二维地震勘探在伊犁盆地南部煤田勘查中的应用

2016-11-15马永东刘延兵

甘肃科技 2016年19期

关键词：剖面断层勘探

马永东，刘延兵，邓　伟

（甘肃省地质调查院，甘肃　兰州　730000）

二维地震勘探在伊犁盆地南部煤田勘查中的应用

马永东，刘延兵，邓伟

（甘肃省地质调查院，甘肃兰州730000）

在新疆伊犁盆地南部侏罗纪煤田煤炭资源勘查中，采用二维地震对阿尔玛勒煤炭勘查区进行勘探，通过数据处理及地质解释，大致查明了区内主要煤层底板起伏形态及煤层厚度变化趋势；搞清了勘查区构造形态，并对区内断层和断点进行了解释。取得了丰富和详实的煤田地质成果，从而进一步指导该区的煤炭勘查工作。

二维地震；勘查；煤层；断层；构造形态

新疆伊南煤田资源量巨大，煤层稳定，靠近盆地边缘埋藏浅、易开采、煤质优良，以长焰煤为主，次为不粘煤，以及少量的弱粘煤，是良好的工业动力、化工用煤及生活用煤。该区含煤地层为下侏罗统八道湾组（J1b）、三工河组（J1s）及中侏罗统西山窑组（J2x）。本次工作主要在伊犁盆地南部阿尔玛勒勘查区开展二维地震勘探工作，施工地震测线29条，完成物理点14194个，获得时间剖面209.885km。通过地震数据处理及解释，获得了丰富和科学的煤田地质成果。

1　地质及地震条件

1.1地质概况

伊犁盆地是在前二叠纪褶皱基底的基础上，于二叠纪扩张、裂解，经历了二叠纪后的拗陷、隆升、改造而成的山间盆地。区域基底主要是石炭系中酸性火山岩、花岗岩及二叠系火山沉积碎屑岩、正常沉积岩。盖层为中新生代陆湖相碎屑岩建造，也是主要的含煤建造。区内主要的含煤地层是中下侏罗统水西沟群，共有12层煤层，煤层总厚度达48m，其中可采厚度有41m。其中，侏罗纪八道湾组含煤层5层，煤层平均总厚度12m，地层平均厚度155m；侏罗纪三工河组含煤层2层，煤层平均总厚度3，地层平均厚度93m，含煤系数为5.18%；侏罗纪西山窑组含煤层5层，煤层平均总厚度32m，地层平均厚度103m，含煤系数为31.73%，均为可采煤层。

1.2地震地质条件

勘查区位于伊犁盆地南缘。总体地势南高北低，海拔高度一般在700～1500m之间，西北部地势较平缓，但多为农田和树林，东南部局部切割相对强烈，属侵蚀剥蚀低山地貌，区内近南北走向的冲沟给野外施工带来不便。本区地层构造简单，主要目的层位赋存稳定，主要可采煤层以上无强反射层覆盖，煤层顶、底板能形成较强反射波，且反射波组特征明显，易于反射层位的对比解释。本区地表和浅层地震地质条件较差，深层地震地质条件较好。

2　地震资料的地质解释

地震资料的解释首先就是地震反射波的标定，确立地层特别是主要目的层与其地震反射波的对应关系。根据本区钻孔实际揭露地层情况和测井资料显示，煤层附近地层中没有明显的岩性分界面，不会形成对煤层顶底反射产生较大影响的较强的反射波组。因此本区M1煤层反射波在时间剖面为上一组能量强，信噪比高，连续性好的反射波。M1煤层反射波组能量较强，连续性好，利于反射波的对比追踪（如图1所示）。

图1　M1煤层标准反射波示意图

2.1构造解释

地震资料解释的关键是时深转换，进行时深转换后，地震数据由时间域变为空间域，即反应主要目的层的构造形态。利用M1煤层反射波，辅以其他可追踪对比的反射波，在工作站上对全区地震资料进行追踪对比，对比在叠加剖面上进行，在测线交点上采用整道波形闭合的方法，消除局部异常或干扰波带来的假象。断层在地震时间剖面上表现为同相轴错断、扭曲、强相位转换等特征。图2为大断层，图3为小断层显示。当表层速度变化不大时，煤层褶曲形态在时间剖面上得到直观地反映，如图4。

图2　大断层在时间剖面上的显示图

图3　小断层在时间剖面上的显示图

图4　褶曲在时间剖面上的显示图

2.2煤层解释

1）煤层厚度。当煤层厚度较大时根据煤层顶、底板反射波时差解释煤层厚度，M8煤层平均厚度20m左右。M1煤层厚度平均8m左右，其顶底板反射波的时间正好叠加在一起，在时间剖面上为一能量较强的复合波，可以根据煤层反射波振幅等动力学参数解释煤层厚度。由此可绘制煤层等厚线平面图，等厚线间距1m（如图5所示）。

图5　M1煤层等厚线平面图

2）煤层赋存边界。在覆盖层厚度较大时，利用时间剖面可以比较准确的解释煤层的赋存边界，一般情况下，煤系地层与其上面盖层一般为角度不整合关系，这为识别煤系地层的反射波提供了依据，并可利用其特征较准确的确定隐伏煤层露头位置；当盖层厚度较小时，由于难以得到很浅的煤层反射波，此时解释的煤层的露头位置为煤层赋存边界的视边界（如图6所示）。

图6　M1煤煤层露头解释图

3）煤层底板等高线图。利用t0等时线图和速度场进行计算得到M8煤层底板到基准面的深度图，用基准面与其相减得到M8煤层底板等高线图（如图7所示）。

图7　M8煤层底板等高线图

3　地质成果

3.1煤层

1）M1煤层。北区煤层底板呈南东东走向，向北东东倾伏的近似单斜形态，中部为一向西高角度倾斜的狭长地带，往西煤层埋深急剧增加，最深达到1700m，煤系地层基本呈平缓状向西北产出。南区基本为一盆状凹陷，其中育有次一级褶曲，F1断层以西煤层埋深大，断层下盘煤系地层产状局部变化大，地层倾角达45°。M1煤层基本全区赋存，厚度稳定，全区可采，尤其是北部为主采煤层。

2）M8煤层。其空间赋存状态与M1煤大致近似，在北区东部其赋存范围仅限于靠近伊犁河的近似条带状内，M8煤厚度比较稳定。南区M8煤厚度局部变化较大，多出现分叉合并现象，单一煤层厚度最大33m。

3.2构造

总的来看区内断裂构造不发育，查明了区内落差大于50m的断层，并对落差小于50m的断层和断点进行了解释。全区共解释断点13个，其中A级断点13个，组合断层3条，均为可靠断层（如图8所示）。