■曹泽鑫 张龙飞 胡永勤

（内蒙古煤田地质局117勘探队 内蒙古鄂尔多斯 017000）

浅析磁法勘探在探测煤层火烧区中的应用

■曹泽鑫 张龙飞 胡永勤

（内蒙古煤田地质局117勘探队 内蒙古鄂尔多斯 017000）

本文以内蒙古某煤矿区为例浅析了磁法勘测在探测煤层火烧区域中的应用，该煤矿区工作程度相对较低，通过文献查找信息较少。采取磁法勘探、地质调查及钻探手段对勘探区内地层分布、煤层赋存状态、煤层火烧区范围予以查明。煤层经过自燃后，其自身及顶底板围岩的物理化学性质发生较大改变，其中磁化率指标自燃前后变化相对较大。根据这一物性参数选取磁法勘探结合地面调查手段对勘探区内煤层的火烧范围及深度进行探查。通过对磁测数据进行化极、延拓、反演，结合地调成果得到相应地质模型，并在此基础上进行了钻探验证，基本查明了勘探范围内地层、煤层火烧区赋存状态，勘探成果对后期工作具有指导意义。

磁法勘探磁化率火烧区地质模型

1 地质概况

煤矿区地层主要为石炭系太原组(C3t)和羊虎沟组(C2y),其中C2y为主要含煤地层,由泥岩、粉砂岩、细砂岩、中粗粒砂岩以及炭质泥岩和煤层组成,局部见有灰岩和页岩。地质编号煤层13层,由ZK305(C3t、C2y1~8煤)、ZK302(C2y9~12煤)、ZK306(C2y13煤)等钻孔组成标准剖面进行对比,地层由北向南倾斜,南面倾伏,北面翘起,南面见及C3t地层,北面见及C2y地层,C2y所含煤层均为无烟煤类。工作区域位于第四系多为冲积、洪积物，大面积分布于坡前和沟谷中，主要成分为黄土。工作区面积约1km2，呈矩形状，南北长1.4km，东西宽0.7km。前人提供资料勘探区内发育一轴向近南北的向斜，经过实地踏勘，发现两翼地层倾角相对平缓，勘探区内地层基本呈一向南倾的单斜构造，倾角15°～20°。

2 工作方法

磁测采集选用3台GSM-19t质子磁力仪，1台仪器做日变采集，其他2台流动采集。采集工作开展前对3台仪器进行噪声水平试验、主机、探头一致性试验，实验结果满足规范要求。日变站选取严格按照规范要求，此次工作选取日变站一处，早晚校正点一处。工作区内地形地势复杂，结合地层出露特点，选择东西向布置勘探线，勘探网格20m×50m，点距20m，线距50m。

3 资料处理

3.1 磁异常化极

工作区内无磁性干扰，操作规范，采集数据质量可靠。磁测数据经过日变校正、高度校正后得到ΔT磁异常值。磁场计算公式ΔT= TC-T0+Tr+Tg。其中，TC为观测值；T0为基点值；Tr日变改正值；Tg为高度改正值，工作区范围较小不需要纬度改正。对磁异常数据做滤波、化极、解析延拓、反演技术处理后，逐步获取相关技术成果。化极是把斜磁化异常化为垂直磁化(化到地磁极)，消除由于磁化场的倾角和偏角引起的磁异常不对称性的一种滤波技术。图1中显示在测线1800～2450这一范围内，如虚线圈定位置，磁异常值明显高于勘探区其他部位，最高值大于800nT。异常区域呈椭圆状，长轴近东西向，长度约700m；短轴近南北向，长度约400m。

3.2 磁异常延拓

向上延拓处理方法主要作用是削弱局部干扰异常，反映深部异常分布规律。为了更好地了解不同深度区域火烧区引起的磁场变化，在化极的基础上作出50，100，150m三个不同高度向上延拓计算。从延拓处理的效果看，向上延拓50m时磁场信息变化较大，局部小异常消失，异常峰值由700nT减弱到150nT，高异常范围缩小；当延拓100m时，磁场高异常值基本消失，中心峰值约50nT，整个勘探区内磁场相对平稳；上延150m后50nT等值线范围形成很小的圈闭，勘探区内其他处磁场梯度相对较小。通过对比延拓不同高度的磁场信息，推断火烧岩体的深度小于150m。

图1 磁异常化极等值线平面

3.3 磁异常反演

此次反演方法为二度半任意多边形截面柱体磁异常交互反演，根据选定数学地质模型及磁场正演计算公式，计算初始模型参数得到理论场值与实际观测场值之间的误差，利用输出曲线图形与实测曲线的不一致性或残差，依靠个人经验结合地质情况反复修改模型及参数，以达到最佳拟合效果。磁化强度选取依据为烧变岩及其围岩标本测定结果，实际选取值为2000×10-3～6000×10-3A/m。黑色实线为实测磁异常曲线，虚线为反演拟合曲线；下部为反演推断火烧体形态，该推断成果与已知地质情况基本吻合。结合地形地质条件，在1400线500点处布置钻孔一处，浅部揭露煤层火烧体，进尺30.5m揭露中石炭统火山碎屑岩，根据区域地质情况可知深部已无煤层。

4 结语

主要通过磁法勘探手段对煤层火烧范围及深度进行探测，通过对勘探区内岩矿石磁参数测定分析，包括烧变岩、煤层顶底板围岩、未燃烧岩石参数对比测量，根据物性参数统计对实测磁异常数据进行了化极、延拓等技术处理以及磁异常反演，结合地质情况综合解释，基本查明了勘探区内煤层的赋存状态及其燃烧情况，结合钻孔资料，对深部地层赋存状态有新认识，确定出露火烧煤层为下侏罗统八道湾组地层，深部无煤层。此次工作成果对后期矿山开发具有明确指导意义。

［1］陈敏，邵伟.应用地面磁法圈定煤田火区边界 ［J］.物探与化探，2010，34(1)：89-92.

［2］张秀山.新疆煤田火烧区特征及其勘探灭火问题探讨 ［J］.西北地质.2001，34(1)：18-26.

X752[文献码]B

1000-405X（2015）-10-140-1