线特征（标 2） 5 结语 通过本文分析论述，笔者认为天然放射性异常值的大小不十分重要，关键是伽玛异常分布范围和层位的稳定性，为寻找对比标志层与分析物质来源有重要的实际意义。 文献参考 1 李顺， 云南省弥勒县跨竹煤矿区南段勘探报告 ，勘探报告，2012（4） 2 冯宝华，地层学研究方法的增新自然 测井，地层学杂志，1994（12） 3 冯宝华，火山沉积岩及其矿床研究中伽马测井曲线解释的误区，物探与化探，2008（4） 4 冯宝华，火山事件泥岩夹矸的沉积学及其自然伽马测井地层学，测井技术信息，2005 5 冯宝华，酸性火沉粘土岩自然伽玛测井曲线特征，煤田地质与勘探，1994（8）
