煤炭地质勘查预查阶段工作方法探讨

赵玥+李营平

摘 要： 根据对该区地质背景及已有资料的分析研究，推测认为向斜区内有煤系的存在，结合预查找煤阶段工作方法和勘查程度的要求，确定使用二维地震勘探结合少量钻探的工作方法，对黑山煤田进行预查工作。

关键词： 煤炭预查； 物探； 黑山煤田

1. 地质概况

黑山煤田位于塔里木—华北地块、祁连褶皱系、贺兰褶皱带三大构造单元交汇处，主含煤地层为石炭系太原组，主体为一轴线北西西向向斜，东西长约50km，南北宽约20km。该向斜由轴部向两翼依次出露三叠、二叠和石炭系。区内覆盖第四系，局部冲沟或山坡有基岩出露，地层由老至新有寒武系、古生界、中生界三叠系、新生界第四系。

前人对该含煤向斜两翼出露石炭系及煤系埋藏较浅的区域做过详细的研究，并在露头区周边分布有开采矿井，但对于向斜轴部煤层埋深较深的区域还未做过详细的勘查工作，对于煤层埋藏深度、赋存形态和分布范围知之甚少。

2. 勘查方法

根据对该区地质背景及已有资料的分析研究，推测认为向斜区内有煤系的存在，结合预查找煤阶段工作方法和勘查程度的要求，确定使用二维地震勘探结合少量钻探的工作方法，对黑山煤田进行预查工作。

3. 数据采集

3.1 测网的布置

地震主测线垂直构造及地层走向，以控制勘查区构造形态，布设联络测线与主测线垂直，按4km线距布设二维地震主测线，按9000m线距布设二维地震联络线，形成4km×9km测网以便于反射波的追踪对比。

3.2 采集施工因素

根据试验确定采用激发孔深3m～15m，药量3km～5km，144或161道接收，偏移距10m，中间激发，法国產408UL数字地震仪。

4. 数据处理

资料处理是地震勘探工作的三大主要环节之一，其成果是资料解释工作的基础。根据勘查区实际地震地质条件，处理中始终以高信噪比、高分辨率和高保真度为中心，以静校正为重点，分试处理、批处理、改善处理三步进行，处理流程见图1

5. 资料解释

资料解释是地震勘探工作中的又一个重要阶段，其关键在于把处理得到的二维地震时间剖面中所蕴藏的地质信息更多、更准确地提取出来，正确地利用各种物性参数与二维地震时间剖面进行综合分析，做出正确的地质解释。解释中最重要的环节是依靠钻探、测井数据标定地震层位，层位标定的正确与否不仅关系到正确解释地质构造，而且关系到对地层的正确描述，从而实现精确的地震地质解释。本区二维地震时间剖面解释工作是在工作站上利用解释系统完成的，利用工作站交互地震地质资料解释系统，在处理后的二维地震时间剖面上进行人机交互解释，能更准确地识别地层、构造，使解释结果可以更符合实际地质规律。

5.1 地震地质层位的确定

反射波地质层位的标定，采用常用的人工合成记录技术，其方法是利用钻孔所揭露的地下地质层位和测井资料（声波时差、自然伽玛或密度测井曲线）制作人工合成记录（见图2），再与过孔时间剖面进行对比，标定出时间剖面上的反射波组与地质层位的对应关系（见图3）。

经钻孔揭示，本区含煤层数较多，根据时间剖面上反射波的特征，对新生界底界面、1-3煤和4-1煤底界面进行了标定。

通过标定确定了反射波组对应的地质层位为：TQ+N波为新生界底界面所对应的反射波，T1-3波为1-3煤所对应的反射波，T4-1波为4-1煤所对应的反射波，如图3所示。

5.2 褶曲解释

在数据处理时，时间剖面均已校正到统一基准面上，因此，同相轴的起伏形态基本上反映了煤系地层的起伏形态。在时间剖面上反射波同相轴的隆起即是背斜，凹陷即为向斜（如图4所示）。

5.3 断层解释

落差较大的断层在时间剖面上一般表现为同相轴的错断、终止，反射波组间距发生突变，同相轴的形状和产状发生变化，反射层次丰富时表现为纵向上多个反射波的错断；落差较小的断层在时间剖面上表现为同相轴的扭曲、分叉、产状突变、能量变弱。时间剖面上有两个或两个以上反射波组（层位）同时错断时，可确定断层倾向（见图5）。本区时间剖面上由浅至深出现了较多的反射波组，识别这一系列反射波组上依次出现的断点，不仅提高了断点解释的可靠程度，而且给断层面产状以及落差变化的确定提供了更多的依据。

6. 速度分析

利用邻区内已知钻孔揭露的地层层位深度及井旁地震道各层的t0时间，反算求出速度值，并结合区内的叠加速度，然后将离散的速度值由计算机拟合平滑而形成反射波平均速度，其平均速度范围3600m/s～4050m/s，作为时深转换的参数。

7. 成果

通过预查阶段二维地震勘探工作，结合钻探揭露地质资料解释，得到如下成果：

（1）初步查明了勘查区内基本的构造轮廓，勘查区地层总体构造格架为一近东西走向、两翼不对称的复式向斜构造，南翼较陡，北翼发育一平缓的次级背斜；（2）区内发育走向近南北及近东西的断层纵横交错，且落差多超过百米，对地形起伏形态及整体构造产生一定影响；（3）初步查明了区内可采煤层赋存形态和埋藏深度，南北部煤层出露或为第四系覆盖，向斜轴部煤层埋深大于2500m，受断层的切割影响煤层埋深在局部受到一定的影响；（4）对煤层隐伏露头位置、煤层赋存范围也有了初步的控制，可采煤层层位比较稳定，且全区发育，基本奠定了黑山煤田发现的基础。

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