古交矿区中奥陶统地层富水性微观分析

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1、古交矿区中奥陶统地层富水性微观分析摘要：通过对古交矿区GS-3号钻孔中奥陶统峰峰组、上马家沟组和下马家沟组岩石的薄片鉴定及矿物成分分析、X－荧光衍射及化学组分分析以及压汞实验分析，总结了各组岩层的富水特征。奥陶系中统含水岩组由三个隔水层段（峰峰组下段、上马家沟组下段、下马家沟组下段）和三个含水层段（峰峰组上段、上马家沟组上段、下马家沟组上段）组成。关键词：古交矿区，中奥陶统，富水性微观分析中图分类号：文献标识码：MicroscopicAnalysisofWaterAbundanceonMiddleOrdovi

2、cianStratumintheGuJiaoCoalfieldAbstract:ThroughtoanalysisphysicalpropertyofmiddleOrdovicianoftheGujiaominingareaGS-3,Includethinsectionidentificationandmineralcomposition,X-fluorescencediffractionandchemicalcompositionanalysisandmercuryinjectionexperimentan

3、alysis.MiddleOrdovicianaquiferrockgroupconsistedofthreelayers(ThelowerMemberofFengfengFormation,thelowerMemberofShangmajiagouFormation,thelowerMemberofXiangmajiagouFormation)andthreeaquifersection(TheUpperMemberofFengfengFormation,theUpperMemberofShangmajia

4、gouFormation,theUpperMemberofXiangmajiagouFormation).Keywords:Gujiaocoalfield,MiddleOrdovician,waterabundance,MicroscopicAnalysis太原西山古交矿区属华北晚古生代聚煤区,区内煤系地层之下广泛分布有中奥陶统（包括峰峰组、上马家沟组、下马家沟组）巨厚可溶性岩层，煤田内太原组煤层多位于奥灰承压水位之下，严重制约其资源开采，查明矿区中奥陶统地层富水性是安全开采的必要条件。对古交矿区部分取样，进

5、行岩石薄片鉴定、X荧光衍射试验及压汞试验，从而在微观层面分析了中奥陶统地层的富水性特征。1薄片鉴定及矿物成分分析1.1峰峰组(O2f)上段主要为泥晶—细粉晶石灰岩，矿物成分以方解石为主，含量大于95%，多以育1-2mm岩溶裂隙，镜下见直径1-5mm溶洞；峰峰组下段则主要以粉晶白云岩、泥质石灰岩和角砾状石灰岩为主。岩溶不发育，裂隙中充填泥质、粉晶方解石、粉晶石膏等，是典型的隔水岩组。下段岩石中裂隙皆由方解石脉充填，表现隔水性能，所以峰峰组下段是奥灰中的相对隔水层。1.2上马家沟组（O2s）钻孔中上段多为中—厚层

6、豹皮状石灰岩，不同岩样，其矿物成分比例不同，但均以方解石和白云石为主，从矿物含量上看，从白云质石灰岩—灰质白云岩均出现，其中方解石多为泥晶—细粉晶结构，白云石主要是粉晶结构。总结体而言，上马家沟组上部岩石中方解石含量高，可溶性强，宏观与镜下岩溶均较发育；上马家沟组下部灰岩中泥质含量增高，同时出现大量白云质灰岩与灰质—白云质角砾岩，孔隙性变差。需要说明的是，下马家沟组由于距煤系地层远，其富水性不直接威胁煤层开采，在此未作详细分析。总之，薄片鉴定结果峰峰组上段为孔隙和岩溶较发育的含水层细粉晶灰岩，下段为石膏、硬石

7、膏与5白云岩互层，裂隙充填石膏的隔水层。表2GS-3孔岩样薄片鉴定结果送样编号矿物含量层位取样深度(m)岩石综合定名样-1方解石99%、粘土矿物1%O2f397.06细粉晶灰岩样-2——462.00——样-3白云石75%、石膏25%492.00碎裂膏云岩样-4白云石1%、方解石99%517.22泥晶灰岩样-5白云石70%、石膏20%、有机质10%531.31碎裂膏云岩样-6方解石65%、白云石35%O2s547.23白云质灰岩2X－荧光衍射及化学组分分析在岩样化学成分CaO含量大于51%时，岩样为纯灰岩；S含

8、量较多时，说明岩样中石膏含量增多；当MgO含量多时，岩性以白云岩以为；Al2O3、SiO2含量越高，说明岩石中泥质含量增多。古交矿区GS-3号孔所取岩样进行X荧光衍射试验结果见表3。表3X-荧光衍射试验结果送样编号岩性元素含量取样深度(m)层位MgOAl2O3SiO2SCaO样-21灰黑色角砾状灰岩<0.310.853.90.2552.1397.06O2f样-22深灰色角砾状白云岩<0.31<0.1