煤炭地質(zhì)勘查預(yù)查階段工作方法探討

趙玥+李營(yíng)平

摘 要： 根據(jù)對(duì)該區(qū)地質(zhì)背景及已有資料的分析研究，推測(cè)認(rèn)為向斜區(qū)內(nèi)有煤系的存在，結(jié)合預(yù)查找煤階段工作方法和勘查程度的要求，確定使用二維地震勘探結(jié)合少量鉆探的工作方法，對(duì)黑山煤田進(jìn)行預(yù)查工作。

關(guān)鍵詞： 煤炭預(yù)查； 物探； 黑山煤田

1. 地質(zhì)概況

黑山煤田位于塔里木—華北地塊、祁連褶皺系、賀蘭褶皺帶三大構(gòu)造單元交匯處，主含煤地層為石炭系太原組，主體為一軸線北西西向向斜，東西長(zhǎng)約50km，南北寬約20km。該向斜由軸部向兩翼依次出露三疊、二疊和石炭系。區(qū)內(nèi)覆蓋第四系，局部沖溝或山坡有基巖出露，地層由老至新有寒武系、古生界、中生界三疊系、新生界第四系。

前人對(duì)該含煤向斜兩翼出露石炭系及煤系埋藏較淺的區(qū)域做過詳細(xì)的研究，并在露頭區(qū)周邊分布有開采礦井，但對(duì)于向斜軸部煤層埋深較深的區(qū)域還未做過詳細(xì)的勘查工作，對(duì)于煤層埋藏深度、賦存形態(tài)和分布范圍知之甚少。

2. 勘查方法

根據(jù)對(duì)該區(qū)地質(zhì)背景及已有資料的分析研究，推測(cè)認(rèn)為向斜區(qū)內(nèi)有煤系的存在，結(jié)合預(yù)查找煤階段工作方法和勘查程度的要求，確定使用二維地震勘探結(jié)合少量鉆探的工作方法，對(duì)黑山煤田進(jìn)行預(yù)查工作。

3. 數(shù)據(jù)采集

3.1 測(cè)網(wǎng)的布置

地震主測(cè)線垂直構(gòu)造及地層走向，以控制勘查區(qū)構(gòu)造形態(tài)，布設(shè)聯(lián)絡(luò)測(cè)線與主測(cè)線垂直，按4km線距布設(shè)二維地震主測(cè)線，按9000m線距布設(shè)二維地震聯(lián)絡(luò)線，形成4km×9km測(cè)網(wǎng)以便于反射波的追蹤對(duì)比。

3.2 采集施工因素

根據(jù)試驗(yàn)確定采用激發(fā)孔深3m～15m，藥量3km～5km，144或161道接收，偏移距10m，中間激發(fā)，法國(guó)產(chǎn)408UL數(shù)字地震儀。

4. 數(shù)據(jù)處理

資料處理是地震勘探工作的三大主要環(huán)節(jié)之一，其成果是資料解釋工作的基礎(chǔ)。根據(jù)勘查區(qū)實(shí)際地震地質(zhì)條件，處理中始終以高信噪比、高分辨率和高保真度為中心，以靜校正為重點(diǎn)，分試處理、批處理、改善處理三步進(jìn)行，處理流程見圖1

5. 資料解釋

資料解釋是地震勘探工作中的又一個(gè)重要階段，其關(guān)鍵在于把處理得到的二維地震時(shí)間剖面中所蘊(yùn)藏的地質(zhì)信息更多、更準(zhǔn)確地提取出來，正確地利用各種物性參數(shù)與二維地震時(shí)間剖面進(jìn)行綜合分析，做出正確的地質(zhì)解釋。解釋中最重要的環(huán)節(jié)是依靠鉆探、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)標(biāo)定地震層位，層位標(biāo)定的正確與否不僅關(guān)系到正確解釋地質(zhì)構(gòu)造，而且關(guān)系到對(duì)地層的正確描述，從而實(shí)現(xiàn)精確的地震地質(zhì)解釋。本區(qū)二維地震時(shí)間剖面解釋工作是在工作站上利用解釋系統(tǒng)完成的，利用工作站交互地震地質(zhì)資料解釋系統(tǒng)，在處理后的二維地震時(shí)間剖面上進(jìn)行人機(jī)交互解釋，能更準(zhǔn)確地識(shí)別地層、構(gòu)造，使解釋結(jié)果可以更符合實(shí)際地質(zhì)規(guī)律。

5.1 地震地質(zhì)層位的確定

反射波地質(zhì)層位的標(biāo)定，采用常用的人工合成記錄技術(shù)，其方法是利用鉆孔所揭露的地下地質(zhì)層位和測(cè)井資料（聲波時(shí)差、自然伽瑪或密度測(cè)井曲線）制作人工合成記錄（見圖2），再與過孔時(shí)間剖面進(jìn)行對(duì)比，標(biāo)定出時(shí)間剖面上的反射波組與地質(zhì)層位的對(duì)應(yīng)關(guān)系（見圖3）。

經(jīng)鉆孔揭示，本區(qū)含煤層數(shù)較多，根據(jù)時(shí)間剖面上反射波的特征，對(duì)新生界底界面、1-3煤和4-1煤底界面進(jìn)行了標(biāo)定。

通過標(biāo)定確定了反射波組對(duì)應(yīng)的地質(zhì)層位為：TQ+N波為新生界底界面所對(duì)應(yīng)的反射波，T1-3波為1-3煤所對(duì)應(yīng)的反射波，T4-1波為4-1煤所對(duì)應(yīng)的反射波，如圖3所示。

5.2 褶曲解釋

在數(shù)據(jù)處理時(shí)，時(shí)間剖面均已校正到統(tǒng)一基準(zhǔn)面上，因此，同相軸的起伏形態(tài)基本上反映了煤系地層的起伏形態(tài)。在時(shí)間剖面上反射波同相軸的隆起即是背斜，凹陷即為向斜（如圖4所示）。

5.3 斷層解釋

落差較大的斷層在時(shí)間剖面上一般表現(xiàn)為同相軸的錯(cuò)斷、終止，反射波組間距發(fā)生突變，同相軸的形狀和產(chǎn)狀發(fā)生變化，反射層次豐富時(shí)表現(xiàn)為縱向上多個(gè)反射波的錯(cuò)斷；落差較小的斷層在時(shí)間剖面上表現(xiàn)為同相軸的扭曲、分叉、產(chǎn)狀突變、能量變?nèi)酢r(shí)間剖面上有兩個(gè)或兩個(gè)以上反射波組（層位）同時(shí)錯(cuò)斷時(shí)，可確定斷層傾向（見圖5）。本區(qū)時(shí)間剖面上由淺至深出現(xiàn)了較多的反射波組，識(shí)別這一系列反射波組上依次出現(xiàn)的斷點(diǎn)，不僅提高了斷點(diǎn)解釋的可靠程度，而且給斷層面產(chǎn)狀以及落差變化的確定提供了更多的依據(jù)。

6. 速度分析

利用鄰區(qū)內(nèi)已知鉆孔揭露的地層層位深度及井旁地震道各層的t0時(shí)間，反算求出速度值，并結(jié)合區(qū)內(nèi)的疊加速度，然后將離散的速度值由計(jì)算機(jī)擬合平滑而形成反射波平均速度，其平均速度范圍3600m/s～4050m/s，作為時(shí)深轉(zhuǎn)換的參數(shù)。

7. 成果

通過預(yù)查階段二維地震勘探工作，結(jié)合鉆探揭露地質(zhì)資料解釋，得到如下成果：

（1）初步查明了勘查區(qū)內(nèi)基本的構(gòu)造輪廓，勘查區(qū)地層總體構(gòu)造格架為一近東西走向、兩翼不對(duì)稱的復(fù)式向斜構(gòu)造，南翼較陡，北翼發(fā)育一平緩的次級(jí)背斜；（2）區(qū)內(nèi)發(fā)育走向近南北及近東西的斷層縱橫交錯(cuò)，且落差多超過百米，對(duì)地形起伏形態(tài)及整體構(gòu)造產(chǎn)生一定影響；（3）初步查明了區(qū)內(nèi)可采煤層賦存形態(tài)和埋藏深度，南北部煤層出露或?yàn)榈谒南蹈采w，向斜軸部煤層埋深大于2500m，受斷層的切割影響煤層埋深在局部受到一定的影響；（4）對(duì)煤層隱伏露頭位置、煤層賦存范圍也有了初步的控制，可采煤層層位比較穩(wěn)定，且全區(qū)發(fā)育，基本奠定了黑山煤田發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

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