胡家河煤礦古河道演化特征研究

孫文華 柯 緯 楊艷萍

（1、陜西省煤田物探測(cè)繪有限公司，陜西 西安710000 2、國(guó)土資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安710000）

1 概況

胡家河井田位于陜西彬長(zhǎng)礦區(qū)中北部的涇河?xùn)|側(cè)，井田內(nèi)大部為黃土所覆蓋，基巖出露甚少。侏羅系中統(tǒng)延安組是本區(qū)主要含煤地層，假整合于三疊系胡家村或侏羅系下統(tǒng)富縣組之上。由于受古地貌及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，其沉積厚度變化較大，在古地貌的低洼區(qū)，其沉積厚度較大。煤礦開采過程中，發(fā)現(xiàn)4 號(hào)煤局部存在煤層被沖刷的痕跡，煤層厚度變化較大，對(duì)煤礦開采造成了較大的影響，本次主要對(duì)侏羅紀(jì)時(shí)期該地區(qū)古河流的演化特征進(jìn)行分析研究。

2 延安組沉積相

勘探區(qū)延安組均為陸相沉積，主要發(fā)育河流-湖泊三角洲沉積體系。

延安組的湖泊為小型的淺水覆水湖泊，湖泊整體較淺，延一段分布廣泛。延二段湖泊退縮，湖泊的退縮與三角洲的進(jìn)積相輝映，整體湖泊面積逐漸減小，直到延三段地層抬升湖泊消亡。延安組一段以濱湖沉積為主，當(dāng)?shù)貙犹?，水流退去，在溫?zé)?、潮濕的氣候條件下，淹沒在水中的植物尸體經(jīng)過泥炭化作用形成泥炭沼澤。延安組的主要含煤巖層就是這時(shí)期的泥炭沼澤形成的，由于沉降穩(wěn)定，成煤作用得以持續(xù)進(jìn)行，形成了穩(wěn)定的厚煤層。延安組二段發(fā)育三角洲相沉積，以三角洲平原相為主，以河流為主要控制條件。根據(jù)區(qū)內(nèi)鉆井揭露的分流河道相主要發(fā)育在延二段，巖性多為粗砂巖、中砂巖，粒度較粗以石英為主，分選中等，次圓狀，基底具沖刷面，底部有零星的礫石。區(qū)內(nèi)煤層沖刷變薄為該時(shí)期河道沖刷所致。

3 地震屬性優(yōu)選

根據(jù)胡家河401 盤區(qū)實(shí)際揭露的煤層沖刷情況，利用地震屬性技術(shù)，通過以往的解釋經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為頻率體對(duì)煤層沖刷有較好的反映。對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分解，通過對(duì)比不同的頻率體，延煤層頂板切取頻率切片，可以看到7Hz 頻率數(shù)據(jù)體對(duì)古河道的反映最為清楚，符合地質(zhì)規(guī)律。延煤層頂板切取頻率切片，對(duì)應(yīng)深度為鉆孔H40501 頂板，巖性為礫巖和含礫粗砂巖。對(duì)應(yīng)鉆孔H40506 深度處巖性為含礫粗砂巖。地震響應(yīng)特征為紅黃-藍(lán)紫色異常，巖性與地震響應(yīng)特征匹配，因此，可以認(rèn)為該異常是礫巖和含礫粗砂巖的地震響應(yīng)特征，可以用該異常解釋煤層頂板礫巖分布范圍，即4 煤頂板沖刷范圍（圖1）。

4 古河道演化過程

4.1 侏羅系早期

利用前面所選的7Hz 頻率體，延煤層上下切取不同地質(zhì)時(shí)期的切片，可以直觀的反映出古河流的沖刷范圍，如圖2 所示，為侏羅世早期沉積時(shí)期，可以看到，河道在勘探區(qū)西南部發(fā)育，該處為三疊系沉積基底隆起位置，延安組地層沉積缺失，河道直接沖刷三疊系沉積基底，主河道為2 條，為下圖中紫紅色區(qū)域。

圖1 砂礫巖地震響應(yīng)特征

圖2 侏羅世早期河道形態(tài)

4.2 延安組二段早期

在煤層頂板附近切取切片，如圖3 所示，反映的是延安組二段早期時(shí)期古河道的發(fā)育形態(tài)及范圍，可以看出，河道進(jìn)一步向區(qū)內(nèi)延伸，主河道為2 條，向北延伸出勘探區(qū)外。在勘探區(qū)西南部水動(dòng)力條件較強(qiáng)，河道較寬，水流對(duì)煤層沖刷較重，在H40501鉆孔附近煤層沖刷厚度約為3m。北部水動(dòng)力條件變?nèi)酰拥雷冋?，河流?duì)煤層的沖刷較弱。

4.3 侏羅世晚期

在侏羅世晚期切取切片，如圖4 所示，反映的是侏羅世晚期古河道的發(fā)育形態(tài)及范圍，可以看出，隨著地層抬升，河道逐漸向西南方向退縮，勘探區(qū)內(nèi)河流消失。

5 結(jié)論

圖3 延安組二段早期河道形態(tài)

圖4 侏羅世晚期河道形態(tài)

本次研究利用頻譜分析技術(shù)，對(duì)侏羅世時(shí)期古河道的演化特征進(jìn)行了分析研究，在侏羅世早期，河道在研究西部，河道直接沖刷三疊系沉積基底。到侏羅世中期，隨著地層沉降，河道進(jìn)一步向區(qū)內(nèi)延伸，貫穿整個(gè)研究區(qū)，在北部水動(dòng)力條件變?nèi)?，河道變窄，河流?duì)煤層的沖刷較弱。到侏羅世晚期，隨著地層的抬升，河道逐漸向西南方向退縮，勘探區(qū)內(nèi)河流消失。