澄合礦區(qū)物探適用性分析

趙國(guó)杰

摘 要：在已有大量物探工作資料的基礎(chǔ)上，詳細(xì)對(duì)比分析了澄合礦區(qū)物探工作條件、技術(shù)難點(diǎn)及工作成果，總結(jié)了三維地震、地面瞬變電磁測(cè)深法、直流電測(cè)深法、瞬變電磁法、礦井直流電法等物探方法在澄合礦區(qū)的適用性，有效指導(dǎo)了下一步物探工作。

關(guān)鍵詞：澄合礦區(qū)；地震勘探；電磁法勘探

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.047

1 前言

澄合礦區(qū)位于鄂爾多斯盆地東南緣渭北石炭—二疊紀(jì)煤田中段，含煤地層為上石炭統(tǒng)太原組和下二疊統(tǒng)山西組，平行不整合于奧陶統(tǒng)灰?guī)r上[1-3]。礦區(qū)含煤建造呈北東～南西向“S”型展布，基本構(gòu)造形態(tài)為一向北傾斜的單斜構(gòu)造，地層產(chǎn)狀平緩，傾角一般5～10°，沿傾向及走向均發(fā)育有次一級(jí)褶曲，伴有北東向及東西向斷裂構(gòu)造，且以斷裂構(gòu)造為主，走向?yàn)闁|西向、北東 ～ 北東東及北北東向，尤其以高角度正斷層較為發(fā)育，逆斷層較少[4]。礦區(qū)采區(qū)地震勘探工作開(kāi)始于2008年底，截止2013年上半年，澄合礦區(qū)開(kāi)展的三維地震勘探項(xiàng)目有二十余個(gè)[5]，開(kāi)展電磁工作十余項(xiàng)。通過(guò)兩項(xiàng)以往工作的對(duì)比研究，筆者分析總結(jié)了適合澄合礦區(qū)的物探方法體系，以供下一步物探勘探工作參考。

2 物探工作對(duì)比

2.1 物探工作條件對(duì)比

結(jié)合前人研究[5-6]，對(duì)研究區(qū)地震地質(zhì)條件和電磁法勘探地電工作條件進(jìn)行了對(duì)比梳理總結(jié)（表1）。研究區(qū)5號(hào)煤層埋藏深度一般在350～500m之間，煤層厚度較穩(wěn)定，煤層反射波良好，與頂、底板巖層的電性差異明顯，地震地質(zhì)條件和電測(cè)法地電條件良好。然而，因地表?xiàng)l件復(fù)雜、黃土覆蓋層較厚等，表淺層地震地質(zhì)條件和電測(cè)法地電條件較差，是制約物探工作的難點(diǎn)所在。

2.2 研究成果

截至2018年底，澄合礦區(qū)共完成二、三維地震勘探項(xiàng)目27個(gè)，完成面積78.66km2。較地質(zhì)勘探更加精細(xì)地解釋了5號(hào)煤層的賦存形態(tài)及埋藏深度，解釋了新生界松散覆蓋層的厚度，預(yù)測(cè)了各地震勘探區(qū)內(nèi)煤層厚度的變化趨勢(shì)；共解釋斷層365條，褶皺59條，采空區(qū)6塊，陷落柱1個(gè)，煤層風(fēng)氧化帶多處。

目前，礦區(qū)共開(kāi)展地面電磁工作14項(xiàng)。完成地面瞬變電磁物理點(diǎn)18606個(gè)，完成井下瞬變電磁超前探260余次，完成井下電測(cè)深130余次。主要作用是對(duì)煤層圍巖的富含水性，煤層內(nèi)斷層的導(dǎo)水性，對(duì)奧灰?guī)r頂界附近巖溶發(fā)育及富水性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 適用性分析

研究區(qū)內(nèi)三維地震勘探采用的觀測(cè)系統(tǒng)均為規(guī)則束狀觀系統(tǒng)，一般有10線10炮和8線8炮兩種類型，根據(jù)各勘探區(qū)目的層埋藏深度，采用不同的接收道，來(lái)調(diào)整最大炮檢距。從實(shí)際施工效果來(lái)看，這兩種觀測(cè)系統(tǒng)觀測(cè)方位角較寬，炮檢點(diǎn)的分布能夠使共中心點(diǎn)保證均勻覆蓋。

地面瞬變電磁測(cè)深法對(duì)淺層地層反應(yīng)差，普適于研究區(qū)目的層埋深大于100m的勘探工程。

直流電測(cè)深法適用于研究區(qū)淺部目的層（埋深小于100m）的勘探或輔以瞬變電磁進(jìn)行地層電性判別，但該方法受地形限制較大。

瞬變電磁法（TEM）觀測(cè)的是二次場(chǎng)，可在近區(qū)進(jìn)行觀測(cè)（采用重疊回線裝置），其定向性好，可用于井下全方位探測(cè)，探測(cè)距離20～100m，但井下錨網(wǎng)支護(hù)對(duì)其數(shù)據(jù)存在一定影響。

礦井直流電法具有原理成熟、方法靈活、儀器簡(jiǎn)便，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，最佳探測(cè)距離0～80m，該方法對(duì)井下接地條件要求較高，且施工效率低。

4 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)表、淺層地震地質(zhì)條件和電測(cè)法地電條件較差，中、深層地震地質(zhì)條件和電測(cè)法地電條件良好。

（2）三維地震勘探采用的觀測(cè)系統(tǒng)均為規(guī)則束狀觀系統(tǒng)，一般有10線10炮和8線8炮兩種類型；瞬變電磁法普適于研究區(qū)目的層埋深大于100m的勘探工程；直流電測(cè)深法適用于研究區(qū)埋深小于100m的勘探；瞬變電磁法可用于井下全方位探測(cè)，探測(cè)距離20～100m。

參考文獻(xiàn)：

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