煤炭地質勘查預查階段工作方法探討

趙玥+李營平

摘 要： 根據對該區地質背景及已有資料的分析研究，推測認為向斜區內有煤系的存在，結合預查找煤階段工作方法和勘查程度的要求，確定使用二維地震勘探結合少量鉆探的工作方法，對黑山煤田進行預查工作。

關鍵詞： 煤炭預查； 物探； 黑山煤田

1. 地質概況

黑山煤田位于塔里木—華北地塊、祁連褶皺系、賀蘭褶皺帶三大構造單元交匯處，主含煤地層為石炭系太原組，主體為一軸線北西西向向斜，東西長約50km，南北寬約20km。該向斜由軸部向兩翼依次出露三疊、二疊和石炭系。區內覆蓋第四系，局部沖溝或山坡有基巖出露，地層由老至新有寒武系、古生界、中生界三疊系、新生界第四系。

前人對該含煤向斜兩翼出露石炭系及煤系埋藏較淺的區域做過詳細的研究，并在露頭區周邊分布有開采礦井，但對于向斜軸部煤層埋深較深的區域還未做過詳細的勘查工作，對于煤層埋藏深度、賦存形態和分布范圍知之甚少。

2. 勘查方法

根據對該區地質背景及已有資料的分析研究，推測認為向斜區內有煤系的存在，結合預查找煤階段工作方法和勘查程度的要求，確定使用二維地震勘探結合少量鉆探的工作方法，對黑山煤田進行預查工作。

3. 數據采集

3.1 測網的布置

地震主測線垂直構造及地層走向，以控制勘查區構造形態，布設聯絡測線與主測線垂直，按4km線距布設二維地震主測線，按9000m線距布設二維地震聯絡線，形成4km×9km測網以便于反射波的追蹤對比。

3.2 采集施工因素

根據試驗確定采用激發孔深3m～15m，藥量3km～5km，144或161道接收，偏移距10m，中間激發，法國產408UL數字地震儀。

4. 數據處理

資料處理是地震勘探工作的三大主要環節之一，其成果是資料解釋工作的基礎。根據勘查區實際地震地質條件，處理中始終以高信噪比、高分辨率和高保真度為中心，以靜校正為重點，分試處理、批處理、改善處理三步進行，處理流程見圖1

5. 資料解釋

資料解釋是地震勘探工作中的又一個重要階段，其關鍵在于把處理得到的二維地震時間剖面中所蘊藏的地質信息更多、更準確地提取出來，正確地利用各種物性參數與二維地震時間剖面進行綜合分析，做出正確的地質解釋。解釋中最重要的環節是依靠鉆探、測井數據標定地震層位，層位標定的正確與否不僅關系到正確解釋地質構造，而且關系到對地層的正確描述，從而實現精確的地震地質解釋。本區二維地震時間剖面解釋工作是在工作站上利用解釋系統完成的，利用工作站交互地震地質資料解釋系統，在處理后的二維地震時間剖面上進行人機交互解釋，能更準確地識別地層、構造，使解釋結果可以更符合實際地質規律。

5.1 地震地質層位的確定

反射波地質層位的標定，采用常用的人工合成記錄技術，其方法是利用鉆孔所揭露的地下地質層位和測井資料（聲波時差、自然伽瑪或密度測井曲線）制作人工合成記錄（見圖2），再與過孔時間剖面進行對比，標定出時間剖面上的反射波組與地質層位的對應關系（見圖3）。

經鉆孔揭示，本區含煤層數較多，根據時間剖面上反射波的特征，對新生界底界面、1-3煤和4-1煤底界面進行了標定。

通過標定確定了反射波組對應的地質層位為：TQ+N波為新生界底界面所對應的反射波，T1-3波為1-3煤所對應的反射波，T4-1波為4-1煤所對應的反射波，如圖3所示。

5.2 褶曲解釋

在數據處理時，時間剖面均已校正到統一基準面上，因此，同相軸的起伏形態基本上反映了煤系地層的起伏形態。在時間剖面上反射波同相軸的隆起即是背斜，凹陷即為向斜（如圖4所示）。

5.3 斷層解釋

落差較大的斷層在時間剖面上一般表現為同相軸的錯斷、終止，反射波組間距發生突變，同相軸的形狀和產狀發生變化，反射層次豐富時表現為縱向上多個反射波的錯斷；落差較小的斷層在時間剖面上表現為同相軸的扭曲、分叉、產狀突變、能量變弱。時間剖面上有兩個或兩個以上反射波組（層位）同時錯斷時，可確定斷層傾向（見圖5）。本區時間剖面上由淺至深出現了較多的反射波組，識別這一系列反射波組上依次出現的斷點，不僅提高了斷點解釋的可靠程度，而且給斷層面產狀以及落差變化的確定提供了更多的依據。

6. 速度分析

利用鄰區內已知鉆孔揭露的地層層位深度及井旁地震道各層的t0時間，反算求出速度值，并結合區內的疊加速度，然后將離散的速度值由計算機擬合平滑而形成反射波平均速度，其平均速度范圍3600m/s～4050m/s，作為時深轉換的參數。

7. 成果

通過預查階段二維地震勘探工作，結合鉆探揭露地質資料解釋，得到如下成果：

（1）初步查明了勘查區內基本的構造輪廓，勘查區地層總體構造格架為一近東西走向、兩翼不對稱的復式向斜構造，南翼較陡，北翼發育一平緩的次級背斜；（2）區內發育走向近南北及近東西的斷層縱橫交錯，且落差多超過百米，對地形起伏形態及整體構造產生一定影響；（3）初步查明了區內可采煤層賦存形態和埋藏深度，南北部煤層出露或為第四系覆蓋，向斜軸部煤層埋深大于2500m，受斷層的切割影響煤層埋深在局部受到一定的影響；（4）對煤層隱伏露頭位置、煤層賦存范圍也有了初步的控制，可采煤層層位比較穩定，且全區發育，基本奠定了黑山煤田發現的基礎。

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