二維地震技術(shù)在慈圣鎮(zhèn)東煤炭資源勘查中的應(yīng)用研究

王 雷,劉華曉

(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局 第四地質(zhì)大隊(duì),河南 鄭州 450016)

二維地震勘探技術(shù)在確定油氣儲(chǔ)藏位置以及煤炭資源分布起到了重要作用[1-2],該技術(shù)在地面上設(shè)置一些測(cè)線(xiàn),然后,沿測(cè)線(xiàn)進(jìn)行地震勘探施工,對(duì)地震波信息進(jìn)行采集,將該信息輸入到計(jì)算機(jī)中,得到地震剖面圖[3-5]。研究區(qū)位于河南省柘城縣城北,屬慈圣鎮(zhèn)管轄,西自崔莊,東至何堂,南起崗?fù)踵l(xiāng),北到楊寨,南北長(zhǎng)7～11 km,東西長(zhǎng)約7.6 km,勘查面積約60 km2。其地處豫東平原,總體地勢(shì)北西高,南東低,平均海拔為+50 m。采用二維地震技術(shù),勘查了慈圣鎮(zhèn)東煤炭資源。研究為后期煤炭的開(kāi)采提供技術(shù)支持。

1 研究區(qū)地質(zhì)與地震地質(zhì)條件

1.1 地質(zhì)概況

1.1.1 地層

根據(jù)區(qū)域及鄰區(qū)資料顯示區(qū)內(nèi)地層自下而上依次為:中奧陶統(tǒng),上石炭統(tǒng)本溪組、太原組,下二疊統(tǒng)山西組、下石盒子組,上二疊統(tǒng)上石盒子組、石千峰組,新近系,第四系。

(1)奧陶系(O)。中奧陶統(tǒng)馬家溝組(O2),下部主要是含燧石條帶細(xì)晶白云巖和粉砂鈣質(zhì)泥巖;中下部為泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r與石灰?guī)r互層;中上部為白云巖、泥晶灰?guī)r等;上部為角礫狀微晶灰?guī)r及泥晶白云巖、花斑狀泥晶灰?guī)r等,含角石、海綿骨針化石。厚約40 m。

(2)石炭系(C)。主要為上統(tǒng)本溪組(C2b)和太原組(C2t)。①本溪組(C2b)。下部為致密塊狀、鮞狀鋁土泥巖、含赤鐵礦團(tuán)塊(山西式鐵礦)等,有時(shí)夾黃鐵礦層,為K1標(biāo)志層,均厚20 m左右,上部巖性主要為深灰色泥巖。②太原組(C2t)。下部以燧石灰?guī)r(K2)與本溪組地層分界,頂部以K3灰?guī)r與山西組地層分界。主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰?guī)r(8～13層)和煤(一煤組)組成,并含大量的腕足類(lèi)化石。厚度100～150 m。

(3)二疊系(P)。上統(tǒng)為石千峰組(P2sh)、上石盒子組(P2s),下統(tǒng)為下石盒子組(P1x)、山西組(P1s)。主要由砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖,砂質(zhì)泥巖、泥巖、黏土巖和煤層組成。①山西組(P1s)。本組含煤1～4層,其中二2煤為區(qū)內(nèi)的主要可采煤層,并含有大量的羊齒類(lèi)化石,厚約76 m。②下石盒子組(P1x)。下部為淺灰色鋁質(zhì)泥巖,底部為鮞狀鋁質(zhì)泥巖(K4),常見(jiàn)紫斑。含豐富植物化石,多為羊齒類(lèi)。中部以淺灰色細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖為主,夾煤線(xiàn)及炭質(zhì)泥巖,賦存三煤組。有巖漿巖侵入。上部為灰色砂質(zhì)泥巖,薄層鮞狀鋁質(zhì)泥巖夾煤線(xiàn),炭質(zhì)泥巖;本組地層厚約274 m。③上石盒子組(P2s)。下段頂部為灰色、中粗粒砂巖(K6),為區(qū)內(nèi)重要標(biāo)志層。中部以紫紅色及灰色泥巖為主,最下部為一層具泥質(zhì)條帶及團(tuán)塊和層理的中細(xì)粒砂巖(K5),一般厚10 m左右。上段底部為中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖(K8),下部以泥巖為主,夾粉細(xì)砂巖;上部為灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖與粉細(xì)砂質(zhì)互層。中部以深灰色泥巖及中細(xì)粒砂巖(K7)為主,夾薄煤線(xiàn)2層,稱(chēng)四煤組或五煤組。頂部常含鋁質(zhì),具紫斑。本組地層厚約305 m。④石千峰組(P2sh)。中部為紫紅色鋁質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖夾薄層泥晶灰?guī)r。上部為同生礫巖,以青灰色、灰褐色粉砂巖及細(xì)砂巖互層,夾泥巖、砂質(zhì)泥巖及1～5層淺灰色礫屑灰?guī)r、泥質(zhì)礫屑灰?guī)r。本組地層厚度426 m。

(4)新近系、第四系(Q+N)。第四系為黃褐色粉砂亞砂土、亞黏土、黏土、細(xì)砂等,黏土中具鐵錳質(zhì)及鈣質(zhì)結(jié)核。厚950～1 025 m。

1.1.2 構(gòu)造

研究區(qū)位于華北地臺(tái),黃淮盆坳永夏盆陷,商丘斷隆白廟—河堤地塹之南。研究區(qū)及鄰區(qū)重力異常顯示為中間抬起的寬緩異常,石油地震成果也顯示為中間抬起的寬緩背斜。區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單,表現(xiàn)為一向南傾斜的單斜。向北上升過(guò)程中煤層尖滅在商丘斷隆。

1.1.3 煤層

研究區(qū)含煤地層為石炭系太原組、二疊系山西組和上、下石盒子組。含煤6個(gè)煤組15～27層,其中二疊系山西組和下石盒子組為研究區(qū)主要含煤地層。

(1)二煤組。含煤2層,自下而上分別為二1、二2煤。二1煤局部可采,二2煤分布不太穩(wěn)定,部分可采。經(jīng)鉆孔驗(yàn)證和地震時(shí)間剖面分析,二2煤層全區(qū)部分沉積缺失,分布不太穩(wěn)定,平均厚1.25 m左右,預(yù)測(cè)二2煤層埋深小于1 800 m。

(2)三煤組。位于下石盒子組下部,含煤5層,自下而上分別為三1、三2、三3、三4、三5,其中三1、三2煤局部可采,三3、三4、三5煤偶而可采,各煤層平均可采厚度0.8～1.5 m。二2煤層在區(qū)內(nèi)分布不太穩(wěn)定,二2煤層賦存于山西組中下部,層位穩(wěn)定,據(jù)鉆孔資料和時(shí)間剖面分析對(duì)比,部分有二2煤層。煤層頂板為細(xì)中粒砂巖,厚度5.54～20.63 cm;底板為泥巖及砂質(zhì)泥巖,厚度1.08～3.88 m。據(jù)鄰區(qū)資料、區(qū)內(nèi)鉆孔揭露,二2煤層厚為1.25 m左右。煤層厚度無(wú)論沿走向或是傾向都有變化,煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,偶爾含夾矸一層,多分布在二2煤層下部,厚0.05～0.50 m,夾矸巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖及砂質(zhì)泥巖。煤層穩(wěn)定程度屬較不穩(wěn)定型。根據(jù)已有資料分析,煤層厚度的變化,在預(yù)查區(qū)范圍內(nèi)受沉積環(huán)境的影響,而在一定范圍內(nèi)則受后期構(gòu)造擠壓,使煤層產(chǎn)生塑性流變而發(fā)生變化。局部可見(jiàn)古河道沖刷使煤層變薄。

1.2 地震地質(zhì)條件

(1)地表?xiàng)l件。研究區(qū)屬黃淮沖積平原,為第四系全掩蓋區(qū),地勢(shì)平坦,交通便利,有利于地震勘查施工,但區(qū)內(nèi)居民點(diǎn)密集,并且村莊較大,這給野外施工增加了一定的難度。

(2)淺層地震地質(zhì)條件。研究區(qū)地表為第四系松散沉積物覆蓋,巖性多為黏土或砂質(zhì)黏土。潛水位3.6～8.0 m,有利于輕便鉆工具成孔及炸藥激發(fā)。

(3)深層地震地質(zhì)條件。研究區(qū)新生界主要由黏土、砂土夾薄層砂礫層等組成,平均速度為1 900 m/s,密度2.2 g/cm3,下伏基巖多為砂巖及粉砂巖,平均速度3 500 m/s,密度2.70 g/cm3,兩地層之間存在明顯的波阻抗差異,具有形成反射波條件,能形成T0反射波。二2煤層為厚度不穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的部分可采煤層,煤層與頂?shù)装宸謱用黠@,存在顯著的波阻抗差異,能形成較強(qiáng)的T2反射波,由于二2煤下部局部發(fā)育有二1煤,其間距較小,因而形成二2煤的復(fù)合反射波。

2 二維地震技術(shù)參數(shù)確定

2.1 技術(shù)參數(shù)

為了獲得最佳效果的施工參數(shù),省地質(zhì)局物探隊(duì)在認(rèn)真分析以往資料的基礎(chǔ)上和對(duì)工區(qū)的踏勘后,選取了2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)、1條試驗(yàn)線(xiàn)。地震研究工作的重點(diǎn)是提高原始記錄的信噪比和分辨率,提高原始記錄的質(zhì)量,試驗(yàn)主要內(nèi)容如下[6-9]。

2.1.1 井深試驗(yàn)

(1)試驗(yàn)點(diǎn)1。地下水位為6 m左右,以3 kg藥量為基準(zhǔn),主要進(jìn)行端點(diǎn)試驗(yàn),原則是下傾放炮,上傾接收,其偏移距為120 m,分別進(jìn)行14、13、12、11、10、9 m的井深激發(fā)試驗(yàn),如圖1所示。

圖1 井深試驗(yàn)單炮記錄Fig.1 Single shot record of well depth test

(2)試驗(yàn)點(diǎn)2。地下水位為4 m左右,同樣以3 kg藥量為基準(zhǔn),經(jīng)過(guò)試驗(yàn)點(diǎn)1的試驗(yàn)情況,選取了端點(diǎn)和中間點(diǎn)2種激發(fā)方式的試驗(yàn),端點(diǎn)偏移距為140 m,分別進(jìn)行9、10、11、12、13、14 m的井深試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)比最終發(fā)現(xiàn)12～14 m的單炮目的層穩(wěn)定,反射強(qiáng)、連續(xù)性好的反射波組。

2.1.2 藥量試驗(yàn)

對(duì)獲得的最佳井深12～14 m,以0.5 kg藥量為間隔進(jìn)行1～4 kg的藥量的試驗(yàn),最終發(fā)現(xiàn)藥量太小,反射波能量弱。藥量太大,有效波頻率低,經(jīng)過(guò)對(duì)比,4 kg藥量反映的有效波能量突出,信噪比高,如圖2所示。

圖2 藥量試驗(yàn)單炮記錄Fig.2 Record of single shot of charge test

根據(jù)試驗(yàn)點(diǎn)1、試驗(yàn)點(diǎn)2得出的試驗(yàn)效果和參數(shù),做了一條試驗(yàn)段,經(jīng)過(guò)初疊處理,得出的時(shí)間剖面反射波能量強(qiáng),連續(xù)性好,波形穩(wěn)定。試驗(yàn)段時(shí)間剖面如圖3所示。

圖3 試驗(yàn)段時(shí)間剖面Fig.3 Time profile of test section

2.1.3 試驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)以上試驗(yàn)點(diǎn)和試驗(yàn)線(xiàn)資料的分析對(duì)比,結(jié)合設(shè)計(jì)要求以及本項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn),綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理原則,得出以下試驗(yàn)結(jié)論。

(1)激發(fā)因素。井深12～14 m,藥量4 kg(遇到障礙物可適當(dāng)減少,但不能低于2 kg)。

(2)接收因素。采用主頻為60 Hz的2串2并4個(gè)檢波器接收。組合基距采用堆放插置。使用Image多道數(shù)字地震儀,采樣間隔為1 ms,記錄長(zhǎng)度為3 s。

(3)觀(guān)測(cè)系統(tǒng)。道距20 m;炮距20 m;96道接收;疊加次數(shù)48次;激發(fā)方式為端點(diǎn)激發(fā);偏移距140 m。

2.2 工程布置及設(shè)計(jì)工作量

為完成地質(zhì)任務(wù),物探采用二維地震的方法。

2.2.1 二維地震測(cè)線(xiàn)布置原則

因預(yù)查工作中二維地震測(cè)量得出的主測(cè)線(xiàn)間距為2 000 m,對(duì)一些構(gòu)造和部分區(qū)段煤層分布界線(xiàn)未能完全控制,此次勘查主測(cè)線(xiàn)進(jìn)行加密,加密后主測(cè)線(xiàn)線(xiàn)距1 000 m,達(dá)到研究要求。

2.2.2 設(shè)計(jì)工作量

全區(qū)共布置主測(cè)線(xiàn)3條,剖面總長(zhǎng)度16.04 km,測(cè)線(xiàn)物理點(diǎn)800個(gè),試驗(yàn)物理點(diǎn)50個(gè),總計(jì)物理點(diǎn)850個(gè),二維地震設(shè)計(jì)工作量見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)工作量Tab.1 Design workload

2.2.3 野外工作量完成情況

本次共完成二維地震勘查測(cè)線(xiàn)3條,地震剖面總長(zhǎng)度17.51 km,完成試驗(yàn)物理點(diǎn)38個(gè),試驗(yàn)記錄全部合格。生產(chǎn)物理點(diǎn)821個(gè),其中甲級(jí)記錄707張,甲級(jí)率86%;乙級(jí)記錄114張,乙級(jí)率14%;廢品記錄0張,廢品率0%。全區(qū)共計(jì)完成物理點(diǎn)859個(gè),符合設(shè)計(jì)和《煤炭煤層氣地震勘探規(guī)范》的要求。地震實(shí)物工作量見(jiàn)表2。

表2 地震實(shí)物工作量Tab.2 Physical workload of earthquake

3 資料處理

3.1 預(yù)處理

預(yù)處理地震數(shù)據(jù)處理中非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)工作,在本次資料處理時(shí)給予了足夠的重視并采取了有力的措施[10-12]。

(1)研究區(qū)空間屬性(檢波點(diǎn)、炮點(diǎn)高程、炮點(diǎn)位置、接收排列等)在野外施工時(shí)已按一定格式輸入計(jì)算機(jī)并存入了磁盤(pán),輸入后進(jìn)行了反復(fù)核對(duì),確保準(zhǔn)確無(wú)誤。處理中將軟盤(pán)數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成處理系統(tǒng)的空間屬性格式即可,保證后續(xù)處理快速、準(zhǔn)確。

(2)對(duì)單炮記錄逐炮顯示,進(jìn)行不正常道、炮的剔除以及聲波、面波和高、低頻不規(guī)則干擾波等的切除,保證單炮記錄有較高的信噪比。

(3)振幅恢復(fù)、濾波、參數(shù)反復(fù)調(diào)試,對(duì)比效果,選擇最佳參數(shù)。

3.2 靜校正

靜校正是地震資料處理的一個(gè)重要環(huán)節(jié),關(guān)系到剖面的信噪比和分辨率,可分為3部分:野外靜校正、初至折射靜校正、剩余靜校正。時(shí)間剖面剩余靜校正前后如圖4所示。

圖4 時(shí)間剖面剩余靜校正前后Fig.4 Before and after residual static correction of time profile

3.3 反褶積

由于大地的濾波作用,震源激發(fā)的尖脈沖經(jīng)地層傳播而被檢波器記錄下來(lái)的反射波形已不是一理想的脈沖,而是一個(gè)混合相位波形。也就是說(shuō)由于大地濾波的作用,降低了時(shí)間分辨率,不僅造成時(shí)間上的延遲,而且對(duì)地震波的振幅特性和相位特性均有影響,為此需要做反褶積。本次處理采用了地表一致性反褶積,提高反射波頻率,拓寬頻帶。

3.4 速度分析

速度參數(shù)是地震數(shù)據(jù)處理中一個(gè)非常重要的物性參數(shù),直接影響疊加效果和后期解釋的精度。針對(duì)地震地質(zhì)條件,速度分析時(shí)采取了以下措施:①速度分析點(diǎn)均勻分布,研究區(qū)速度譜密度為200 m,在反射波品質(zhì)優(yōu)良及波阻抗齊全的地段,適當(dāng)加密;②拾取速度譜時(shí),在測(cè)線(xiàn)交點(diǎn)處檢查速度選擇的合理性;③拾取速度譜時(shí),為拾取最佳速度,采用交互式速度分析法、同窗顯示道集動(dòng)校正效果和疊加效果;④速度譜分析共進(jìn)行3次,提高疊加和偏移效果。

研究區(qū)內(nèi)有已知鉆孔ZK01、ZK02、ZK04、ZK06、ZK08、ZK10,見(jiàn)煤孔位為ZK01、ZK02、ZK06。根據(jù)見(jiàn)煤孔深度,求出研究區(qū)的速度,由于孔的分布有限,通過(guò)這幾個(gè)孔很難求出全區(qū)的平均速度,所以本工區(qū)時(shí)深轉(zhuǎn)換速度是利用鉆孔求出的速度和疊加速度譜上讀取的每一時(shí)間段疊加速度,最后求出的平均速度。經(jīng)計(jì)算研究區(qū)新生界速度為2 000 m/s;二2煤速度為2 100～2 400 m/s,如圖5所示。各時(shí)間段用的平均速度見(jiàn)表3。

表3 求取的時(shí)深轉(zhuǎn)換平均速度Tab.3 Average speed of time depth conversion obtained

圖5 本次速度譜Fig.5 This velocity spectrum

3.5 處理成果質(zhì)量評(píng)述

經(jīng)過(guò)處理人員的精心處理,取得了較好的效果,多條測(cè)線(xiàn)目的層反射波(T0、T2)信噪比較高、波組特征明顯。時(shí)間剖面的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)[13-16]如圖6所示。

圖6 時(shí)間剖面的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)Fig.6 Classification standard of time profile

全區(qū)地震勘查共完成地震測(cè)線(xiàn)3條,通過(guò)精細(xì)的處理工作,獲得時(shí)間剖面總長(zhǎng)17.51 km。其中,Ⅰ類(lèi)剖面10.22 km,Ⅱ類(lèi)剖面長(zhǎng)5.61 km,Ⅰ、Ⅱ類(lèi)剖面長(zhǎng)15.83 km,占90.4%。Ⅲ類(lèi)剖面長(zhǎng)1.68 km,占9.6%,如圖7所示。

圖7 時(shí)間剖面分類(lèi)Fig.7 Classification of time profile

4 資料處理

時(shí)間剖面解釋從主測(cè)線(xiàn)與聯(lián)絡(luò)線(xiàn)入手,分析反射波組特征,確定時(shí)間剖面中反射波組T2波(二2煤反射波)和T0波(新生界反射波),然后依據(jù)交點(diǎn)閉合方法在水平疊加剖面上縱橫聯(lián)網(wǎng)解釋對(duì)比,完成時(shí)間剖面的初步解釋。

4.1 地質(zhì)層位的確定

地震資料的解釋首先要確定反射波的地質(zhì)層位。此次研究反射波地質(zhì)層位的確定主要靠周邊鉆孔資料,借助聯(lián)絡(luò)線(xiàn)和主測(cè)線(xiàn)的閉合點(diǎn)和輔助相位的關(guān)系,并與上次預(yù)查的時(shí)間剖面,綜合分析此次研究的地震資料和已經(jīng)施工的鉆孔資料,最終確定其地質(zhì)層位。

4.2 波組特征

研究區(qū)地震勘查所追蹤的目的層反射波為二2煤形成的反射波T2波和新生界形成的反射波T0波。T2波常由1～2個(gè)強(qiáng)相位組成,能量強(qiáng)、波形穩(wěn)定、基本可連續(xù)對(duì)比追蹤。新生界覆蓋層較厚,與下伏砂巖有較大的波阻抗差,形成的T0波能量強(qiáng),可連續(xù)對(duì)比追蹤,如圖8所示。

圖8 T0、T2波在時(shí)間剖面上的顯示Fig.8 T0,T2 wave display on time profiles

(1)T0波。所有剖面的多數(shù)地段,T0波顯示突出,一般以1～2個(gè)強(qiáng)相位連續(xù)出現(xiàn),易于識(shí)別。另一特點(diǎn)是T0波反映的地層產(chǎn)狀近似水平,出現(xiàn)在1 s附近,與下伏反射層呈較為明顯的角度不整合接觸。尤其是在測(cè)線(xiàn)D250、D290線(xiàn)上這種特征顯示明顯。

(2)T2波。由于地震解釋存在著多解性與探索性,原來(lái)解釋的能量強(qiáng)、連續(xù)性好、能對(duì)比追蹤的層位被當(dāng)成是二2煤層反射的T2波來(lái)解釋,經(jīng)后期鉆孔資料和時(shí)間剖面二次分析后,發(fā)現(xiàn)那一層不是二2煤層引起的反射波,很可能是下面地質(zhì)層位引起的強(qiáng)反射波。研究區(qū)T2波的二次確定主要根據(jù)鉆孔的見(jiàn)煤情況和見(jiàn)煤孔附近的時(shí)間剖面特征來(lái)確定的,從鉆孔資料分布范圍和見(jiàn)煤情況來(lái)分析,二2煤層在研究區(qū)分布不均勻,部分沉積缺失,研究區(qū)T2波的特征在時(shí)間剖面上斷斷續(xù)續(xù),主要是以一個(gè)相位出現(xiàn),并且有的地段反射較強(qiáng),有的地段稍弱。

4.3 本次反射波地質(zhì)層位的確定

(1)T0波反映的反射界面產(chǎn)狀近似水平,與下伏地層呈角度不整合接觸,出現(xiàn)時(shí)間在1.0 s附近,經(jīng)計(jì)算深度約1 000 m左右,與周邊鉆孔和區(qū)內(nèi)ZK01鉆孔新生界厚度基本吻合:這些鉆孔的地震時(shí)間剖面上,T0波特征與研究區(qū)相似。因此,將T0波解釋為來(lái)自新近系底板的反射。

(2)T2波地質(zhì)層位解釋。經(jīng)研究區(qū)鉆孔資料、臨區(qū)鉆孔資料和時(shí)間剖面綜合分析,未見(jiàn)煤孔為二2煤沉積缺失,因此通過(guò)所有資料綜合分析,對(duì)原來(lái)解釋的二2煤層產(chǎn)生的T2反射波進(jìn)行修改,并最終做出了二次解釋,重新確定T2反射波層位。

4.4 構(gòu)造解釋

在煤層地震勘查中,控制斷裂構(gòu)造和褶皺形態(tài)是主要地質(zhì)任務(wù)之一。解釋斷點(diǎn)的依據(jù)很多,但在煤田勘探中最常用的依據(jù)是波系、波組或標(biāo)準(zhǔn)波的錯(cuò)斷、終止、扭曲、產(chǎn)狀突變。斷點(diǎn)確定后,再根據(jù)斷點(diǎn)特征和地質(zhì)規(guī)律組成斷層。褶皺形態(tài)則依據(jù)剖面和等高線(xiàn)平面圖上標(biāo)志層的起伏變化即可確定。

5 地質(zhì)成果

5.1 新生界厚度變化趨勢(shì)

研究區(qū)新生界底界面多數(shù)地段是一個(gè)強(qiáng)的反射界面,以此界面求得的新生界厚度是比較可靠的。研究區(qū)新生界厚度變化較小,從新生界等厚線(xiàn)圖中可看出,厚度從西南向東北逐步變薄,在勘查區(qū)西南部最厚(約1 025 m),東北部最薄(約925 m)。

5.2 二2煤層分布范圍和底板形態(tài)

(1)二2煤層分布范圍。地震時(shí)間剖面上T2波解釋為來(lái)自二2煤層的反射波。T2波存在及分布范圍基本代表二2煤層分布范圍。因此,研究區(qū)二2煤部分存在,其余為沉積缺失。

(2)二2煤層底板形態(tài)。從二2煤層底板等高線(xiàn)圖上可以看出,研究區(qū)二2煤層構(gòu)造形態(tài)較為簡(jiǎn)單,僅一條近南向北的DF1斷層從區(qū)內(nèi)穿過(guò),煤層分布不均勻,在區(qū)中部地段為沉積缺失,基本形態(tài)為一從西南向東北抬升的單斜。其埋深從西南向東北逐漸變淺,只在局部地段略有起伏,二2煤層底板標(biāo)高為-1 100～-1 600 m,煤層傾角3°～5°。區(qū)內(nèi)有1條斷層,走向NNE、傾向SEE從區(qū)內(nèi)穿過(guò)的DF1斷層,經(jīng)過(guò)原L30線(xiàn)、L20線(xiàn)、L10線(xiàn)。

5.3 斷裂構(gòu)造

從本勘查區(qū)第一次解釋的二2煤底板成果可知。研究區(qū)二2煤層構(gòu)造相對(duì)比較簡(jiǎn)單?？辈閮?nèi)發(fā)現(xiàn)2條斷層即DF1、DF2斷層,5個(gè)斷點(diǎn):其中預(yù)查區(qū)2個(gè),為FPD230-1和FPD230-3位置均在D230線(xiàn)上;研究區(qū)3個(gè)分別為D230線(xiàn)、L30線(xiàn)、L20線(xiàn)上的FPD230-3、FPL30-4 、FPL20-5斷點(diǎn)。經(jīng)二次解釋后勘查內(nèi)只發(fā)現(xiàn)有1條斷層即DF1斷層,2個(gè)斷點(diǎn)即FPD230-1和FPD230-3,位置均在D230線(xiàn)樁號(hào)1720和6100附近。

(1)本勘查區(qū)在L30線(xiàn)樁號(hào)7630附近,T2波出現(xiàn)明顯錯(cuò)斷,錯(cuò)斷時(shí)間0.1 s,T0波無(wú)明顯錯(cuò)斷,如圖9所示。

圖9 L30線(xiàn)時(shí)間剖面DF1斷層特征Fig.9 DF1 fault characteristics of L30 time profile

(2)在L20線(xiàn)樁號(hào)8730附近,T2波出現(xiàn)明顯錯(cuò)斷,錯(cuò)斷時(shí)間為0.065 s,如圖10所示。在L10線(xiàn)樁號(hào)4350附近T2波發(fā)生錯(cuò)斷。通過(guò)交點(diǎn)對(duì)比DF1斷層上下盤(pán)T2波反射層位閉合良好,但由于研究區(qū)目的層部分地段沉積缺失反射波不連續(xù),時(shí)強(qiáng)時(shí)弱,時(shí)有時(shí)無(wú),所以對(duì)我們解釋的斷層位置存在多解性。通過(guò)三個(gè)斷點(diǎn)相連,組成DF1斷層。在L30測(cè)線(xiàn)附近斷層落差為120 m左右,在L20測(cè)線(xiàn)附近落差為110 m左右,在L10測(cè)線(xiàn)附近落差為70 m左右。根據(jù)斷層的特征劃分,該斷層為一基本正斷層,區(qū)內(nèi)延展長(zhǎng)度9 km,其走向?yàn)镹NE向,傾向SEE,傾角61°,落差50～100 m,從南向北有變小的趨勢(shì)。

圖10 L20線(xiàn)時(shí)間剖面DF1斷層特征Fig.10 DF1 fault characteristics of L20 time profile

6 地質(zhì)成果

(1)全區(qū)地震勘查共完成地震測(cè)線(xiàn)3條,通過(guò)精細(xì)的處理工作,獲得時(shí)間剖面總長(zhǎng)17.51 km。共計(jì)完成試驗(yàn)物理點(diǎn)38個(gè),記錄全部合格。生產(chǎn)線(xiàn)物理點(diǎn)821個(gè),其中甲級(jí)記錄707張,甲級(jí)率為86%;乙級(jí)記錄114張,乙級(jí)率為14%;廢品記錄0張,廢品率為0%。全區(qū)共計(jì)完成物理點(diǎn)859個(gè)。甲級(jí)率超過(guò)了《煤炭煤層氣地震勘探規(guī)范》對(duì)原始記錄品質(zhì)的要求。

(2)按照《煤炭煤層氣地震勘探規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)本次所獲得的時(shí)間剖面進(jìn)行了評(píng)級(jí),在獲得的時(shí)間剖面長(zhǎng)17.51 km中,其中Ⅰ類(lèi)剖面10.22 km,Ⅱ類(lèi)剖面長(zhǎng)5.61 km。Ⅰ、Ⅱ類(lèi)剖面長(zhǎng)15.83 km,占90.4%,Ⅲ類(lèi)剖面長(zhǎng)1.68 km,占9.6%。為資料解釋打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。經(jīng)資料解釋,取得如下地質(zhì)成果:①明確了覆蓋層厚度及變化情況,研究區(qū)新生界西南部較厚,東北部稍薄,厚度為925～1 025 m。②查明了工作區(qū)構(gòu)造輪廓。通過(guò)二次分析解釋成果,共解釋斷層1條,即DF1斷層;孤立斷點(diǎn)2個(gè),分別為FPD230-1、 FPD230-3斷點(diǎn)。③查明了二2煤層的構(gòu)造形態(tài)及分布范圍,二2煤層底板形態(tài)總體為一走向近東西向,傾向南的單斜,二2煤底板標(biāo)高在-1 100～-1 600 m。