利用前人地质资料 完成地质工作任务

王頔

摘要：工程地质的工作任务主要是是通过槽探、钻探、地球物理勘探等方法查明地质条件，进而对这些问题进行定性或定量评价，必要时进行地质过程演化分析和地质过程机制分析，弄清工程地质问题发展趋势，评价其对工程建设的影响程度，从而为工程建设提供建议和依据。上述勘察方法都需要用到大量的人力物力。笔者认为在前人地质资料健全的场地，只需要进行数据整理，即可完成地质工作任务。笔者结合“河南省东濮凹陷岩盐矿普查”项目对该方法进行验证。

关键词：地质工作方法；前人资料；东濮凹陷岩盐矿

引言

利用前人地质成果，是地质工作重要的方法。在开展地质工作之前，必须系统收集相关资料和综合分析、研究，根据目的任务制定“方案”编写“设计”，这已经是地质工作的必须程序。笔者在2011年至2013年有幸利用假期参加了一个地质工作项目的全过程，从资料搜集和整理，再到报告的编写，尽管对地震数据的处理和地震资料的解译还一知半解，但还是感到受益匪浅，对地质工作有了感性认识，学到了一些地质工作方法，特别是通过这次实践，还发现如果前期地质工作比较充分，完全可以利用前人的工作成果，完成地质工作的任务。

一、项目概况

1.本项目为“河南省东濮凹陷岩盐矿普查”项目的地震勘探专项工作，是河南省2012年度地质勘查基金项目，工作区由文留地区扩大为濮阳地区东濮凹陷，根据河南省国土资源厅《关于下达2008～2012年度部分存在资金缺口及新增工作量省地质勘查基金项目任务书的通知》（豫国土资发[2012]140号），河南省地矿局第一地质环境调查院承担了该项工作。

2. 地质任务

按照《河南省东濮凹陷岩盐矿普查设计》规定的地质任务及《石油天然气地震勘探规范》、《盐湖和盐类矿产地质普查规范》（ DZ/T 0212-2002）等规范要求，确定本次地震普查的地质任务为：（1）大致了解普查区新近系底板埋深及变化情况；（2）大致查明普查区上部含盐岩层即古近系沙一段顶、底板埋深及变化情况；（3）大致查明普查区沙一盐顶、底板埋深及变化情况，为钻孔定位提供依据；（4）大致了解普查区地质构造的分布特征。

3.普查区位置与范围

普查区位于河南省濮阳地区中—南部，涉及濮阳市华龙区、濮阳县、范县、清丰县，区内交通以106国道、S101省道为骨干，面积约1000km2。区内县道及油田道路交织成网，四通八达，铁路有汤濮台铁路从普查区北部穿过。此外，普查区还紧邻大广、濮鹤高速，交通十分便利（见图1-1 普查区交通位置示意图）。

4. 自然地理

普查区地处黄河冲积平原，微地貌类型属于黄河早期泛流平地，全区均为第四系覆盖，地势平坦，地形简单。地面平均海拔标高50m左右，南北自然坡降1/5000～1/6000，东西自然坡降1/6000～1/8000。

普查区位于整个东濮凹陷内，受北东向活动断裂影响，该断陷自晚第三纪以来以强烈沉降为主，范县—濮城一带伴有地震发生，据历史记载濮城1502年10月27日曾发生6.5级地震。1978年东明一带地震波及王濮阳市王助村，产生地裂缝三条，长100～300m，宽尺许， 并造成多处房屋损坏。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），普查区地震动峰值加速度0.15g，地震基本烈度为Ⅶ度，地震设防烈度为7度。区域稳定性属较不稳定区。

普查区内油气资源丰富，区内分布大量中原油田的采油井，除油气采掘、炼化业外，区内无其它支柱工业企业。

二、 地质概况与地震地质条件

1.区域地质背景

东濮凹陷东侧以聊兰断裂与鲁西隆起为界，西侧超覆于内黄隆起上，南隔兰考凸起与开封坳陷相望，北以马陵断层与莘县凹陷相连。凹陷的形成和演化，整个古生代属于华北地台的一部分，燕山运动后随着华北大陆的解体，产生了一系列以北北东向左旋剪切断层为主的断裂，同时发育有北西西和近东西向两组断裂，控制着前第三系的沉积厚度和分布。新生代喜山运动该区受北北东向兰聊、长垣、黄河等断裂及近东西向断层的联合作用，形成了东陡西缓的箕状裂谷盆地。经历了从沉降到抬升两大沉积旋回（EK—ES2下，ES2上—ED）和六个发展阶段，即初期裂谷（EK—ES4）、强烈裂陷（ES4—ES3）、萎缩（ES2）、稳定下沉（ES1）、收缩（ED）、坳陷（N-Q）等，完成了东濮凹陷的整个发育历史。

2.地层

早古生代时期，本区受到广泛的海侵，沉积了以碳酸盐岩为主的寒武系、中下奥陶统地层，在长期的抬升作用之后，华北地台整体下沉，在中奥陶统的侵蚀面之上沉积了海陆交互相的中上石炭统和陆相沉积的上下二叠统。燕山运动之后，华北盆地开始形成，沉积了巨厚的新生界地层，其中古近系为裂谷型沉积，新近系为盆地沉积。受河、湖冲湖积作用的影响，第四系平原组松散沉积十分发育，广泛覆盖于新近系之上。根据钻孔所揭露的地层由老到新分述如下：

① 古近系：东濮凹陷在古近纪时期属裂谷型沉积，由于断裂的持续活动，凹陷快速下沉，快速补偿，沉积了巨厚的古近系，其沉积厚度最大可达7000m。由老到新古近系划分为孔店组、沙河街组和东营组。

② 新近系：新近系是在古近系剥蚀夷平面的基础上，为区域性坳陷型河湖相沉积，在区域上自北而南，地层由薄变厚，沉积了一套以砂质岩为主的正韵律层剖面组合；在工作区内厚度较为稳定。由下而上分为馆陶组和明化镇组。

③ 第四系：第四系厚300m左右，下部为灰黄色含砾砂层；中部为褐黄色粘土层和粉砂质粘土层；上部为褐黄、灰黄色粘土层与灰色粉、细砂层组成下粗上细的韵律层；顶部为浅褐黄色表土层。

3.构造

普查区内断层较多，按其切割的深度和规模分为深大断裂和局部断裂两种类型。其中深大断裂主要有长垣断裂、聊兰断裂、黄河断裂。对本区有影响的局部断裂主要为五星集断裂、石家集断裂、马寨断裂、柳屯断裂和胡状集断裂。均为张性断裂，

4. 地震地质条件

① 地表条件

本区为第四系全掩盖区，地面海拔50m左右，地形平坦，交通便利，潜水位一般为3～10m，为地震施工的有利条件。但区内村庄、油井较多，且有果园、河流分布，影响测线布设，为地震施工不利条件。

② 浅层地震地质条件

本区浅部地层由黄土、耕植土、砂质粘土等组成，局部有流沙层。流沙层的存在影响成孔效率；由于其透水性较强，要求炮孔深度较大。表层岩性和速度纵横向变化较大，从整个工区表层调查成果看，区内低降速带在300～1200m/s之间变化，厚度在3～9m之间变化。

③ 中、深层地震地质条件

从以往所获得的地震资料看：中、深层一般为泥岩、砂岩互层，粉砂岩，局部发育岩盐、油页岩、钙质泥岩等。各类泥岩与砂岩、岩盐与泥岩密度和速差异大，是产生地震反射波的良好条件。沙河街组沙一段盐层底部的T3反射波能量较强，波形突出，一定范围内相位稳定。中、深层地震条件总体较好。本区中、深层地震反射波主要有：（1）T0波。是来自于新近系明化镇组底界面的反射波。（2）T1波。是来自于新近系馆陶组底界面的反射波。（3）T2波。产生于古近系沙河街组与东营组分界面的反射波（沙一段顶）。（4）T3波。产生于古近系沙河街组沙一段底界面的反射波。（5）T4波。产生于古近系沙河街组沙二上亚段底界面的反射波。（6）T5波。产生于古近系沙河街组沙二下亚段底界面的反射波。（7）T6波。产生于古近系沙河街组沙三上亚段底界面的反射波。

三、以往地质勘探工作

1.区域基础地质工作

在区域基础地质工作方面，做过不同比例尺的地质调查工作，积累了丰富的成果资料，主要的成果有：（1）劳子强等，《1∶50万河南省地质图说明书》，河南省地质局，1981年；（2）河南省地质矿产局，《河南省区域地质志》，地质出版社，1989年；（3）河南省基岩地质图说明书（前新生界）；（4）华北石油局第四物探队，《华北盆地南部重力面积普查报告》，1985年；（5）河南省地矿局物探队，《河南省1/20万般空磁力（ΔT）图说明书》，1986年；（6）河南省地矿局物探队，《河南省区域重力报告》，1987年。

2.濮阳地区地质工作

自七十年代以来，濮阳地区相继开展过区域地质、供水水文地质普查、石油普查，盐矿资源评价等工作，为本次工作的开展提供了基础地质数据。现将主要成果简述如下：1970以来，中原油田在区内开展了大量的油气探采工作，施工了大量井孔，并对地层进行了较详细的描述，并对盐岩的分布和质量进行了初步研究，为本次工作积累了丰富的资料；1982年，河南省地矿局水文一队开展了1：20万郓城幅综合水文地质普查，涵盖普查区，提供了区域性的地质、水文地质数据；1996年，河南省地矿局水文一队在濮阳市五县一区进行地质环境监测工作，涵盖普查区，为本次工作提供了较为详细的地质环境资料；1997年，河南省地矿局水文一队完成了《河南省濮阳县及市区区域水文地质调查》，基本查明了濮阳县及市区区域水文地质条件及地下水的运动规律，并对地下水资源的利用进行了较为合理的规划；1997年中原油田等单位对本区盐矿资源进行了评价工作；2000年以来，濮阳地区的岩盐开发逐渐有所发展，至2008年，濮阳地区共有三个区块设立了岩盐探矿权，分别为范县金牙头区块，濮阳县胡状乡后杜庄区块，清丰县双台区块；2009年-2012年，河南省地矿局水文一队、河南省地质调查院等单位先后在文留、梨园、瓦屋头等地区开展岩盐矿普查工作，并取得了一定的成果。

综上所述，本区过去进行的基础地质、石油地质、水工环、盐矿的调查研究等工作，为本次工作提供了地质、构造、航磁、重力等数据，取得了可靠的地质资料。特别是普查区内已做过高精度的三维地震普查工作，在考虑到尽量不做重复工作量的原则下以及结合当地油井、村庄较多，地方群众关系复杂难以协调等实际困难，本次地震勘探工作完全可以在收集石油系统的三维成果资料的基础上，重新分析解释来完成承担的地质任务。

四、地震资料处理和解释

1.资料处理

河南濮阳文留地区三维地震勘探资料的处理工作是在三维地震施工单位资料处理中心的SunBLADE2000工作站进行的，使用资料处理软件主要是法国引进的CGG地震数据处理系统。

① 原始资料分析。该区原始资料主要目的层在800ms以下，其资料品质相对较好。 通过对原始资料频率扫描进行分析，频带范围为：1000ms以上有效频宽为10～70Hz左右，1000～2000ms有效频宽为10～50Hz左右，2000～3000ms有效频宽为10～40Hz左右，3000～5000ms有效频宽为10～30Hz左右。原始资料频率扫描分析见图2-1。

② 干扰波类型分析。噪音分析和剔除是地震资料处理的重要基础工作，噪音直接影响处理精度、波组特征和成像效果。该地区主要存在面波，干扰分布于全区，主要能量分布在20Hz以下；随机噪音干扰的特点是随机性无一定方向。图2-2为原始单炮显示，由此可以看出主要干扰波的类型。

③ 处理流程。原始数据解编→置道头→叠前去噪→能量补偿→速度分析→剩余静校正→常规叠加→叠后去噪→三维偏移→提高分辨率处理→剖面显示。

④ 资料处理总结。河南省东濮凹陷地区三维资料处理基本实现了预定的目标，通过了解工作区的地震地质条件，针对处理的目的和要求，分析地震波特征，确定了有针对性的技术思路和方法。通过试验处理选择了合适的处理流程和参数，取得了较好的试验效果，本区时间剖面目的层次较齐全，反射波连续性较好，波组特征比较突出，层次清楚，断层、断点显示较清晰。偏移后的叠加时间剖面总体质量良好。

2.资料解释

资料解释是将地震勘探成果转变成地质成果的关键环节，解释质量的高低直接影响地震勘探成果的精度。资料解释的关键在于如何把地震数据中所蕴藏的丰富地质信息提取出来，并正确利用已知的各种物性参数对地震时间剖面进行综合分析，做出正确的地质解释。本次地震资料解释以钻孔资料、地震资料为基础，利用钻孔地层分层数据和盐岩层深度、厚度数据标定地震时间剖面为出发点，开展构造解释和盐岩层的识别。构造解释以识别标准波为桥梁，解析中、深层的地质层位和断层，充分利用已知资料进行速度、盐层赋存形态、厚度及平面展布分析。

① 确定反射波的地质属性。结合本区地质资料，进行时间剖面对比，将测区主要反射波与地质层位对应起来，确定所要追踪的反射波同相轴。通过制作合成地震记录，精细对比沙一段岩盐层在地震时间剖面上的位置。

② 解释流程。资料解释遵循从已知到未知，由简单到复杂的原则，由剖面到平面，平剖结合的解释原则，利用SGI工作站地震解释软件进行地震合成记录制作和构造解释，提高了解释精度。资料解释以测区地质资料、地震偏移时间剖面为基础。图2-3为资料解释流程图。

五、 地质成果

1.新近系地层厚度控制

普查区内新近系地层厚度稳定，地层倾角较小，一般2～4°，西部、东部边缘在断层影响下较大，最大9°左右，在古地形及断层的影响下，总体由东北向西南方向倾斜。区内新近系底界埋深一般在1500～3000m之间，最浅处埋深位于东北部濮城镇南后李海村附近，最深处位于普查区南部习城乡宋楼村及郎中乡晁安头附近。

2.沙一盐层的赋存情况

① 普查区内沙一段岩层的分布。根据本次地震资料解释结果以及区内钻孔资料，对古近系沙河街组沙一段岩层有了基本控制，以区域东部断层兰聊断裂和西部石家集断裂为主的九条断层，造成部分地段沙一段岩层的缺失。沙一段岩层在普查区内的厚度约为200～400m，凹陷中部沉积中心处较厚。其顶界埋深为-1600～-3750m，最浅处位于西北部普查区边界柳屯镇西李信村附近，最深处位于东南部习城乡东候寨村附近，其底界埋深为1850～4000m。总体上由西北部向东南部倾斜。

② 普查区内沙一盐的分布。根据本次地震资料解释的新近系沙河街组沙一段岩层，岩盐在时间剖面上的表现（见图3-1），及钻孔资料揭露的岩盐层的埋深和厚度，在地震地质剖面上沙一段下部圈出了沙一盐层的范围（见图3-2），通过将剖面上沙一盐的埋深和厚度投影到平面上，绘制了沙一盐在平面上的展布范围。

本次地震对于普查区内沙一盐的分布有了初步控制。区内沙一盐的分布主要受断层控制，区内以东部兰聊断裂、中部文东断裂、西部石家集断裂为主的断裂构造带，造成沙一段岩层的缺失，使工作区内边缘部分地区无沙一盐层分布。普查区大部分地区均有沙一盐层分布，总面积约700km2。普查区内沙一盐总体特征是以西北部断层带（隆起区）为界分别向东、东南方向埋深逐渐加深，盐层倾角一般在15°左右，最小3°，最大21°。顶板埋深1750～3250m，底板埋深2000～3400m。埋深最浅处位于普查区西北部柳屯镇北部卫城一带，最深处位于东南部梨园乡一带沉积中心。厚度约在200m左右（含夹层）。

③ 普查区内沙二盐的分布。沙二盐普遍分布于沙二地层当中，本次工作对沙二段底板进行了控制。沙二段底板总体埋深1700～4400m，与沙一段分布类似，最浅处位于西北部普查区边界柳屯镇西李信村附近，最深处位于东南部习城乡东候寨村附近。

3.断层控制情况

文留地区岩盐矿普查区内断层构造复杂，断层较多，有15条断层，主要集中在C4800线与C5400之间区域，断层均为正断层。东濮凹陷岩盐矿普查区内断层构造复杂，有9条断层均为正断层。

结论

在本次地震资料解释中，使用了大量的钻井资料，方法得当，解释成果可信，达到了预期的目的和效果。

1.本次收集利用的三维地震勘探资料，野外工作方法、采集参数选择合理，资料采集质量优良。

2.收集利用的时间剖面主要目的层反射波能量强，波组突出，连续性好，信噪比高，剖面总体质量良好，符合规范要求。

3. 解释、绘制文留地区岩盐矿普查区内地质剖面12条，其中主测线6条，联络测线6条，根据钻孔资料和地震相预测了盐岩层在剖面上的位置。解释、绘制东濮凹陷岩盐矿普查区内地质剖面11条，其中主测线8条，联络测线3条，根据钻孔资料和地震相预测了盐岩层在剖面上的位置。

4. 绘制了新近系底板、沙一段顶底板、沙一段岩盐层顶底板、沙二段岩盐层底板等高线平面图，大致了解了新近系底界的埋深及变化情况；大致查明了普查区沙一段和沙二段含盐地层的分布范围，解释了主要可采盐层的深度，为钻孔定位提供了依据。

5. 解译断层情况为文留地区15条、东濮凹陷大型9条及小型数条，全部为正断层，大致查明了控制沙一段地层断层的性质、特点及延展情况。

6. 完成了预期的地质任务，取得了较好的地质效果，为下一步钻孔施工位置的确定提供了依据。