二維地震勘探在伊犁盆地南部煤田勘查中的應用

馬永東，劉延兵，鄧　偉

（甘肅省地質調查院，甘肅　蘭州　730000）

二維地震勘探在伊犁盆地南部煤田勘查中的應用

馬永東，劉延兵，鄧偉

（甘肅省地質調查院，甘肅蘭州730000）

在新疆伊犁盆地南部侏羅紀煤田煤炭資源勘查中，采用二維地震對阿爾瑪勒煤炭勘查區進行勘探，通過數據處理及地質解釋，大致查明了區內主要煤層底板起伏形態及煤層厚度變化趨勢；搞清了勘查區構造形態，并對區內斷層和斷點進行了解釋。取得了豐富和詳實的煤田地質成果，從而進一步指導該區的煤炭勘查工作。

二維地震；勘查；煤層；斷層；構造形態

新疆伊南煤田資源量巨大，煤層穩定，靠近盆地邊緣埋藏淺、易開采、煤質優良，以長焰煤為主，次為不粘煤，以及少量的弱粘煤，是良好的工業動力、化工用煤及生活用煤。該區含煤地層為下侏羅統八道灣組（J1b）、三工河組（J1s）及中侏羅統西山窯組（J2x）。本次工作主要在伊犁盆地南部阿爾瑪勒勘查區開展二維地震勘探工作，施工地震測線29條，完成物理點14194個，獲得時間剖面209.885km。通過地震數據處理及解釋，獲得了豐富和科學的煤田地質成果。

1　地質及地震條件

1.1地質概況

伊犁盆地是在前二疊紀褶皺基底的基礎上，于二疊紀擴張、裂解，經歷了二疊紀后的拗陷、隆升、改造而成的山間盆地。區域基底主要是石炭系中酸性火山巖、花崗巖及二疊系火山沉積碎屑巖、正常沉積巖。蓋層為中新生代陸湖相碎屑巖建造，也是主要的含煤建造。區內主要的含煤地層是中下侏羅統水西溝群，共有12層煤層，煤層總厚度達48m，其中可采厚度有41m。其中，侏羅紀八道灣組含煤層5層，煤層平均總厚度12m，地層平均厚度155m；侏羅紀三工河組含煤層2層，煤層平均總厚度3，地層平均厚度93m，含煤系數為5.18%；侏羅紀西山窯組含煤層5層，煤層平均總厚度32m，地層平均厚度103m，含煤系數為31.73%，均為可采煤層。

1.2地震地質條件

勘查區位于伊犁盆地南緣。總體地勢南高北低，海拔高度一般在700～1500m之間，西北部地勢較平緩，但多為農田和樹林，東南部局部切割相對強烈，屬侵蝕剝蝕低山地貌，區內近南北走向的沖溝給野外施工帶來不便。本區地層構造簡單，主要目的層位賦存穩定，主要可采煤層以上無強反射層覆蓋，煤層頂、底板能形成較強反射波，且反射波組特征明顯，易于反射層位的對比解釋。本區地表和淺層地震地質條件較差，深層地震地質條件較好。

2　地震資料的地質解釋

地震資料的解釋首先就是地震反射波的標定，確立地層特別是主要目的層與其地震反射波的對應關系。根據本區鉆孔實際揭露地層情況和測井資料顯示，煤層附近地層中沒有明顯的巖性分界面，不會形成對煤層頂底反射產生較大影響的較強的反射波組。因此本區M1煤層反射波在時間剖面為上一組能量強，信噪比高，連續性好的反射波。M1煤層反射波組能量較強，連續性好，利于反射波的對比追蹤（如圖1所示）。

圖1　M1煤層標準反射波示意圖

2.1構造解釋

地震資料解釋的關鍵是時深轉換，進行時深轉換后，地震數據由時間域變為空間域，即反應主要目的層的構造形態。利用M1煤層反射波，輔以其他可追蹤對比的反射波，在工作站上對全區地震資料進行追蹤對比，對比在疊加剖面上進行，在測線交點上采用整道波形閉合的方法，消除局部異常或干擾波帶來的假象。斷層在地震時間剖面上表現為同相軸錯斷、扭曲、強相位轉換等特征。圖2為大斷層，圖3為小斷層顯示。當表層速度變化不大時，煤層褶曲形態在時間剖面上得到直觀地反映，如圖4。

圖2　大斷層在時間剖面上的顯示圖

圖3　小斷層在時間剖面上的顯示圖

圖4　褶曲在時間剖面上的顯示圖

2.2煤層解釋

1）煤層厚度。當煤層厚度較大時根據煤層頂、底板反射波時差解釋煤層厚度，M8煤層平均厚度20m左右。M1煤層厚度平均8m左右，其頂底板反射波的時間正好疊加在一起，在時間剖面上為一能量較強的復合波，可以根據煤層反射波振幅等動力學參數解釋煤層厚度。由此可繪制煤層等厚線平面圖，等厚線間距1m（如圖5所示）。

圖5　M1煤層等厚線平面圖

2）煤層賦存邊界。在覆蓋層厚度較大時，利用時間剖面可以比較準確的解釋煤層的賦存邊界，一般情況下，煤系地層與其上面蓋層一般為角度不整合關系，這為識別煤系地層的反射波提供了依據，并可利用其特征較準確的確定隱伏煤層露頭位置；當蓋層厚度較小時，由于難以得到很淺的煤層反射波，此時解釋的煤層的露頭位置為煤層賦存邊界的視邊界（如圖6所示）。

圖6　M1煤煤層露頭解釋圖

3）煤層底板等高線圖。利用t0等時線圖和速度場進行計算得到M8煤層底板到基準面的深度圖，用基準面與其相減得到M8煤層底板等高線圖 （如圖7所示）。

圖7　M8煤層底板等高線圖

3　地質成果

3.1煤層

1）M1煤層。北區煤層底板呈南東東走向，向北東東傾伏的近似單斜形態，中部為一向西高角度傾斜的狹長地帶，往西煤層埋深急劇增加，最深達到1700m，煤系地層基本呈平緩狀向西北產出。南區基本為一盆狀凹陷，其中育有次一級褶曲，F1斷層以西煤層埋深大，斷層下盤煤系地層產狀局部變化大，地層傾角達45°。M1煤層基本全區賦存，厚度穩定，全區可采，尤其是北部為主采煤層。

2）M8煤層。其空間賦存狀態與M1煤大致近似，在北區東部其賦存范圍僅限于靠近伊犁河的近似條帶狀內，M8煤厚度比較穩定。南區M8煤厚度局部變化較大，多出現分叉合并現象，單一煤層厚度最大33m。

3.2構造

總的來看區內斷裂構造不發育，查明了區內落差大于50m的斷層，并對落差小于50m的斷層和斷點進行了解釋。全區共解釋斷點13個，其中A級斷點13個，組合斷層3條，均為可靠斷層（如圖8所示）。

圖7　地震解譯斷點分布圖

4　結語

通過本次地震勘探工作，結合已有鉆探工作，對該區煤層空間展布、埋深、厚度變化、地質構造形態，覆蓋層厚度等特征有了定性、定量的解釋。地震勘探成果將對該區煤炭資源的勘探及開發利用提供有力的依據。

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