胡家河煤礦古河道演化特征研究

孫文華 柯 緯 楊艷萍

（1、陜西省煤田物探測繪有限公司，陜西 西安710000 2、國土資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點實驗室，陜西 西安710000）

1 概況

胡家河井田位于陜西彬長礦區中北部的涇河東側，井田內大部為黃土所覆蓋，基巖出露甚少。侏羅系中統延安組是本區主要含煤地層，假整合于三疊系胡家村或侏羅系下統富縣組之上。由于受古地貌及構造運動的影響，其沉積厚度變化較大，在古地貌的低洼區，其沉積厚度較大。煤礦開采過程中，發現4 號煤局部存在煤層被沖刷的痕跡，煤層厚度變化較大，對煤礦開采造成了較大的影響，本次主要對侏羅紀時期該地區古河流的演化特征進行分析研究。

2 延安組沉積相

勘探區延安組均為陸相沉積，主要發育河流-湖泊三角洲沉積體系。

延安組的湖泊為小型的淺水覆水湖泊，湖泊整體較淺，延一段分布廣泛。延二段湖泊退縮，湖泊的退縮與三角洲的進積相輝映，整體湖泊面積逐漸減小，直到延三段地層抬升湖泊消亡。延安組一段以濱湖沉積為主，當地層抬升，水流退去，在溫熱、潮濕的氣候條件下，淹沒在水中的植物尸體經過泥炭化作用形成泥炭沼澤。延安組的主要含煤巖層就是這時期的泥炭沼澤形成的，由于沉降穩定，成煤作用得以持續進行，形成了穩定的厚煤層。延安組二段發育三角洲相沉積，以三角洲平原相為主，以河流為主要控制條件。根據區內鉆井揭露的分流河道相主要發育在延二段，巖性多為粗砂巖、中砂巖，粒度較粗以石英為主，分選中等，次圓狀，基底具沖刷面，底部有零星的礫石。區內煤層沖刷變薄為該時期河道沖刷所致。

3 地震屬性優選

根據胡家河401 盤區實際揭露的煤層沖刷情況，利用地震屬性技術，通過以往的解釋經驗，認為頻率體對煤層沖刷有較好的反映。對地震數據進行頻譜分解，通過對比不同的頻率體，延煤層頂板切取頻率切片，可以看到7Hz 頻率數據體對古河道的反映最為清楚，符合地質規律。延煤層頂板切取頻率切片，對應深度為鉆孔H40501 頂板，巖性為礫巖和含礫粗砂巖。對應鉆孔H40506 深度處巖性為含礫粗砂巖。地震響應特征為紅黃-藍紫色異常，巖性與地震響應特征匹配，因此，可以認為該異常是礫巖和含礫粗砂巖的地震響應特征，可以用該異常解釋煤層頂板礫巖分布范圍，即4 煤頂板沖刷范圍（圖1）。

4 古河道演化過程

4.1 侏羅系早期

利用前面所選的7Hz 頻率體，延煤層上下切取不同地質時期的切片，可以直觀的反映出古河流的沖刷范圍，如圖2 所示，為侏羅世早期沉積時期，可以看到，河道在勘探區西南部發育，該處為三疊系沉積基底隆起位置，延安組地層沉積缺失，河道直接沖刷三疊系沉積基底，主河道為2 條，為下圖中紫紅色區域。

圖1 砂礫巖地震響應特征

圖2 侏羅世早期河道形態

4.2 延安組二段早期

在煤層頂板附近切取切片，如圖3 所示，反映的是延安組二段早期時期古河道的發育形態及范圍，可以看出，河道進一步向區內延伸，主河道為2 條，向北延伸出勘探區外。在勘探區西南部水動力條件較強，河道較寬，水流對煤層沖刷較重，在H40501鉆孔附近煤層沖刷厚度約為3m。北部水動力條件變弱，河道變窄，河流對煤層的沖刷較弱。

4.3 侏羅世晚期

在侏羅世晚期切取切片，如圖4 所示，反映的是侏羅世晚期古河道的發育形態及范圍，可以看出，隨著地層抬升，河道逐漸向西南方向退縮，勘探區內河流消失。

5 結論

圖3 延安組二段早期河道形態

圖4 侏羅世晚期河道形態

本次研究利用頻譜分析技術，對侏羅世時期古河道的演化特征進行了分析研究，在侏羅世早期，河道在研究西部，河道直接沖刷三疊系沉積基底。到侏羅世中期，隨著地層沉降，河道進一步向區內延伸，貫穿整個研究區，在北部水動力條件變弱，河道變窄，河流對煤層的沖刷較弱。到侏羅世晚期，隨著地層的抬升，河道逐漸向西南方向退縮，勘探區內河流消失。