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    可變觀測系統(tǒng)三維地震在礦產(chǎn)勘探中的應(yīng)用

    2021-04-05 15:06:06李小磊
    中國金屬通報(bào) 2021年1期
    關(guān)鍵詞:井田工區(qū)傾角

    李小磊

    (新疆維吾爾自治區(qū)煤田地質(zhì)局綜合地質(zhì)勘查隊(duì),新疆 烏魯木齊 830009)

    地球物理勘探技術(shù)在礦產(chǎn)勘探中主要方法有測井、地震、電法、磁法及重力勘探技術(shù)[1,2],而地震勘探在勘探中起著越來越重要的作用。隨著礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)的難度增大,礦產(chǎn)勘探轉(zhuǎn)向地表復(fù)雜、構(gòu)造復(fù)雜、埋藏較深、儲(chǔ)量規(guī)模更小的目標(biāo),對(duì)獲取的地震資料信噪比、分辨率、成像精度等提出越來越高的要求,三維地震勘探技術(shù)就是為解決這些問題而產(chǎn)生的一種新方法[3-5]。

    在三維地震的實(shí)際使用過程中,根據(jù)每個(gè)工區(qū)的不同地質(zhì)情況,必須設(shè)計(jì)不同的觀測系統(tǒng),才能提高其地震勘探效果。在該工區(qū)由于地質(zhì)構(gòu)造造成煤層整體為西北埋深淺,東南埋深深,煤層海拔深度差異約700m左右,煤層埋深變化特別大。項(xiàng)目根據(jù)煤層在工區(qū)不同區(qū)域的埋深分布設(shè)計(jì)了8×48=384(淺部)、8×60=480(中部)、8×72=576(深部)三種觀測系統(tǒng),以達(dá)到不同埋深目的層的成像精度,精細(xì)化解釋出煤層埋深、厚度以及構(gòu)造成果[1]。

    1 工區(qū)地質(zhì)及地球物理概況

    1.1 地質(zhì)與構(gòu)造

    工區(qū)內(nèi)詳查階段揭露主要地層有侏羅系、新近系和第四系。含煤地層為侏羅系中統(tǒng)西山窯組下段,共含煤9層,可采煤層5層,分別為7號(hào)、9-2號(hào)、9-1號(hào)、11號(hào)、12號(hào),可采總厚度0.80m~56.99m,平均厚20.11m。

    含煤地層呈背斜形態(tài)產(chǎn)出,背斜軸在井田西-中段北東-南西向在井田東段沿北西-南東向展布,向東、西延入鄰區(qū)。背斜北翼被DF20破壞。背斜北翼巖層傾角稍陡,一般在5°~10°之間,靠近井田西北邊界一帶受DF20斷層影響,傾角在30°~65°左右;背斜南翼巖層產(chǎn)狀平緩,傾角4°~6°。由于構(gòu)造的影響造成煤層整體為西北埋深淺,東南埋深深,煤層海拔深度差異約700m左右。

    1.2 地震地質(zhì)條件

    區(qū)內(nèi)主要的含煤地層為下侏羅統(tǒng)八道灣組(J1b),區(qū)內(nèi)有兩組穩(wěn)定厚煤層,為本次勘探的主要目的層,煤層與圍巖波阻抗差異明顯,煤層頂、底板巖性主要為砂巖、礫巖,與煤層的物性差異較大,有利于得到較強(qiáng)的反射波信息,且煤層發(fā)育較厚,能得到較強(qiáng)的反射波[2]。

    2 勘探技術(shù)與方法

    根據(jù)構(gòu)造的影響造成煤層整體為西北埋深淺,東南埋深深,煤層海拔深度差異約700m左右。采集數(shù)據(jù)采取以8線8炮制計(jì)算,布置線束52束,垂直于地質(zhì)構(gòu)造走向,檢波線距40m,道距20m,檢波線212條,炮線416條,炮距為60×20m(淺部),100×20m(中部),120×20m(深部),變炮距位置分別位于區(qū)內(nèi)的中部目的層埋深在450m和700m附近,這樣可以有針對(duì)性的對(duì)不同埋深煤層作為目的層進(jìn)行有效地震勘探。

    表1 三維地震施工參數(shù)表

    圖1 全區(qū)炮、檢點(diǎn)分布圖

    圖2 全區(qū)實(shí)際覆蓋次數(shù)圖

    3 地震地質(zhì)成果

    通過設(shè)計(jì)的可變觀測系統(tǒng),采集到了高保真、高信噪比、高分辨率的原始資料,通過精細(xì)化處理和解釋,解釋出了目標(biāo)煤層的埋深、厚度、露頭以及全區(qū)落差5m以上的斷層[3-7]。

    圖3 精細(xì)化處理后三維地震數(shù)據(jù)體

    3.1 解釋煤層情況

    通過三維地震勘探技術(shù)解釋出了該區(qū)目標(biāo)煤層的深度、厚度及起伏形態(tài)。

    全區(qū)7號(hào)、9-1號(hào)、11號(hào)三層煤層主體形態(tài)都為一單斜形態(tài),受構(gòu)造控制井田北部發(fā)育背斜構(gòu)造。單斜整體走向呈現(xiàn)北東東-東,傾向?yàn)槟蠔|東-南,背斜整體為東西走向。

    煤層以SF2斷層為界,在勘探區(qū)東部傾角較緩,傾角一般在4°左右;在勘探區(qū)西部傾角較陡,傾角在12°左右。在SF2斷層以西煤層埋深最淺,海拔標(biāo)高為約+590m,在工區(qū)東南煤層埋深最深,海拔標(biāo)高為約-380m。

    3.2 解釋構(gòu)造情況

    全區(qū)共解釋出斷層29條,落差最小3m。其中正斷層4條,逆斷層25條;落差5m以下斷層1條,落差5m~9m的斷層10條,落差10m~19m的斷層12條,落差20m~50m的斷層3條,落差50m以上的斷層3條。

    勘探前后區(qū)內(nèi)構(gòu)造解釋存在一定變化(見圖4)。

    圖4 9-1號(hào)煤層勘探前后構(gòu)造對(duì)比示意圖(藍(lán)色為勘探前,紅色為勘探后)

    三維地震勘探后對(duì)區(qū)內(nèi)的構(gòu)造進(jìn)行了精細(xì)化解釋,修正了二維地震時(shí)的成果,精細(xì)化解釋了斷層的分布[8-11]。

    4 結(jié)語

    通過在該工區(qū)針對(duì)煤層埋深變化的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了三種觀測系統(tǒng),提高了目的層的埋深、厚度以及相應(yīng)的構(gòu)造解釋精度,取得了良好的地質(zhì)成果,為下一步井田的開發(fā)提供了更加詳細(xì)的資料保障。

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